DE1085645B

DE1085645B - Verfahren zur Herstellung von Polyacrylnitrilfaeden oder -fasern mit hoher Festigkeit

Info

Publication number: DE1085645B
Application number: DEZ7310A
Authority: DE
Inventors: Hubert Van Loosen
Original assignee: HJ Zimmer Verfahrenstechnik
Current assignee: HJ Zimmer Verfahrenstechnik
Priority date: 1959-05-06
Filing date: 1959-05-06
Publication date: 1960-07-21

Description

Verfahren zur Herstellung von Polyacrylnitrilfäden oder -fasern mit hoher Festigkeit Bei dem Naßspinnverfahren zur Herstellung von Polyacrylnitrilfasern wird die Spinnlösung aus den Düsen in ein Koagulationsbad geleitet, das im wesentlichen aus dem Lösungsmittel für PolyacTylnitril und aus Wasser besteht. Als Lösungsmittel- zur Herstellung von Polyacrylnitrilfasem im -Naßspinnverfahren haben. sich:bisher als geeignet erwiesen: Dimethylformamid, Athylencarbonat sowie Salzlösungen, die beispielsweise Natriumehlorid und Zinkchlorid enthalten.
Es ist ferner bekannt, bei Verwendung von Äthylencarbonat als Lösungsmittel für Polyacrylnitrü, diese Lösungen in ein Spinnbad einzudüseri, das einen Gehalt an Dipropylenglyk.o1 aufweist. Es ist ferner schon vorgeschlagen worden, sowohl einer überwiegend aus Äthylencarbonat bestehenden Lösung als auch dem Spinnbad Polyäthylen- oder Polypropylenglykole zuzusetzen.
Es wurde nun gefunden, daß man zu Polyacrylnitrilfasem gelangt, die den bisherigen in den textilen Eigenschaften überlegen sind, wenn man Polyacrylnitril in Dimethylsulfoxyd löst und in ein Fällbad verspinnt, das Dimethylsulfoxyd und gegebenenfalls noch Wasser enthält, wobei man der Spinnlösung und dem Bad aliphatische Glykole mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen und bzw. oder Polyäthylenglykole der allgemeinen Formel HO (CH, - CH,0)" - H worin n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, zusetzt. Geeignete Glykole sind, insbesondere Äthylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Butylenglykol, 2,3-Butylenglykol, 1,4-Butylenglykol sowie Pinakol. Die Glykole können auch teilweise ungesättigt sein. Die genannten Polyäthylenglykole, insbesondere Diglykol und Triglykol, können auch an einer der endständigen Hydroxylgruppen mit einem niederen Alkylrest veräthert sein.
Fasern oder Fäden von besonders guter Qualität werden erhalten, wenn man die genannten Glykole und bzw. oder Polyäthylenglykole in Verbindung mit Dimethylsulfoxyd in der Spinnlösung und im Spinnbad einsetzt.
Der Gehalt der vorgenannten Verbindungen in einer Spinnlösung beträgt zweckmäßig 0,5 bis 40, vorzugsweise 10 bis 20 Gewichtsprozent. Eine solche Spinnlösung besteht also beispielsweise zu 10 bis 25 "/, aus Polyacrylnitril, zu 50 bis 75 0/, aus Dimethylsulfoxyd und zu 10 bis 20 0/, aus Glykol.
Erfindungsgemäß wird das Wasser im dimethylsulfoxydhaltigen Spinnbad ganz oder teilweise durch die genannten Glykole und bzw. oder Polyäthylenglykole ersetzt. Der Gehalt dieser Zusätze im Spinnbad beläuft %i--h -vorzugsweise auf 60 bis 90 0/,.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusätze im Naßspinnverfahren führt zu einer erheblichen Verbesserung der Faserqualität hinsichtlich Festigkeit, Dehnung, Knotenfestigkeit und Wärmerückhaltevermögen. Während die nach den bisher bekannten Verfahren erzeugten Polyacrylnitrilfasem Festigkeitswerte bis zu 4,1 g/den aufweisen, werden bei Verwendung der Glykole und Polyäthylenglykole Festigkeiten von 6,2 g/den erreicht.
