Способ модификации поликапроамидных волокон
3/46. "
3/34
I /04
3/04
494
° 8) Г.А.Габрнелян (СССР), Сами Эльсибаи Шалаб
Т.В.Дружинина и З.А. Роговин (СССР) (72) Авторы (54) СПОСОБ ЮДИФИКАЦИИ ПОЛИКАПРОАИИДНЦХ
ВОЛОКОН
Изобретение относится к химической модификации поликапроаиидиых волокон.
Поликапроаиидные (ПКА) волокна обладают рядом ценных свойств. Яаря« ду с этим они имеют некоторые недо статки (низкое влагопоглощение, высокая электриэуеиость, неприятный гриф), что приводит к снижению на их основе. Поэтому большое внимание уделяется проблеме хииической модификации поликапроамидиых волокон. Известен способ получения модифицированного ПКА волокна, содержащего полиметилвинилпиридин (ПИВП),.согласно которому прививку проводят в присутствии окисли„гельно-восстановительной системы Fe - Н О . При этом
1 волокно предварительно обрабатывают в сильно кислой среде раствором хлорного железа в 4Х-ой соляной кислоте, при 60-70 С, с целью связывания ионов
Fe волокном |,l).
Известен также способ модификации
ПКА, волокна, который проводят путем предварительной обработки дикетенои в органическом растворителе (23.
Однако известные способы являются технологически сложныии и не обеспечивают возможности получения привитых сополимеров беэ образования гомополимера.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ модификации ПКА волокон обработкой аэотсодержащим соединением для введения четвертичных аммониевых групп в ПКА путем синтеза привитых сополимеров
IlKA c полидиметиламиноэтилметакрилатом (ПДИАЭИА) или с ПИВП с последующим алкилированием полученных продуктов и прививкой полиакрилонитрила (ПАН) из водного раствора мономера
20 в присутствии инициатора (33.
Однако этот способ является миогостадийным, длительным н не может быть использован для введения четвер89182
2$ тичных аммониевых групп в состав ПКА волокна по непрерывной схеме.
Цель изобретения — упрощение про,цесса.
Цель достигается способом модифика- ции ПКА волокон обработкой азатсодержащим соединением для введения четвертичных аммониевых групп в ПКА и прививкой ПАН из водного раствора мономера в присутствии инициатора, обработку проводят 2,5-7,57-ным водйым раствором смеси триметилэтилметакрилатаммонийсульфата и N-метилолметакриламида в соотношении (75-85): (25-15) соответственно в присутствии инициатора с последующими отжимом до привеса 1007. и термообработкой при
100-120 С 10-15 мин.
Сущность изобретения заключается в том, что ПКА волокно пропитывают смесью, состоящей из триметилэтилметакрилатаммонийметилсульфата и
N — метилолметакриламида приводит к образованию нерастворимой в воде поличетвертичной соли внутри ПКА волокна.
Если обработку ПКА волокна проводят 2,5-7,5Х-ным. водным раствором четвертичной соли, не содержащим
К-метилолметакриламид, то при последующем использовании такого модифицированного волокна для прививки образуется большое количество гомополимера .
Количество N -мстилолметакриламида, необходимое для образования полностью нерастворимых в воде полимеров, содержащих четвертичные аммониевые группы, составляет 15-257 от массы четвертичной соли. При содержании М -метилолметакриламида в смеси мономеров в количестве меньшем, чем
157, мономерная четвертичная соль неполностью входит в состав, образовавшегося сшитого полимера, что приводит к образованию гомополимера при последующей прививке. Увеличение содержания N — метилолметакриламида в смеси мономеров более чем 257. неце-лесообразно, так как при" этом уменьшается концентрация четвертичньгх аммониевых групп в волокне и соответственно снижается выход привитого полимера.
