DD202187A5 - Fixierte polyacrylnitrilfaeden und -fasern sowie verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

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DD202187A5
DD202187A5 DD82238270A DD23827082A DD202187A5 DD 202187 A5 DD202187 A5 DD 202187A5 DD 82238270 A DD82238270 A DD 82238270A DD 23827082 A DD23827082 A DD 23827082A DD 202187 A5 DD202187 A5 DD 202187A5
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Walter Fester
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Abstract

Faeden und Fasern aus wenigstens 98 Gew.-% Polyacrylnitril und rel. Viskositaeten zwischen 2.5 und 6.0 weisen Festigkeiten von mehr als 50 cN/tex bei hoechstens 15 % Dehnung und einen Kochschrumpf kleiner 5 % auf und zeichnen sich durch eine erhoehte Quell- und Hydrolysebestaendigkeit aus. Das Herstellverfahren enthaelt wenigstens 2 Streckstufen bei einem Mindestverstreckverhaeltnis von 1:9 sowie eine abschliessende Fizierstufe, in der die Filamente ohne Schrumpf bei trockener Hitze von 170 bis 280 Grad C behandelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft Fäden und Fasern aus Polyacrylnitril, deren fadenbildende Substanz zu wenigstens 98 Gew.-% aus Acrylnitrilbausteinen besteht und ein hohes mittleres Molekulargewicht aufweist sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Fäden und Fasern.
Die erfindungsgemäßen Fäden und Fasern werden angewandt als Verstärkungsfäden oder -fasern bzw. in Form von Geweben, Gewirken oder Vliesen zur Herstellung von verstärkten organischen oder anorganischen Werkstoffen, zur Herstellung von hydraulischen Bindemittel enthaltenden Produkten mit feiner Hohlraumstruktur und weiterhin zur Herstellung von Filtern oder Filtergeweben sowie als Grundgewebe zur Herstellung von beschichteten Geweben.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist bekannt, Polyacrylnitrilfadenkabel einer mehrstufigen Verstreckung zu unterwerfen, um Fäden bzw. Fasern zu erhalten, die sich aufgrund ihrer Anfangsmodulwe.rte insbesondere für technische Einsatzgebiete eignen sollen. So wird beispielsweise in der DE-OS 28 51 273 ein Verfahren beschrieben, bei dem die Fäden direkt nach einer Naßverstrekkung in einer "Dampfdruckreckzone" bei Temperaturen von 110 bis 140 0C unter der Einwirkung von Sattdampf unter Druck weiter verstreckt werden. Ein ähnliches Streckverfahren bei erhöhten Temperaturen unter Wasserdampfdruck wird auoh in der DD-PS 135 509 beschrieben. Unter Einhaltung besonderer Bedingungen war es so möglich, Anfangsmoduli bis etwa 1200 cN/tex zu erhalten. Beispielsweise war es erforderlich, besonders feine Titer auszuspinnen oder
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aber ein speziell hergestelltes Lösungspolymerisat einzusetzen.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die technisch sehr aufwendige Dampfverstreckung unter Druck durch eine trockene Kontaktverstreckung zu ersetzen, wobei sogar noch höhere Anfangsmodulwerte erhalten werden können. Derartige Pasern und Fäden können mit sehr gutem Erfolg in technischen Einsatzgebieten verwandt werden, beispielsweise zur Herstellung von Filtern und Filtergeweben, zur Verwendung als Grundgewebe zur Herstellung beschichteter Gewebe und insbesondere auch zur Verstärkung von organischen und anorganischen Werkstoffen dienen·
Speziell bei der Herstellung solcher faserverstärkten Verbundwerkstoffe wurde jedoch gefunden, daß die Fäden oder Fasern zur Verstärkung dann keine optimalen Eigenschaften mehr zeigen, wenn im wasserfreien Medium Temperaturen von etwa 100 0G, in einem wässrigen Medium Temperaturen von etwa 80 0G bei der Herstellung der Verbundstoffe überschritten werden. Es ist zu vermuten, daß unter diesen Bedingungen Strukturveränderungen in den Fasern auftreten, die sie empfindlicher machen gegenüber dem Angriff des sich im abbindenden Verbundwerkstoff befindlichen Lösungsmittel, Monomeren und sonstigen in erster Linie niedermolekularen Bestandteilen bzw., die sie empfindlicher machen gegenüber einem hydrolytischen Angriff bei Anwesenheit von Wasser bei der Herstellung von faserverstärkten Verbundstoffen. Beispielsweise ist eine solche Empfindlichkeit zu beobachten, wenn die faserverstärkten Verbundwerkstoffe hydraulisch abbindende Bindemittel aufweisen, d. h·, die wässrige Phase alkalisch reagiert. Es wird vermutet, daß die Einwirkung der Lösungsmittelreste und Monomeren
