DE1645276A1 - Process for the production of spinning solutions from acrylonitrile polymers or copolymers with a high acrylonitrile content, which are suitable for the formation of spinning threads with a high degree of whiteness - Google Patents
Process for the production of spinning solutions from acrylonitrile polymers or copolymers with a high acrylonitrile content, which are suitable for the formation of spinning threads with a high degree of whitenessInfo
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- DE1645276A1 DE1645276A1 DE1965S0097145 DES0097145A DE1645276A1 DE 1645276 A1 DE1645276 A1 DE 1645276A1 DE 1965S0097145 DE1965S0097145 DE 1965S0097145 DE S0097145 A DES0097145 A DE S0097145A DE 1645276 A1 DE1645276 A1 DE 1645276A1
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Description
»ftf W 1C» Ftf W 1 C
SNIA VI300SA SOOIETA'NAZIONALE INDU3TRIASNIA VI300SA SOOIETA'NAZIONALE INDU3TRIA
APPLIOAZIONI VISOOSA S.p.A. Via Cernaia,8 - Mailand, ItalienAPPLIOAZIONI VISOOSA S.p.A. Via Cernaia, 8 - Milan, Italy
betreffendconcerning
polymeren bzw. Mischpolymeren mit hohem Acrylnitrilgehalt, die sich sur Bildung von Spinnfaden alt hohen Yelsaegrad eignen,polymers or mixed polymers with a high acrylonitrile content, which are suitable for the formation of spider thread old high Yelsa grade,
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur industriellen Herstellung von Spinnlösungen aus Acrylnitrilpolymeren bzw. aus Mischpolymeren mit hohem Acrylnitrilgehalt, der insbesondere grosser als 85$ ist. Ia besonderen betrifft die Erfindung ein Verfahren zur unmittelbaren Herstellung von Aorylnitrllmiaohpolymerlösungen in Dimethylformamid und bezweckt, viskose Lösungen zu erzeugen, aus denen Spinnfaden erhaltlich sind, welche einen beträchtlich höheren Veissegrad als Spinnfäden besitzen, die aus nach bekannten Verfahren hergestellten Spinnlösungen erhältlich sind, so dass letzten Endes wertvollere Spinnfäden erhalten werden können.The invention relates to a method for industrial production of spinning solutions made from acrylonitrile polymers or from Copolymers with a high acrylonitrile content, in particular is greater than $ 85. Ia particular relates to the invention Process for the direct preparation of aoryl nitride polymer solutions in dimethylformamide and aims to produce viscous solutions from which filament can be obtained have a considerably higher degree of whiteness than spun threads, which can be obtained from spinning solutions produced by known processes, so that ultimately more valuable ones Filaments can be obtained.
Das erfindungegemässe Verfahren wird insbesondere zur Herstellung von Spinnlösungen aus ternären Mischpolymeren angewandt, welche Mischpolymere aus Acrylnitril, welches mehr als 85^ des Mischpolymeren darstellt, aus Natriumallylsulfone,t und aus Methylmetacrylat erhalten werden.The inventive method is used in particular for the production of spinning solutions from ternary copolymers, which copolymers of acrylonitrile, which more than 85 ^ of the mixed polymer represents, from sodium allylsulfone, t and from Methyl methacrylate can be obtained.
Hierbei wird der Polymerisationsvorgang, der in einer Masse durchgeführt wird, die einen, hohen Monomeranteil enthält, zu einem Zeitpunkt unterbrochen, in dem nur ein Teil, grundsätzlich nicht mehr als ein Drittel der Monomeren, umgewandelt ist, wie dies in einer anderen Anmeldung der gleichen Anmelderin näher beschrieben ist»In this case, the polymerization process, which is carried out in a mass that contains a high proportion of monomers, is closed interrupted at a point in time at which only a part, in principle not more than a third of the monomers, has been converted, as described in more detail in another application by the same applicant »
00S811/16U00S811 / 16U
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Di· nach den allgea·in Üblichen Verfahren hergestellten Spinnlösungen fuhren bekanntlich in alIgen·inen zu beträchtlich gelben Spinnfaden und die LBsungen seibat sind stark dunkel. Auch bei Anwendung der in obiger Parallelanmeldung dargelegten Massnahaen lävst sich bei den aus der LSsung erhaltenen Spinnfäden kein hoher Grad der Weisse erzielen.Di · according to the general · in customary processes It is known that spinning solutions lead too considerably in alginic plants yellow thread and the solutions are seibat very dark. Even if the measures set out in the above parallel application are applied, this is not applicable to the The filaments obtained from the solution do not achieve a high degree of whiteness.
