DE1936457C - Verfahren zum Herstellen von Formgegenständen aus mit Amidovinylverbindungen gepfropften aromatischen Polyestern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zy.r Herstel- von günstigen Fasereigenselmften einstellte und einige

Jung von Formgegenständen, insbesondere Fasern keine dauernde Verbesserungswirkung ergaben,

und Folien aus aromatischen Polyestern von ausge- \ Nun wurde festgestellt, daß, wenn ein Formgegen-

zeicnneten Eigenschaften, die mit Amidovinylverbin- stand aus aromatischen Polyestern mit mindestens

düngen gepfropft sind, 5 einer Amidovinylverbindung pfropfpolymerisiert wird,

Aromatische Polyesterfasern, beispielsweise Poly- indem der Formgegenstand in Kontakt mit einem die äthylenterephthalatfasern, besitzen ausgezeichnete Fa- Amidovinylverbindung enthaltenden spezifischen Lösereigenschaften, beispielsweise hohe Zähigkeit, ther- sungsmittel erhitzt wird, ein Formgegenstand aus mische Stabilität, Dimensionsstabilität, Lichtechtheit, aromatischem Polyester mit Verbesserungen gegen-Lösungsmittelbeständigkeit u. dgl. Jedoch zeigen sie io über den vorstehend aufgeführten Mängeln erhalten gleichzeitig eine Anzahl von Nachteilen, wie niedrige wird. Dieses Produkt behält weiterhin praktisch die Färbbarkeit und Feuchtigkeitsabsorption, leichte An- von Haus aus gegebenen günstigen Eigenschaften sammlungvonstatischerAufladung, schlechte Schmutz- bei. Die spezifischen Lösungsmittel werden später beständigkeit und schlechte Haftfähigkeit mit Kau- aufgeführt. Die gemäß der Erfindung durchgeführte tschuk und anderen Kunststoffen. Verschiedene Ver- 15 Pfropfpolymerisation erfordert keine Zugabe eines tuche zur Verbesserung dieser Nachteile wurden unter- Katalysators. Trotzdem verläuft die Pfropfpolymeritiommen, jedoch bisher keine in allen Gesichtspunkten sation mit einem hohen Ausmaß der Pfropfung und zufriedenstellende Verbesserung erhalten, dabei einigen einer hohen Pfropfwirksamkeit,
derartigen Versuchen sich ein ernsthafter Verlust

Die Ausdrücke »Ausmaß der Pfropfung« und sPfropfwirksamkeit« geben die durch die nachfolgenden Gleichungen aufgeführten Werte an:

Gewicht des gepfropften Formgegenstandes

Ausmaß der Pfropfung (°/₀) = ~ ^{GewidU deS als} Ausgangsmaterial eingesetzten Formgegenstandes _ _m

Gewicht des als Ausgangsmaterial eingesetzten Formgegeustandes

Gewicht des pfropfpolymerisierten Monomeren

Propfwirksamkeit (°/₀) =-- ~ ; · 100.

Gesamtgewicht des polymensierten Monomeren

Das »Gewicht des gepfropften Formgegenstandes« der Strahlung oder die Zugabe von Katalysatoren wird auf folgende Weise bestimmt: Der durch Pfropf- nicht notwendig, so daß das vorliegende Verfahren polymerisation erhaltene formgegenstand wird in vollständig frei von den vorstehend aufgeführten Wasser von Temperaturen zwischen Raumtempera- Nachteilen ist.

turund 60'C eingetaucht, und das System wird 245tun- 35 Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht in einem den gerührt. Dadurch werden die Homopolymeren Verfahren zur Herstellung von Formgegenständen der Amidovinylverbindung gelöst und durch Filtra- aus gepfropften aromatischen Polyestern mit ausgetion entfernt. Der verbliebene geformte Gegenstand zeichneten Eigenschaften, indem mindestens eine wird getrocknet und dessen Gewicht bestimmt. Amidovinylverbindung auf einen Formgegenstand

Üblicherweise wird eine Bestrahlung mit ionisie- 40 aus aromatischem Polyester mit hohem Pfropfungsrender Strahlung oder die Anwesenheit eines Kata- ausmaß und hoher Pfropfwirksamkeit aufgepfropft lysators. wie Benzoylperoxyd, Kaliumpersulfat, Cer- wird, ohne daß ionisierende Strahlung oder Katasalzen u. dgl., als wesentlich für die Pfropfung von lysatoren angewandt werden müssen. Andere Auf-Vinylmonomeren auf Formgegenstände betrachtet. gaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus Beispielsweise ist in der britischen Patentschrift 45 der nachfolgenden Beschreibung.
894 395 ein Verfahren beschrieben, bei dem geformte Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zum Her-