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insbesondere zu einem Anquellen bei höheren Temperaturen führt und dabei ebenfalls die Verstärkungseigenschaften der Fäden, d. h. insbesondere ihr .Anfangsmodul und die Faserfestigkeit reduziert werden·
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung von Polyacrylnitrilfasern insbesondere für technische Einsatzgebiete, die ihre guten physikalischen Eigenschaften auch über 100 0C im wasserfreien Medium bzw· über 80 0C in wasserhaltigen Medien beibehalten.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch einen speziellen Verstreck- und Pixierprozeß Päden und Pasern herzustellen, die einen erhöhten Widerstand gegen Quell- und Hydrolysevorgänge auch bei erhöhten Temperaturen zeigen·
Es wurde nun überraschend gefunden, daß derartige Päden und Pasern erhalten werden können, wenn ihre fadenbildende Substanz zu wenigstens 98 Gew.-% aus Acrylnitrilbausteinen besteht und eine relative Viskosität, gemessen als 0,5 gew.-%ige Lösung in Dimethylformamid bei 25 0C im Bereich zwischen 2,5 und 6,0 liegt, die Päden vor oder nach der Wäsche naßverstreckt, unter Spannung auf heißen Walzen getrocknet und unter Einwirkung trockener Hitze bei 140 bis 200 0C nachverstreckt werden, wobei bei einer Nachverstreckung von mindestens 1 : 1,5 die Gesamtverstreckung mindestens 1 : 9 betragen soll und die Päden nach dieser Kachverstreckung ohne Zulassung eines Schrumpfes durch Einwirkung von trockener Hitze bei 170 bis 280 0C fixiert
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werden·
Die Notwendigkeit einer Fixierbehandlung ist überraschend, da allgemein bekannt ist, daß bei einer solchen Fixierbehandlung die Faserfestigkeit und der Anfangsmodul abnehmen und die Dehnungswerte zunehmen. Es ist auch bekannt, daß durch eine derartige Fixierbehandlung üblicherweise die Diffusion von niedermolekularen Verbindungen in das Paser-' innere erleichtert wird. Beispielsweise ist bekannt, daß fixierte Fasern Farbstoffe erheblich schneller aufnehmen als die entsprechenden unfixierten Fäden oder Fasern. Werden jedoch Fäden und Fasern, deren fadenbildende Substanz die geforderte Zusammensetzung und die hohe relative Viskosität aufweist, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verstreckt und fixiert, so zeigen sie bessere Verstärkungseffekte, wenn die Verbundwerkstoffe während der Herstellung über mehrere Stunden hohen Temperaturen ausgesetzt sind als vergleichbare unfixierte Fasern, selbst wenn deren Anfangsmodul höher ist·
Die besseren Verstärkungseffekte konnten sowohl bei organischen Verbundsystemen z. B. auf Basis Epoxydharzen oder ungesättigten Polyesterharzen als auch bei anorganischen Systemen mit hydraulischen Bindemitteln festgestellt werden·
Zur Charakterisierung dieser neuartigen Eigenschaft der erfindungsgemäßen Fäden und Fasern wurde die Veränderung der physikalischen Eigenschaften in einem Portland-Zementfiltrat bei höheren Temperaturen und einer Einwirkungszeit über mehrere Stunden ausgewählt. Ein derartiges Filtrat zeigt eine Reihe von Vorteilen, die bei einem Test mit organischen Substanzen nicht erzielt werden können· Unter der Einwirkung des Portland-Zementfiltrats tritt eine leichte
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Quellung und .ein hydrolytischer Angriff auf die Pasern auf. Die zu prüfenden Fasern können von dem Piltrat in einfacher .Veise abgetrennt werden, während ein Herauspräparieren aus abhärtenden Massen auf organischer Basis zu erheblichen Fehlern Anlaß geben kann·
Der Einsatz reiner Monomermischungen, die z. B. durch den Zusatz von Inhibitoren an der Polymerisation gehindert werden, führt zu Konzentrations- und Diffusionsverhältnissen, die mit der Praxis nicht übereinstimmen.