Erfindungsgemäss wurde überraschend festgestellt, dass ■an Spinnfaden, welche den wünschenswertesten Grad der Weisse» d.h. die geeignetsten optisohen Kennzeichen für ihren Handelswert und für ihre darauffolgende industrielle Verwertung besitzen, aus Lösungen erhalten kann, die aus Polymerisationsgemischen zubereitet sind, denen geringe Anteile Thioharnstoffbioxyd zugesetzt wurden»According to the invention it was surprisingly found that ■ on spun thread, which has the most desirable degree of whiteness » i.e. the most suitable optical characteristics for their commercial value and for their subsequent industrial exploitation own, can be obtained from solutions obtained from polymerization mixtures are prepared to which small amounts of thiourea dioxide have been added »
Es hat sich gezeigt, dass der Zusatz dieses Stoffes nicht nur die Bildung spinnbarer, LOsungen von äusserst heller und schwacher Gelbfärbung ermöglicht, di· somit Spinnfäden mit einen hohen Veissegrad ergeben, sondern auch den weiteren wichtigen Vorteil mit sich bringt, dass die Spinnlösungen und die aus ihnen erhältlichen Spinnfaden -verhindert werden, später in der Wärme die bekannten sohädlichen Erscheinungen der Gelbfärbung aufzuweisen.It has been shown that the addition of this substance not only results in the formation of spinnable, extremely bright and allows a weak yellow color, so that spun threads with result in a high degree of Veiss, but also has the further important advantage that the spinning solutions and the spun threads obtainable from them are prevented, later in the warmth the well-known sohädlichen phenomena of the To exhibit yellowing.
Die Verwendung von Thioharnstoffbioxyd ist bei der Polymerisation von Acrylnitril in den Fällen bekannt, in denen als Katalysatoren Azoverbindungen, wie Azodiisobutyrnitril, das in Mengen von 1-3 Gew.56 bezogen auf das Gewicht der Monomere zugesetzt wird, verwendet werden« Diese Verwendung ist bei-The use of thiourea dioxide is known in the polymerization of acrylonitrile in cases where as Catalysts azo compounds, such as azodiisobutyrnitrile, in amounts of 1-3 wt. 56 based on the weight of the monomers is added, be used «This use is both
"2" 409811/1811" 2 " 409811/1811
spielsweise aus der deutschen Patentschrift 1 089 172 bekannt geworden.for example from German patent specification 1 089 172 known.
Auch die Möglichkeit, Polymerlösungen vor späterer GeIbfftrbung BU bewahren, Indem Thioharnetoffbioxyd, jedoch im Verein «it Bortrifluoriden verwendet wird* let beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 95Ί k$k bekannt geworden, in welche« Fall das Thioharnetoffbioxyd in Mengen Ton «ehr als 1£, bezogen auf das Polymergewicht, verwendet wird.Also the possibility of preserving polymer solutions from later yellowing by using thiourine dioxide, but in association with boron trifluorides, for example from the German patent 95Ίk $ k , in which case the thiourethic dioxide in quantities of more than £ 1 based on polymer weight is used.
Nach de« wesentlichen Merkaal der Erfindung wurde die Möglichkeit festgestellt, dass die besagten vorteilhaften Wirkungen unter Verwendung von ausserst geringen Anteilen an Thioharnetoffbioxyd im besonderen Fall von Polymerisationen von Acrylnitril in Dimethylformamid erzielbar sind, bei denen als Katalysator Laurylperoxyd oder andere organische Peroxyde verwendet werden.After the essential feature of the invention, the possibility became found that said beneficial effects using extremely low levels of Thioharnetbioxyd can be achieved in the special case of polymerizations of acrylonitrile in dimethylformamide, in which Lauryl peroxide or other organic peroxides can be used as a catalyst.
