DE1469132B - Process for the production of thread from acrylic film copolymers precipitated from 1224506 - Google Patents
Process for the production of thread from acrylic film copolymers precipitated from 1224506Info
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fäden durch Verspinnen von Acrylnitrilmischpolymerisaten. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fäden zeichnen sich durch einen hohen Weißgehalt und eine vorzügliche Verfärbungsbeständigkeit aus und lassen sich leicht mit basischen Farbstoffen anfärben.The invention relates to a method for producing threads by spinning acrylonitrile copolymers. The threads produced by the process according to the invention are characterized by a high whiteness and excellent discoloration resistance and can be easily mixed with basic Coloring dyes.
Acrylnitrilpolymere, die einen Acrylnitrilgehalt von etwa 85°/„ oder mehr haben, werden gewöhnlich aus wäßrigen Lösungen oder Dispersionen der Monomeren hergestellt, indem man als Katalysator ein Persulfat, wie Natrium- oder Kaliumpersulfat, verwendet, das durch ein Sulfoxyreduktionsmittel, wie Natriumoder Kaliummetabisulfit, aktiviert ist. Das Mengenverhältnis von Aktivator zu Katalysator beträgt gewöhnlich höchstens 2 Gewichtsteile Aktivator je Gewichtsteil Katalysator. So beschreibt die USA.-Patentschrift 2 486 241 ein Verfahren zur Herstellung von unter anderem auch zum Verspinnen zu Fasern geeigneten Homo-„und Mischpolymerisaten des Acrylnitrils in wäßriger Dispersion, bei dem der Peroxykatalysator in Mengen von 0,1 bis 10 und der Sulfoxyaktivator in Mengen von 0,001 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Monomeren, zugesetzt werden sollen. In fast allen Ausführungsbeispielen der Patentschrift ist die Aktivatormenge geringer als die Katalysatormenge; nur in einem einzigen Beispiel wird der Aktivator im Überschuß über den Katalysator angewandt, und das Gewichtsverhältnis beträgt in diesem Falle 1,7.Acrylonitrile polymers that have an acrylonitrile content of about 85% or more are usually made from aqueous solutions or dispersions of the monomers prepared by using a persulfate as a catalyst, such as sodium or potassium persulfate, used, which by a sulfoxy reducing agent such as sodium or Potassium metabisulfite, is activated. The amount ratio of activator to catalyst is usually a maximum of 2 parts by weight of activator per part by weight of catalyst. This is how the USA. Patent describes 2,486,241 a process for the production of, among other things, also suitable for spinning into fibers Homopolymers and copolymers of acrylonitrile in aqueous dispersion, in which the peroxy catalyst in amounts of 0.1 to 10 and the sulfoxy activator in amounts of 0.001 to 5 percent by weight, based on the monomers, are added should. In almost all of the exemplary embodiments of the patent, the amount of activator is less than the amount of catalyst; only in one example is the activator used in excess over the catalyst, and the weight ratio in this case is 1.7.
Ein ganz ähnliches Verfahren ist aus der USA.-Patentschrift 2 462 354 bekannt, nach der die Katalysatormenge 0,01 bis 5 und die Aktivatormenge 0,001 bis 5 Gewichtsprozent der Monomeren betragen soll und nach deren Ausführungsbeispielen die Katalysatormenge die Aktivatormenge meistens übersteigt, während in zwei Fällen das Gewichtsverhältnis von Aktivator zu Katalysator etwa 2:1 beträgt. Aus diesen beiden Patentschriften ergibt sich also zwanglos die Lehre, die Polymerisation oder Mischpolymerisation des Acrylnitrils normalerweise mit einem Überschuß an Katalysator über Aktivator durchzuführen, maximal aber kein höheres Verhältnis von Aktivator zu Katalysator als etwa 2:1 anzuwenden.A very similar process is known from US Pat. No. 2,462,354, according to which the amount of catalyst 0.01 to 5 and the amount of activator should be 0.001 to 5 percent by weight of the monomers and according to the examples of these, the amount of catalyst usually exceeds the amount of activator, while in two cases the weight ratio of activator to catalyst is about 2: 1. From these Both patents therefore freely give the teaching, the polymerization or copolymerization of the acrylonitrile should normally be carried out with an excess of catalyst over activator, at most but do not use a higher ratio of activator to catalyst than about 2: 1.
Das gleiche Verhältnis von Aktivator zu Katalysator ergibt sich auch aus der USA.-Patentschrift 2 628 223, die Katalysatorkonzentrationen von 0,3 bis 0,75 Gewichtsprozent und Aktivatorkonzentrationen von 0,6 bis 1,5 Gewichtsprozent empfiehlt und in ihren sämtlichen Ausführungsbeispielen mit einem Gewichtsverhältnis von Sulfoxyaktivator zu Peroxykatalysator von genau 2:1 arbeitet. Auch in dieser Patentschrift ist erwähnt, daß die nach ihr hergestellten Acrylnitrilpolymerisate zum Yprspinnen zu Fäden geeignet sind.The same ratio of activator to catalyst can also be found in US Pat. No. 2,628,223, the catalyst concentrations from 0.3 to 0.75 percent by weight and activator concentrations from 0.6 recommends up to 1.5 percent by weight and in all of their exemplary embodiments with a weight ratio of sulfoxy activator to peroxy catalyst of exactly 2: 1 works. Also in this patent is mentions that the acrylonitrile polymers produced according to it are suitable for Yprspinning into threads.
Die USA.-Patentschriften 2 629 712 und 2 743 263 beschreiben Verfahren zur Herstellung von Acrylnitrilpolymerisaten in wäßriger Dispersion und geben an, daß diese Polymerisate zum Verspinnen zu glänzenden, farblosen Fäden geeignet sind, was dadurch erreicht werden soll, daß die Polymerisation in Gegenwart einer Sauerstoffsäure des Phosphors bzw. einer organischen Sulfonsäure durchgeführt wird. Die anzuwendenden Mengen an Aktivator und Katalysator sind dabei auf Molbasis angegeben: Das Verhältnis von Aktivator zu Katalysator soll im Bereich von 0,5:1 bis 7:1 liegen. Da in den Ausführungsbeispielen der beiden Patentschriften fast durchweg Natriumbisulfit als Aktivator und Ammoniumpersulfat als Katalysator verwendet wird, ergibt sich aus den obigen Angaben ein maximales Gewichtsverhältnis von Aktivator zu Katalysator von 3,15:1; in den Ausführungsbeispielen der beiden Patentschriften werden allerdings keine höheren Gewichtsverhältnisse von Aktivator zu Katalysator als 2:1 angewandt.U.S. Patents 2,629,712 and 2,743,263 describe processes for preparing acrylonitrile polymers in aqueous dispersion and indicate that these polymers for spinning to be shiny, colorless threads are suitable, which is to be achieved in that the polymerization in the presence an oxygen acid of phosphorus or an organic sulfonic acid is carried out. The applicable Amounts of activator and catalyst are given on a molar basis: The ratio of Activator to catalyst should be in the range from 0.5: 1 to 7: 1. Since in the embodiments of in both patents almost all of them were sodium bisulfite as the activator and ammonium persulfate as the catalyst is used, the above information gives a maximum weight ratio of activator to 3.15: 1 catalyst; in the exemplary embodiments of the two patents, however, none higher activator to catalyst weight ratios than 2: 1 were used.
Nun sind zwar diese Verhältnisse von Aktivator zu Katalysator hinsichtlich der Polymerisatausbeute zufriedenstellend, aber die Polymerisate haben nicht denNow, although these ratios of activator to catalyst are satisfactory with regard to the polymer yield, but the polymers do not have that
ίο Weißgehalt, den man sich für die Herstellung von Fäden wünschen könnte, und sind auch beim Erhitzen gegen Verfärbung nicht beständig genug.ίο Whiteness that you choose for the manufacture of threads might wish, and are not sufficiently resistant to discoloration even when heated.
Zur Herstellung von Fäden wird das Acrylnitrilpolymere in einem organischen Lösungsmittel, wie Ν,Ν-Dimethylformamid, gelöst. Zu diesem Zwecke erhitzt man eine Dispersion des Polymeren im Lösungsmittel eine Zeitlang, um eine homogene Lösung zu erhalten. Diese Lösung wird auch beim Filtrieren und Verspinnen auf erhöhter Temperatur gehalten. Wenn nun das Polymerisat nicht verfärbungsbeständig ist, so erhält man Fäden, deren Farbe gelblichweiß bis hellbraun sein kann, und bisher ist keine' praktisch ausführbare Methode bekannt, um solche verfärbten Textilien permanent weiß zu machen. Man wendet zwar gelegentlich eine Bleichbehandlung an, aber diese führt nicht zu einem permanenten Weiß, sondern das gebleichte Textilgut wird bei Einwirkung von ultraviolettem Licht wieder dunkel.For the production of threads, the acrylonitrile polymer is in an organic solvent, such as Ν, Ν-dimethylformamide, dissolved. For this purpose, a dispersion of the polymer in the solvent is heated for a while to get a homogeneous solution. This solution is also used when filtering and spinning is kept at an elevated temperature. If now the polymer is not stain resistant is, then one obtains threads, the color of which can be yellowish white to light brown, and so far there is none ' practically feasible method known to make such discolored textiles permanently white. Man occasionally uses a bleaching treatment, but this does not result in a permanent white, Instead, the bleached textile material becomes dark again when exposed to ultraviolet light.
Die oben erörterten USA.-Patentschriften 2 629 712 und 2 743 263 stellen zwar auf die Erzeugung von Acrylnitrilpolymerisaten ab, die sich zu farblosen Fäden verspinnen lassen; es besteht jedoch ein Bedürfnis, Fäden aus Acrylnitrilpolymerisaten erspinnen zu können, die einen noch höheren Weißgehalt und eine höhere Beständigkeit gegen die Einwirkung ultravioletter Strahlen aufweisen.U.S. Patents 2,629,712 and 2,743,263 discussed above refer to the production of acrylonitrile polymers from, which can be spun into colorless threads; however, there is a need for threads to be able to spin acrylonitrile polymers, which have an even higher whiteness and a higher resistance exhibit against exposure to ultraviolet rays.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Fäden aus Acrylnitrilpolymerisaten zur Verfügung zu stellen, die einen besonders hohen Weißgehalt und eine hohe Beständigkeit gegen ultraviolette Strahlen aufweisen, nicht gebleicht zu werden brauchen und viele aktive Stellen enthalten, an die basische Farbstoffe dauerhaft gebunden werden können.The invention is based on the object of a process for the production of threads from acrylonitrile polymers to make available that have a particularly high whiteness and high resistance to have ultraviolet rays, do not need to be bleached and contain many active sites the basic dyes can be permanently bound.
Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung von Fäden durch Verspinnen einer Lösung von Acrylnitrilmischpolymerisaten ist dadurch gekennzeichnet, daß man Mischpolymerisate des Acrylnitrils verwendet, die durch Mischpolymerisation von mindestens 85 Gewichtsprozent Acrylnitril zusammen mit einem oder mehreren mit Acrylnitril mischpolymerisierbaren äthylenisch ungesättigten Sulfonaten in Gegenwart eines Redoxsystems, bei dem das Gewichtsverhältnis von Sulfoxyaktivator zu Peroxykatalysator mindestens 10:1 beträgt, erhalten worden sind.The method according to the invention for the production of threads by spinning a solution of acrylonitrile copolymers is characterized in that copolymers of acrylonitrile are used, by copolymerizing at least 85 percent by weight of acrylonitrile together with a or more ethylenically unsaturated sulfonates copolymerizable with acrylonitrile in the presence a redox system in which the weight ratio of sulfoxy activator to peroxy catalyst is at least 10: 1 have been obtained.