l-iir die Herstellung der erfindungsgemäßen Fäden und Fasern sind folgende Voraussetzungen erforderlich:
1. Die fadenbildende Substanz muß zu wenigstens 98, vorzugsweise 99 Gew.-% aus Acrylnitrilbausteinen bestehen.
2. Die relative Viskosität der fadenbildenden Substanz muß zwischen 2,5 und 6,0, vorzugsweise zwischen 2,6 und 3,5 liegen.
3· Die Gesamtverstreckung der von der Düse abgezogenen Fäden muß mindestens 1 ί 9 betragen, wobei die Verstrekkung in eine Naßverstreckung in heißen Bädern und in eine Wachverstreckung nach dem Trocknen aufgeteilt ist und die Wachverstreckung unter trockener Hitze mit einem Verstreckverhältnis von mindestens 1 * 1,5 erfolgen muß·
4· Wach der abschließenden Verstreckung unter trockener Hitze müssen die Fäden durch Anwendung von trockener Hitze ohne Zulassen eines Schrumpfes fixiert werden. Die dabei benötigten Temperaturen liegen im Bereich von 170 bis 280, vorzugsweise 180 bis 250 0C.
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Unter diesen Bedingungen werden Fäden und Fasern erhalten, die sich durch hohe Reißfestigkeiten von 50 bis 100 cN/tex vorzugsweise 55 bis 80 cN/tex, durch einen niedrigen Kochschrumpf von kleiner als 5 %, vorzugsv/eise kleiner als 3 % und durch Reißdehnungen bis maximal 15» vorzugsweise maximal 12 % auszeichnen. Die erhaltenen Pasern und Fäden besitzen außerdem eine ausgezeichnete Stabilität gegen Einwirkung quellend und hydrolytisch angreifender Medien· Nach einer 24stündigen Behandlung in einem 90 C heißen, wässrig alkalischen Medium, hergestellt durch Extraktion von 150 g Portlandzement mit 1 1 Wasser, und anschließendem Waschen und Trocknen besitzen die Fasern noch einen Anfangsmodul von wenigstens 900 cN/tex, vorzugsweise von wenigstens 1000 cN/tex, bezogen auf 100 % Dehnung. Die so geprüften Fäden und Fasern schrumpfen bei dieser Heißnaßalkalibehandlung um weniger als 5 %·
Beste Verstärkungseigenschaften zeigen Fasern, die nicht mehr als 1 % unter diesen Heißnaßalkalibedingungen schrumpfen« Auch dieses Ergebnis ist überraschend, da bisher angenommen wurde, daß zumindest ein Teil der beobachteten Verstärkungseffelcte bei Verbundwerkstoffen darauf beruht, daß die eingesetzten Fasern bei dem Abbinde- oder Polymerisationsprozeß vorzugsweise einen höheren Schrumpf aufweisen sollten, der zu einer Art Vorspannung des Verbundwerkstoffes und damit zu einer besseren Verfestigung führt.