Polyester einer ionisierenden Bestrahlung ^on hoher stellen von POrmgegenständen aus aromatischen Energie ausgesetzt werden, während sie mit einer Polyestern, die mit Amidovinylverbindungen in Löwäßrigen Lösung von Amidovinylverbindungen in sung gepfropft sind, das dadurch gekennzeichnet ist, Berührung stehen, um die Amidovinylverbindung 50 daß man einen Formgegenstand aus einem aromatiauf das geformte Polymere aufzupfropfen. Bei einer sehen Polyester auf Temperaturen von 60 bis 150 C derartigen Bestrahlung besteht jedoch eine Neigung erhitzt, während er sich in Kontakt mit einem mindezur Spaltung der Hauptketten des Polymeren auf stens eine Amidovinylverbindung enthaltenden Lö-Grund der hohen Strahlungsenergie, und infolge- sungsmittel befindet, wobei die Löslichkeit der Amidodessen tritt unvermeidlich eine Verschlechterung der 55 Vinylverbindutig im Lösungsmittel 0,1 bis 50 g je mechanischen Eigenschaften der Formgegeriständc 100 ml bei 45*C beträgt und das Quetlungsatismaß auf. Weiterhin besteht dabei eine beträchtliche Wahr- des Föffilgegenstandes im Lösungsmittel 0,5 bis 20% scheinlichkeit, daß die Formgegenstände durch ehe- bei 6O⁰C beträgt.

niiscile, durch die Bestrahlung eingeleitete Umsetziln- Unter »Quellungsausmaß« wird das Verhältnis der

gen nachteilig verfärbt werden. Falls ein Katalysator 60 Menge der Lösungsmittelabsorption zu dem Örwtcht angewandt wird, ist die Zugabe eines Polymerisations- des Formgegenstandes verstanden. Wenn der Form* hemmstoffs und die Entfernung des Katalysators gegenstand mit dem Lösungsmittel bis zum Quellungs* nach dem PolyrrierisatöinsVerfahrert erforderlich. Auch gleichgewichtsptinkt gequollen ist, angegeben in Prodie Spurenmengen des in den Formgegenständen zent. Särntlicho Lösungsmittel, die hinsichtlich der verbliebenen Katalysators, die unmöglich zu ent- 65 Anforderungen der Löslichkeit und/oder des Quel* fernen sind, können eine Verfärbung der Produkte lungsausmaßcs versagen, ergeben kein Endprodukt Verursachen. In eindeutigem Gegensatz hierzu ist entsprechend den Aufgaben der Erfindung, Die öpti* gemäß der Erfindung eine Bestrahlung mit ionisieren- male Löslichkeit liegt zwischen 0,3 und 30 g/100 Mi,

und der optimale Quellungsgrad liegt zwischen 3 und 15 "/„ bei den angegebenen Temperaturen,

Spezifische Beispiele für derartige Lösungsmittel, die die Anforderungen sowohl der Löslichkeit als auch des Quellungsausmaßes erfüllen, umfassen Benzol, Toluol, Xylol, Tetrahydronaphthalin, Äthylacetat, n-Heptan, n-Hejcan und n-Octan, Es ist auch möglich, mehrere Lösungsmittel unter Bildung eines Mischlösungsmittels, welches zur Anwendung als Mischlösungsmittel geeignet ist, zu vermischen, bei dem-die beiden Erfordernisse des Quellungsgrades und der Löslichkeit innerhalb der speziell bevorzugten Bereiche liegen. Beispielsweise durch Vermischen eines Lösungsmittels, das die Anforderungen der Löslichkeit und des Quellungsausmaßes erfüllt, dessen Löslichkeit jedoch nahe der unteren Grenze liegt, wie z. B. bei ti-Heptan, mit einem Lösungsmittel, dessen Quellungsausmaß nahe der oberen Grenze liegt, wie Tetrachloräthan, in einem geeigneten Mischverhältnis können Mischlösungsmittel gebildet werden, bei denen die beiden erforderlichen Eigenschaften innerhalb der bevorzugten Bereiche liegen. Weiterhin ist es auch möglich, ein Lösungsmittel, welches keine der beiden Anforderungen erfüllt, wie z. Q. Wasser, mit einem anderen geeigneten Lösungsmittel zu vermisohen und dadurch ein verwendungsfähiges Lösungsmittel zu erhalten. Einige Beispiele für derartige Misclilösungsmittel seien nachfolgend aufgeführt: n-Heptan—Tetrachlorftthan, η-Hexan—Tetrachloräthan, Benzol·— Tetrachloräthan, Toluol—Tetrachloräthan, Xylol— Tetrachloräthan, Benzol—Pioxan, Wasser—Dioxan, Methanol—Chloroform u, dgl. Ob ein Lösungsmittel