Der erfindungsgemäße Gehalt an aliphatischen Gly- kolen oder Polyäthylenglykolen in der Spinnlösung und im Koagulationsbad ermöglicht das Verspinnen aus Düsen bedeutend höherer Lochzahl. Der Zusatz der genannten Verbindungen zum Koagulationsbad hat ferner den Vorteil einer einfacheren Durchführung des Spinnvorganges, insbesondere in bezug auf die Verstreckung und das Auswaschen. Die Koagulationsbäder können auf 20 bis 50 "/, mit Lösungsmittel angereichert werden, wodurch eine bessere Wirtschaftlichkeit gegeben ist. Der einzelne Faden koaguliert in dem Fällbad mit weicher Oberhaut und kann über längere Zeit im koagulierenden Zustand bis 1 : 16 verstreckt werden. Während oder nach der Orientierung wird das Lösungsmittel ausgewaschen und zurückgewonnen. Anschließend wird in bekannter Weise getrocknet und weiterverarbeitet. Beispiel 1 In ein auf 110' C vorgewärintes Gemisch von 72 Teilen Dimethvlsulfoxyd und 8 Teilen Diglykol werden 20 Teile eines zu 85 0/, aus Acrylnitril bestehenden Copolymerisates (Molgewicht 65 000) eingetragen und so eine Lösung erhalten, die zu Fäden verarbeitet werden kann. Die Lösung wird filtriert und unter Druck aus einer Spinndüse von 10 000 Loch in ein Koagulationsbad aus 25 Gewichtsprozent Dimethylsulfoxyd und 75 Gewichtsprozent Diglykol geleitet. Man verstreckt während des Koagulierens bis 1: 12 und schrumpft nach der Trocknung 1 - 0,75. Es werden schwammige Fäden mit Festigkeiten bis 3,8 g/den erhalten, die ein besonders hohes Wärmerückhaltevermögen besitzen. Beispiel 2 Bei gleicher Spinnlösung und gleichem Spinnbad wird die Koagulationszeit etwa UM 2/, durch Erhöhung der Konzentration des Lösungsmittels im Fällbad verlängert und die Fäden anschließend 1. 4 orientiert. Während der Trocknung werden die Fäden 1: 1,6 gestreckt, d. h. 2001, mehr als der gewünschte Titer, und über heißen Galetten wieder um 20"/, geschrumpft. Es werden elastische Fäden mit verdichteter Oberfläche auf % des Fadenquerschnittes erhalten. Beispiel 3 Der gemäß Beispiell versponnene Faden wird noch während des koagulierenden Stadiums über heißen Galetten 1.3 orientiert und nach der Trocknung einer Gesamtorientierung von 1: 12 unterworfen. Man erhält dabei Festigkeiten von 6,2 g/den.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: zeichnet, daß man Polyacrylnitrü in Dimethylsulfoxyd löst und in ein Fällbad, das Dimethylsulfoxyd und gegebenenfalls noch Wasser enthält, verspinnt, wobei d#e Spinnlösung und das Bad neben Dimethylsulfoxyd einen Gehalt an aliphatischen Glykolen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen und bzw. oder an Polyp äthylenglykolen, die an einer der endständigen Hydroxylgruppen mit niederem Alkylrest veräthert sein können, aufweisen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dünethylsulfoxydhaltige Spinnbad einen Gehalt an Glykolen undfoder Polyäthylenglykolen von 60 bis 90 Gewichtsprozent besitzt. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dimethylsulfoxydhaltige Spinnlösung einen Gehalt an Glykolen und/oder Polyäthylenglykolen von 0,5 bis 40, vorzugsweise 10 bis 20 Gewichtsprozent besitzt. 1. Verfahren zur Herstellung von Polyacrylnitrüfäden oder -fasern mit hoher Festigkeit unter Verwendung von Dimethylsulfoxyd, dadurch gekenn-In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 303 234; französische Patentschrift Nr. 1021455.