Die erfindungsgemäßen Fäden und Fasern eignen sich besonders gut als Verstärkungsfaden oder -fasern bzwo in Form von Geweben, Gewirken oder Vliesen zur Herstellung von verstärkten organischen oder anorganischen Werkstoffen· Besonders vorteilhaft sind diese Produkte zur Herstellung von hydraulische Bindemittel enthaltenden Produkten mit
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feiner Hohlraumstruktur. Sie eignen sich aber auch zur Herstellung von Filtern oder Filtergeweben oder als Grundgewebe zur Herstellung von beschichteten Geweben.
Der Erfindung liegt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung von Fasern und Fäden durch einen Naß- oder Trockenspinnprozeß zugrunde, wobei die Naßverstreckung der gesponnenen Fäden vor, während oder nach der Waschbehandlung erfolgen kann, die Fäden anschließend getrocknet und dann einer Heißverstreckung unterzogen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnets daß die Fäden gegebenenfalls in Kabel- oder Strangform auf heißen Walzen unter Spannung getrocknet und anschließend einer Kontaktverstreckung von mindestens 1 : 1,5 unterworfen werden, wobei die effektive Gesamtverstreckung wenigstens.1 : 9 betragen muß. Unter einer Kontaktverstreckung soll hierbei das Verstrecken im trockenheißen Zustand z. Bo unter Einsatz von Flächenheizkörpern verstanden werden.
Nach der Kontaktverstreckung werden die Fäden durch Einwirkung trockener Hitze fixiert. Dies kann beispielsweise auf rotierenden heißen Walzen, auf Bügeleisen, in einem Heißluftkanal oder aber durch Infrarotstrahlung erfolgen·
Als Polymerrohstoffe können die nach den Üblichen Verfahren hergestellten Fällungs- oder Lösungspolymerisate eingesetzt werden· Je nach den Anforderungen für die Einsatzgebiete können sowohl Homo- als auch Copolymerisate des Acrylnitrils Verwendung finden. Bei den eingesetzten Monomeren sollte auf eine möglichst hohe Reinheit geachtet werden· Als Comonomere eignen sich alle mit Acrylnitril copolymerisierbaren ungesättigten Verbindungen.
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!Ansetzbar sind Polymere, deren relative Lösungsviskoaitäten - gemessen in 0,5#igen Dimethylformamidlösungen - im Bereich von 2,5 bis 6,0 liegen. Besonders gute Ergebnisse unter wirtschaftlichen Bedingungen werden mit Polymeren erzielt, die in einem Viskositätsbereich von etwa 2,6 bis 3»5 liegen·
Bevorzugt sollen die eingesetzten Polymere einen Gehalt von mindestens etwa 99 Gew.-% Acrylnitrileinheiten aufweisen·
Bei der Herstellung der Spinnlösungen sind die Lösebedingungen so zu wählen, daß möglichst homogene, gelteilchen-
b I
freie Spinnlösungen erhalten werden. Zur Überprüfung der Spinnlösungsqualität sind insbesondere Streulichtmessungen unter Einsatz eines Lasers als Lichtquelle geeignet. Nur einwandfreie Spinnlösungen, die sehr geringe Streulichtwerte zeigen, ermöglichen die erfindungsgemäß benötigten hohen Verstreckungen. Die Spinnlösungen können sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich angesetzt werden. In die Spinnlösung können anorganische oder organische Zusätze eingearbeitet werden, wie z. B. Mattierungsmittel, Stabilisatoren, Flammschutzadditive usw.