Vorzugsweise verwendet man Mischpolymerisate, die außer Acrylnitrileinheiten Styrolsulfonateinheiten enthalten. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet man Mischpolymerisate aus Acrylnitril, Styrolsulfonat und Acrylsäuremethylester. Preference is given to using copolymers which, in addition to acrylonitrile units, contain styrene sulfonate units contain. According to a further preferred embodiment of the invention, copolymers are used made of acrylonitrile, styrene sulfonate and methyl acrylate.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist die Verwendung von Mischpolymerisaten, die 85 bis 99% einpolymerisiertes Acrylnitril undA particularly preferred embodiment of the invention is the use of copolymers, the 85 to 99% polymerized acrylonitrile and
6g außerdem je Kilogramm Polymerisat mindestens 40 Milliäquivalente Schwefel in Form ionisierbarer Sulfonsäure- oder Schwefelsäuregruppen enthalten. 6g in addition, per kilogram of polymer, at least 40 milliequivalents of sulfur in the form of ionizable sulfur Contain sulfonic acid or sulfuric acid groups.
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Persulfate, insbesondere Kalium- oder Ammonium- Säuregruppen vorhanden sein. In der nachfolgendenPersulfates, especially potassium or ammonium acid groups, may be present. In the following
persulfat, sind die bevorzugt verwendeten Katalysato- Beschreibung bezieht sich der Ausdruck »Milliäqui-persulfate, are the preferred catalysts used Description refers to the expression »milliequi-
ren. In Verbindung mit den Persulfaten ermöglicht valente Schwefel/kg Polymerisat« nur auf denjenigenRen. In connection with the persulfates, valente sulfur / kg polymer allows «only on those
Natriummetabisulfit als Aktivator eine ausgezeichnete Schwefel, der in Form ionisierbarer Sulfonsäure- oderSodium metabisulfite as an activator an excellent sulfur, which is in the form of ionizable sulfonic acid or
Lenkung der Polymerisation und des Weißgehaltes 5 Schwefelsäuregruppen enthalten ist.Control of the polymerization and the whiteness content 5 sulfuric acid groups is included.
des Polymerisats. Für das Verhältnis von Aktivator zu Katalysatorof the polymer. For the ratio of activator to catalyst
Mischpolymeren, aus denen weiße Garne von guter besteht erfindungsgemäß keine obere Grenze; aller-Verfärbungsbeständigkeit
und guter Anfärbbarkeit dings vermindern Mengenverhältnisse von mehr als mit basischen Farbstoffen zu leuchtenden, tiefen Tönen etwa 2000:1 die Ausbeute an Polymerisat zu stark,
gewonnen werden können, können auf folgende Weise io Die erfindungsgemäß durch Verspinnen dieser PoIyhergestellt
werden: Man unterwirft der Mischpolyme- meren oder Mischpolymeren hergestellten Fäden,
risation ein Gemisch von monomeren Verbindungen, Garne und Fasern sind weiße Erzeugnisse, die ihren
das mindestens 85, vorzugsweise 9O°/o Acrylnitril, Weißgehalt bei Einwirkung von ultraviolettem Licht
ferner eines oder mehrere andere äthylenungesättigte unverändert beibehalten. Da der Ausdruck »weiß« eine
Monomeren und eine ausreichende Menge eines äthy- 15 relative Bedeutung hat und ein Gegenstand im
lenungesättigten Sulfonatmonomeren, vorzugsweise allgemeinen nur dann als weiß angesehen wird, wenn
in Form eines Alkalisalzes, enthält, um zusätzliche kein Gegenstand von höherem Weißgrad als Vergleichs-Sulfonatgruppen
zu schaffen und den Gesamtgehalt an objekt wahrgenommen wird, ist es zweckmäßig, diesen
gebundenem Schwefel in Form von ionisierbaren Ausdruck hier eindeutig festzulegen. Zur Bestimmung
Sulfon- und Schwefeisäuregruppen auf mindestens 20 des »Faserfarbwertes« werden zunächst Stapelfasern
40 Milliäquivalente je Kilogramm Mischpolymerisat hergestellt, indem man eine Probe 30 Minuten in siezu
bringen. Die Polymerisation erfolgt in Anwesen- dendem entionisiertem Wasser wäscht, welches 0,1 °/0
heit eines Persulfates als Katalysator und einer redu- eines nichtionogenen oberflächenaktiven Mittels entzierenden
Sulfoxyverbindung als Aktivator, wobei das hält. Die Proben werden dann zweimal in entionisier-Verhältnis
von Aktivator zu Katalysator auf über etwa 25 tem Wasser gespült, abgequetscht und geschleudert,
6:1 gehalten wird. Die Menge an Katalysator, die um alle überschüssige Flüssigkeit zu entfernen. Dargewöhnlich
verwendet wird, liegt in der Größen- auf läßt man die Probe bei Raumtemperatur an der
Ordnung von 0,05 bis 1,0 °/0 der insgesamt in der Luft trocknen. Etwa 2 g der so gewonnenen trockenen
Reaktionsmasse enthaltenen Monomeren. Probe werden mit einer Handkrempel gekrempelt, umMixed polymers from which white yarns of good quality are made, according to the invention, no upper limit; All-discoloration resistance and good dyeability, however, reduce proportions of more than basic dyes to bright, deep tones about 2000: 1 the yield of polymer too much,
Can be obtained in the following way: The invention by spinning this poly are prepared: The filaments produced are subjected to the interpolymers or copolymers, a mixture of monomeric compounds, yarns and fibers are white products that are at least 85, preferably 90 ° / o acrylonitrile, whiteness when exposed to ultraviolet light and one or more other ethylenically unsaturated remains unchanged. Since the term "white" has a monomer and a sufficient amount of ethy-15 relative meaning and an object in the lenunsaturated sulfonate monomer, preferably generally only is regarded as white when in the form of an alkali salt, in addition not an object of higher whiteness To create comparison sulfonate groups and the total content of the object is perceived, it is advisable to clearly define this bound sulfur in the form of an ionizable expression. To determine sulfonic and sulfuric acid groups to at least 20 of the “fiber color value”, first 40 milliequivalents per kilogram of mixed polymer are produced by placing a sample in them for 30 minutes. The polymerization takes place in attendance dendem deionized water washes containing 0.1 ° / 0 standardize a persulfate as a catalyst and a reduction pieces of a nonionic surfactant entzierenden Sulfoxyverbindung as an activator, wherein the holding. The samples are then rinsed twice in the deionization ratio of activator to catalyst on over about 25 tem water, squeezed off and spun, kept 6: 1. The amount of catalyst needed to remove any excess liquid. Is used Dargewöhnlich lies in the size on the sample is allowed to at room temperature on the order of 0.05 to 1.0 ° / 0 of the total dry in the air. About 2 g of the thus obtained dry reaction mass containing monomers. Sample are carded to with a hand roller
Damit das so hergestellte Mischpolymerisat sich gut 30 die Fasern parallel zulegen, wodurchein FlächengebildeSo that the mixed polymer produced in this way lies parallel to the fibers, creating a flat structure
durch basische Farbstoffe anfärben läßt, darf es je von Stapelfasern von etwa 7,5 · 15 cm Größe entsteht,can be stained by basic dyes, it may arise from staple fibers of about 7.5 x 15 cm in size,
Kilogramm nicht weniger als 40 und soll vorzugsweise welches der Länge nach einmal gefaltet wird. Das Re-No less than 40 kilograms and should preferably which is folded lengthwise once. The Re-
zwischen 40 und 90 Milliäquivalente gebundenen flexionsverhältnis der Proben wird unter Verwen-between 40 and 90 milliequivalents bound flexion ratio of the samples is
Schwefel (in Form von ionisierbaren Sulfon- oder dung eines Grün- und Blaufilters in einem KolorimeterSulfur (in the form of ionizable sulfones or a green and blue filter in a colorimeter
Schwefelsäurengruppen) enthalten und muß frei von 35 der Bauart »Colormaster Differential ColorimeterSulfuric acid groups) and must be free of 35 of the type »Colormaster Differential Colorimeter
stark basischen Gruppen, wie quartären Ammonium- Model IV« bestimmt. Die Filtersätze dieses Gerätesstrongly basic groups, such as Quaternary Ammonium Model IV «. The filter sets of this device
verbindungen, Pyridin oder Aminen sein. Das Misch- sind mit den Normreflexionsplatten der Herstellerfirmacompounds, pyridine or amines. The mixed are with the standard reflective panels from the manufacturer
polymerisat darf außerdem je Kilogramm nicht weni- sowie geeichten Reflexionsplatten des National BureauIn addition, polymerisat may not be less or calibrated reflective plates from the National Bureau per kilogram
ger als 10 Milliäquivalente Schwefel in Form ionisier- of Standards geeicht. Auf jeder Seite der Probenless than 10 milliequivalents of sulfur in the form of ionizing standards. On each side of the samples
barer Sulfongruppen enthalten, wobei der Schwefel an 4° werden zwei Ablesungen vorgenommen. Zur zweitencontaining sulfonic groups, with the sulfur at 4 °, two readings are made. To the second
mittelständige Kohlenstoffatome in der Polymeren- Messung wird die Probe gegenüber ihrer Lage bei derCentral carbon atoms in the polymer measurement are compared to their position in the sample
kette gebunden ist. Die ionisierbaren Sulfon- oder ersten Messung um 90° gedreht. Aus dem Mittelwertchain is tied. The ionizable sulfone or first measurement rotated 90 °. From the mean
Schwefelsäuregruppen liegen normalerweise in Form der vier Ablesungen werden dann die FaserfarbwerteSulfuric acid groups are usually in the form of the four readings then being the fiber color values
hydrolysierbarer Salze vor, können aber auch als freie unter Benutzung der nachfolgenden Formel errechnet:hydrolyzable salts, but can also be calculated as free using the following formula:
^ „ , Reflexionsverhältnis grün — Reflexionsverhältnis blau^ ", Reflection ratio green - reflection ratio blue
Faserfarbwert = · 100.Fiber color value = x 100.
Reflexionsverhältnis grünReflectance ratio green
Hierin bedeutet »Reflexionsverhältnis grün« das mit sehr gut abschneiden und viel weißer als die besten bis-Here "reflection ratio green" means that with a very good score and much whiter than the best up to
Hilfe des Grünfilters und »Reflexionsverhältnis blau« her bekanntenPolyacrylnitrilfasernsind. Unter »weißen«Polyacrylonitrile fibers are known from the green filter and the "blue reflection ratio". Under "white"
das mit dem Blaufilter gemessene Reflexionsverhältnis. Fasern im Sinne der vorliegenden Erfindung sind alsothe reflection ratio measured with the blue filter. Fibers within the meaning of the present invention are therefore
An einer Anzahl verschiedener »weißer« Proben von Fasern zu verstehen, deren Farbwert unter 6 liegt,
gekämmten Proben aus Stapelfasern werden nunmehr 55 Wie oben erwähnt, werden gebleichte Acrylnitril-To be understood from a number of different "white" samples of fibers with a color value below 6,
combed staple fiber samples are now 55 As mentioned above, bleached acrylonitrile
die Farbmessungen ausgeführt: fasern nach Einwirkung von ultraviolettemLichtwiederthe color measurements carried out: fibers again after exposure to ultraviolet light
Faserfarbwert dunkel. Um diese Erscheinung zu zeigen, werden Pro-Fiber color value dark. To show this phenomenon, pro
»weiße« Celluloseacetatfasern des Handels 3,5 bis 4 ben a!f bekannten Acrylnitrilmischpolymeren und die"White" cellulose acetate fibers of the trade 3.5 to 4 ben a ! F known acrylonitrile copolymers and the
»weiße« Nylonfasern des Handels 4 bis 6 |emaß vorliegender Erfindung hergestellten weißen"White" nylon fibers from trade 4 to 6 | whites made in accordance with the present invention
»weiße« Polyesterfasern (Dacron) des Han- 6o I?se™ (Faserfarbwert unter 6) in Vergleich gesetzt.»White« polyester fibers (Dacron) of the Han- 6o I? se ™ (fiber color value below 6) compared.