die beiden Anforderungen erfüllt oder nicht, läßt sich leicht durch einen einfachen Vorversuch bestimmen. Von den vorstehend aufgeführten Lösungsmitteln werden Benzol und Toluol am stärkUen bevorzugt.

ip Zu Bezugszwecken wurden die Löslichkeit der Amidovinylverbindung in den verschiedenen Lösungsmitteln und das Quellungsausmaß des Formgegenstandes innerhalb der Lösungsmittel unter den nachfolgend aufgeführten Bedingungen bestimmt. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusam-• men mit dem erhaltenen Pfropfungsausmaß und der Pfropfwirksamkeit bei der Pfropfpolymerisation unter Anwendung der jeweiligen Lösungsmittel aufgeführt.

Die bei den Versuchen eingesetzten geformten aromatischen Polyester bestanden jeweils aus 0,1 g Polyäthylen terephthalatfasern von 1,43 Denier mit einer Trockenzähigkeit von 5,2 g/Denier, während die angewandte Amidovinylverbindung aus Acrylamid bestand. Die Probefaser wurde in 100 ecm des mit Acrylamid gesättigter« Lösungsmittels bei 6O⁰C während 2 Stunden eingetaucht, abgenommen und mit einer Flüssigkeitsaufnahme von 1ml auf 90°C während 4 Stunden erihtzt.

Lösungsmittel (ecm)

Löslichkeit	Quellungs-	Pfropfungs-	Pfropfwirk
bei 45°C	ausmaB bei	ausmaB	samkeit
(g/100 ml)	60°C(0/0)	(0W	(0W
1,5	5	34	95
2	7	28	90
1,3	6	20	87
1,7	8	17	85
7	9	9	75
40	12	8	70
60	15	0,2	30
>100	17	2	7
>100	3	1	5
>100	0,1	0	0

Benzol (100)

Benzol (90) + Tetrachloräthan (10) ...

Toluol (100)

Toluol (90) + Tetrachloräthan (10) ...
n-Heptan (80) + Tetrachloräthan (20).
n-Heptan (70) + Tetrachloräthan (30).
n-Heptan (50) + Tetrachloräthan (50).

Tetrachloräthan (100)

Äthanol (75) f Ameisensäure (25)

Wasser (100)

Wie sich aus den vorstehenden Ergebnissen deutlich zeigt, ergeben sich bei Lösungsmitteln, welche sowohl die Löslichkeit ab auch des Quellungsausnaß innerhalb der angegebenen Bereiche gemäß der Erfindung zeigen, stets hohe Pfropfungsausmaße ind hohe so Pfropfungswirksamkeiten. Sämtliche Lösungsmittel, di(j eine oder beide Anforderungen jedocli nicht erfüllen, ergeben lediglich schlechte Pfropfun jsausmaße und niedrige Pfropfungswirksamkeit. Weiterhin läßt sich ersehen, daß das Pfropfungsausmal > und die Pfropfungswirksamkeit, welche bei Anwe idung der aufgeführten Lösungsmittel erhalten werden, unerwartet hoch sind, Es läßt sich hierzu unmittelbar auf Grund einer einfachen Berechnung zeigen, daß, falls die Acrylamidkonzentration in der in die Probe- fio faser absorbierten Acrylamidlösung und die Lösungsaufnahme an der Oberfläche der Probefaser identisch zur Acrylamidkonzentration in dem bad vor der Eintauchung der Probefaser sind, derartig hohe Pfropfausmaße und Pfropfwirksamkeiten, wie sie aus der vorstehenden Tabelle ersichtlich sind, nicht erhalten Werden können. Dieses überraschend hohe Pfropfungsausmaß und die überraschend hohe Pfropfwirksamkeit werden vermutlich auf Grund der Erscheinung erzielt, daß, bezogen auf die speziellen Eigenschaften der aufgeführten Lösungsmittel, die Acrylamidkonzentrationen in der von der Probefaser absorbierten Lösung und an der Oberfläche der Faser aufgenommenen Lösung höher sind als in der Lösung im Bad. Tatsächlich läßt sich bestätigen, daß nach der Eintauchung und Abnahme, der Faser die Acrylamidkonzentration in dem Bad gegenüber demjenigen Wert vor der Fasereintiuichung verringert wird. Jedoch können derartig wertvolle und unerwartete Ergebnisse nicht erhalten Werden, wenn irgendwer ne Lösungsmittel verwendet werden, die eines oder beide der vorstehend aufgeführten erfirtdungsgernäßert Anforder· nisse nicht erfüllen.

