DE1129925B - Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von synthetischen Fasern, Geweben, Folien und Formkoerpern durch Bestrahlung mit radioaktiven Strahlen - Google Patents

Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von synthetischen Fasern, Geweben, Folien und Formkoerpern durch Bestrahlung mit radioaktiven Strahlen

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DE1129925B DEA31751A DEA0031751A DE1129925B DE 1129925 B DE1129925 B DE 1129925B DE A31751 A DEA31751 A DE A31751A DE A0031751 A DEA0031751 A DE A0031751A DE 1129925 B DE1129925 B DE 1129925B
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften, besonders der Färbbarkeit und der Hydrophilie von synthetischen Fasern, Geweben, Folien und Formkörpern, die aus Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyacrylnitril, Polyvinylalkohol, Polyvinylidenchlorid, Polytetrafluoräthylen, Polyester, Polyurethan und Polyamidhochpolymeren hergestellt sind, durch Bestrahlung mit radioaktiven Strahlen.
Im allgemeinen ist die Färbbarkeit und Hydrophilie von synthetischen Fasern, Geweben, Folien und Formkörpern wesentlich niedriger als die von natürlichen und künstlichen Fasern, Geweben, Folien und Formkörpern. Dieser Nachteil ist darauf zurückzuführen, daß die den Stoff für die synthetischen Fasern, Gewebe, Folien und Formkörper darstellenden Hochpolymere kein der Färbbarkeit und Hydrophilie entsprechendes affines Radikal aufweisen oder daß die Farbstoff- und Wassermoleküle auf Grund der physikalischen Struktur der synthetischen Fasern, Gewebe, Folien und Formkörper schwer eindringen und sich ausbreiten können. Obgleich zur Überwindung dieser Nachteile hinsichtlich der Färbbarkeit und der Hydrophilie das Verfahren zum Einführen dieses affinen Radikals in die Hochpolymere durch Verwendung einer chemischen Reaktion bereits bekannt sind, sind die Hochpolymere chemisch so stabil, daß sie solchen chemischen Reaktionen schwer zu unterziehen sind. Daher ist die Einführung eines affinen Radikals in die Hochpolymere mit großen Schwierigkeiten verbunden. Es ist ferner ein Verfahren bekannt, bei dem ein sogenanntes »Pfropf-Mischpolymer« gebildet wird, wobei ein Vinylmonomer mit dem affinen Radikal durch Verwendung eines Radikals polymerisiert wird, das durch radioaktive Bestrahlung an dem Hochpolymer erzeugt wird, aus dem die synthetischen Fasern, Gewebe, Folien und Formkörper gebildet werden. Bei einem solchen Verfahren erfolgt die radikale Kettenpolymerisation des Vinylmonomers, beginnend bei dem Molekül des den Stoff für die synthetischen Fasern, Gewebe, Folien und Formkörper darstellenden Hochpolymers.
Weiter ist es bereits bekannt, Textilien unter anderem auch aus Casein gewonnene mit Alkylenoxyden, -iminen oder -sulfiden zu behandeln. Auch die Behandlung von Polyamiden mit Alkylenoxyd ist bekannt.
Solche dreigliedrigen heterocyclischen Verbindungen aus Alkylenimin, Alkylenoxyd und Alkylensulfid sowie Polyäthylen, Polypropylen und Polyvinylchlorid zeigen in einem normalen Verfahren
von synthetischen Fasern, Geweben, Folien und Formkörpern durch Bestrahlung
mit radioaktiven Strahlen
Anmelder:
Agency of Industrial Science & Technology, Tokio
Vertreter: Dr. H. Haalck, Rechtsanwalt,
Hamburg, Gornestr. 12
x. Beanspruchte Priorität:
Japan vom 28. April, 7. Oktober, 17. November 1958
. und 6. März 1959 (Nr. 11 631, Nr. 28 061, Nr. 32 620
und Nr. 6732)
Tadashi Muroi, Shunji Onishi,
Satoshi Morimoto, Tokio,
und Aizo Yamauchi, Yokohama (Japan),
sind als Erfinder genannt worden
keine Reaktionen. Ein Reaktionsprodukt kann erst bei einer hohen Temperatur von 130 bis 160° C und bei einem hohen Druck von etwa 12 Atmosphären gewonnen werden, wenn die Verätherung eines Polyamidpolymers, das Säure-Amid-Bindung enthält, durchgeführt wird.