.1 4 bis 6 Faserfarbwerte werden vor der Einwirkung des.1 4 to 6 fiber color values are determined prior to the action of the
»weiße«'Poiyacrylnitrilfasern des Handels''.'. 8 bis 18 UV.und ™f- 20stündiger Bestrahlung mit UV die"White"'polyacrylonitrile fibers of trade'. '. 8 to 18 UV . and ™ f- 20 hours of exposure to UV die
»weiße« Poiyacrylnitrilfasern gemäß vorlie- »n emem Fadeometer be. 32 vorgenommen wird, er-»White« polyacrylonitrile fibers according to the present fadeometer. 32 is made,
gender Erfindung 1,4 bis 6 mittelt· Eine„ Pr°be d^ Rannten F,aser" wird mit gender invention averages 1.4 to 6 · A "Pr ° Be d ^ ran F, aser" is with
65 einer angesäuerten Natriumhypochlontlosung ge-65 acidified sodium hypochlorite solution
Die vorstehenden Werte zeigen, daß die erfindungs- bleicht, was der technischen Bleiche entspricht, angemäß hergestellten Fasern beim Vergleich mit anderen schließend mit Natriumbisulfit alsAntichlor behandelt, weißen synthetischen Fasern in bezug auf den Weißgrad dann gespült und getrocknet.The above values show that bleaching according to the invention, which corresponds to industrial bleaching, is adequate manufactured fibers when compared with others finally treated with sodium bisulphite as antichloro, white synthetic fibers for whiteness then rinsed and dried.
violettemfrom ultra
purple
Probeuntreated
sample
Diese Zahlen beweisen, daß chemisch gebleichte Polyacrylnitrilfasern unter der Einwirkung von ultraviolettem Licht^ dunkeln, während unbehandelte Proben weißer werden.These figures prove that chemically bleached polyacrylonitrile fibers under the action of ultraviolet Light ^ darken, while untreated samples become whiter.
Ein weiterer Test für den schließlichen Weißgehalt der Fasern und die Verfärbungsbeständigkeit des Polymerisates unter der Einwirkung von Wärme wird hier als »Farbwert (erhitzt)« bezeichnet. Dieser Test wird an Proben des Polymeren durchgeführt und erlaubt es, den Weißgrad vorherzusagen, der für die fertigen Fäden, Garne und Fasern erwartet werden kann. Ein Vergleich der »Farbwerte (erhitzt)« des Polymeren mit den »Farbwerten« des Polymeren ist auch insofern interessant, als er die Farbbeständigkeit von Polymerenproben beim Erhitzen zeigt. Beide Teste werden nachfolgend erläutert.Another test for the final whiteness of the fibers and the discoloration resistance of the polymer under the action of heat is referred to here as "color value (heated)". This test is going on Samples of the polymer carried out and allows to predict the degree of whiteness required for the finished threads, Yarns and fibers can be expected. A comparison of the "color values (heated)" of the polymer with the "color values" of the polymer is also interesting insofar as it determines the color stability of polymer samples shows when heated. Both tests are explained below.
Der »Farbwert« wird folgendermaßen bestimmt: Man stellt zunächst eine Standardlösung, z. B. eine 5,8°/oige Lösung des Polymeren in reinem dimethylaminfreiem N,N-Dimethylformamid her und bestimmt die optische Dichte der Lösung bei 400 ηιμ im Vergleich mit einer Probe des reinen Lösungsmittels. Hierfür verwendet man ein Beckman-Spektralphotometer, Modell DU. Die optische Dichte, mit 100 multipliziert, ist der »Farbwert« des Polymeren. Da die Farbe der Lösung des Polymeren bei längerem Erhitzen um das Mehrfache zunehmen kann, z. B. von 5 auf 25, wird außerdem der »Farbwert (erhitzt)« bestimmt. Zu diesem Zwecke wird eine Probe einer 25°/oigen Lösung des Polymeren in Dimethylformamid 4 Stunden auf 100° C erhitzt. Dann wird eine Probe dieser Lösung auf die Standardkonzentration (5,8 %) Polymeres verdünnt und wiederum die optische Dichte der Lösung ermittelt. Der »Farbwert (erhitzt)« des Polymeren stellt ein brauchbares Maß für die tatsächlichen Faserfarbwerte dar, wenn Temperatur und Zeitdauer des Erhitzens beim Test der Temperatur und Verweilzeit des Polymeren in der Lösung vor dem Verspinnen entsprechen. Ein niedriger »Farbwert (erhitzt)« zeigt nicht so sehr einen niedrigen Anfangswert des Farbwertes des Polymeren an wie die größere Beständigkeit, den anfänglichen Weißgehalt beizubehalten. Er gestattet eine Voraussage über den schließlichen Weißgehalt der Fäden, Garne und Fasern.The "color value" is determined as follows: First, a standard solution is created, e.g. For example, a 5.8 ° / o solution of the polymer in pure dimethylaminfreiem N, N-dimethylformamide forth and the optical density of the solution determined at 400 ηιμ compared with a sample of the pure solvent. A Beckman spectrophotometer, model DU is used for this. The optical density, multiplied by 100, is the "color value" of the polymer. Since the color of the solution of the polymer can increase several times with prolonged heating, e.g. B. from 5 to 25, the "color value (heated)" is also determined. For this purpose, a sample of a 25 ° / o solution of the polymer in dimethylformamide is heated for 4 hours at 100 ° C. A sample of this solution is then diluted to the standard concentration (5.8%) of polymer and the optical density of the solution is again determined. The "color value (heated)" of the polymer is a useful measure of the actual fiber color values if the temperature and duration of the heating in the test correspond to the temperature and residence time of the polymer in the solution before spinning. A low "color value (heated)" does not indicate a low starting value for the color value of the polymer as much as the greater resistance to maintaining the initial whiteness. It allows a prediction of the final whiteness of the threads, yarns and fibers.
Deshalb besteht eine direkte Beziehung zwischen dem »Farbwert (erhitzt)« und dem »Faserfarbwert«. Zum Beispiel kann aus einem Polymerisat, das einen »Farbwert (erhitzt«) von etwa 6 hat, nach der üblichen Technik des Trockenspinnens eine Faser hergestellt werden, die einen Faserfarbwert von 2 besitzt. Wenn der Farbwert (erhitzt) des Polymeren 12 oder 13 beträgt, kann bei normaler Herstellung der Lösung und Trockenspinnen derselben ein Faserfarbwert von etwa 6 erzielt werden. Die Farbwerte (erhitzt) des Polymeren können mit hinreichender Genauigkeit dazu verwendet werden, die Faserfarbwerte vorauszusagen, die bei normaler Behandlung und Verspinnung des Polymeren erzielt werden, wie dies im Beispiel 4 erläutert ist.Therefore there is a direct relationship between the "color value (heated)" and the "fiber color value". For example, from a polymer that has a "color value (heated") of about 6, according to the usual With the technique of dry spinning, a fiber can be produced which has a fiber color value of 2. When the color value (heated) of the polymer is 12 or 13, with normal preparation of the solution and Dry spinning the same a fiber color value of about 6 can be achieved. The color values (heated) of the polymer can be used with sufficient accuracy to predict the fiber color values that will occur with normal Treatment and spinning of the polymer can be achieved as illustrated in Example 4.
Eine wertvolle Aussage über die verbesserte Anfärbbarkeit der Fasern mit basischen Farbstoffen gibt dieA valuable statement about the improved dyeability of the fibers with basic dyes is given by
ίο Anzahl der Milliäquivalente an verfügbaren ionisierbaren SuIf on- und Schwefelsäuregruppen je Kilogramm des Polymeren; 1 Milliäquivalent beträgt 0,032 g Schwefel. Dieser Wert kann auf verschiedene Weise bestimmt werden; vorzugsweise arbeitet man folgendermaßen: ίο Number of milliequivalents available ionizable Sulfon and sulfuric acid groups per kilogram of polymer; 1 milliequivalent is 0.032 g Sulfur. This value can be determined in a number of ways; preferably work as follows:
Man stellt eine l°/oige Lösung des Polymeren in Dimethylformamid her. Diese Lösung wird durch eine Ionenaustauschsäule geleitet, die ein entwässertes Gemisch von stark sauren und stark basischen Ionenaustauscherharzen enthält, wobei der Kationenaustauscher zu 100 °/0 in der freien Säureform und der Anionenaustauscher zu 100 % in der basischen Hydroxylform vorliegt. Die Entwässerung des Harzes kann bewirkt werden, indem man es mit Aceton wäscht und dieses anschließend durch Dimethylformamid verdrängt. Eine geeignete Mischharzschüttung besteht aus Amberlite MB-3 der Firma Röhm & Haas. Die Strömungsgeschwindigkeit wird so bemessen, daß die Lösung nicht weniger als 3 Minuten in Berührung mit dem Harz ist. Die Lösung wird dann durch eine Säule geleitet, die ein stark saures Harz vom Sulfonattyp enthält, z. B. das Harz I. R. 120 der Firma Röhm & Haas, das zu 100 °/0 in Form der freien Säure vorliegt. Auch hier beträgt die Kontaktzeit nicht weniger als 3 Minuten. Diese Behandlungsstufen entfernen alle ionisierbaren Verunreinigungen aus der Lösung und bewirken eine vollständige Umwandlung der ionisierbaren sauren Stellen in die entsprechenden freien Säuren. Aliquote Anteile der abströmenden Dimethylformamidlösung werden zur Bestimmung des Polymerengehaltes sowie zur Bestimmung der in der Lösung vorhandenen Polymerenazidität entnommen. Die Titration der freien Polymerenazidität erfolgt direkt in dem Dimethylformamid, wobei man mit einer eingestellten absolut methanolischen Lösung einer starken Base, z. B. 0,005 n-Kaliumhydroxyd titriert und den Endpunkt entweder mit Hilfe eines Farbindikators oder potentiometrisch ermittelt. Die freien Säuren von Alkylsulfaten und Alkyl- sowie Arylsulfonaten werden als starke Säuren in der Dimethylformamidlösung titriert, während Carbonsäuren als schwache Säuren titriert werden und, wenn anwesend, gesondert bestimmt werden können. Die Ergebnisse der Aziditätsbestimmung werden als die Zahl der Milliäquivalente/kg trockenes Polymerisat ausgedrückt. Es wurde gefunden, daß zwischen dem Gesamtgehalt an ionisierbaren Sulfonat- und Sulfatendgruppen in der Polymerenkette und der Eigenviscosität (intrinsic viscosity) eine mathematische Beziehung besteht, wenn die Polymerisationsbedingungen mit der Ausnahme konstant gehalten werden, daß Änderungen in dem Ausgangssystem zwecks Änderung der Eigenviscosität oder des Molekulargewichtes gemacht werden. Wenn man diese Beziehung kennt, so kann man aus der Gesamtazidität eines Polymeren denjenigen Anteil errechnen, welcher in die Polymerenkette durch Mischpolymerisation des äthylenungesättigten Sulfonatcomonomeren hineingekommen ist.Prepare a l ° / o solution of the polymer in dimethylformamide forth. This solution is passed through an ion exchange column, the acid a dehydrated mixture of strong and contains highly basic ion exchange resins wherein the cation exchanger is present 0 to 100 ° / in the free acid form and the anion exchanger to be 100% in the basic hydroxyl form. The resin can be dehydrated by washing it with acetone and then displacing it with dimethylformamide. A suitable mixed resin bed consists of Amberlite MB-3 from Röhm & Haas. The flow rate is such that the solution is in contact with the resin for no less than 3 minutes. The solution is then passed through a column containing a strongly acidic sulfonate type resin, e.g. B. the resin IR 120 Rohm & Haas, which is present to 100 ° / 0 in the free acid form. Here, too, the contact time is no less than 3 minutes. These treatment steps remove all ionizable impurities from the solution and effect a complete conversion of the ionizable acidic sites into the corresponding free acids. Aliquots of the dimethylformamide solution flowing off are taken to determine the polymer content and to determine the polymer acidity present in the solution. The titration of the free polymer acidity is carried out directly in the dimethylformamide. B. 0.005 n-potassium hydroxide titrated and the end point determined either with the help of a color indicator or potentiometrically. The free acids of alkyl sulfates and alkyl and aryl sulfonates are titrated as strong acids in the dimethylformamide solution, while carboxylic acids are titrated as weak acids and, if present, can be determined separately. The results of the acidity determination are expressed as the number of milliequivalents / kg of dry polymer. It has been found that there is a mathematical relationship between the total content of ionizable sulfonate and sulfate end groups in the polymer chain and the intrinsic viscosity if the polymerization conditions are kept constant with the exception that changes in the starting system in order to change the intrinsic viscosity or the Molecular weight can be made. If this relationship is known, the total acidity of a polymer can be used to calculate the proportion which has entered the polymer chain as a result of interpolymerization of the ethylene-unsaturated sulfonate comonomer.
