Способ получения медно-аммиачного волокна

 

ОП ИСАНЙЙ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (740874

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6() Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено13.09.77 (2() 2527701/23-05 (5! )М. Кл.

D01 F 2/08 с присоединением заявки №

Государственный комнтет (23) Приоритет— пв делам изобретений и открытий

Опубликовано 15 06.80. Бюллетень ¹22

Дата опубликования описания 16.06.80 (53) УДК 677. .462(088.8) 3. А. Роговин, Т. В. Петрова, Л. С. Гальбрайх, E.М.Могилевский, И. Г. Шимко, 3. А. Зазулина и В. В. Графов (72) Авторы изобретения (7i) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДНО-АММИАЧНОГО

ВОЛОКНА

Изобретение относится к разработке способа получения медно-аммиачного волокна формованием прядильных растворов в осадительные ванны, содержащие водные растворы кислот.

Гидратцеллюлозные волокна получают 5 путем формования вискозных прядильных растворов (вискозное волокно} и медноаммиачных прядильных растворов (медноаммиачное волокно).

Основным типом гидратцеллюлозного волокна, выпускаемого в промышленном масштабе, является вискозное волокно.

Однако технологический процесс получения этого вида волокна связан с использованием и выделением в окружающую t5 среду токсичных веществ, что сдерживает расширение производства вискозного волокна, В промышленном масштабе для раст2D ворения целлтолозы с целью получения другого типа гидратцеллюлозного волокна — медно-аммиачного — используется раствор комплексного соединения гидоо2 окиси меди и аммиака — аминкупрум (f) гидроксида — в концентрированном водном растворе аммиака благодаря высокой его активности как растворителя, доступности и нетоксичности .

Медно-аммиачное волокно в промышленном масштабе получают цо двухванному водному способу. При этом в первой ванне осуществляют осаждение водой медно-аммиачного комплекса целлюлозы (NAKII) во второй — разложение

NAKII 1,5-2%-ным раствором серной кислоты (1).

Получаемое по водному споеобу медно-аммиачное штапельное волокно и тек<» тильные нити имеют прочность 11,022,0 гс/текс и удлинение 10-19%.

Основными недостатками двухванного водного способа формования медно-аммиачного волокна являются: низкая Ilpoизводительность используемого оборудования (мягкие условия коагуляции при водном способе формования и используемое аппаратурное оформление процесса не поз3 74 воляют увеличить число отверстий в фильере и скорость формования медно-аммиачных волокон), отсутствие аффективной пластификационной вытяжки свежесформованного волокна затрудняет получение медно-аммиачных волокон повышенной прочности, повышенная склеенность элементарных волокон, Следует указать, что при формовании медно-аммиачного волокна по двухванному водному способу в водную ванну вводят сульфат натрия в количестве 0,10,2% и сульфат аммония в количестве до 0,1%. Однако низкая концентрация указанных солей не позволяет осуществлять регулирование скорости высаживания и разложения медно-аммиачного комплекса целлюлозы. При определении у МАКБ при формовании волокна по атой схеме было найдено, что ата величина равна 120-140, вследствие чего при механическом воздействии на нить происхопить не пластификационное вытягивание

/ а необратимое течение раствора (фильерная вытяжка).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является однован-. ный способ получения медно-аммиачного волокна путем формования медно-аммиач ного прядильного раствора в водную кислотную осадительную ванну, содержашую

40%-ный водный раствор серной кислоты, . с послепующей промывкой свежесформованного волокна f2) .

Быстрое разложение медно-аммиачного комплекса пеллюлозы в ванне такого состава исключает возможность регулирования скорости разложения комплекса пел- люлозы и тем самым обеспечения дальнейшегоепластификационного вытягивания что приводит к получению медно-аммиачных волокон с низким и физико-механическими показателями, Поатому однованный кислотный способ не получил широкого практического применения, Белью изобретения является повышение прочности и аластичности волокна за счет обеспечения оптимальной величины степени заме пвния медно-аммиачного комплекса целлюлозы в свежесформованном волокнеф =10-30).