Schließlich ist es bekannt, zur Verbesserung der Eigenschaften von Polymeren Behandlungsprozesse durchzuführen, bei denen faserige, folienartige und andere Formkörper, die aus Polymerisations- oder Polykondensationsprodukten, insbesonderePolyamid, bestehen und die durch Wasser gequellt wurden, mit Bestrahlung behandelt werden, um die physikalischen und mechanischen Eigenschaften in Gegenwart von Wasser zu verbessern.
Auch sind Verfahren zur Gewinnung eines Produkts bekannt, dessen physikalische Eigenschaften durch Oberflächenüberoxydation verbessert werden. Bei diesem Verfahren handelt es sich darum, daß ein Polymer in Gegenwart von Luft mit radioaktiven Strahlen bestrahlt wird, um ein Oberflächenperoxyd zu erhalten, oder darum, daß die Behandlung mit einem chemischen Reagenz, wie Carosäure, durchgeführt wird. Das Verfahren zur Gewinnung dieser
20» 601/427
Peroxyde besteht darin, den Kristallisationsgrad durch Oberflächenüberoxydation zu erhöhen.
Nach der Erfindung sollen die Eigenschaften von synthetischen Fasern, Geweben, Folien und Formkörpern durch Bestrahlung mit radioaktiven Strahlen verbessert werden und die Behandlung bei normaler Temperatur und normalem Druck durchgeführt werden. Eine Beschränkung auf thermoplastische Polymere, die Säure-Amid-Bindung enthalten, ist
hältnis von 1,4 · 103 Röntgen pro Stunde unter Benutzung einer Kobalt-60-Strahlenquelle bei Zimmertemperatur bestrahlt. Jedem Reagenzglas wird der Inhalt entnommen, in Wasser geschüttet, gewaschen, extrahiert und bei etwa 60° C mit heißem Wasser so lange gespült, bis keine Mengenverminderung eintritt. Nachdem der Inhalt jedes Reagenzglases 10 Stunden lang mit Methanol in einem Soxhletschen Apparat extrahiert ist, wird eine
nicht erforderlich. Das Reaktionsprodukt soll die 10 Gewichtszunahme festgestellt. Eine Mengenverminde-Form behalten, die es vor der Behandlung aufweist. rung durch die Extraktion mit Methanol ist kaum
Es wurde gefunden, daß die Färbbarkeit und die Hydrophilie von synthetischen Fasern, Geweben, Folien und Formkörpern verbessert werden durch deren Bestrahlung mit radioaktiven Strahlen in Gegenwart von Monomeren dreigliedriger heterocyclischer Verbindungen der allgemeinen Formel
R-CH-CH2
zu beobachten. Bei den Polyvinylchloridfasern wird eine Gewichtszunahme von 8,9%, bei den Polyäthylenfasern von 1,8% und bei den Polyäthylenterephthalatfasern von 0,6% erzielt. Die auf diese Weise behandelten Fasern können mit säurehaltigen Farbstoffen, beispielsweise säurehaltigem Violet 4 BN und säurehaltigem Orange II, gefärbt werden.
Beispiel 2
Nachdem Polyvinylchloridfasern in einer das Fünzigfache der zu behandelnden Fasern betragenden Menge einer 3%igen wäßrigen Äthyleniminlösung aufgeweicht, bei einer Gesamtstrahlungsintensität
in der R für das Wasserstoffatom oder Alkylradikal und X für das Sauerstoffatom, Schwefelatom oder
N — R' Radikal steht, wobei R' das Wasserstoff- 25 von 3,2 · 105 Röntgen im gleichen Verhältnis wie im atom oder Alkylradikal ist, und ihren Homologen Beispiel 1 bestrahlt und in der gleichen Weise wie und Derivaten. Man kann das Gut auch erst bestrahlen mit radioaktiven Strahlen und anschließend
zusammen mit den Monomeren der heterocyclischen
Verbindungen und ihren Homologen und Derivaten 30
erwärmen.