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Die Anfärbbarkeit durch basische Farbstoffe ist und dann geschleudert, um das oberflächlich festgewöhnlich bei Weiten unter 20 Milliäquivalenten Azi- gehaltene Wasser zu entfernen,
dität/kg Polymeres ungenügend; ausreichend, aber Für jede Flotte von 30 oder weniger Proben werden
für die Erzielung einer kräftigen Farbtönung gewöhn- 0,300g reines Kristallviolett als Pulver (color index 681),
lieh nicht ausreichend sind Werte zwischen 20 und 35; 5 1 cm3 einer 15%igen wäßrigen Lösung von Essigsäure,
über 40 jedoch kann in tragbarer Zeit eine gute Fär- 1 cm3 einer 15°/oigen wäßrigen Lösung von Natriumbung
von tiefer Tönung erzielt werden. Sehr hohe acetat und Wasser bis auf ein Gesamtvolumen von
Schwefelwerte, z.B. 100 oder mehr Milliäquivalente 1500 cm3 verwendet. Die Flotte befindet sich in einem
Schwefel/kg Polymeres können in einigen Fällen zweck- Becher aus rostfreiem Stahl,· der mit Rückflußkühler
dienlich sein, aber im allgemeinen werden Werte im io und Thermometer ausgestattet:ist und mit einem Bun-Bereich
von 40 bis 90 vorgezogen. senbrenner zum kräftigen Sieden der Flotte erhitztThe colorability by basic dyes is and then centrifuged in order to remove the water, which is usually solid on the surface at widths below 20 milliequivalents of azi,
dity / kg polymer insufficient; sufficient, but for each liquor of 30 or fewer samples, 0.300 g of pure crystal violet as a powder (color index 681), values between 20 and 35 are not sufficient to achieve a strong color shade; 5 1 cm 3 of a 15% strength aqueous solution of acetic acid, but above 40, a good color 1 cm 3 of a 15% strength aqueous solution of sodium exercise with a deep shade can be achieved in an acceptable time. Very high acetate and water except for a total volume of sulfur values, eg 100 or more milliequivalents 1500 cm 3 used. The liquor is in a sulfur / kg polymer can in some cases be useful - stainless steel beakers, which are useful with reflux condenser, but in general values in the io and thermometer are provided with a bun range of 40 to 90 preferred. Senburner heated to boil the liquor vigorously
Die Farbstoffkapazität der Faserproben ist propor- wird, worauf man die Proben zusetzt. Nach 60 Mi-The dye capacity of the fiber samples is proportional to what the samples are added. After 60 minutes
tional der Zahl der Milliäquivalente Schwefel, die nach nuten werden die Proben entfernt, gründlich in Wassertional of the number of milliequivalents of sulfur that after utes the samples are removed, thoroughly immersed in water
dem beschriebenen Test ermittelt werden. Als ein wei- von Zimmertemperatur gespült, geschleudert und beican be determined using the test described. As a white rinsed from room temperature, spun and at
teres Maß dieser Kapazität ist die Farbstoff auf nähme 15 70 bis 75° 2 Stunden in einem Dampf ofen getrocknet,The further measure of this capacity is the dye on taking 15 70 to 75 ° dried for 2 hours in a steam oven,
der nach den verschiedenen Beispielen hergestellten Ein Anteil von jeder angefärbten Probe von einemof the prepared according to the various examples. A portion of each colored sample of one
Fasern in Prozent Farbstoff beim Sättigungspunkt Gewicht von etwa 0,10 g wird auf einer analytischenFibers in percent dye at the saturation point weight of about 0.10 g is calculated on an analytical basis
angegeben; hierfür wird ein basischer Farbstoff, näm- Waage eingewogen und in einen 100-cm3-Meßkolbenspecified; for this purpose, a basic dye, namely a balance, is weighed out and placed in a 100 cm 3 volumetric flask
lieh Kristallviolett (color index 681) verwendet. Es ist eingebracht. Man setzt etwa 75 cm3 reines y-Butyro-borrowed crystal violet (color index 681). It's brought in. About 75 cm 3 of pure y-butyro-
wichtig, daß die Fasern_eine genügende Farbstoff kapa- 20 lacton zu und bringt die Faser durch 5- bis lOminutigesIt is important that the fibers have sufficient dye capacity for lactone and that the fibers last for 5 to 10 minutes
zität besitzen, um sich tief anfärben zu lassen. Es ist Erhitzen in einem Wasserbad von 70° in Lösung. Derto be deeply colored. It is heating in a water bath at 70 ° in solution. the
ferner wichtig, daß die Fasern die Fähigkeit besitzen, Meßkolben wird nun abgekühlt und durch Zusatz vonIt is also important that the fibers have the ability, volumetric flask is now cooled and by adding
die Farbstoffe mit einer tragbaren Geschwindigkeit reinem Butyrolacton bis zur Marke gefüllt. Diesethe dyes filled to the mark with pure butyrolactone at a manageable rate. This
aufzunehmen, so daß der Färber nicht lange färben Lösung wird dann in der erforderlichen Weise ver-so that the dyer does not stain the solution for a long time.
muß, um die gewünschte Farbtiefe zu erzielen. 25 dünnt (gewöhnlich etwa 20:100), um eine optischemust in order to achieve the desired depth of color. 25 thins (usually about 20: 100) to make an optical
Die Anfärbung von Fasern aus Acrylnitrilmisch- Dichte im Bereich von 0,1 bis 0,6 zu erhalten. Diese polymeren mit basischen Farbstoff en folgt in den ersten Lösungen werden in einem Beckmanschen Spektral-Stadien des Anfärbevorganges (z. B. bis zu etwa 90 Mi- photometer (Modell DU) bei 595 ΐημ ohne Verwendung nuten beim Sieden) einer einfachen Geschwindigkeits- eines Filters untersucht. Es wurde gefunden, daß Farbgleichung (vgl. Vickerstaff, »The Physical Che- 3° Stofflösungen in Butyrolacton bis zu einer optischen mistry of Dyeing«, Interscience Publishers, N. Y., 1950, Dichte von 1,0 dem Beerschen Gesetz gehorchen. S. 129). Wenn man den Prozentgehalt der Farbstoff- Man verwendet außerdem eine Leerprobe, die 0,005 g beladung der Faser gegen die Quadratwurzel aus der nicht angefärbte Faser in 25 cm3 Butyrolacton ent-Anfärbezeit aufträgt, so erhält man eine gerade Linie. hält.The coloring of fibers from acrylonitrile mixed density in the range from 0.1 to 0.6 to be obtained. These polymeric with basic dyes follows in the first solutions are in a Beckman spectral stage of the staining process (e.g. up to about 90 microphotometer (model DU) at 595 ΐημ without using grooves when boiling) a simple speed one Filters examined. It has been found that color equations (cf. Vickerstaff, "The Physical Chemicals in Butyrolactone up to an Optical Mistry of Dyeing", Interscience Publishers, NY, 1950, density of 1.0 obey Beer's law. P. 129 ). If one also uses the percentage of the dye, which plots 0.005 g loading of the fiber against the square root of the undyed fiber in 25 cm 3 of butyrolactone decolorizing time, a straight line is obtained. holds.
Hierdurch ist es möglich, für die betrachtete Probe eine 35 Die Farbstoff beladung der Faser in Prozent wirdThis makes it possible to obtain a percentage of the dye loading on the fiber for the sample under consideration
einfache »Geschwindigkeitskonstante« zu ermitteln, wie folgt bestimmt:to determine a simple "rate constant", determined as follows:
die durch nachfolgende Beziehung ausgedrückt ist: _ . , , . /.which is expressed by the following relation: _. ,,. /.
Fasergewicht (g) · 10Fiber weight (g) x 10
K= Farbstoffgehalt der Faser in % L Verdünnungsfaktor.- K = dye content of the fiber in% L dilution factor -
]/Zeit (Minuten) 4° = Gramm gelöste Faser/Liter Lösung.] / Time (minutes) 4 ° = grams of dissolved fiber / liter of solution.
Für die Bestimmung der relativen Anfärbegeschwin- 2. Optische Dichte (bei 595 ΐημ) · 0,00406For the determination of the relative staining speed 2. Optical density (at 595 ΐημ) · 0.00406
digkeiten der nach den verschiedenen Beispielen erhal- = g/l Farbstoff in Lösung,Density of the obtained according to the various examples = g / l dye in solution,
tenen Fäden wird folgender Test angewendet: .The following test is applied to the threads:.
Man nimmt eine Stapelfaserprobe von etwa 0,12g. 45 3. gßJ^rbstoa^VM Take a staple fiber sample of approximately 0.12 g. 45 3. gßJ ^ rbstoa ^ VM
Die gekrempelte Probe wird lose in einen Beutel von g/l FaserThe carded sample is placed loosely in a bag of g / l fiber
etwa 2,5 cm Durchmesser eingebracht, der aus einer = Prozent Farbstoff auf der Faser,
einzigen Lage grober Baumwollgaze besteht; die Enden dieses Beutels sind durch einen Faden aus Baum- Die Erfindung ist auf die Polymerisation von Acrylwollgarn
verschlossen. Es werden Kontrollproben an- 50 nitril mit einer großen Anzahl anderer äthylenungesätgefertigt.
Anhänger aus rostfreiem Stahl von einem tigter mischpolymerisierbarer, Verbindungen anwend-Gewicht
von etwa 5 g werden etwa 5 cm von dem Beutel bar, wie Vinylacetat, Methylvinylketon, Acrylsäureentfernt
befestigt und zur Identifizierung der Probe methylesterjItaconsäuredimethyleste^Methacrylsäurenumeriert.
Diese Anhänger dienen auch dazu, die Pro- butylester, Acrylsäurebutylester, Maleinsäurediäthylben
unter der Oberfläche der Färbeflotte zu halten. 55 ester, Trimethylessigsäurevinylester, Methacrylnitril,
Die Anhänger werden zur schnellen Entfernung aus Styrol, Vinyläthylhexyläther, Octylmethacrylat, <x-Meder
Färbeflotte zusammengebunden; es können bis zu thylstyrol, 4-Methoxystyrol, Äthylensulfonsäure, Al-30
Einzelproben gemeinsam in der Flotte angefärbt lylsulfonsäure, Methallylsulfonsäure, halogenierte Mowerden.
noäthylenverbindungen, N-Vinylverbindungen usw.introduced about 2.5 cm in diameter, which consists of a = percent dye on the fiber,
consists of a single layer of coarse cotton gauze; the ends of this bag are closed by a thread made of tree The invention is closed on the polymerisation of acrylic wool yarn. Control samples are made of an- 50 nitrile with a large number of other ethylene uneaten. Stainless steel tags of a saturated copolymerizable compound weight of about 5 g are attached about 5 cm from the bag bar, such as vinyl acetate, methyl vinyl ketone, acrylic acid, and numbered to identify the sample methyl ester / itaconic acid dimethyl ester → methacrylic acid. These tags also serve to keep the proputyl ester, butyl acrylate and maleic acid diethylben below the surface of the dye liquor. 55 ester, vinyl trimethyl acetate, methacrylonitrile, the tags are tied together for quick removal from styrene, vinyl ethylhexyl ether, octyl methacrylate, <x-Meder dye liquor; up to thylstyrene, 4-methoxystyrene, ethylene sulphonic acid, Al-30 individual samples can be dyed together in the liquor: lylsulphonic acid, methallyl sulphonic acid, halogenated Mowerden. ethylene compounds, N-vinyl compounds, etc.