Das erfindungsgemäße Spinnverfahren zeichnet sich durch eine hohe effektive Gesamtverstreckung von mindestens 1 : 9 aus. Bei der Bestimmung der effektiven Gesamtverstreckung werden nur die Naßverstreckung und die Kontaktverstreckung berücksichtigt, dagegen ein Schrumpfen der Fäden in Abzug gebracht. In die Werte der Gesamtverstreckung wird der sogenannte Düsenverzug nicht mit aufgenommen, die frischen Spinnfäden, die nach einem Trocken- oder Naßspinnprozeß anfallen, werden vielmehr als unverstrecktes Material gewertet. Die effektive Gesamtverstreckung soll nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wenigstens 1 : 9 betragen. Bevorzugt sind effektive Gesamt-
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verstreckverhältnisse von 1 % 10 bis 1 : 25·
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf herkömmlichen Fädenoder !Faserspinnanlagen durchgeführt werden. Neue, bisher nicht übliche Techniken, sind nicht erforderlich. Insbesondere ist es nicht notwendig, eine besondere Verstreckungskammer einzusetzen, in der die Fäden ζ» Β· in Kabelform der !Einwirkung von Dampf unter Druck ausgesetzt werden· Das Verfahren zeichnet sich durch hohe Gesamtverstreckungswerte der frisch gesponnenen Fäden aus, wobei eine effektive Mndestverstreckung von 900 % erforderlich ist. Diese effektive Gesamtverstreckung erfolgt in mehreren Stufen. Zunächst werden die Fäden vor oder nach dem Auswaschen des Restgehaltes an Lösungsmittel in einem oder stufenweise in mehreren heißen Bädern naß verstreckt. Die Temperatur der Streckbadmedien, die in der, Regel aus Mischungen aus Y/asser und dem Lösungsmittel bestehen, sollte möglichst hoch gehalten werden. Bevorzugt werden Temperaturen wenig unterhalb des Siedepunktes der Badflüssigkeit. Möglich sind aber auch Bäder, die andere Streckbadmedien enthalten, z» B. Glykol oder Glycerin ggf* in Msehung mit dem Polymerlösungsmittel, bei denen auch Strecktemperaturen oberhalb von 100 C gewählt werden können. Nach dem Strecken und Auswaschen des Restlosungsmittelgehaltes, wobei auch zuerst ausgewaschen und dann gestreckt werden kann, werden die Fäden in einem Präparationsbad präpariert und in üblicher Weise danach durch die Einwirkung von rotierenden Preßwalzenpaaren möglichst weitgehend von anhaftendem Wasser befreit· Die im Präparationsbad aufgebrachte Präparation kann das Streckverhalten der Fäden beeinflussen· Es sollte daher aus bekannten Präparationsmischungen diejenige ausgewählt werden, die eine geringe Faden-Faden-Reibung zeigt.
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Anschließend werden die Faden unter Spannung auf heißen Walzen getrocknet. Beim Trocknen kann ein geringer Schrumpf, d&v aioh oft für die nachfolgende Verstreokung als gUnstig erweist, zugelassen werden; bei der Einstellung des Schrumpfes muß aber darauf geachtet werden, daß die Kabel immer unter Spannung über die Trockenwalzen laufen· Die Temperatur der Walzen sollte so gewählt werden, daß das Kabel den Trockner mit einer sehr geringen Restfeuchte von möglichst weniger als 1 % verläßt. Besonders günstig haben sich Temperaturen im Bereich von 140 bis 200 0C für diese Walzen herausgestellt, dies schließt Jedoch nicht die Anwendung höherer oder niedriger Temperaturen aus. Ebenso kann auf den Walzen mit abgestuften Temperaturen getrocknet werden·
Nach dem Trocknen wird das Spinnkabel unter Anwendung von trockener Hitze noch einmal mindestens auf das 1,5-fache seiner Länge verstreckt. Die Verstreckung kann ebenfalls in einer oder mehreren Stufen erfolgen. Das Aufheizen des Kabels kann nach den in der Technik üblichen Verfahren, z. B. durch das Umlaufen heißer Walzen, .durch Kontakt über heißen Platten, in einem Heißluftkanal oder auch durch Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, erfolgen. Auch eine stufenweise Verstreckung, bei der verschiedene Aufheizverfahren Anwendung finden, kann angewandt werden·
Die Verstrecktemperaturen werden von der Art des eingesetzten Polymeren und zum Teil von der vorhergehenden Verstrekkung und den Trocknungsbedingungen beeinflußt· Geeignet ist im allgemeinen ein Temperaturbereich von etwa 120 bis 250 0C, besonders günstig ist der Bereich von 140 bis 200 0C.
