CS221014B1 - Polyamidy, najma vlákna, odolné voči degradačným účinkom tepla a světla - Google Patents

Description

Vynález pojednává o polyamidoch, najmá polykaprolaktárne, so zvýšenou odolnosťou voči degradačným účinkom tepla a světla.

Zvýšená odolnost polyamidu sa dosiahne prídavkom komplexnej zlúčeniny médi s benzimidazolom v množstve zodpovedajúcom 20 až 300 ppm, s výhodou 50 — 250 ppm médi na hmotnost polyamidu.

Vynález sa týká polyamidov, najma vláken odolných voči degradačným účinkom tepla a světla.

Zvýšenie odolnosti polyamidových vláken voči nepriaznivým účinkom tepla, světla a poveternostných vplyvov je prakticky už od zahájenia ich výroby jedným z prvořadých problémov pri predížovaní doby ich použitelnosti. V priebehu vývoja nových technologií výroby polyamidových vláken sa našlo velké množstvo účinných ochranných látok, avšak iba niektoré z nich našli uplatnenie vo veíkoprevádzkovom měřítku.

Používané stabilizátory posobia ako prostriedky zvyšujúce odolnost polyamidových vláken voči účinkom tepla alebo světla, připadne majú univerzálny charakter. Medzi stabilizátory s univerzálnym charakterom móžeme zařadit aj niektoré komplexně zlúčeniny kovov, hlavně médi. Ich aplikácia patří-medzL..nejefektív.nejšie spósoby stabili-. zácie polyamidov, nakofko vzhfadom na ich vysokú účinnost postačuje použitie niekofkonásobne ménšieho množstva ako pri aplikácii známých organických zlúčenín.

Pri výher estabilizačných látok nie sme viazaní iba podmienkami výroby vláken a účinnosťou stabilizátora, ale je potřebné prisposobiLma....aj_-podminkam ďalšieho. spracovania vláken a účelu ich použitia. Tak například pri výrobě kordových vláken je nutné posúdiť vplyv stabilizátorov nielen z hfadiska zvýšenia odolnosti vláken voči tepelnej degradácii, ale aj z hfadiska dynamických únavných hodnot vláken a adhézie ku gumě.

V našich výrobných podmienkach je použitie univerzálneho stabilizačného systému nejvýhodnejšie, nakofko by pri použití špecifických teplo alebo svetlostabilizátorov pri přechode výroby z jednoho druhu stabilizovaného vlákna na druhý, dochádzalo k značným surovinovým stratám a k stratám výrobných kapacit.

Predmetom tohto vynálezu sú polyamidy, najmá vlákna, stabilizované voči degradačným účinkom tepla a světla, vyznačujúce sa tým, že pozostávajú z polyamidu a přídavku komplexnej zlúčeniny médi s benzimidazolom v množstve zodpovedajúcom 20 až 300 ppm médi, s výhodou 50 až 250 ppm médi na hmotnost polyamidu. Uvedený systém možno aplikovat v ktoromkofvek stádiu výroby polyamidov, s výhodou před polymerízáciou alebo poprášením granulátu.

Zistili sme, že komplexná zlúčenina médi s benzimidazolom patří medzi univerzálně stabilizačně systémy. Táto zlúčenina poskytuje polyamidom, zvášť viáknam, velmi dobrú odolnost voči tepelnej a svetelnej degradácii. Z experimentálnych skúšok vyplynulo, že najvýhodnějšie je aplikovat uvedenú komplexnú zlúčeninu v množstve zodpovedajúcom 20 až 300 ppm médi, s výhodou 50 až 250 ppm médi na hmotnost polyamidu.

Uvedený stabilizačný systém sa može přidávat v ktoromkofvek technologickom uzle výroby polyamidov, s výhodou před polymerizácíou alebo do polyméru před zvlákňovaním. Pridávanie komplexnej zlúčeniny médi s benzimidazolom před polymerizáciou je umožněné jeho dostatečnou termickou stálosťou v podmienkach polymerizácie, ako sme zistili zo záznamov diferenciálnej termickej analýzy.

Při aplikácii stabilizátorov je velmi dole- » žité zistenie korozívnych účinkov stabilizačného systému na konštrukčný materiál technologických zariadeni v podmienkach výro- j by polyamidových vláken. Ako sme zistii v laboratórnych podmienkach, korozívne účinky spominaného systému na konštrukčný materiál ČSN 17 246 po 1000 hodinách pósobenia sú zanedbatelné.

Příprava komplexnej zlúčeniny médi s benzimidazolom spočívá v tom, že 10 g octanu měďnatého sa rozpustí v 150 cm³ vody a 5 g orto-fenyléndiamínu v 50 cm³ metanolu.