Vor dem Färben werden die Beutel, welche die Sta- 60 Nach Wunsch können auch zwei oder mehr mischpolypelfaserproben enthalten, 30 Minuten bei 70 bis 80° merisierbare Verbindungen verwendet werden. Neuin einem Bad gewaschen, welches 1,0 g/l eines sulfo- trale Monomeren allein können verwendet werden, um nierten Laurylalkohols oder eines ähnlichen ober- infolge Öffnung der Polymerenstruktur eine bessere flächenaktiven Mittels enthält. Für das Waschen, Anfärbbarkeit zu ergeben, aber bevorzugt werden die-Spülen und Färben wird entionisiertes Wasser von 65 jenigen Mischpolymeren verwendet, welche sowohl einer Leitfähigkeit von nicht mehr als 1,0 · 10~e Sie- ein neutrales Modifizierungsmittel als auch eine stark mens/cm verwendet. Nach dem Waschen werden die saure Gruppe enthalten, z. B. 85 bis 95 °/0 Acryl-Proben bei einmaligem Wechsel des Wassers gespült nitril, 14 bis 4% Acrylsäuremethylester, Vinylacetat,Before dyeing, the pouches containing the rods can be used for 30 minutes at 70 to 80 ° merizable compounds, if desired, two or more mixed polyp fiber samples. Newly washed in a bath containing 1.0 g / l of a sulfotral monomer alone can be used to make nated lauryl alcohol or the like or a better surfactant as a result of opening up the polymer structure. For washing, to give dyeability, but the rinsing and dyeing are preferred, deionized water is used from those copolymers which have both a conductivity of not more than 1.0 · 10 ~ e Sie- a neutral modifier and a strongly mens / cm used. After washing, the acidic group will contain e.g. B. 85 to 95 ° / 0 acrylic samples with a single change of the water rinsed nitrile, 14 to 4% acrylic acid methyl ester, vinyl acetate,
9 109 10
Methylvinylketon usw. und 0,1 bis 5°/0 eines misch- sierbaren Sulfonatmonomeren existieren viele weitereMethyl vinyl ketone, etc., and 0.1 to 5 ° / 0 of a mixing sierbaren sulfonate monomers are many more
polymerisierbaren Sulfonates, wie Natrium- oder Ka- Verbindungen, welche vorzugsweise in Form ihrerpolymerizable sulfonates, such as sodium or Ka- compounds, which are preferably in the form of their
liumstyrolsulfonat. Alkali- oder Ammoniumsalze verwendet werdenlium styrene sulfonate. Alkali or ammonium salts can be used
Um anfärbbare Mischpolymere von Acrylnitril her- können. Beispiele für derartige Monomere sind dieTo be able to produce dyeable copolymers of acrylonitrile. Examples of such monomers are
zustellen, die verfärbungsbeständig sind, muß das Ver- 5 Salze von Allyloxyäthylsulfonsäure, Methallyloxy-that are resistant to discoloration, the 5 salts of allyloxyethylsulfonic acid, methallyloxy-
hältnis von SuIfoxyaktivator zu Persulfatkatalysator in äthylsulfonsäure, Allyloxypropanolsulfonsäure, Allyl-ratio of sulfoxy activator to persulfate catalyst in ethyl sulfonic acid, allyloxypropanol sulfonic acid, allyl
Abwesenheit eines Komplexbildungsmittels verhält- thioäthylsulfonsäure, Allylthiopropanolsulfonsäure,Absence of a complexing agent behaves- thioethylsulphonic acid, allylthiopropanolsulphonic acid,
nismäßig hoch sein. In den Beispielen beträgt dieses Isopropenylbenzolsulfonsäure, Vinylbrombenzolsul-be moderately high. In the examples this is isopropenylbenzenesulfonic acid, vinylbromobenzene sulfonic acid
Verhältnis mindestens etwa 8:1 und ist vielfach viel fonsäure, VinylfluorbenzolsulfonsäurejVinylmethylben-Ratio at least about 8: 1 and is often polyic acid, vinylfluorobenzenesulfonic acid, vinylmethylben-
höher, und das höchste Beispiel ist 91:1. Der höchste io zolsulfonsäure, Vinyläthylbenzolsulfonsäure, Isoprope-higher, and the highest example is 91: 1. The highest io zolsulfonic acid, vinylethylbenzenesulfonic acid, isoprope
Weißgrad und die niedrigste Verfärbungsneigung nylisopropylbenzolsulfonsäure, Vinyloxybenzolsulfon-Whiteness and the lowest tendency to discolour nylisopropylbenzenesulfonic acid, vinyloxybenzenesulfone-
ohne Zuhilfenahme eines Komplexbildungsmittels säure, Vinyldichlorbenzolsulfonsäure, Vinyldioxyben-without the aid of a complexing agent acid, vinyl dichlorobenzene sulfonic acid, vinyl dioxybene
wurde an dieser oberen Grenze des Aktivator-Kataly- zolsulfonsäure, Vinyltrioxybenzolsulfonsäure, Vinyl-was at this upper limit of the activator-Kataly- zolsulfonsäure, Vinyltrioxybenzenesulfonsäure, Vinyl-
sator-Verhältnisses erzielt; der »Farbwert (erhitzt)« oxynaphthalinsulfonsäure, Isopropenylnaphthalinsul-sator ratio achieved; the "color value (heated)" oxynaphthalene sulfonic acid, isopropenylnaphthalene sulfonic acid
beträgt 6 und der Faserfarbwert 2,0, was dem Weiß- 15 fonsäure, Sulfodichlorvinylnaphthalin, Allylbenzolsul-is 6 and the fiber color value is 2.0, which corresponds to whitefonic acid, sulfodichlorovinylnaphthalene, allylbenzene sulfate
gehalt von gebleichter Baumwolle oder sogar einem fonsäure, Methallylbenzolsulfonsäure, Isopropenyl-content of bleached cotton or even a fonsäure, methallylbenzenesulfonic acid, isopropenyl-
noch höheren Weißgehalt entspricht. Indessen kann phenyl-n-butansulfonsäure, Vinylchlorphenyläthansul-corresponds to an even higher whiteness. However, phenyl-n-butanesulfonic acid, vinylchlorophenylethane sulfonic acid
das Verhältnis von Aktivator zu Katalysator unter fonsäure, Vinyloxyphenylmethansulfonsäure, Vinyltri-the ratio of activator to catalyst among fonsäure, vinyloxyphenylmethanesulfonsäure, vinyltri-
bestimmten Bedingungen wesentlich unter 8:1 sin- oxyphenyläthansulfonsäure, Isopropyläthylensulfon-under certain conditions significantly below 8: 1 sin- oxyphenylethanesulphonic acid, isopropylethylene sulphonic acid
ken, z. B. 6:1 betragen, und trotzdem noch zu einem 20 säure, Acetyläthylensulfonsäure, Naphthyläthylensul-ken, e.g. B. 6: 1, and still to a 20 acid, acetylethylene sulfonic acid, naphthylethylene sulfonic acid
Polymerisat und zu" Fasern innerhalb der angegebenen fonsäure, Diphenyloxyäthylensulfonsäure, Propensul-Polymer and to "fibers within the specified fonsäure, Diphenyloxyäthylenensulfonsäure, Propensul-
Grenzen führen. Es ist natürlich möglich, ein höheres fonsäure, Butensulf onsäure, Hexensulf onsäure, Me-.Limit. It is of course possible to use a higher fonsäure, Butensulfonäure, Hexensulfonäure, Me-.
Aktivator-Katalysator-Verhältnis als 100:1 zu ver- thylpentensulf onsäure, Methylbutensulf onsäure, Tri-Activator-catalyst ratio as 100: 1 to ethylpentensulfonic acid, methylbutensulfonic acid, tri-
wenden, z. B. 200:1 oder sogar 2000:1 und darüber, isobutylensulfonsäure, Diisobutylensulf onsäure usw.turn, e.g. B. 200: 1 or even 2000: 1 and above, isobutylene sulfonic acid, diisobutylene sulfonic acid, etc.
um Produkte von einem ausgezeichneten Weißgrad und 25 Salze von zweibasischen Säuren, z.B. von Disulfon-to produce products of excellent whiteness and 25 salts of dibasic acids, e.g. of disulfonic
einer extrem hohen Beständigkeit gegen Verfärbung säuren, können ebenfalls verwendet werden, z. B.an extremely high resistance to discoloration acids, can also be used, e.g. B.
zu erhalten, aber dann ist der Umwandlungsgrad nied- Salze von Sulfobutensulfonsäure, Vinylbenzoldisul-to obtain, but then the degree of conversion is low- salts of sulfobutene sulfonic acid, vinylbenzene disul-
rig und die Verwendung eines solchen Verhältnisses im fonsäure, Vinylsulfophenylmethansulfonsäure, Allyl-rig and the use of such a ratio in fonsäure, vinylsulfophenylmethanesulfonsäure, allyl-
allgemeinen wirtschaftlich nicht tragbar. idensulfonsäure usw.generally not economically viable. idensulfonic acid, etc.
Obgleich die Beispiele auf die Verwendung be- 30 Im allgemeinen wird zusammen mit dem polymeri-Although the examples relate to the use of 30 In general, together with the polymer
stimmter Persulfatkatalysatoren und Bisulfitaktivato- sierbaren Sulfonat und dem Acrylnitril als drittecertain persulfate catalysts and bisulfite-activatable sulfonate and acrylonitrile as third
ren beschränkt sind, können an deren Stelle auch an- Komponente ein äthylenungesättigtes MonomeresRen are limited, an ethylene-unsaturated monomer can also be used instead of an ethylene-unsaturated monomer
dere entsprechend wirkende Verbindungen verwendet verwendet. Geeignete Monomeren dieser Art sindwhose correspondingly acting compounds are used. Suitable monomers of this type are
werden. Der Katalysator kann irgendein wasserlös- außer den obengenannten auch Methacrylsäureoctyl-,will. The catalyst can be any water-soluble apart from those mentioned above, including methacrylic acid octyl,
Iiches Derivat der Perschwefelsäure sein und in Korn- 35 -methoxyäthyl-, -phenyl-, -cyclohexyl- und -dimethyl-Iiches derivative of persulphuric acid and in grain 35 -methoxyäthyl-, -phenyl-, -cyclohexyl- and -dimethyl-
bination mit einer wasserlöslichen oxydierbaren SuIf- amidoäthylester sowie die entsprechenden Ester derBination with a water-soluble oxidizable sulfamidoethyl ester and the corresponding ester of
oxy verbindung verwendet werden, in welcher die Wer- Acrylsäure; Acrylamide und Methacrylamide oderOxy compound can be used in which the Wer- Acrylic acid; Acrylamides and methacrylamides or
tigkeit eines Schwefelatoms den Wert von 4 nicht über- deren Alkylsubstitutionsprodukte; ungesättigte Ke-activity of a sulfur atom does not exceed 4 alkyl substitution products; unsaturated k
schreitet, wie Natriumbisulfit, Natriummetabisulfit, tone, z. B. Methylvinylketon, Phenylvinylketon undprogresses, such as sodium bisulfite, sodium metabisulfite, clay, e.g. B. methyl vinyl ketone, phenyl vinyl ketone and
Schwefeldioxyd, Natriumhydrosulfit und anderen ahn- 40 Methylisopropenylketon; Vinylcarboxylate, wie Vi-Sulfur dioxide, sodium hydrosulfite and other similar 40 methyl isopropenyl ketone; Vinyl carboxylates, such as
lichen wasserlöslichen Salzen. nylformiat, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat,lich water-soluble salts. nyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate,
Während die Farbstoffkapazität der Faser von der Vinylthiolacetat, Vinylbenzoat, Ester von Äthylen-Anwesenheit ionisierbarer Sulfonat- und Sulfatgrup- «,/3-carbonsäuren, wie von Maleinsäure, Fumarsäure, pen abhängt, ist die Geschwindigkeit der Farbstoff- Citraconsäure, Mesaconsäure, Aconsäure, N-Alkylaufnahme weitgehend von der Menge und der Struk- 45 maleinsäureimide, N-Vinylcarbazol, N-Vinylsuccintur des im Mischpolymerisat enthaltenen neutralen imid, N-Vinylphthalimid, Vinyläther usw. polymerisierbaren comonomeren Anteils abhängig. Die Menge an mischzupoymerisierendem Sulfonat-Aus den angegebenen Beispielen ist zu ersehen, daß monomeren liegt im allgemeinen in einem Bereich von die Geschwindigkeitskonstante der Farbstoffaufnahme etwa 0,1 bis 5,0 %, was von seinem Molekulargewicht in weiten Grenzen variiert, von einem maximalen 50 und der Zahl der in ihm enthaltenen Sulfonatgruppen K-Wert von 0,360, wenn das Polymerisat etwa 14°/0 abhängt. Von der dritten Monomerenkomponente Acrylsäuremethoxyäthylester enthält (Beispiel 8) bis können im allgemeinen bis zu 14 °/o anwesend sein, aber zu einem Minimum von 1,058, wenn das Polymerisat beste Ergebnisse werden erzielt, wenn der Acrylnitriletwa 8% Styrol enthält (Beispiel 7). Bei etwa der glei- gehalt über 90% gehalten wird und die dritte Mochen Menge an neutralem Modifizierungsmittel in 55 nomerenkomponente in einer Menge von nicht mehr Form von N-tert.-Butylacrylsäureamid (Beispiel 4) ist als etwa 9 % enthalten ist.While the dye capacity of the fiber depends on the vinyl thiol acetate, vinyl benzoate, ester of ethylene, the presence of ionizable sulfonate and sulfate group- «, / 3-carboxylic acids, such as maleic acid, fumaric acid, pen, the speed of the dye citraconic acid, mesaconic acid, aconic acid, N-alkyl uptake largely on the amount and the struc- 45 maleimides, N-vinylcarbazole, N-vinylsuccin of the neutral imide, N-vinylphthalimide, vinyl ether, etc. polymerizable comonomer content contained in the copolymer. From the examples given it can be seen that the amount of sulfonate to be mixed-polymerized is generally in the range of the rate constant of dye uptake about 0.1 to 5.0%, which varies widely from its molecular weight, from a maximum of 50% and the number of sulfonate groups contained in it, K-value of 0.360 when the polymer is about 14 ° / 0 depends. Up to 14% of the third monomer component containing methoxyethyl acrylate (Example 8) to can generally be present up to 14%, but at a minimum of 1.058, if the best results are achieved in the polymer when the acrylonitrile contains about 8% styrene (Example 7). When about the same content is kept above 90% and the third amount of neutral modifying agent is contained in the monomer component in an amount of no more than about 9% in the form of N-tert-butylacrylic acid amide (Example 4).