Nach der Verstreckung werden die Fäden durch Einwirkung trockener Hitze bei Temperaturen von 170 bis 280, Vorzugs-
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weise 180 bis 250 0C ohne Zulassung von Schrumpf fixiert. . Daa Fixieren kann nach den in der Technik üblichen Verfahren z. B. durch das Umlaufen heißer Walzen, durch Kontakt mit heißen Platten, in einem Heißluftkanal oder auch durch Strahlung, insbesondere durch Infrarotstrahlung, erfolgen.
Nach der Fixierung v/erden die Fäden abgekühlt, nach bekannten Verfahren entweder zu Endlosmaterial aufgespult oder zu Fasern mit der gewünschten Schnittlänge zerschnitten· Falls es das Einsatzgebiet erfordert, kann vor oder nach dem Schneiden noch eine spezielle Präparation auf die Fäden bzw. Fasern aufgebracht werden»
Die Auswahl der Temperaturen und der Verweilzeit der Fäden beim Fixieren kann einen deutlichen Einfluß auf die erzielbaren physikalischen Eigenschaften der so behandelten Fäden und auf ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber quellend und/ oder hydrolytisch wirkenden Stoffen haben. Die optimalen Bedingungen im Einzelfall können jedoch durch einfache Versuche ermittelt v/erden. Sie werden beispielsweise durch den Titer der Einzelfilamente, die Gesamtfadenstärke, die Güte des Kontaktes mit den beheizten Flächen usw. beeinflußt. Unter den Bedingungen des Beispiels 4 wurden optimale Werte bei Temperaturen des 1. Duos von 190 0C und 230 bis 250 0C beim 2. Duo sowie Verweilszeiten von insgesamt ca. 40 see. an den Oberflächen der Walzen beobachtet.
Ausfuhrungsbeispiel
Die nachfolgenden Beispiele sollen zur Erläuterung der Erfindung dienen· Falls nicht anders angegeben beziehen sich Prozentangaben und Teile auf Gewichtseinheiten.
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Beispiel 1
Ein Polymer aus 99-4 % Acrylnitril und 0,6 % Acrylsäuremethylester wurde kontinuierlich zu einer 17 %igen Spinnlösung in Dimethylformamid gelöst, filtriert und entgast. Von dieser Spinnlösung wurden 351 g/min durch eine Düse mit 2500 Loch, Lochdurchmesser 0,06 mm, in ein Fällbad, das 56 % Dimethylformamid (DMP) und 44 % Wasser enthielt und 50 0C warm war, gedruckt. Die erhaltenen Päden wurden mit 6,5 m/min von der Düse abgezogen, in Bädern, die 56 % DMP und 44 % V/asser enthielten, bei 98° auf das sechsfache ihrer Länge verstreckt und anschließend gewaschen. Bei der Wäsche in heißem Wasser wurde ein Schrumpf von 9 % zugelassen. Nach dem Durchlaufen eines Avivagebades wurden die Päden bei 165 0C getrocknet und in mehreren Stufen bei 180 0C auf das 2,4-fache ihrer Länge verstreckt. Die Gesamtverstreckung betrug also 1 : 13,1.