Als dreigliedrige heterocyclische Verbindungen werden erfindungsgemäß z. B. Äthylenoxyd, Äthylensulfid und Äthylenimin verwendet. Homologe dieser
Verbindungen sind z. B. Propylenoxyd und Propylen- 35 intensität von 5,1-1O5 Röntgen im gleichen Versulfid, und als Derivate können Epichlorhydrin, hältnis wie im Beispiel 1 bestrahlt und wie im Bei-Diphenylmethan-N,N'-diäthylenharnstoff, 2,4,6-Triäthylenimin-l^^-TriazinundPolymethylen-N^'-bisäthylenharnstoff genannt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die dreigliedrigen heterocyclischen Verbindungen und ihre Homologe und Derivate als solche oder als Lösung in einem geeigneten Medium, beispielsweise Wasser und Methanol, angewendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter 45 Eis gekühlt sind, wird Äthylenoxyd zugegeben, atmosphärischem Druck, atmosphärischem Über- Der Behälter wird unter normalem Druck geschlossen, oder Unterdruck und in jeder Atmosphäre, beispielsweise Luft, Edelgas oder luftfreier Atmosphäre, bei
normaler, höherer oder niedrigerer Temperatur
durchgeführt werden. Die Intensität der Bestrahlung 50 eine verbesserte Färbbarkeit der Fasern mit direkten mit radioaktiven Strahlen wird bei dem erfindungs- Farbstoffen festgestellt.
im Beispiel 1 behandelt ist, beträgt die Gewichtszunahme 3,1%, und die auf diese Weise behandelten Fasern sind mit säurehaltigen Farbstoffen färbbar.
Beispiel 3
Nachdem Polyvinylalkoholfasern in der gleichen wie im Beispiel 2 beschriebenen wäßrigen Äthyleniminlösung aufgeweicht, bei einer Gesamtstrahlungsspiel 1 behandelt sind, ist eine Gewichtszunahme von 3,3% festgestellt, und die auf diese Weise behandelten Fasern sind mit säurehaltigen Farbstoffen anfärbbar.
Beispiel 4
Nachdem im Hochdruckverfahren hergestellte Polyäthylenfasern in einen luftdichten Behälter aus korrosionsbeständigem Stahl eingebracht und mit
Der Inhalt des Behälters wird von außen mit Gammastrahlen von mehr als 10* Röntgen bestrahlt. Als Ergebnis wird eine Gewichtszunahme von 0,4% und
gemäßen Verfahren vorzugsweise auf einem Wert von mehr als 10* Röntgen gehalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in den folgenden Beispielen erläutert.
Beispiel 5
Acrylonitrilfasern werden in ein druckfestes Reagenzglas eingebracht. Während die Fasern mit Eis gekühlt werden, wird Äthylenoxyd zugegeben. Als Ergebnis der Bestrahlung der Fasern mit 2 · ΙΟ5 Röntgen ist eine Gewichtszunahme von 1% festgestellt. Die so behandelten Fasern weisen eine ver
Beispiel 1
Polyvinylchlorid-, Polyäthylen- und Polyäthylenterephthalatfasern werden in Reagenzgläser eingebracht, die __ von einer wäßrigen Alkalilösung 60 besserte Färbbarkeit mit direkten Farbstoffen auf. abdestilliertes Äthylenimin (Siedepunkt 55 bis 56° C) . . enthalten. Während die Polyäthylen- und Poly- Beispiel 6 äthylenterephthalatfasern in ihrem faserartigen Zu- Im Unterdruckverfahren erzeugte Polyäthylenstand bleiben, quellen die Polyvinylchloridfasern fasern werden zusammen mit Epichlorhydrin in ein stark auf. Jedes Reagenzglas wird mit einem Kork- 65 Reagenzglas eingebracht. Nachdem der Inhalt des pfropfen verschlossen und der Inhalt jedes Reagenz- Reagenzglases einer Bestrahlung mit Gammastrahlen glases mit Gammastrahlen bei einer Gesamt- von6· 105 Röntgen ausgesetzt ist, wird eine Gewichtsstrahlungsintensität von 2,1-105 Röntgen im Ver- zunähme von 0,4% festgestellt.
Bei gleichartiger Behandlung von Polyacrylonitrilfasern wird eine Gewichtszunahme von 1,2% erzielt.
Beispiel 7
Polyvinylchloridfasern werden in einen Glasbehälter eingebracht und durch ein Trockeneis— Aceton-Kühlmittel gekühlt. Eine Methanollösung von Propylensulfid wird zugesetzt und während der Kühlung die Luft aus dem Behälter mittels einer Vakuumpumpe ausgepumpt, worauf der Behälter durch Schmelzen verschlossen wird. Der Inhalt des Behälters wird dann mit Gammastrahlen von 1 · 106 Röntgen bestrahlt. Als Ergebnis wird eine Gewichtszunahme von 1,2% erzielt und eine verbesserte Färbbarkeit der Fasern mit direkten Farbstoffen festgestellt.