die Geschwindigkeit der Farbstoffaufnahme mehr als Die erfindungsgemäßen geformten Gebilde können dreimal so groß wie im Falle des Beispiels 7. Neutrale auch aus Gemischen der oben beschriebenen PoIymischpolymerisierbare monoäthylenungesättigte Ver- meren und Mischpolymeren mit anderen Polymeren bindungen sind bezüglich ihrer Wirkung auf die Ge- 60 oder Mischpolymeren hergestellt werden. So kann ein schwindigkeit der Farbstoffaufnahme sehr unterschied- Sulfonat enthaltendes Mischpolymeres gemäß der Erlich. Beispiele für polymerisierbare Monomere, die findung mit einem Acrylnitrilhomopolymeren oder mit unter diesem Gesichtswinkel erwünscht sind, sind einem Zweikomponentenpolymeren (z. B. aus 95 °/o Acrylsäuremethylester, Methacrylsäuremethylester, Acrylnitril und 5 % Methylacrylat) sowie mit verschie-Methylvinylketon, Methacrylsäureamid, N-tert.Butyl- 65 denen Terpolymeren vermischt werden. Die Menge an acrylamid, Vinylmethoxyäthyläther, Acrylsäuremeth- erfindungsgemäß hergestellten Mischpolymeren in soloxyäthylester usw. chen Gemischen hängt von ihrem Gehalt an ionisier-the rate of dye uptake more than the molded articles of the invention can three times as large as in the case of Example 7. Neutral also from mixtures of the above-described polymerisables Monoethylene-unsaturated compounds and copolymers with other polymers are bonds with regard to their effect on the Ge 60 or copolymers are produced. So can a speed of dye uptake very different - sulfonate-containing copolymer according to Erlich. Examples of polymerizable monomers, the finding with an acrylonitrile homopolymer or with are desirable from this point of view, a two-component polymer (z. B. from 95% Methyl acrylate, methyl methacrylate, acrylonitrile and 5% methyl acrylate) as well as with various methyl vinyl ketone, Methacrylic acid amide, N-tert-butyl-65 with which terpolymers are mixed. The amount of acrylamide, vinyl methoxyethyl ether, acrylic acid meth- copolymers prepared according to the invention in soloxyethyl ester etc. mixtures depends on their content of ionizing
Außer den in den Beispielen genannten polymeri- baren Sulfonat- und Sulfatgruppen und der Zusam-In addition to the polymerizable sulfonate and sulfate groups mentioned in the examples and the composition
mensetzung der anderen im Gemisch enthaltenen Polymeren ab. Im allgemeinen bestehen derartige Polymerengemische zu 5 bis 95°/0 aus einem erfindungsgemäß hergestellten Mischpolymeren.composition of the other polymers contained in the mixture. In general, such polymer blends to 5 are made up to 95 ° / 0 of an inventively prepared copolymers.
Der hohe Weißgrad der Fasern oder Filme gemäß der Erfindung ermöglicht die Aufbringung von leuchtenden Farben selbst in pastellartigen Tönungen. Die bessere Beständigkeit des ursprünglichen Weißgrades selbst beim Erhitzen auf höhere Temperaturen macht die Acrylnitrilpolymerf asern gemäß der Erfindung ganz hervorragend für alle Arten von feinen Textilien, wie Hemdstoffen, feinen Jerseygarnen, Bekleidungsstoffen u. dgl., insbesondere für weiße oder in pastellartigen Tönen angefärbte Waren, geeignet.The high degree of whiteness of the fibers or films according to the invention enables the application of luminous Colors even in pastel-like tones. The better retention of the original whiteness even when heated to higher temperatures, the acrylonitrile polymer fibers according to the invention make whole excellent for all types of fine textiles, such as shirt fabrics, fine jersey yarns, clothing fabrics and the like, especially for white or pastel-like fabrics Shades colored goods, suitable.
In den nachfolgenden Beispielen bedeuten Teile, wenn nichts anderes angegeben, stets Gewichtsteile.In the examples below, parts are always parts by weight, unless otherwise stated.
Dieser Versuch wjrd in einem für stetige Arbeitsweise ausgerüsteten Polymerisationsgefäß mit Überlauf unter solchen Bedingungen durchgeführt, daß die mittlere Verweilzeit der Reaktionsteilnehmer im Polymerisationsgefäß 1 Stunde beträgt. Zu Beginn wird das Polymerisationsgefäß zur Hälfte mit Wasser gefüllt, das mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 3,75 angesäuert ist, und auf 45 0C erhitzt. Diese Temperatur wird im gesamten Verlauf des Versuchs konstant gehalten. Die Reaktionsteilnehmer werden stetig mit konstanter Geschwindigkeit zugeführt, und zwar mit genügend Wasser und Säure, um die Verweilzeit auf einer Stunde und den pH-Wert auf 3,75 zu halten. Das Reaktionsgemisch enthält ferner Eisen in einer Menge von 0,2 Teilen je Million. Der Prozentgehalt an monomerer Beschickung (100 °/0 Acrylnitril) ist auf das Gesamtgewicht der Beschickung bezogen. Die Prozentangaben in der Tabelle für Katalysator und Aktivator beziehen sich auf das Gewicht des in der Beschickung enthaltenen monomeren Ausgangsgutes.This experiment is carried out in a polymerization vessel equipped for continuous operation with an overflow under conditions such that the average residence time of the reactants in the polymerization vessel is 1 hour. At the beginning of the polymerization is half-filled with water which is acidified with sulfuric acid to a pH of 3.75, and heated to 45 0 C. This temperature is kept constant throughout the course of the experiment. The reactants are added steadily at a constant rate, with enough water and acid to keep the residence time at one hour and the pH at 3.75. The reaction mixture also contains iron in an amount of 0.2 parts per million. The percentage of monomer feed (100 ° / 0 acrylonitrile) is based on the total weight of the feed. The percentages in the table for catalyst and activator relate to the weight of the monomeric starting material contained in the charge.
Es wird eine stetige Polymerisation durchgeführt, um Mischpolymere von 93,5 °/0 Acrylnitril, 6°/o Meth-.acrylat und 0,5 °/0 Kaliumstyrolsulfonat herzustellen. Bei allen diesen Versuchen wird die Temperatur konstant auf 450C und der pH-Wert bei etwa 3,5 gehalten. Die Mengen an Kaliumpersulfatkatalysator und Natriumbisulfitaktivator werden wie in der nachfolgenden Tabelle angegeben variiert. Der »Farbwert (erhitzt)« wird verbessert, wenn das Verhältnis von Aktivator zu Katalysator erhöht wird.It is carried out a continuous polymerization to copolymers of 93.5 ° / 0 acrylonitrile, 6 ° / o Meth .acrylat and produce 0.5 ° / 0 potassium styrenesulfonate. In all of these experiments, the temperature is kept constant at 45 ° C. and the pH value is kept at about 3.5. The amounts of potassium persulfate catalyst and sodium bisulfite activator are varied as indicated in the table below. The "color value (heated)" is improved if the ratio of activator to catalyst is increased.
suchVer
search
tor
%Catal
goal
%
vator
%Acti
vator
%
zu Kataly
satorActivator
to Kataly
sator
(erhitzt)« des
Polymeren»Color value
(heated) «des
Polymers
14
1513th
14th
15th
0,15
0,0751.08
0.15
0.075
5,5
7,01.83
5.5
7.0
37,0
93,01.7
37.0
93.0
1,59
1,471.20
1.59
1.47
7,0
6,017.7
7.0
6.0
In ein für stetige Arbeitsweise ausgerüstetes Polymerisationsgefäß, das zum Teil mit Wasser von 45° gefüllt ist, welches mit Schwefelsäure auf einen fpH-Wert von 3,6 angesäuert wurde, wird O,5°/Oige [wäßrige Schwefelsäure, 0,4°/0ige wäßrige Kaliumper- ; sulfatlösung, 8,0°/oige wäßrige Natriummetabisulfitlösung, 1,O0Z0IgC wäßrige Natriumstyrolsulfonatlösung und ein Gemisch von Acrylnitril und Acrylsäuremethylester zusammen mit einer solchen Menge Wasser eingeführt, daß die Verweilzeit im Reaktionsgefäß 91 Minuten beträgt, sobald der gleichmäßige Betrieb eingesetzt hat. Das Wasser enthält so viel Eisen, daß der ίο Eisengehalt im Reaktionsgemisch etwa 0,2 Teile/Million beträgt. Die Zusammensetzung der Beschickung ist folgende:In a vehicle equipped for continuous operation of the polymerization vessel which is partially filled with water of 45 °, which was acidified with sulfuric acid to a fpH value of 3.6, is O, 5 ° / O strength [aqueous sulfuric acid, 0.4 ° / 0 strength aqueous potassium per-; , ° / o aqueous sodium metabisulfite solution, 1, O 0 Z introduced sulphate solution 8.0 0 IgC aqueous Natriumstyrolsulfonatlösung and a mixture of acrylonitrile and methyl acrylate together with a quantity of water such that the residence time in the reaction vessel is 91 minutes when the uniform operation used has. The water contains so much iron that the ίο iron content in the reaction mixture is about 0.2 parts per million. The composition of the feed is as follows:
Gewichtsteile Acrylnitril 2068Parts by weight of acrylonitrile 2068
Acrylsäuremethylester 132Methyl acrylate 132
Kaliumpersulfat 5,7Potassium persulfate 5.7
Natriummetabisulfit 88,0Sodium metabisulfite 88.0
Natriumstyrolsulf onat .... 5,7Sodium styrene sulfonate .... 5.7
mit H2SO4 bis auf pH 3,6 angesäuertesacidified with H 2 SO 4 to pH 3.6
Wasser 7700,6Water 7700.6
Das Reaktionsgemisch wird unter Inertgas, die Temperatur auf 45° gehalten. Das aus dem Reaktionsgemisch
überfließende Mischpolymere wird von Katalysator, Aktivator und nichtumgesetzten monomeren
Bestandteilen frei gewaschen und dann bei 108° auf einen Feuchtigkeitsgehalt unter l°/0 getrocknet. Es
wird eine 73°/0ige Umwandlung der monomeren Bestandteile
in Polymerisat erzielt; die Eigenviskosität des Polymerisates beträgt 1,45. Die Verfärbungstendenz
des Mischpolymeren, ausgedrückt als »Farbwert (erhitzt)«, beträgt 10,1.