Важным фактором, определяющим воз-. можность получения привитого ПКА волокна без образования гомополимера,яв- Ы ляется концентрация триметилэтилметакрилатаммошшме;гилсульфата в растворе и степень отжима. Концентрация чет1 вертичной соли в растворе, позволяющая получить привитое ПКА волокно без образования гомополимера,лежит в пределах 2,5-7,57 при содержании раствора в волокне 1007 от его массы.
Уменьшение содержания раствора четвертичной соли в ПКА волокне ниже
100Х нецелесообразно, так как это требует высокой степени отжима волокна. При увеличении концентрации раствора четвертичной соли выше 7,5Х (при таком же содержании раствора четвертичной соли в ПКА волокне) не все количество мономерной соли участвует в образовании сшитого полимера, а оставшаяся часть ее вызывает при прививке образование гомополимера.Если удалить непрореагировавшую четвертичную соль промывкой водой, то можно получить привитой сополимер без образования гомополимера. Однако дополнительньп процесс промывки осложняет осуществление непрерывного процесса получения модифицированного ПКА волокна, содержащего четвертичные аммо1 ниевые группы. Поэтому целесообразно использовать для пропитки ПКА волокна растворы четвертичной соли с концентрацией 2,5-7,57..
При осуществлениии этого варианта удается фиксировать на волокне четвертичные аммониевые группы, которые затем используются для связывания анионов надсерной кислоты и последующей прививки.
Способ модификации ПКА волокна осуществляют следующим образом.
ПКА волокно пропитывают при комнатной температуре 2,5-7,5Х-ными водными растворами смеси, состоящей из триметилэтилметакрилатамн монийметилсульфата и N-метилолметокрил амида в соотношении (85-75):(15-25) соответственно, содержащими !Х от общей. массы компонентов смеси K S >0 с последующей термообработкой.
Введение четвертичных аммониевых групп в состав ПКА волокна по предлагаемому способу может осуществляться на штапельном агрегате при нанесении препарации.
Полученные модифицированнь.е ПКА волокна, содержащие четвертичные аммониевые группы, используют B даль нейшем для синтеза ири<итых сополимеров ПКА с ПАН бе .:< Привитую сополнмеризащпо проводят по следующей схеме. Ипил<1< пиров ишое При этом к ПКА волокну прививается ЗОХ ПАН. Пример 3 (сравнительны 1) Обработку ПКА волокна (0,5 r) и по" следующую прививк; ПАН осуществляют в условиях, указанных в примере 1, но в отсутствии N-метилолметакриламида в растворе четвертичной соли. При этом образуется большое количество гомополимера. Количество привитого ПАН составляет 32Х. Пример 4. ПКА волокно (0,5 г) обрабатывают 7,5 -ным водным раствором смеси, состоящей из 75 вес.X триметилэтилметакрилатаммонийметилсульфата и 25 вес. N-метилолмета криламида,содержащим IX (от общей массы компонентов смеси) K S >08, отжимают до IООХ от массы волокна, и термообрабатывают при 120 С 15 ми» Реакцию привитой сополимеризации осуществляют в условиях примера 1. При этом к ПКА волокну прививается ЗЗХ ПАН практически без образования гомополимера. Пример 5 (сравнительный). Обработку ПКА волокна (0,5 r) и последующую прививку ПАН осуществляюг в условиях, указанных в примере I но при концентрации водного раствора смеси.При этом к ПКА волокну прививается 37,5Х ПАН и образуется большое количество гомополимера. Пример 6. Обработку ПКА волокна (0,5 г) и последующую прививку ПАН осуществляют в условиях, указанных в примере 2, но термообфаботку волокна после пропитки проводят при IOOOC в течение 15 мин. При этом к ПКА волокну прививается 28Х ПАН практически без образования гомополимера. Пример 7. Обработку ПКА волокна (0,5 г) и последующую прививку ПАН осуществляют в условиях, указанных в примере 2, но термоофработку проводят в течение 10 мин. Количество привитого ПАН составляет 297. Таким образом способ модификации предлагаемых ПКА волокон по сравнению с известными имеет ряд преимуществ: 1, Исключает многостадийность процесса получения модифицированных ПКА волокон, содержащих четвертичные аммониевые группы, используемые для синтеза привитых сополимеров без образования гомополимера. 