Die Erfindung bringt somit einen erhebliohen, unerwarteten technischen Fortschritt «it sich, und zwar sowohl hinsichtlich der Erkenntnis der vorteilhaften Eigenschaften, 1XlIe den Spinnfaden verliehen werden, welche aus Spinnlösungen erhalten werden, die duroh Polymerisation von Acrylnitril in .Dimethylformamid unter Verwendung von organischen Peroxyden als Katalysatoren- erzeugt werden, als auch vor alle« hinsichtlich der Erkenntnis, dass sehr geringe, jedenfalls unter 0,IjC (bezogen auf das Gewicht der in die Polymerieatlonsmasse eingebrachten Monomeren) liegende Thioharnstoffbioxydmengen in der Lage sind, überraschenderweise eine wichtige Verbesserung des Helligkeitsgrades der erhaltenen Spinnlösungen und des Grades der Veisse der aus diesen erhaltlichen Spinnfaden herbeizufuhren.The invention has therefore a erhebliohen, unexpected technical progress, "it is, both in terms of knowledge of the beneficial properties, 1 XLIE the spun yarn are awarded, which are obtained from spinning solutions duroh polymerization of acrylonitrile in .Dimethylformamid using organic peroxides as catalysts, and above all “with regard to the knowledge that very small amounts of thiourea dioxide, at least below 0.1C (based on the weight of the monomers introduced into the polymeric atlons), are capable of surprisingly an important improvement in the degree of brightness of the obtained spinning solutions and the degree of Veisse of the spinning threads obtainable from them.
009811/1615 -3-009811/1615 -3-
Insbesondere wurde überraschenderweise festgestellt, dass die angegebenen Zwecke anstatt mit den bedeutenden über 1$ liegenden Anteilen an Thioharnstoffbloxyd, welche bisher vorgesehen und zur Erzielung der angeführten Wirkungen als notwendig erachtet wurden, im besonderen Fall der Herstellung der in Betracht gezogenen Spinnlösungen durch Zusatz von Thioharnstoffbioxyd in ausserst geringen Mengen von 0,02-0,04$, bezogen auf«das Gewicht der in der zu polymerisierenden Masse anwesenden Monomere, erzielt werden« Ferner hat sich überraschenderweise gezeigt, dass eine Ver-(Xrüsserung dieser Anteile keinerlei Verbesserung der bei Verwendung dieser überraschend ftusserst geringen Anteile erzielbaren Ergebnisse mit sich bringt.In particular, it was surprisingly found that the stated purposes rather than having the significant over $ 1 lying proportions of thiourea oxide, which so far provided and deemed necessary to achieve the listed effects, in the special case of manufacture of the spinning solutions under consideration by adding thiourea dioxide in extremely small amounts of $ 0.02-0.04, based on the weight of the material to be polymerized In addition, it has surprisingly been shown that an erosion of these proportions no improvement whatsoever on the achievable when using these surprisingly extremely low proportions Brings results.
Die Durchführbarkeit der Erfindung und die durch sie erzielbaren Vorteile werden anhand der folgenden Beispiele von mBgeliehen Aueführungsformen des verbesserten Verfahrene erllutert. The feasibility of the invention and the advantages that can be achieved by it are illustrated by the following examples of borrowed embodiments of the improved process.
In ein Reaktionsgefass aus Glas mit 2 Liter Fassungsvermögen, k Halsen, einem Rührwerk, Thermometer, Rückflusskühler, StickstoffeinlassrOhrohen und einem auf 60*C eingestellten Thermostaten werden 4er Reihe nach eingebracht tIn a reaction vessel made of glass with 2 liters of capacity, k jibe, a stirrer, thermometer, reflux condenser, and a StickstoffeinlassrOhrohen set at 60 * C thermostat 4p turn be introduced t
1) 605 g destilliertes Dimethylformamid1) 605 grams of distilled dimethylformamide
2) 3»25g Natrlumallylsulfonat2) 3 »25g sodium allyl sulfonate
3) 509 g destilliertes Acrylnitril3) 509 grams of distilled acrylonitrile
k) 15 g destilliertes Methylmetacrylat k) 15 g of distilled methyl methacrylate
5) 0,12g Thioharnstoffbioxyd.5) 0.12g thiourea dioxide.