Aus dem trockenen Mischpolymerisat und entionisiertem Dimethylformamid wird eine Dispersion hergestellt,
die 29 % Polymerisat enthält. Diese Dispersion wird 8 bis 16 Stunden auf 55° gehalten und dann
auf 80° erhitzt, bis das Polymerisat in Lösung gegangen ist. Die homogene Lösung wird nun bei einer Temperatur
zwischen 80 und 95° filtriert und unterweiterem Erhitzen einem Verdampfungsspinnkopf zugeführt,
aus welchem sie durch eine Mehrlochspinndüse bei etwa 140° ausgepreßt wird. Die gesamte Verweilzeit
der Lösung bei einer Temperatur von 80° oder darüber beträgt etwa 30 Minuten und für Temperaturen
über 100° nicht mehr als etwa 5 Minuten. Das aus der Trockenspinnzelle kommende Fadenbündel wird
mit 98° heißem Wasser von Lösungsmittel frei gewaschen und dann in 98° heißem Wasser auf das
Vierfache gereckt, gekräuselt, in Längen von etwa 5 cm geschnitten und 61Z2 Minuten bei 127° trocken
entspannt. Der Faserfarbwert beträgt 4,8.The reaction mixture is kept at 45 ° under inert gas. The mixed polymer overflowing from the reaction mixture is washed free of catalyst, activator and unreacted monomeric constituents and then dried at 108 ° to a moisture content below 1 ° / 0. There is achieved a 73 ° / 0 by weight conversion of the monomeric components in the polymer; the inherent viscosity of the polymer is 1.45. The discoloration tendency of the mixed polymer, expressed as "color value (heated)", is 10.1.
A dispersion containing 29% polymer is produced from the dry copolymer and deionized dimethylformamide. This dispersion is kept at 55 ° for 8 to 16 hours and then heated to 80 ° until the polymer has dissolved. The homogeneous solution is then filtered at a temperature between 80 and 95 ° and, with further heating, fed to an evaporation spinning head from which it is pressed through a multi-hole spinning nozzle at about 140 °. The total residence time of the solution at a temperature of 80 ° or above is about 30 minutes and for temperatures above 100 ° no more than about 5 minutes. The thread bundle coming from the dry spinning cell is washed free of solvent with 98 ° hot water and then stretched four times in 98 ° hot water, crimped, cut into lengths of about 5 cm and relaxed dry for 6 1 2 minutes at 127 °. The fiber color value is 4.8.
In ein für stetige Arbeitsweise ausgerüstetes Polymerisationsgefäß, das zum Teil mit Wasser von 45° gefüllt ist, welches mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 3,6 gebracht wurde, werden O,4°Zoige wäßrige Kaliumpersulfatlösung, O,5°Zoige wäßrige Schwefel-So säure, S,O°l^ge wäßrige Natriummetabisulfitlösung, l,O°/oige wäßrige Natriumstyrolsulfonatlösung und ein Gemisch von Acrylnitril und Acrylsäuremethylester zusammen mit einer solchen Menge Wasser eingeführt, daß die Verweilzeit der Reaktionsteilnehmer im Polymerisationsgefäß 91 Minuten beträgt, sobald die stetige Arbeitsweise eingesetzt hat. Das Wasser enthält so viel Eisen, daß der Eisengehalt des Reaktionsgemisches etwa 0,2 Teile/Million beträgt. Die Zusam- In a polymerization vessel equipped for continuous operation, which is partly filled with water at 45 °, which has been brought to a pH of 3.6 with sulfuric acid, 0.4 ° aqueous potassium persulfate solution, 0.5 ° aqueous sulfur -So acid, S, O ° l ^ ge aqueous sodium metabisulfite solution, l, O% aqueous sodium styrene sulfonate solution and a mixture of acrylonitrile and methyl acrylate introduced together with such an amount of water that the residence time of the reactants in the polymerization vessel is 91 minutes as soon as the has started working steadily. The water contains so much iron that the iron content of the reaction mixture is about 0.2 parts per million. The co-
mensetzung der Beschickung ist folgende:The loading composition is as follows:
GewichtsteileParts by weight
Acrylnitril 2068Acrylonitrile 2068
Acrylsäuremethylester 132Methyl acrylate 132
Kaliumpersulfat, K2S2O8 5,7Potassium persulfate, K 2 S 2 O 8 5.7
Natriummetabisulfit, Na2S2O5 88Sodium metabisulfite, Na 2 S 2 O 5 88
Natriumstyrolsulf onat 5,7Sodium styrene sulfonate 5.7
mit H2SO4 auf pH 3,6 angesäuertes Wasser 7700,6water acidified to pH 3.6 with H 2 SO 4 7700.6
In dem Reaktionsgefäß wird eine Atmosphäre von Inertgas aufrechterhalten. Die Temperatur wird auf 45° gehalten. Aus dem aus dem Reaktionsgefäß überfließenden Mischpolymeren werden der Katalysator, der Aktivator und die nicht umgesetzten Monomeren ausgewaschen. Das Mischpolymerisat wird dann bei 108° auf einen Feuchtigkeitsgehalt unterhalb 1 °/o getrocknet. Man erzielt einen Umwandlungsgrad von Monomeren in Polymerisat von 73 %; die Eigenviskosität des Mischpolymerisates beträgt 1,45. Das so erhaltene Mischpolymerisat wird auf seinen Gehalt an insgesamt gebundenen ionisierbaren Sulfonsäure- und Schwefelsäuregruppen untersucht. Es enthält 44,1 MiI-liäquivalente Schwefel in Form dieser Gruppen pro Kilogramm trockenes Polymerisat. In der Kette sind 13 Milliäquivalente Schwefel pro Kilogramm enthalten. Die Verfärbungstendenz des Mischpolymeren, ausgedrückt als »Farbwert (erhitzt)«, beträgt 10,1.An atmosphere of inert gas is maintained in the reaction vessel. The temperature will be on 45 ° held. The mixed polymer overflowing from the reaction vessel becomes the catalyst, the activator and the unreacted monomers washed out. The copolymer is then at 108 ° dried to a moisture content below 1 ° / o. A degree of conversion of Monomers in polymer of 73%; the inherent viscosity of the copolymer is 1.45. The thus obtained Copolymer is based on its content of total bound ionizable sulfonic acid and Sulfuric acid groups investigated. It contains 44.1 million equivalents Sulfur in the form of these groups per kilogram of dry polymer. In the chain contains 13 milliequivalents of sulfur per kilogram. The discoloration tendency of the mixed polymer, expressed as "color value (heated)" is 10.1.
Man dispergiert so viel trockenes Mischpolymerisat in entionisiertem Dimethylformamid, daß eine Dispersion von 29°/0 Polymerisat entsteht, die man 8 bis 16 Stunden auf 55° hält. Dann wird die Dispersion durch Erhitzen auf 80° in eine homogene Lösung übergeführt. Die Lösung wird bei einer Temperatur zwischen 80 und 95° filtriert und unter weiterem Erhitzen in einen Trockenspinnkopf gefördert, aus dem sie durch eine Viellochspinndüse bei etwa 140° versponnen wird. Die gesamte Verweilzeit der Lösung bei 80° oder darüber beträgt etwa 30 Minuten und bei einer Temperatur von über 100° nicht mehr als etwa 5 Minuten. Das aus der Trockenspinnzelle gewonnene Fadenbündel wird mit 98° heißem Wasser von Lösungsmittel freigewaschen und in 98° heißem Wasser auf das Vierfache gereckt, gekräuselt, in Längen von etwa 5 cm geschnitten und 6V2 Minuten bei 127° trocken entspannt. Der Faserfarbwert beträgt 4,8. Die Faser hat eine Farbstoffaufnahmefähigkeit, die 1,79 % Kristallviolett entspricht, und eine Anfärbegeschwindigkeitskonstante (K) von 0,087.So much dry copolymer is dispersed in deionized dimethylformamide that a dispersion of 29 ° / 0 polymer is formed, which is kept at 55 ° for 8 to 16 hours. The dispersion is then converted into a homogeneous solution by heating to 80 °. The solution is filtered at a temperature between 80 and 95 ° and, with further heating, conveyed into a dry spinning head, from which it is spun through a multi-hole spinning nozzle at about 140 °. The total residence time of the solution at 80 ° or above is about 30 minutes and at a temperature above 100 ° no more than about 5 minutes. The thread bundle obtained from the dry spinning cell is washed free of solvent with 98 ° hot water and stretched fourfold in 98 ° hot water, crimped, cut into lengths of about 5 cm and relaxed dry for 6/2 minutes at 127 °. The fiber color value is 4.8. The fiber has a dye absorbency equivalent to 1.79% crystal violet and a staining rate constant (K) of 0.087.
Wie im Beispiel 3 beschrieben, werden die nachfolgend angegebenen Bestandteile einem für stetige Polymerisation ausgerüsteten Reaktionsgefäß zugeführt. Man verwendet hierbei eine solche Wassermenge, daß die Verweilzeit der Reaktionsteilnehmer im Reaktionsgefäß 60 Minuten beträgt. Es werden dabei folgende Gewichtsteile an Monomeren und an Reagenzien zugeführt:As described in Example 3, the components given below are one for continuous Polymerization equipped reaction vessel supplied. The amount of water used is such that that the residence time of the reactants in the reaction vessel is 60 minutes. It will the following parts by weight of monomers and reagents are added:
GewichtsteileParts by weight
Acrylnitril 2000Acrylonitrile 2000
N-tert.-Butylacrylsäureamid 200N-tert-butyl acrylic acid amide 200
K2S2O8 (Katalysator) 5,7K 2 S 2 O 8 (catalyst) 5.7
Na2S2O5 (Aktivator) 88Na 2 S 2 O 5 (activator) 88
Natriumallylsulfonat 7,0Sodium allyl sulfonate 7.0
mit H2SO4 bis auf pH 3,6with H 2 SO 4 up to pH 3.6
angesäuertes Wasser 7699,3acidified water 7699.3
Im Reaktionsgefäß wird eine Temperatur von 45° sowie eine Atmosphäre von Inertgas aufrechterhalten. Das entstandene Polymerisat wird durch Auswaschen von nicht umgesetzten Monomeren und Salzen befreit und dann getrocknet. Die Ausbeute an trockenem Polymerisat beträgt 70%, seine Eigenviskosität 1,51. Dieses Polymerisat enthält 41,6 Milliäquivalente Schwefel als ionisierbare Sulfonsäure- und Schwefelsäuregruppen. Der »Farbwert (erhitzt)« beträgt 11,2. Das Polymerisat wird, wie im Beispiel 3 beschrieben, versponnen und zu gekräuselten Stapelfasern verarbeitet. Der Faserfarbwert beträgt 5,1; die Farbstoffkapazität entspricht 1,69 % Kristallviolett, und die Geschwindigkeitskonstante (K) der Anfärbung ist 0,191.A temperature of 45 ° and an atmosphere of inert gas are maintained in the reaction vessel. The resulting polymer is freed from unreacted monomers and salts by washing and then dried. The dry polymer yield is 70% and its inherent viscosity is 1.51. This polymer contains 41.6 milliequivalents of sulfur as ionizable sulfonic acid and sulfuric acid groups. The "color value (heated)" is 11.2. The polymer is, as described in Example 3, spun and processed into crimped staple fibers. The fiber color value is 5.1; the dye capacity is 1.69% crystal violet and the rate constant (K) of staining is 0.191.
