DE1494912B2 - Verfahren zur Herstellung von Fäden und Fasern aus Vinylchloridhomo- und/oder -copolymerisaten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fäden und Fasern aus Vinylchloridhomo- und/ oder -copolymerisaten mit einem Gehalt von mindestens 85% Vinylchlorid und mit einem syndiotaktischen Grad von mehr als 2 unter Verwendung einer gegen Hitze und Licht stabilisierten Spinnlösung.

Der syndiotaktische Grad ist durch das Absorptionsverhältnis der Banden IRD 635 und D 692 cm^-1 definiert, wie Burleigh in J.A.C.S. 82, S. 749, 1960 beschrieben hat.

Es ist bekannt, daß Vinylpolymere und deren Lösungen im allgemeinen unerwünschte Verfärbungen unter der Einwirkung von Licht und Wärme oder während der Lagerung annehmen, so daß zur Vermeidung derartiger Nachteile den Polymeren oder deren Lösungen kleine Mengen organischer oder anorganischer Verbindungen als Stabilisierungsmittel zugesetzt werden. Als geeignete Verbindungen werden die Alkali- und Erdalkalisalze anorganischer und organischer Säuren, Amine, Glycole, Metallseifen und organische Zinnverbindungen genannt.

Es ist bereits aus der USA.-Patentschrift 21 57 997 bekannt, Salze und Oxyde von Metallen, z. B. Zinkoxyd zu Lösungen von Polyvinylchlorid, z. B. in Chlortoluol, zuzugeben, um das Polyvinylchlorid zu vernetzen und zu härten.

Ferner ist es aus der deutschen Patentschrift 7 29 419 bekannt, zur Stabilisierung von Polyvinylchlorid, das zur Isolierung elektrischer Leitungen verwendet werden soll, Zinkoxyd als Zusatz zu verwenden, jedoch lassen die Ergebnisse dieser Veröffentlichung noch zu wünschen übrig.

Es ist ferner bekannt, daß Vinylchloridpolymere mit hohem syndiotaktischem Grad in den üblichen Lösungsmitteln, die bei normalerweise zur Herstellung von Lösungen zur Gewinnung von Formkörpern wie Fasern, Bändern usw. angewandten Temperaturen verwendet werden, schwerlöslich oder sogar unlöslich sind. Es ist nur möglich, Lösungen der obengenannten Polymeren zu erhalten, wenn bei Temperaturen höher als 100⁰C gearbeitet wird.

Dies führt dazu, daß die Schäden der Hitzeeinwirkung bei dem erwärmten Polymeren größer als diejenigen sind, die sich bei der Bearbeitung von normalem Polyvinylchlorid ergeben, und daß die sich in den Polymeren entwickelnde und gleichfalls in den daraus hergestellten Formkörpern auftretende rotbraune Farbe besonders ausgeprägt und beständig ist, wodurch eine Stabilisierung sehr erschwert wird.

Der Mechanismus der Verfärbung der Vinylchloridpolymeren ist nicht bekannt, obgleich verschiedene Hypothesen aufgestellt worden sind.

Beispielsweise ist gesagt worden, daß die Verfärbung bei einem Verlust von Chlorwasserstoff aus der ungesättigte Bindungen bildenden Polymerenkette auftritt, was wiederum die Entwicklung von Chlorwasserstoff in einer Kettenreaktion ergibt, oder daß die Verfärbung auf eine Abspaltung eines Cl-Radikals aus dem

ίο Polymeren mit nachfolgender Oxydation der restlichen Radikale zurückzuführen ist.

In jedem Falle wird der Hauptgrund der Verfärbung in der Gegenwart von verschiedenen Verunreinigungen im Lösungsmittel zu suchen sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Stands der Technik zu vermeiden und ein Verfahren zur Herstellung der eingangs genannten Fäden und Fasern aus Polymerisaten zu schaffen, die gegen den Einfluß von Hitze und Licht stabil sind. Die

ao Aufgabe wird durch die Maßnahmen des Patentanspruchs gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kommt es entscheidend darauf an, daß — im Gegensatz zum Stand der Technik — das Zinkoxyd dem Spinnlösungsmittel vor der Herstellung der Polymerisatlösung zugesetzt wird, da sonst die den technischen Fortschritt begründende Stabilisierung des Polymerisats gegen den Einfluß von Hitze und Licht nicht eintreten würde. Diese Maßnahme ist notwendig, um eine Verfärbung zu verhindern, die durch die anfängliche Berührung zwischen Polymeren und Lösungsmittel hervorgerufen werden kann.

Dies wurde durch Versuche bestätigt. Es wurde untersucht, wie sich Folien aus einer polymeren Lösung gemäß Beispiel 3 gegen Hitzeeinwirkung mit der besonderen Maßgabe verhalten, daß Zinkoxyd als Stabilisator im einen Fall der fertigen Lösung und im anderen Fall dem Lösungsmittel vor der Herstellung der Lösung zugesetzt wird.