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения во лочке P) в качестве ееелктельчвй вечны используют водный раствор серной или уксусной кислоты с добавкой натриевых, аммонийных и медных солей указан

0874 4 ных кислот, при следуюшем соотношении компонентов, вес,%:

Серная или уксусная кисJIOT& 1-10

Натри евая соль 1 0-25

Аммонийная соль 1-25

Медная соль О, 1-0,5

Вод& Остальное, и свежесформованное волокно подвергают

l0 вытяжке на 15-30% в пластификационной ванне, соцержашей водные растворы указанных кислот и натриевых, аммонийных и медных солей этих кислот. при следующем соотношении компонентов вес.%:

15 Кислота 0,5-5 0

Натриевая соль 0,5-10,0

Аммонийная соль 0,5-1 0,0

Медная соль О, 1-5,0

Вода Остальное

2О Пример 1. Для приготовления медно-аммиачного раствора целлюлозы используется известный редим приготовления: кордная сульфатная целлюлоза с содержанием с(— целлюлозы 97%, степень полимеризации целлюлозы 820, гидроокись меди, водный 25%-ный раствор аммиака. Цикл приготовления медно-аммиачного комплекса целлюлозы: загрузка реактива 0,5 ч, растворение пеллюлозы 2,0ч, ЗО разбавление медно-аммиачного комплекса пеллюлозы 1,5 ч, Растворение проводят при 8-10 С, разбавление при 10-12 С. фильтрация медно-аммиачного комплекса целлюлозы с целью удаления механичес35 ких примесей; пна первой и второй фильм рации через капроновую ситовую ткань арт, 76, на третьей фильтрации через капроновое нетканое полотно, обезвоздушивание и удаление аммиака проводят в те40 чепие 5 ч при вакууме 660 мм рт,ст.

Характеристика медно-аммиачного ком плекса

Содержание %:

Целлюлоз а 10

45 Медь 4

О

6 вязкость при 20 С по методу падающего шарика (масса 0,12-0,13г) .230 с, степень полмимеризации целлюлозы в раст5О воре 320.

Получение комплексной нити путем осаждения и разложения медно-аммиачного комплекса целлюлозы осуществляют через фильтр 40/О, 08 со скоростью

60 мlмин (плина пути нити в ванне

0,30 м), в осапительной ванне, содержащей Bec.%: И 5045, МО25О420,(НЦ4) 60 -4, CuQO4 0,5 температура осадительной ванСодержание, %Ыеллюлоэа 7

Медь 2,8

Аммиак 4,2р о

)5 вязкость раствора при 20 С по методу падения шарика 195 с, степень полимериэации целлюлозы в растворе 420-440.

Условия получения нити согласно примеру 1. Используют осадительную ванну

20 следующего c00TGBB, Вес,%: H @ SO 1;

Na S 04 10;(Я,Ю 1;Со5О40,3. Выходящую из осадительной ванны свежесформованную нить с Д" МАКИ-30 подвергают пластификационной вытяжке на 30%

25 в пластификационной ванне следующего состава, вес.%: HgSQ4 0,5;NogSO4 5;(Них)ф04

2,5 Со GG4 О, I. Температура 80 С.

Последующая обработка нити согласно примеру 1. Полученная нить имеет прочЗо ность 20-22 гс/текс, удлинение 16-18%.

Пример 5. Приготовление медноаммиачного комплекса целлюлозы осущест7 вляют по примеру 4. Осадительную ванну используют следующего состава, вес.%:

35 H SO4 ОюМР, а,, 5;(MHZ)„Sg 25;Си 5040,3.

Условия получения нити согласно прймеру

1. Выходящую иэ осадительной ванны нить с +MAKII 12 подвергают пластификационной вытяжке íà 20;, Пластификационная

40 ванна согласно примеру 4, Получают нить прочностью 17 гс/текс и удлинением 15%.

Пример 6. Приготовление медноаммиачного комплекса целлюлозы согласно примеру 4, Условия получения волокна

45 согласно примеру 3. Используют осадительную ванну следующего состава, вес.%: к 5045;va

Выходящее из осадительной ванны свежесформованное волокно с - 25 подвер5Î гают пластификационной вытяжке на 25%.