0 0 9 811/16150 0 9 811/1615
hervorgeht, praktisch etwa 0,023$ β·β Gewichtes der in die zu polymerisierende Masse eingebrachten Monomere dar« Die eingebrachte Masse wird langsam gerührt und auf eine Temperatur ron etwa 58eC erwärmt. Danach wird der Katalysator eingebracht, der aus 2,8g Laurylperoxyd besteht, das in 50 g Dimethylformamid gelOst wurde, welche einen Teil der anfangs angeführten 509g bilden. Die Temperatur steigt nm einige Grad, was bedeutet, dass die Polymerisation eingesetst hat· Nach 20 Minuten erscheint die Masse trfibe und die Polymerisation wird unter Rühren bei einer Temperatur zwischen 6Ό· und 65*0 fortgesetzt· Nach k ständiger Polymerisation, wenn die Masse eine teigige, dicke Konsistenz angenommen hat, werden 55O# kaltes Dimethylformamid zugegeben, um die Umwandlung beim gewünschten Wert zu unterbrechen·It can be seen that practically about 0.023 $ β · β weight of the monomers introduced into the mass to be polymerized. The introduced mass is slowly stirred and heated to a temperature of about 58 ° C. Then the catalyst is introduced, which consists of 2.8 g of lauryl peroxide dissolved in 50 g of dimethylformamide, which forms part of the 509 g listed at the beginning. The temperature rises nm some degree, which means that the polymerization has eingesetst · After 20 minutes, the mass appears trfibe and the polymerization is 0 continued with stirring at a temperature between 6Ό · and 65 * · After k constant polymerization when the composition has a has assumed a doughy, thick consistency, 55O # cold dimethylformamide is added to interrupt the conversion at the desired value.
Die flüssige, homogene Masse wird im Vakuum destilliert, bis man 1250 g klxre LOsung erhllt, weiche 16,5 % fiisohpolymeres enthalt. Diese LBsung besitzt eine sehr sohwaehe Gelbfärbung und gestattete die Erzeugung von Fasern, welohe einen Grad der Veisse besitzen, der gegenüber jenem von Spinnfäden, die aus einer Lösung erhalten werden, welche auf gleiche Weise ^ jedoch ohne Zusatz der angegebenen, sehr geringen Menge Thioharnstoffbioxyd hergestellt wurde, sehr verbessert ist. Diese Lösungen sind somit Stuss erst günstig für die Erzeugung von Spinnfäden mit hohen qualitativen eigenschaften, sei es wegen der angegebenen Weiseeeigensohaften, sei es wegen ihres Molekulargewichtes von 65»000 (besonders geeignet für das Spinnen), «ei es wegen des hohen Aorylnitrilgehaltes« BEISPIEL 2 The liquid, homogeneous mass is distilled in vacuo until 1250 g clear solution is obtained, which contains 16.5 % solid polymer. This solution is very slightly yellow in color and allows the production of fibers which have a degree of whiteness compared with that of filaments obtained from a solution which is produced in the same way, but without the addition of the very small amount of thiourea dioxide indicated has been improved a lot. These solutions are therefore nonsense only features favorable for the production of filaments with high quality, it was because the specified Weiseeeigensohaften, either (especially suitable for spinning), "it ei due to their molecular weight of 65" 000 because of the high Aorylnitrilgehaltes "EXAMPLE 2
In ein Reaktionsgefäss mit 3 Liter Fassungsvermögen, k Hälsen, einem Rührwerk, Thermometer, Rüekfluesk^äl«?, Stiokstoff~· .In a reaction vessel with a capacity of 3 liters, k necks, a stirrer, thermometer, Rüekfluesk ^ äl «?, stiokstoff ~ ·.
009811/1616 -5-009811/1616 -5-
einlaserOhrohen und Thermostaten werden der Reih· nach ein·· gebraoht t einlaserOhrohen and thermostats are gebraoht of lined · After a ·· t
1) 605 g destilliertes Di··thyIfor»amid1) 605 g of distilled di · · thyIfor »amide
2) 8,5 e Natriumallylsulfonat2) 8.5 e sodium allylsulfonate
3) 590 g Acrylnitril3) 590 grams of acrylonitrile
k) 15 S Methylmetacrylat
5) 0,i6g Thioharnstoffbioxyd k) 15 S methyl methacrylate
5) 0.16g thiourea dioxide
