Способ получения раствора для формования ионообменных нитей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических, Республик (11)594219 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 21.0776 (21) 2402707/23-05 с присоединением заявки Рй

2 (51) М. Кл.

D01 Р б/28 (23) Приоритет

Гоаударетоояиыр иоаитет

Совета Наииотрое CCCP

No ааааа итооротеииа и отирытий (43) Опубликовано 2502,78 Бюллетень ph 7 (Щ УДК 677.494. 745. 32 (088.8) (45) Дата опубликования описания 31.01.78 (72) .Авторы изобретения

А.Н. Бараш, М.П. Зверев, К.К. Егоров, Е.П. Мясоедов и Л.A. Волков

Pl) Заявитель (54) спОсОБ пОлучениЯ РАстВОРА ДлЯ ФОРМОВАниЯ

ИОНООБМЕННЫХ НИТЕЙ

Изобретение относится к способам получения ионообменных волокнистых материалов, в частности к получению прядильного раствора для формования ионообменных нитей. б

Известен способ получения растворов для формования ионообменных волокон на основе сополимеров акрилонитрила и винилпиридина или его производных (lj .. Хотя указанные нити облада- 10 ют высокой обменной емкостью и удов.летворительными физико-механическими свойствами, получение их затруднено ввиду большой токсичности мономеров пиридинового ряда (предельная допусти- 15 мая концентрация винилпиридина 2мг/M?) и характерного трудно переносимого . запаха.

Известен взятый за прототип способ получения раствора для формования ионо-+ обменных нитей полимеризацией акрилонитрила с винилпиридином в органическом раствори еле с последующим введением эпоксиднодиановой смолы .(2J .

Иэ данных растворов формуют нити сухим или мокрым способом. В этом случае необходима тщательная отгонка непрореагировавших мономеров, которая тем не менее не позволяет отогнать

0,5-1Ъ непрореагировавших мономеров.

При таком количестве мономеров возникает загазованность производственных помещений, особенно трудно переносимая работающими с винилпиридином и

его производными.

С целью улучшения условий труда, предлагается дополнительно вводить после полимеризации в полученный раствор кислоту в количестве 0,1-1,0% от веса раствора.

В качестве кислоты используют концентрированные кислоты (соляная, уксусная и др.), позволяющие перевести непрореагировавшие мономеры виннлпиридина в солевую форму.

В качестве сополимера применяют сополимер акрилонитрила с мономерами пиридинового ряда или соотношении ацетонитрила и мономеров пирицинового ряда

80-20 г 20-80.

Пример 1. В колбу на 250 см.

i с мешалкой и обратным холодильником загружают реакционную смесь, состоящую иэ 75 вес.ч. растворителя — диметилсульфоксида (ДМСО), 15 вес. ч. акрилонитрнла, 10 вес. ч. 2-метил-5-винилпиридина (NB(I) и 0 15 вес. ч. аэодинитрила .Реакционную смесь нагревают до 70 С и проводят реакцию при данноЕ температуре SO мин. Весовая доля мо-.

594219 сильного основания, СОЕ по NaCK составляет 1-1,5 мг экв/г.

Пример 3. Аналогично примеру

1 осуществляют процесс полимериэации и демономеризации. В полученный прядильный раствор вводят 1Ъ соляной кислоты от веса раствора. Формование и вытяжку нити осуществляют аналогично примеру 2.

Полученную нить подвергают гидролизу 10Ъ-ным раствором едкого натра в течение 30 мин при 80 С. Нить обладает амфотерными свойствами. СОЕ по кислым группам 4-5 мг зкв/г, COE no основным группам 2,2 мг-экв/г.

Пример 4. Аналогично примеру 1 осуществляют процесс полимеризации и демономериэации. В раствор вводят 0,1% соляной кислоты от веса раствора. Формуют нить по известному способу. Нить имеет прочность 25 гс/текс, удлинение 18Ъ. При формовании запаха мономеров не ощущают. Ионообменные свойства аналогичны свойствам нити, описанной в примере 2.

П р-и м е р 2. В колбу на 250 см

Ф с мешалкой и обратным холодильником загружают реакционную смесь, состоящую иэ 75 вес. ч. ДИСО, 15 вес.ч. ак- 30 рилонитрила, 10 вес.ч. 4-винилпиридина (4-ВП) и 0,15 вес.ч. азодинитрила.

Полимеризацию осуществляют аналогично примеру 1. Весовая доля 4-ВП после демономеризации составляет 0,5Ъ. 35

В раствор добавляют при перемешивании

0,3% ледяной уксусной кислоты и 10вес.ч.

15%-ного раствора эпоксидной смолы

ЭД-5 в ДИСО и 1,0 вес.Ъ соляной кислоты. 40

Полученный раствор формуют в осадительную ванну, содержащую 50% ДМСО.и

50Ъ воды. Полученную нить вытягивают в 6 раз в две стадии: в пластификационной ванне и вытяжной трубе с электрообогревом при 200 C. *

Вытянутая нить имеет прочнос"-ь

32 гс/текс, удлинение 17%. Полная обменная емкость нити 2,4мг;зкв1г по

0,1 л н. НС8

Полученную нить подвергают гидролизу 10%-ным раствором едкого натра в течение 30 мин при 80 С.