B ei spiel 5Eg game 5
Wie in den vorhergehenden Beispielen wird ein Mischpolymerisat aus Acrylnitril, Methylvinylketon und Natriummethallylsulfonat hergestellt. Die Reaktionsteilnehmer werden in folgenden Mengen angewendet :As in the previous examples, a copolymer of acrylonitrile and methyl vinyl ketone is used and sodium methallyl sulfonate. The reactants are used in the following amounts :
GewichtsteileParts by weight
Acrylnitril 2050Acrylonitrile 2050
Methylvinylketon 150Methyl vinyl ketone 150
Natriummethallylsulfonat ! 11Sodium methallyl sulfonate ! 11
K2S2O8 (Katalysator) 7,1K 2 S 2 O 8 (catalyst) 7.1
Na2S2O5 (Aktivator) 88Na 2 S 2 O 5 (activator) 88
mit H2SO4 auf pH 3,6 angesäuertesacidified to pH 3.6 with H 2 SO 4
Wasser 7693,9Water 7693.9
Das Reaktionsgemisch wird im Polymerisationsgefäß auf einer Temperatur von 45° gehalten; Verweilzeit: 90 Minuten. Ausbeute an gewaschenem getrocknetem Mischpolymerisat: 74%; Eigenviskosität: 1,4. Dieses Mischpolymerisat sowie die, wie früher beschrieben, aus diesem Mischpolymerisat hergestellten Fasern haben folgende Kennzahlen:The reaction mixture is kept at a temperature of 45 ° in the polymerization vessel; Dwell time: 90 minutes. Yield of washed, dried copolymer: 74%; Intrinsic viscosity: 1.4. This copolymer as well as those produced from this copolymer as described earlier Fibers have the following key figures:
GewichtsteileParts by weight
Schwefel 55 Milliäquivalente/kgSulfur 55 milliequivalents / kg
Farbwert (erhitzt) 11,9Color value (heated) 11.9
Farbstoff kapazität 2,24 % Kristallviolett Dye capacity 2.24% crystal violet
Geschwindigkeitskonstante
(K) [des Anfärbevorganges] 0,134Rate constant
(K) [of the staining process] 0.134
Faserfarbwert 5,8Fiber color value 5.8
Wie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben, wird ein Mischpolymerisat aus Acrylnitril, Vinylacetat und Ammoniumvinylsulfonat hergestellt. Es werden folgende Reaktionsteilnehmer verwendet:As described in the previous examples, a copolymer of acrylonitrile and vinyl acetate is used and ammonium vinyl sulfonate. The following respondents are used:
GewichtsteileParts by weight
Acrylnitril 2090Acrylonitrile 2090
Vinylacetat 110Vinyl acetate 110
Vinylsulfonsäure (Ammoniumsalz) .. 12,4Vinyl sulfonic acid (ammonium salt) .. 12.4
K2S2O8 (Katalysator) 4,8K 2 S 2 O 8 (catalyst) 4.8
Na2S2O5 (Aktivator) 88Na 2 S 2 O 5 (activator) 88
mit H2SO4 auf pH 3,4 angesäuertesacidified to pH 3.4 with H 2 SO 4
Wasser 7694,8Water 7694.8
Polymerisationstemperatur: 48°; Verweilzeit: 90Minuten. Eigenviskosität des Mischpolymerisates: 1,7; Umwandlungsgrad: 70%. Die Kennzahlen der ausPolymerization temperature: 48 °; Dwell time: 90 minutes. Intrinsic viscosity of the copolymer: 1.7; Degree of conversion: 70%. The key figures of the
6060
6565
diesem Mischpolymerisat ersponnenen Fasern sind folgende:The fibers spun from this copolymer are as follows:
Schwefel 45,8 Milliäqui-Sulfur 45.8 milliequi-
valente/kgvalente / kg
Farbwert (erhitzt) 10,7Color value (heated) 10.7
Farbstoffkapazität 1,86 % Kristallviolett Geschwindigkeitskonstante (K) Dye Capacity 1.86% Crystal Violet Rate Constant (K)
des Anfärbens 0,061of staining 0.061
Faserfarbwert 4,7Fiber color value 4.7
Wie in den früheren Beispielen beschrieben, wird ein Mischpolymerisat aus Acrylnitril, Styrol und Natriumstyrolsulfonat hergestellt. Die Beschickung besteht aus folgenden Reaktionsteilnehmern:As described in the earlier examples, a copolymer of acrylonitrile, styrene and sodium styrene sulfonate is used manufactured. The feed consists of the following reaction participants:
GewichtsteileParts by weight
Acrylnitril 2024Acrylonitrile 2024
Styrol TT-. 176Styrene TT-. 176
Natriumstyrolsulfonat 5,1Sodium styrene sulfonate 5.1
K2S2O8 (Katalysator) 5,7K 2 S 2 O 8 (catalyst) 5.7
Na2S2O5 (Aktivator) 88Na 2 S 2 O 5 (activator) 88
mit H2SO4 auf pH 3,6 angesäuertes Wasser 7701,2water 7701.2 acidified with H 2 SO 4 to pH 3.6
Polymerisationstemperatur: 45°; Verweilzeit: 90Minuten. Ausbeute an Mischpolymerisat: 70%; Eigenviskosität: 1,5. Das Mischpolymerisat enthält 55 Milliäquivalente Schwefel und hat einen Farbwert (erhitzt) von 12,1. Die daraus gesponnene Faser hat eine Farbstoffkapazität von 2,24 % Kristallviolett, eine Geschwindigkeitskonstante (K) des Anfärbens von 0,058 und einen Faserfarbwert von 5,8.Polymerization temperature: 45 °; Dwell time: 90 minutes. Yield of copolymer: 70%; Intrinsic viscosity: 1.5. The copolymer contains 55 milliequivalents of sulfur and has a color value (heated) of 12.1. The fiber spun therefrom has a dye capacity of 2.24% crystal violet, a dyeing rate constant (K) of 0.058, and a fiber color value of 5.8.
Die Zusammensetzung des Beschickungsstromes, die Polymerisationsbedingungen und die Eigenschaften des ersponnenen Fadens sind folgende:The composition of the feed stream, the polymerization conditions and the properties of the spun thread are the following:
Acrylnitril 2805 GewichtsteileAcrylonitrile 2805 parts by weight
Acrylsäuremethylester 178,8 GewichtsteileAcrylic acid methyl ester 178.8 parts by weight
Kaliumstyrolsulfonat 16,2 GewichtsteilePotassium styrene sulfonate 16.2 parts by weight
Kaliumpersulfat 2,3 GewichtsteilePotassium persulfate 2.3 parts by weight
Natriummetabisulfit 210 GewichtsteileSodium metabisulfite 210 parts by weight
mit H2SO4 auf pH 3,5with H 2 SO 4 to pH 3.5
angesäuertes Wasser 6787,7 Gewichtsteileacidified water 6787.7 parts by weight
Temperatur 45° CTemperature 45 ° C
Umwandlungsgrad 40 %Degree of conversion 40%
Eigenviskosität 1,47Intrinsic viscosity 1.47
Schwefel 70,9 Milliäqui-Sulfur 70.9 milliequi-
valente/kgvalente / kg
Farbwert (erhitzt) 6Color value (heated) 6
Faserfarbwert 2,0Fiber color value 2.0
Farbstoffkapazität 2,89 % Kristall-Dye capacity 2.89% crystal
violett Geschwindigkeitskonstantepurple rate constant
(K) des Anfärbens 0,111 (K) of staining 0.111
B e i s ρ i e 1 10B e i s ρ i e 1 10
Wie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben, wird ein Mischpolymerisat aus Acrylnitril und Natriumstyrolsulfonat unter Verwendung der nachfolgenden Beschickung hergestellt:As described in the previous examples, a copolymer of acrylonitrile and Sodium Styrene Sulphonate made using the following feed:
3°3 °
3535
Wie in den vorhergehenden Beispielen wird ein Mischpolymerisat aus Acrylnitril mit Acrylsäuremethoxyäthylester und Natriumstyrolsulfonat hergestellt; Zusammensetzung des Beschickungsstromes:As in the previous examples, a copolymer of acrylonitrile with methoxyethyl acrylate is used and sodium styrene sulfonate; Composition of the feed stream:
GewichtsteileParts by weight
Acrylnitril 1700Acrylonitrile 1700
Acrylsäuremethoxyäthylester 280Acrylic acid methoxyethyl ester 280
Natriumstyrolsulfonat 20Sodium styrene sulfonate 20
Kaliumpersulfat 4,4Potassium persulfate 4.4
Natriummetabilsulfit 80Sodium Metabilsulfite 80
mit H2SO4 auf pH 3,5 angesäuertesacidified with H 2 SO 4 to pH 3.5
Wasser 7915,6Water 7915.6
5050
Verweilzeit im Polymerisationsgefäß: 45 Minuten bei 46°. Umwandlungsgrad: 57%; Eigenviskosität des Mischpolymerisates: 1,63. Die -weiteren Kennzahlen sind folgende:Residence time in the polymerization vessel: 45 minutes at 46 °. Degree of conversion: 57%; Inherent viscosity of the copolymer: 1.63. The other key figures are the following:
Schwefel 98 Milliäqui-Sulfur 98 milliequi-
valente/kgvalente / kg
Farbwert (erhitzt) 11,9Color value (heated) 11.9
Faserfarbwert 5,7Fiber color value 5.7
Farbstoffkapazität 3,99 % Kristallviolett Dye capacity 3.99% crystal violet
Geschwindigkeitskonstante (K) des Anfärbens 0,360Staining rate constant (K) 0.360
Wie im Beispiel 3 beschrieben, wird aus einem Mischpolymerisat von Acrylnitril, Acrylsäuremethylester und Kaliumstyrolsulfonat eine Faser hergestellt.As described in Example 3, a copolymer of acrylonitrile becomes methyl acrylate and potassium styrene sulfonate made a fiber.
GewichtsteileParts by weight
Acrylnitril 2178,0Acrylonitrile 2178.0
Natriumstyrolsulfonat 24,6Sodium styrene sulfonate 24.6
K2S2O8 (Katalysator) 5,5K 2 S 2 O 8 (catalyst) 5.5
Na2S2O5 (Aktivator) 88,0Na 2 S 2 O 5 (activator) 88.0
mit H2SO4 auf pH 3,6 angesäuertesacidified to pH 3.6 with H 2 SO 4
Wasser 7702,9Water 7702.9
Die Polymerisation wird bei 48° durchgeführt und ergibt einen Umwandlungsgrad von- 62 %. Die Eigenviskosität des Polymerisates beträgt 1,5. Der Gesamtschwefelgehalt in Form ionisierbarer SuIf onsäure- und Schwefelsäuregruppen beträgt 100 Milliäquivalente/kg Polymerisat, wobei 70 Milliäquivalente Schwefel/kg Polymerisat in der Kette enthalten sind. Der Farbwert (erhitzt) des Polymeren beträgt 11. Fasern, die aus diesem Mischpolymerisat nach der Methode des Beispiels 5 hergestellt werden, kennzeichnen sich durch eine Farbstoff kapazität entsprechend 4,06% Kristallviolett, eine Geschwindigkeitskonstante (K) des Anfärbens von 0,076 und einen Faserfarbwert von 4,9.The polymerization is carried out at 48 ° and gives a degree of conversion of -62%. The inherent viscosity of the polymer is 1.5. The total sulfur content in the form of ionizable sulfonic acid and sulfuric acid groups is 100 milliequivalents / kg polymer, with 70 milliequivalents sulfur / kg polymer being contained in the chain. The color value (heated) of the polymer is 11. Fibers made from this copolymer by the method of Example 5 are characterized by a dye capacity corresponding to 4.06% crystal violet, a dyeing rate constant (K) of 0.076 and a fiber color value of 4.9.
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