Zu den die Ausgangsformgegenstände gemäß der Erfindung bildenden aromatischen Polyestern gehören hochmolekulare" Polyester, welche durch Polykondensation von α,ω-Glykolert und aromatischen Dicarbonsäuren oder deren niedrigen Alkylestern als Hauptreäktiönsteilrtehmcrn erhalten wurden, Polyester, bei denen ein kleinerer Anteil eines dritten Bestandteils, beispielsweise p-Hydroxybenzoesäure, Pentaerythrit

ed, dgl,, gleichzeitig kondensiert wurde, und bestimm- ester absorbiert wird und gleichfalls auf der Oberfliiehe

te nndere nachfolgend aufgeführte Polymere, Zu diesen desselben aufgenommen wird, wie bereits ausgeführt,

polymeren gehören Polyester, welche bei der Her- mehr als die Sättigungsmenge der Amidoyinylverbin-

!teilung der erstaufgeführten hochmolekularen aro- dung in dem Bad aus dem spezifischen Lösungsmittel

inatischen Polyester zusammen mit den Hauptbestand- s enthalten sein kann, In diesem Fall ist nicht die gesamte

feilen eine kleinere Menge einer Verbindung, welche Amidovinylverbindung gelöst, sondern der Überschuß

mindestens eine nichtaromatische Kohlenstoff-Koh- derVerbindungbildeteinSuspensionssystemzusammen

lenstoff-Doppelbindung und eine weitere nichtaroma- mit dem Lösungsmittel,

tische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung kon- Es \vurde festgestellt, daß die Erhitzungstemperatur

jugiert zu der ersten Bindung, beispielsweise io des Formgegenstandes, um die gewünschte Pfropf-

— C = C — C = C —, und auch mindestens ein eine polymerisation zu erreichen, günstigerweise im Bereich Carbonsäureesterbindung bildender Rest, beipielsweise von 60 bis 150° C liegt, Bei Temperaturen unterhalb Dimethylmuconsäure, cokondensiert wurde oder eine 60°C läuft die Propfpolymerisate kaum ab, Hinrnindestens eine nichtaromatische Kohlenstoff-Koh- gegen kann bei Temperaturen höher als 150° C eine lenstoff-Doppelbindung und,eine Kohlenstoff-Sauer- 15 nachteilige Nebenreaktion, beispielsweise Vernetzung itoff-boppelbindung, die hiermit konjugiert ist, d. h, der gepfropften Amidovinylverbindungsketten statt-

— C^C — C = O, enthaltende Verbindung und finden, und weiterhin zeigt sich eine Neigung zur Vermindestens ein eine Carbonsäureesterbindung bilden- schlechterung der ph. alkalischen Eigenschaften des der Rest, beispielsweise Itacon^räure, cokondensiert Produktes. Der besonder? bevorzugte Temperaturbewurden. 20 reich beträgt 70 bis 120⁰C.

Mit dem Ausdruck »Formgegenstand« werden Die zur Pfropfpolymerisation erforderliche Zeit

Fasern, Folien, Filme u. dgl. umfaßt. kann in gewünschter Weise imBereich von einigen Mi-

Die Fasern können gewünschtenfalls wärmebe- nuten bis zu 10 und einigen Stunden in Abhängigkeit

handelt oder gekräuselt sein, bevor sie dem vorliegen- von dem gewünschten Pfropfungsausmaß gewählt

den Verfahren unterworfen werden. Sie können in 25 werden, jedoch ist es im allgemeinen ausreichend, die

irgendeiner Form, beispielsweise als Stapelfaser, Pfropfpolymerisation während 30 Minuten bis zu

Fäden, Stränge, Garn, Webstücke u. dgl., vorliegen. 5 Stunden auszuführen. Da die Wirksamkeit der

Die aufzupfropfenden Amidovinylverbindungen sind Pfropfpolymerisation hoch ist, ist die Polymerisations-

aliphatische ungesättigte Verbindungen mit einer zeit kurz.