Der Polymerisationevorgang wird zunftchst wie im Beispiel 1 beschrieben durchgeführt, d.h. der auf 58°C erwärmten Masse wird F eine LOsung von 2,8 g Laurylperoxyd in 50 g Dimethylformamid, welohe einen Teil der angeführten 605 g bilden, zugefügt. Die Polymerisation wird damit rsm Einsatz gebracht und die Temperatur steigt in einer Zeitspanne von 20 Minuten um einige Grad« Mach dieser Zeitspanne wird die Polymerisation etwa k Stunden lang bei 60-65eC fortgesetzt, wonach die Masse teigig wird und sich dem Rohren widersetz·. Ss wird dann eine aus 55Og Dimethylformamid, 5 g Methylmetaorylat und Ig Laurylperoxyd bestehende LSsung zugesetzt und die Masse, welche neuerlich flüssig wird, wird welter gerührt. Die Temperatur steigt auf etwa 70#C und es wird unter derart kontrollierten Bedingungen gearbeitet, dass die Polymerisation regulär fortschreiten kann, bis eine Gesamtumwandlung von 7056 erreicht wird· Die flüssige Masse wird nun unter Vakuum gesetzt und die nicht umgesetzten Monomeren werden sofort abdestilliert· Die Destillation wird so lange fortgesetzt» bis Dimethylformamid allein destilliert. Der erhaltenen viskosen LOsung wird eine derartige Menge Dimethylformamid zugesetzt, dass man eine, 20$ Mischpolymeres enthaltende viskose LOsung erhalt. Die LOsung besitzt eine leichte Gelbfärbung und aus ihr wurden Spinnfaden mit hohemThe polymerization process is carried out as described in Example 1, ie a solution of 2.8 g of lauryl peroxide in 50 g of dimethylformamide, which forms part of the 605 g listed, is added to the mass heated to 58 ° C. The polymerization is thus brought rsm use and the temperature rises in a period of 20 minutes to a few degrees "Mach this period is continued, the polymerization about k hours at 60-65 e C., after which the mass is doughy and resisting the tubes · . A solution consisting of 550 g dimethylformamide, 5 g methyl metal aorylate and 1 g lauryl peroxide is then added and the mass, which has again become liquid, is further stirred. The temperature rises to about 70 ° C and it is operated under such controlled conditions that the polymerization can proceed regularly until a total conversion of 7056 is reached · The liquid mass is now placed under vacuum and the unreacted monomers are immediately distilled off · The Distillation is continued until dimethylformamide alone distills. Such an amount of dimethylformamide is added to the viscous solution obtained that a viscous solution containing mixed polymer is obtained. The solution has a slight yellow color and it became spun threads with a high color
009811/1615009811/1615
Veissegrad hergestellt« Dae erhaltene Mischpolymer· besass •in Molekulargewicht von 50.000.Veissegrad produced «Dae obtained mixed polymer possessed • with a molecular weight of 50,000.
In ein Reaktionsgeflss mit 2 Liter Fassungsvermögen, das denjenigen ähnlich ist, welche in den Beispielen 1 und 2 beschrieben wurden, werdenIn a reaction vessel with a capacity of 2 liters, the is similar to those described in Examples 1 and 2 were, will
1) eine Mischung bestehend aus
426 g Dimethylformamid
590 g Acrylnitril1) a mixture consisting of
426 grams of dimethylformamide
590 grams of acrylonitrile
32 g Aethylaorylat
0,17g Thioharnstoffbioxyd, und32 g ethyl aorylate
0.17g thiourea dioxide, and
2) 138 g einer 6^-igen NatriumallylsulfonatlBsung in Dimethylformamid, welche wärm zubereitet und filtriert wurde, eingebracht .2) 138 g of a 6% sodium allylsulfonate solution in dimethylformamide, which was prepared warm and filtered, introduced.
Die Polymerisation wird bis zum Ende der ersten Phase, d.h. bis sum Ende der etwa k ständigen Polymerisationsperiode bei 60-65°C, wie im Beispiel 2 beechr£$b»i durchgeführt. Ss werden nun 550 g Dimethylformamid, in denen 1 g Laurylperoxyd gel5st ist, zugegeben und die Masse» welche eine Temperatur von 70*C erreicht, wird weiter gerührt, bis ein Umwandlungsgrad -von etwa 7036 erhalten wird. Die Masse wird dann unter Vakuum gesetzt und die nicht umgesetzten Monomeren werden abdestilliert. Man. erhält eine viskose LOsung, die etwa 20£ Misohpolymeres enthalt, das ein Molekulargewicht von 52.000 besitzt. Die viskose LBsung besitzt einen guten Helligkeitsgrad und liefert Spinnfäden mit sehr gutem Veissegrad.The polymerization is carried out until the end of the first phase, that is to say until the end of the polymerization period of approximately k constant, at 60-65 ° C., as in Example 2. 550 g of dimethylformamide, in which 1 g of lauryl peroxide is dissolved, are then added and the mixture, which reaches a temperature of 70 ° C., is stirred further until a degree of conversion of about 7036 is obtained. The mass is then placed under vacuum and the unreacted monomers are distilled off. Man. receives a viscous solution containing about 20 pounds of misoh polymer which has a molecular weight of 52,000. The viscous solution has a good degree of brightness and provides filaments with a very good degree of whiteness.
009811/1615009811/1615
-7--7-
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