Die so hergestellten Einzelelemente zeigten folgende Eigenschaften: r ' Titer: 2,8 dtex Festigkeit: 81 cN/tex Reißdehnung: 8 % Anfangsmodul: 1544 ciJ/tex Kochschrumpf: 11 %
Fäden mit diesen Eigenschaften wurden im Anschluß an die zweite Verstreckung über heiße Platten mit einer Oberflächentemperatur von 23P 0C unter Konstanthaltung ihrer Länge fixiert. Nach dem Fixieren wiesen die Einzelfilamente folgende Eigenschaften auf· Titer:,2,8 dtex Festigkeit: 71 cN/tex
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Reißdehnung: 10 % Anfangsmodul: 1390 cN/tex Kochschrumpf: 2,0 %
Die fixierten und als Vergleich auch die unfixierten Fasern wurden jeweils 24 Stunden mit einem Zementfiltrat, hergestellt aus 150 g Portlandzement und 1 1 Wasser, bei verschiedenen Temperaturen behandelt. Der wässrige Zementextrakt wies einen pH-Wert von ca. 11,6 auf. Die geprüften Filamente wurden nach der Behandlung kurz mit Wasser abgespült und bei Zimmertemperatur an der Luft getrocknet. Es wurden dann Kraftdehnungsdiagramme bei einer Dehngeschwindigkeit von 100 % /min an den Einzelelementen aufgenommen und die Anfangsmoduli bestimmt.
Behandlungstempera tür Anfangsmodul (cK/tex)
Fa (Vergleich)
0C - Faser fixiert Faser unfixiert
ohne Behandlung 1390
20 1390
40 1385
70 1265
90 1225
1544 1540 1250 1110 800
Während der Behandlung bei 90 0C schrumpften die fixierten Pasern um 3 %, die unfixierten um 12,5 %·
Beispiel 2
Analog Beispiel 1 wurden Pasern mit einem Einzeltiter von 1,3 dtex ersponnen. Dabei mußte die Gesamtverstreckung auf 1 : 12.3 reduziert werden· Die dabei erhaltenen Pasern wurden bei 230 0C fixiert. Es wurden folgende Faserdaten er-
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halten:
fixiert unfixiert
Titer (dtex) 1,3 1,3
Reißfestigkeit cN/tex 70 78
Reißdehnung % 10 8
Anfangsmo.dul cli/tex 1370 1490
Anfangamodul nach
24stundiger Behandlung
in einem Portland-
Zementfiltrat bei 90 0C
cU/tex 1170 710
Beispiel 3 (Vergleich)
Entsprechend Beispiel 1 wurde ein Polymer versponnen, das jedoch aus 95 % Acrylnitril und 5 % Acrylsä'uremethylester bestand. Bei diesen Fäden mußte die Verstreckung nach dem Trocknen etwas reduziert werden, so daß sich eine Gesamtverstreckung von nur 1 : 11,7 ergab« Die unfixierten Pasern wiesen einen Anfangsmodul von 1340 cN/tex, die bei 230 0C fixierten einen Anfangsmodul von 1020 cK/tex auf. Nach einer 24stündigen Behandlung bei 90 0C in dem beschriebenen Portland-Zementfiltrat hatte die unfixierte Paser einen Anfangsmodul von 720 cN/tex und die fixierte einen Anfangsmodul von 740 cli/tex. Nach dieser Behandlung hatten beide Pasern im feuchten Zustand eine leicht klebrige Oberfläche, die vermuten läßt, daß die Pasern in dem heißen, alkalischen Medium schon leicht anverseift worden waren»
Beispiel 4
1700 g eines Polymeren aus 99-2 % Acrylnitril und 0,8 %