2. Создает необходимые условия для получения модифицированных ПКА 5,,;,, .:; 891821 - Ь ПКА волокно обрабатывают в течение 2-10 мин 0,2Х-нь»м водным раствором К 5 01 »тщательно промывают водой, отжимают и переносят в термостатированный до:нужной температуры раствор акрилонитрила. По окончании реакции привитой сополимеризации ПКА волокно промь»вают водой для удаления не вступившего в реакцию мономера и сушат при 80-90 С. 10 Пример 1. Навеску ПКА (0,5г) обрабатывают 2,57-ным водным раствором смеси, состоящей из 75 вес. триметилэтилметакрилатаммонийметилсульфата и 25 вес.7, N-метилолметакрилами- I$ да, содержащим IХ (от общей массы компонентов смеси ) K S @OUI отжимают до привеса 1007 от массы волокна и термообрабатывают при 120 С в тече0, ние 15 мин. Модифицированное таким. 20 образом волокно, содержащее 27 четвертичной соли, используют в дальнейшем для синтеза привитых сополимеров ПКА, с виниловыми мономерами. Прививку IIAH на ПКА волокно прово- 2$ дят следующим образом. Нодифицированное волокно обрабатывают водным раствором, содержащим калиевую соль надсерной кислоты в количестве, эквивалентном соаеожа- 30 нию четвертичной соли на волокне (модуль 100), при 20-25 С в течение lO мин. После обработки волокно тщательно промывают водой. Затем перено-. сят в колбу, содержащую 77-ный воднь»й раствор акрилонитрила (модуль 100). Колбу закрывают клапаном Бунзена или оснащают обратным холодильником и нагревают при 80 С в течение 30 мин. По окончании. прививки волокно тщательно промывают от мономера и высушивают до постоянного веса при 80-90ОС. B процессе реакции привитой сополимеризации гомополимер практически не образуется. Количество при- витого ПАН определяют по привесу | и оно составляет 26Х. Пример 2. ПКА волокно (0,5 г) обрабатывают 2,57-ным водным раствором смеси, состоящей из $0 85 вес. триметилэтилметакрилатаммоний метилсульфата и 157 N -метилолметакриламида,содержащим IХ (от общей массы компонентов смеси) K»IS@0 отжимают до привеса IOOX от массы волокна и термообрабатывают при 120 С 0 $$ в течение 15 мин. Реакц»но привитой сополимеризации осуществля»от н условиях" примера 1. 89182 Формула изобретения 15 р 4. ф r Составитель п.,Цевнина Редактор Н.Рогулич Техред И; Гайду Корректор.С.Шекмар Заказ 11162/4) Тираж 488 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 волокон, содержащих нерастворимые в воде четвертичные аммониевые соединения, на действующем оборудовании в .производстве штапельного ПКА волокна по непрерывному способу. 3. Существенно расширяет воэмож-ность использования различных мономерных четвертичных солей, не содержащих групп,. способных к сшивке при термообработке, для введения в состав )р ПКА волокна нерастворимых в воде йолимерных четвертичных соединений. Способ модификации поликапроамидных волокон обработкой аэотсодержащим соединением для введения четвертичных аммониевых групп в поли-. капроамшд М фр вивкой полиакрилонит1 8 рила из водного раствора мономера в присутствии инициаторов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса, обработку проводят 2,5-7,5Х-ным водным раствором смеси триметилэтилметакрилатаммонийсульфата и N -метилолметакриламида в соотношении (75-85):(25-15) соответственно в присутствии инициатора с последующим отжимом до )OOX привеса и термообработкой нри !00-120 С 10-15 мин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 36.))79, кл. С 08 F 283/04, !973. 2. Авторское свидетельство СССР Р 4)1106, кл. С 08 G 69/48, )974. 3. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 2781594/23-05, кл. С 08 F 291/00, 1980 (прототип).