Пластификационная ванна согласно примеру

4, Получают волокно с прочностью 20 гс/текс удлинением 28-30%.

Пример 7, Прядильный раствор

55 готовтя согласно примеру 1. Формуют в осадительную ванну согласно примеру

2. Выходящую из осадительпой ванны свежесформованную нить с 7 NAKII 10 под5 7 ны 45 С. Выходящую из осадительной ван ванны приведенного состава свежесфор- мованную нить с ) =20 (что обеспечивает возможность дальнейшего пластификационного вытягивания) подвергают пластификационной вытяжке на 30% в пластификационной ванне следующего состава, вес,%:+SO+ 0,5,йцфО 5,(NH4 2,5

CuS040,3. Температура пластификационной ванны 80 С. Сформованную нить тщательно промывают и подвергают авиважной обработке 0,5%-ным раствором

ОП-10, крутке 100 кр/м.

Полученная нить имеет прочность

22 гс/текс, удлинение 14-16%.

Пример 2. Медно-аммиачный комплекс целлюлозы готовят согласно примеру 1, Условия получения нити согласно примеру 1. Используют осадительную ванну, содержащую,вес,%: HzSO4. 10;

На SO4 15;(W41РРО СОЬО40 5„УМАКи при формовании в ванну такого состава. равна 10. Пластификационную ванну используют согласно примеру 1. Пластификационная вытяжка составляет 15%. Последующая обработка нити согласно примеру 1. Прочность нити 16 гс/текс, удлинение 9-11%, Пример 3. Получение штапельного волокна осуществляет из медно-аммиачного комплекса целлюлозы, получаемого согласно примеру 1, Получение волокна проводят через фильеру 10000-0,0 со скоростью 40 мlмин. (длина пути жгута в ванне 0,50-0,55 мм) в осадительной ванне, содержащей, вес.%:Н 5041, Йс ф04 25,(МН4 С 043,Си5040,5 темпера ура осадительной вайны 30 С. Выходящий из осадительной ванны жгут имеет

MAKll 25, подвергают пластификапионной вытяжке на 30% в пластификационной ванне согласно примеру 1. Жгут промывают, режут и подвергают авиважной обработке согласно примеру 1, Полученное волокно имеет прочность 2021 гс/текс, удлинение 25-28%.

- Пример 4. Для приготовления медно-аммиачного комплекса целлюлозы используется известный режим приготов,ления: кордная сульфатная целлюлоза с содержанием Ц. -целлюлозы 96,5% со степенью полимеризации 770, основная медная соль (основность 72,5%), водный 25%-ный раствор аммиака. цикл приготовления медно-аммиачного комплекса целлюлозы следующий: загрузка реактива 0,5 ч, растворение целлюлозы 2,5ч, разбавление медно-аммиачного комплек40874 6 са целлюлозы 1,5 ч. Растворение проводят при 6-8 С, разбавление при 8-10 С. о о

Первая и вторая фильтрация медно-аммиачного комплекса целлюлозы через капроновую ситовую ткань арт. 72-76, третья фильтрация через нетканое капроновое полотно, обезвоэдущивание и удаление аммиака в течение 10 ч при 660мм.рт.ст, Характеристика медно-аммиачного комплекса целлюлозы приведена ниже.

0874

Способ поупчения медно-ам миачного волокна формованием прядильного раствора в водную кислотную осадитепьную ювао ванну с поспедуюшей промывкой волокна, отпичаюшийся тем,что,с цепью повышения прочности и эластичности волокна, в качестве осадитепьной ванны используют водный раствор сер25 ной ипи уксусной кислоты с добавкой натриевых, аммонийных и медных солей указанных кислот при следующем соотношении компонентов вес.%:

Серная или уксусная

3l) киспота 1-10

Иатриевал соль 10-25

Аммонийнал сопь 1-25

Медная соль 0,1-0,5

Вода Оста пь ное и свежесформованное волокно подвергают Вытяжке на 15-30% в ппастификационной ванне, содержашей водные растворы указанных кислот и натриевых, аммонийных и медных солей этих лэ. кислот при спедуюшем соотношении компо,-.ентов, ВЕС.%:

Кислота

Иатриевая соль

Аммонийная соль

Медная соль

Цо да

0,5-5,0

0,5-10,0

0,5-10,0

О, 1-5,0

Остальное, 7 74

Вергают ппастификациионной вытяжке на

20% в ппастификационной ванне спеду|ощего состава, вес.%: И ВС 5;Nd>50 10; (NH ) 5С 0,5;Со 5С 5. Сфор мованную нит ь тшатепьно промывают и подвергают авиважной обработке 0,5%-ным раствором

ОП-10 и крутке 100 кр/м. Попучают нить с прочностью 18 гс/текс, удпинением 1 2-14%, Пример 8, Предельный раствор готовят согласно примеру 1„Формуют согласно примеру 3. Выходяший из осащхтельной ванны свежесформованный жгут с ) МАКП 25 подвергают лпастификационной вытяжке на 30% в плестификапионной ванне спедуюшего состава, вес.%: И 504 0,5 NG 50 0,5„(ЙНДБ010;

С,0 50 0, 1. ЖГ ут по дверг аетсл промывке, резке и авиважной обработке согпасно примеру 1. Получают волокно с прочность

22 гс/текс и упличением 27-29%.

П р н м е р 9, Прядильный раствор готовят согласно примеру 4. Условия формования согласно примеру 5. Выходную из осадительной ванны свежесфор-. мованную нить, которая имеет МАКП . 12, подвергают ппастификационной вытяж;е lla 25"; В ппастификапионн " ганне еле Гбющ(- Го состаВч„вес.% . l-l,l i-- 04 С!,.э:

Ко"ЯО1 0,5;(I,H1) 5О, 0,5;СОБИ„ Л. П следуюшая обраб .1тка нити сог;ысно пв:-::-. еру 1 ПО„: у«.ают l- : -rs; c ш-,очностьрэ

19-20 Гс/текс и чдлиненисм 1,"-.-,1 6, Пример 1О„Прящ.".Нный pàoòaop

Го". ОВЯт ООГласно примеру 4. !? Словил

Ьормования сОГпасно при, еГз 6» Вь ходя"шее из осадительной ванны свежесформованпое волокно с,» МАК11 25 подвергают ппастификационной Вытяжке на 30% в ппастнфикационной Ванне следуюшего состава, вес.%: Н50 5;1,"иэ, "=Од 10; (МН l . 0 10; - - 5Г О,1, Полу 1ают Вопокно с прочностью 2 -22 Гс/текс и удлинением 27-29%.

Переход от промышленного Вопнс: двух Ва нноГ О спОсоба получения м е дно-аммиа пю О ВОЛОкна B Воронках при испопь.—

ЗОВанни КОТОРО О ОГРаНИЧ=j е =КОРОСТЬ формования и производительность отдельного прядильного места, к формованию

110 ОДНО Ва ИНОМ э КИСЛОТНО- СОЛЕ БОМ У СПОсобу1 пОзволлюшему дпя получения мед— по-аммиачного волокна испопьзовать oboрудование вискозного производства, обеспечи иет: осушествпечие попностью безВредного процесса получения гидратцеплюпозного волокна (исключаетсл даже выделение аммиака, происходяшее при формовании по двухванному водному способу, значительное повышение производительности труда — почти в 5 раз, в результате применения дпя получения штапельного вопокна фильеры с числом отверстий 102U тыс„в отличие от водного двухванIï, ного способа попучения волокна, при ко. тором максимальное число. отверстий в фипьере составляет 4,0-4,5 тыс., снижение до минимума склеек волокон.

Формула изобретения

Источники информации, прицятые во внимание при экспертизе

1. Роговин 3, А. Основы химии и технолОГии химических ВОПОконв Ма1 Химий

1974, т. Х, с. 448-450, 2. Авторское свидетельство СССР

% 42887, кп. 3301 F 2/16, 1935 (прототип).

ПНИИПИ . Заказ 31.63/33 Тираж 502 Подписное

Фипиац ПНП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнал, 4