Пример 6. В колбу на 250 см с мешалкой и обратным холодильником загружают реакционную смесь, состоящую иэ 75 вес.ч. растворителя - диметилформамида (ДМФ), 15 вес.ч. акрилонитрила, 10 вес.ч. МВП и 0,15 вес.ч. азодинитрила.

Реакционную смесь нагревают до

70ОС и проводят реакцию при данной температуре в течение 180 мин, Весовая доля МВП после демономеризации составляет 0,4%. В раствор добавляют при перемешивании 0,3% ледяной -уксусной кислоты и 10 вес.ч.

15%-ного раствора эпоксидной смолы

ЭД-5 в ДМФ. Запах МВП отсутствует.

Формоваиие и вытяжку нити осуществляют аналогично примеру 1.

Пример 7. В колбу на 250 см с мешалкой и .обратным холодильником загружают реакционную смесь, состояномеров, не вошедших в реакцию, составляет 8%, после отгонки 0,7%. Раствор имеет сильный характерный запах

МВП. В прядильной раствор добавляют

0,5Ъ концентрированной соляной кис- 5 лоты, затем раствор перемешивают при а.

70 .С в течение ЗО мин. Вязкость раствора при добавлении соляной кислоты практически не изменяется, а запах

МВП исчезает. )0

К полученному раствору добавляют

0,3 вес.Ъ эпоксидной смолы ЭД-20, затем раствор нагревают до 60 С и перемешивают при этой температуре 30 мин*

Из данного раствора формуют нить по 5 известному способу. Вытянутая нить имеет прочность 26 гс/текс, удлинение

22%.

Для сравнения формуют нить из раствора, полученного. в аналогичных условиях но беэ добавления соляной кислоты. При формовании ощущается силь-. ный запах МВП, который не исчезает в процессе промывки и вытягивания. Нить имеет проччость 23 гс/текс, удлинение 18% 25

Волокно обладает амфотериыми свойствами, COE по кислым группам

4,5 мг ° экв/г, CGE по основным груп-. пам 2,2 мг.экв/г.

Нить не изменяет физико-механические показа ели и обменную емкость после 10 циклов регенерации. 5Ъ-ным раствором едкого натра. Путем Й -алкилироваиия полученной нити 5%-ным водным раствором зпихлоргидрина при 90 С в течение

30 мии получают нить со свойствами 65 з

0р имер 5. В колбу на 250 см с мешалкой и обратным холодильником в загружают-реакционную смесь, состоящую из 75 вес.ч. растворителя — диметилацетамида (ДМАА), 15 вес.ч. акрилонитрила, 10 вес. ч. МВП и 0, 15 вес. ч. азодинитрила. Реакционную смесь нагревают до 70 С и проводят реакцию при дайной- температуре в течение 120 мин, весовая доля полимеров, не вошедших в реакцию, составляет 7Ъ, после отгонки 0,6Ъ.

В раствор добг ляют при перемешивании 0,3% ледяной уксусной кислоты и 10 вес.ч. 15%-ного раствора эпок-. сидной смолы ЭД-5 в ДМАА. Запах МВП практически отсутствует. Формование и вытяжку нити осуществляют аналогично примеру 1.

594219

Формула изобретения

Составитель И.Деьнина

Техред Э.Чужи:с Корректор П.Макаревич

Редактор О.Кузнецова Заказ 795/33 Тираж 573 Подписное

ЦНИИПЙ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Х-ЗБ, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, Г. Ужгород, ул. Проектная, 4 щую из 75 вес.ч. растворителя - ДМАА, 15 вес,ч. акрилонитрила, 10 вес.ч

-винилпиридина и 0,15 вес ° ч. аэодиитрила. Реакционную смесь нагревают до 70 С и проводят реакцию при данной температуре в течение 120 мин. Весовая доля 2-ВП после демономериэации составляет 0,6Ъ. В раствор добавляют О,ЗЪ раствора эпоксидной смолы ЗД-5 в ДМАА.

Запаха 2-ВП не ощущают. Формование и вытяжку нити осуществляют аналогично примеру 1.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет устранить загазованность „ помещений при получении ионообменных волокон и повысить технику безопасности в производственных помещениях.

Способ получения раствора для формования ионообменных нитей полимеризацией акрилоннтрила с винилпиридином в органическом растворителе с последующим введением эпоксиднодиановой смолы, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий труда, после полимериэации и полученный раствор дополнительно вводят кислоту в количестве 0,1-1,03 от веса раствора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9 407921у кл. С 08 7 220/48, 1973.

2. Патент Японии 9 13142, кл. 26 В 151, 1960.