Die beiden jeweiligen Lösungen wurden auf eine Konzentration an Polyvinylchlorid von 10% mit Cyclohexan als Lösungsmittel eingestellt, um einwandfrei Folien herstellen zu können. Die Folienproben, die aus den beiden jeweils verschiedenen Polymerlösungen hergestellt waren, wurden bei 140⁰C verschieden lang, und zwar 15, 30 bzw. 60 min erhitzt.

Die Proben der beiden Versuchsreihen ließen erkennen, daß das PVC des Films aus einer Lösung, der erst nach ihrer Bildung Zinkoxyd zugesetzt worden war, innerhalb der ersten 15 min abgebaut wurde, während eine Folie aus einer Lösung, zu deren Herstellung das mit Zinkoxyd versetzte Lösungsmittel verwendet wurde, bis zu 60 min stabil blieb.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

100 Gewichtsteile polymeres Polyvinylchlorid mit einem syndiotaktischen Grad von 2,2 und einer Eigenviskosität von 1,35 ml g-¹, bestimmt in Cyclohexanon von 25° C, werden unter Rühren und 30 min Erwärmung auf 140⁰C in 500 Gewichtsteilen Cyclohexanon gelöst, dem vorher 0,2 Gewichtsteile Zinkoxyd zugesetzt worden sind.

Die wie in Beispiel 1 behandelte Lösung ergibt eine Faser, deren Farbe nach Prüfung mit dem G. E. Spektrophotometer folgende Werte aufweist:

DWL = 590 Millimicron
Ri =96%
H =45%.

Die im Fadeometer bestimmte Festigkeit beträgt 5.

Beispiel 2

100 Gewichtsteile polymeres Vinylchlorid mit einem syndiotaktischen Grad von 2,2 und einer Eigenviskositat von 1,35 ml g-¹, bestimmt in Cyclohexanon von 25⁰C, werden unter Rühren und 30 min Erwärmung auf 14O⁰C in Cyclohexanon gelöst, dem vorher 0,6 Gewichtsteile Zinkoxyd zugefügt worden sind.

Die wie in Beispiel 1 behandelte Lösung ergibt eine Faser, deren Farbe nach Prüfung mit dem G. E. Spektrophotometer folgende Werte aufweist:

DWL = 575 Millimicron
Ri = 95,5%

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20

Die im Fadeometer bestimmte Festigkeit beträgt 5.

Beispiel 3

100 Gewichtsteile polymeres Vinylchlorid mit einem syndiotaktischen Grad von 2,2 und einer Eigenviskosität von 1,35 ml g-¹, bestimmt in Cyclohexanon, werden unter Rühren und 30 min Erwärmung auf 140⁰C in 500 Gewichtsteilen Cyclohexanon gelöst, dem vorher 1 Gewichtsteil Zinkoxyd zugesetzt worden ist.

Die wie in Beispiel 1 behandelte Lösung ergibt eine Faser, deren Farbe nach Prüfung mit dem G. E. Spektrophotometer folgende Werte aufweist:

DWL = 570 Millimicron
Ri = 96,5%
H = 82%.

Die im Fadeometer bestimmte Festigkeit beträgt 5. Beispiel 4

100 Gewichtsteile polymeres Vinylchlorid mit einem syndiotaktischen Grad von 2,2 und einer Eigenviskosität von 1,5 ml g-¹, bestimmt in Cyclohexanon von 25° C, werden bei 14O⁰C unter Rühren innerhalb 30 min in 500 Gewichtsteilen Cyclohexanon gelöst, dem vorher 0,2 Gewichtsteile Zinkoxyd zugesetzt worden sind.

Die Lösung wird durch eine Spinndüse mit 10000 Löchern von 100 μ Durchmesser in ein Koagulationsbad extrudiert, das eine Mischung von 40% Cyclohexanon, 20 % Äthylalkohol und 40% Wasser enthält.

Der so erhaltene Fadenstrang wird mit einer Lösung von Äthylalkohol und Wasser gewaschen, gestreckt, appretiert, getrocknet, gekräuselt und dann geschnitten. Die erhaltenen Stapel zeigen die ursprüngliche Farbe, die, mit dem G. E. Spektrophotometer bestimmt, folgende Werte aufweist:

DWL = 572 Millimicron
Ri = 97%
H = 84%.

Darüber hinaus sind die erhaltenen Stapel homogen mattiert.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Fäden und Fasern aus Vinylchloridhomo- und/oder -copolymerisaten mit einem Gehalt von mindestens 85 % Vinylchlorid und mit einem syndiotaktischen Grad von mehr als 2 unter Verwendung einer gegen Hitze und Licht stabilisierten Spinnlösung, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Herstellung der Lösung dem Lösungsmittel 0,1 bis 2 Gewichtsprozent Zinkoxyd, bezogen auf das Polymerisat, als Stabilisierungsmittel zugesetzt wird.