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Acrylsäuremethylester wurden in 8300 g DMF diskontinuierlich gelöst. Nach dem Filtrieren und Entgasen dieser Spinnlösung wurden 15·1 g/min durch eine Düse mit 100 loch, Lochdurchmesser 0,075 mm, in ein Fällbad bestehend aus 50 % DMF und 50 % Wasser bei 50 0C, gedruckt. Die erhaltenen Fäden wurden mit 5·5 m/min aus dem Fällbad abgezogen und in einem Verstreckbad aus 60 % DMF und 40 % Wasser bei 99 °C auf 29·3 m/min verstreckt. Die Fäden wurden dann gewaschen, aviviert und auf 2 Duos mit Oberflächentemperaturen von 140 und 185 0C unter Zulassung eines Schrumpfes von 0,6 m/min getrocknet. Vom 2. Duo wurden die Fäden mit 33·3 m/min abgezogen und über 4 heiße Platten mit Temperaturen von 150, 160, 160 und 175 0C auf 91·9 m/min verstreckt. Die Gesamtverstreckung betrug also 1 : 16·5·
Anschließend wurden diese Fäden unter Ausschluß von Schrumpf auf 2 beheizten Duos fixiert. Der Durchmesser der Duos betrug jeweils 180 mm, die Fäden wurden 42 mal um das 2. Duo geführt. Die Eigenschaften der Einzelfilamente der erhaltenen Fäden in Abhängigkeit von den angewandten Fixiertemperaturen vor und nach einer 24stündigen Behandlung in einem 90 0C heißen wässrigen Zementfiltrat sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt worden. Der Titer der Filamente betrug jeweils 2.8 dtex.
O C— CvJ
co CM
(M P4
Pixi er tempera türen Pasereigenschaften
Duo
On Pasereigenschaften nach 24 h Behandmit Zementfiltrat von 90 0C
Duo
Pestigk« cN/tex
Dehnung A-Modul % cN/tex
Pestigk
cN/tex
Dehnung
A-Modul cN/tex
Schrumpf während der Behänd- lung %
O CTi
VO
190 190 190 190 220
190 210 230 250 250
79 80 82 82 80
10
10
10
11
12
1321 1411 1482 1446 1286 75 75 82 80 68
12 12 12 12 11
1036
1054 1160
1143 1018
2 1 1
0.5 0
CsJ OO

Claims (2)

  1. Erfindungsanspruch
    * Fäden und Pasern aus Acrylnitrilpolymeren, gekennzeichnet dadurch, daß die fadenbildende Substanz wenigstens aus 98 Gew»-# Acrylnltrileinheiten aufgebaut ist, die relative Viskosität der fadenbildenden Substanz im Bereich zwischen 2,5 und 6,0 liegt, die Pasern und Faden eine Festigkeit von mehr als 50 cN/tex, einen Koohschrumpf von unter 5 To und eine Reißdehnung von höchstens 15 % aufweisen und der Anfangsmodul der Pasern und Fäden naoh einer wässrig-alkalischen Behandlung 24 Stunden größer als 900 cN/tex ist,
    einer wässrig-alkalischen Behandlung bei 90 0C während
  2. 2. Verfahren zur Herstellung von Fäden und Fasern nach Punkt 1, durch einen Naß- oder Trockenspinnprozeß, eine mehrstufige Verstreckung und eine Fixierung der Fäden, gekennzeichnet dadurch, daß die von der Düse abgezogenen Fäden vor oder nach der Wäsche naß verstreckt, unter Spannung auf heißen Walzen" getrocknet und unter Einwirkung trockener Hitze bei 140 bis 200 0C nachverstreckt werden, wobei bei einer Nachverstreckung von mindestens 1 : 1,5 die Gesamtverstreckung mindestens 1 : 9 beträgt und die Fäden nach der Nachverstreckung ohne Zulassung eines Schrumpfes durch Einwirkung trockener Hitze bei 170 bis 280 0C, vorzugsweise 180 bis 250 0C, fixiert werden·
DD82238270A 1981-03-20 1982-03-18 Fixierte polyacrylnitrilfaeden und -fasern sowie verfahren zu ihrer herstellung DD202187A5 (de)

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