Beispiel 8
Polypropylenfasern werden in einen Glasbehälter eingebracht und Äthylensulfid zugesetzt. Während der Kühlung des Inhalts des Behälters mit einem Trockeneis—Aceton-Kühlmittel wird die Luft aus dem Behälter ausgepumpt, worauf der Behälter durch Schmelzen verschlossen wird. Der Inhalt des Behälters wird dann mit Gammastrahlen von 6 · 105 Röntgen bestrahlt. Als Ergebnis wird eine Gewichtszunahme von 2,5% erzielt. Eine Verbesserung der Färbbarkeit der Fasern mit Sulfidfarben wurde festgestellt.
Beispiel 9
Vinylchloridfasern werden in eins von zwei mittels einer horizontalen Glasrohre H -förmig miteinander verbundenen Reagenzgläsern eingebracht. In das andere der beiden Reagenzgläser wird eine Methanollösung von Äthylensulfid eingefüllt. Während der Kühlung des Inhalts der Reagenzgläser mit einem Trockeneis--Aceton-Kühlmittel wird die Luft aus den Reagenzgläsern ausgepumpt, worauf die Reagenzgläser durch Schmelzen verschlossen werden. Während der das Äthylensulfid enthaltende Teil der Reagenzgläseranordnung mit Bleiplatten abgedeckt ist, werden die Fasern mit Gammastrahlen von 6 · 105 Röntgen bestrahlt. Nach der Bestrahlung wird das das Äthylensulfid enthaltende Reagenzglas erwärmt, wobei die Äthylensulfidlösung in das die Fasern enthaltende Reagenzglas verlagert wird. Das Erwärmen wird 4 Stunden lang bei 50° C fortgesetzt. Danach werden die Fasern herausgenommen, mit Methanol gewaschen und getrocknet. Als Ergebnis wird eine Gewichtszunahme von 1,0% erzielt.
Obgleich in den vorstehenden Beispielen nur die Behandlung von synthetischen Fasern beschrieben
worden ist, kann selbstverständlich das erfindungsgemäße Verfahren auch bei synthetischen Geweben, Folien und Formkörpern angewendet werden, um ähnliche Wirkungin zu erzielen. Nach der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Färben mittels eines geeigneten Färbverfahrens, beispielsweise Eintauchen, Musterfärben und Drucken, vorgenommen werden.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von synthetischen Fasern, Geweben, Folien und Formkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die synthetischen Fasern, Gewebe, Folien und Formkörper bei Vorhandensein von Monomeren dreigliedriger heterocyclischer Verbindungen der allgemeinen Formel
R-CH-CH2
in der R für das Wasserstoffatom oder Alkylradikal und X für das Sauerstoffatom, Schwefelatom oder N — R' Radikal steht, wobei R' das Wasserstoffatom oder Alkylradikal ist, und ihren Homologen und Derivaten mit radioaktiven Strahlen bestrahlt werden.
2. Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von synthetischen Fasern, Geweben, Folien und Formkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die synthetischen Fasern, Gewebe, Folien und Formkörper zunächst mit radioaktiven Strahlen bestrahlt und danach zusammen mit Monomeren dreigliedriger heterocyclischer Verbindungen der allgemeinen Formel
R — CH — CH2
in der R für das Wasserstoffatom oder Alkylradikal und X für das Sauerstoffatom, Sulfuratom oder N — R' Radikal steht, wobei R' das Wasserstoffatom oder Alkylradikal ist, und ihren Homologen und Derivaten erwärmt werden.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 913 957;
USA.-Patentschrift Nr. 2 131 145;
österreichische Patentschrift Nr. 198 423;
französische Patentschrift Nr. 1 146 080;
Chem. Zentralblatt, 1957, S. 12 930 (Petuchow und Pakschwir).
DEA31751A 1958-04-28 1959-04-04 Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von synthetischen Fasern, Geweben, Folien und Formkoerpern durch Bestrahlung mit radioaktiven Strahlen Pending DE1129925B (de)

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JP673259 1959-03-06

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