Roztoky sa zlejú a přidá sa 8 g formaldehydu v 20 cm³ metanolu. Na vyhriatom vodnom kúpeli sa zmes za občasného pretrepávania nechá reagovat. Za krátký čas sa začne vylučovat zlúčenina médi.

Po zmiznutí modrého sfarbenia spósobeného měďnatou zlúčeninou sa zrazenina odfiltruje na frite, premyje niekolko násobné vodou a metanolem. Vzniknutý komplex sa suší v exikátore, a dosušuje v sušiárni pri teplote 110 až 120 °C. Preparáciou sa žíska 7 g komplexnej zlúčeniny médi s benzimidazolom, čo zodpovedá výtažku 78,1 %.

Farba zlúčeniny je žitá, ale preparáty na vzduchu oxidujú na komplexnú zlúčeninu dvojmocnej médi s benzimidazolom, ktorá je velmi stála, takže vzorky majú rózne odtiene hnedej farby.

Zloženie teoretické:

35,17 % Cu, 46,53 % C, 2,79 % H, 15,50 % N;

zloženie nájdené:

32,56 % Cu, 41,33 % G, 2,66 % H, 12,52 % N.

Komplex je v běžných rozpúšťadlách prakticky nerozpustný, rozpúšťa sa len alebo v dioxáne. Termicky sa rozkládá pri 270 °C. Zlúčenina má pravděpodobně reťazcovitú štruktúru, pozostávajúcu z polymernych kfukatých reťazcov. Dva sousedně atómy médi sú spojené cez dva atómy dusíka z páťčlenného imidazolového kruhu.

Přiklad 1

Na vysušený polyamidový granulát s relativnou viskozitou 2,9 (20 °C, H2SO4) sme naniesli poprášením komplexnú zlúčeninu médi s benzimidazolom v takom množstve, aby obsah médi bol 80 ppm. Takto upravený granulát sa zvlákni běžným extrúderovým spósobom. Po následnom dlžení sme získali vlákno s relativnou pevnosťou v tahu 6,7 cN/dtex a ťažnosťou 26,8 %.

Takto stabilizované polyamidové vlákno bolo podrobené tepelnej degradácii v tepíovzdušnom sterilizátore s nútenou cirkuláciou vzduchu pri 177 °C po dobu 16 hiodín.

Odolnost vláken voči fotodegradácii bola sledovaná ozařováním v přístroji Xenotest počas 1250 hodin.

Zbytková pevnost vláken po termickom namáhaní bola 81,6 °/o, ťažnosť 27,4 %. Po i fotodegradácii v Xenoteste zbytková pevnost bola 76,4 °/o a ťažnosť 14,3 °/o.

Vlákno připravené tým istým sposobom ii bez přídavku stabilizátora vykazovalo po tepelnom namáhaní zbytkovú pevnost 6,8 % a ťažnosť 2,8 %. Po vystavení v Xenoteste bola zbytková pevnost 12,5 % a ťažnosť klesla na 3,2 %.

Příklad 2

Do polymerizačnej násady 200 kg ε-kapro221014 laktámu sme přidali okrem iniciátora polymerizácie a stabilizátora mol. hmotnosti aj komplexnú zlúčeninu médi s benzimidazolom v množstve 0,05 °/o hmot. Po ukončení polymerizácie sme zo získaného granulátu běžným sposobom připravili vlákna, ktoré málo relativnu pevnost v tahu 6,9 cN/dtex a ťažnosť 27,3 °/o.

Toto vlákno bolo vystavené termo- a svetlodegradácii ako v příklade 1.

Po tepelnom namáhaní vlákna vykazovali zbytkovú pevností 82,3 % a ťažnosť 28,3 °/o. Po namáhaní v Xenoteste málo zbytkovú pevnost 78,3 % a tažnosť 15,6 %.

Vlákna připravené tým istým spůsohom bez přídavku stabilizátora vykazovali po tepelnom namáhaní zbytkovú pevnost 6,9 °/o a ťažnosť 3,2 %. Po vystavení v Xenoteste bola zbytková pevnost 10,0 % a tažnosť klesla na 12,8 %.

Claims (2)

1. Polyamidy, najmá vlákna, odolné voči degradačným účinkom tepla a světla, vyznačené tým, že pozostávajú z polyamidu a přídavku komplexnej zlúčeniny médi s benzYNALEZU imidazolom v množstve zodpovedajúcom 20 až 300 ppm, s výhodou 50 až 250 ppm médi na hmotnost polyamidu.