Amidgruppe, die durch eine allgemeine Formel 30 Nachfolgend werden einige Ausführungsformen des

vorliegenden Verfahrens erläutert.

CH₂ = C(R^CON(R²).; Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung

besteht darin, daß ein Formgegenstand aus dem aromy-

wiedergegeben werden, worin R¹ ein Wasserstoff- tischen Polyester in einem Bad des spezifischen Lö-

atom oder eine Alkylgruppe mit nicht mehr als 2 Koh- 35 sungsmittels eingetaucht wird, welches mindestens eine

Ie lstoff atomen und R² ein Wasserstoffatom, eine Amidovinylverbindung enthält und welches bei 5 bis

Alkylgruppe mit nicht mehr als 4 Kohlenstoffatomen, 6O⁰C gehalten wird, wodurch das erstere mit dem

eine Methylolgruppe, Cyanoäthylgruppe oder Acetyl- Lösungsmittel quillt, worauf das gequollene Material

gruppe bedeutet. aus dem Bad abgenommen wird und auf 60 bis 150⁰C

Als spezifische Beispiele seien aufgeführt Acryl- 40 erhitzt wird, während 1 bis 20 ml des die Amidovinyl-

amid. Methacrylamid, N-Isopropylacrylamid, N-tert.- verbindung enthaltenden Lösungsmittels je 1 g des

Butylacetylamid, N-Meihylacrylamid und N-Methylol- Formgegenstandes noch in dem Material beibehalten

acrylamid. werden.

Derartige Amidovinylverbindungen können ent- Die Temperatur des Bades, worin der Formgegen-

weder als solche oder als Gemische verwendet werden 45 stand einzutauchen ist, wird günstigerweise innerhalb

oder können auch mit anderen polymerisierbaren des vorstehend aufgeführten Bereiches gewählt. Tem-

Monomeren vermischt werden. Mit dem Ausdruck peraturen an der höheren Seite innerhalb dieses Be-

»andere polymerisierbare Monomere« werden radi- reiches, d. h. solche nahebei 6O⁰C, sind brauchbar zur

kaiisch polymerisierbare Monomere bezeichnet, und Erhöhung der Quellungsgeschwindigkeit des Form-

hierzu gehören z.B. Methylmethacrylat, Acrylnitril, 50 gegenstandes. Wenn der Wert jedoch 6O⁰C übersteigt,

Methacrylnitril und Acrylsäure. findet gleichzeitig eine unerwünschte Polymerisation der

Die Konzentration der Amidovinylverbindung in Amidovinylverbindung statt. Allgemein ausgedrückt,

der spezifischen Lösungsmittellösung, worin der Form- ist es günstig, den Forrngegenstand in dem Bad ein-

gegenstand eingetaucht wird, ist nicht kritisch, jedoch getaucht zu belassen, bis er vollständig gequollen ist,

ist es normalerweise günstig, wenn die Konzentration 55 d. h. bis das Quellungsgleichgewicht erreicht ist. Die

mindestens 0,1 g/100 ml beträgt, Bei Konzentrationen hierfür erforderliche Zeit läßt sich durch einen ein-

unterhalb dieses Wertes ist, die absolute Menge der fachen VorVersüch feststellen. Normalerweise beträgt

Amidovinylverbindung, die in den Formgegenstand sie 1 Stünde bis zu einige,". Stunden bei 6O⁰C. Selbst=

und auf dessen Oberflächen absorbiert werden sollj verständlich ist es auch möglich, das Verfahren ohne

zu gering, um ein zufriedenstellend gepfropftes Pro- 60 eine vollständige Quellung durchzuführen,

dukt zu ergeben, Die geeignete Konzentration läßt sich Es isi: seht wirksam für die Herstellung eines ßnd-

in jedem FnIl in Abhängigkeit von dem gewünschten Produktes Von hoher Qualität, die Pfropfpolymerisa-

Pfröpfungsgiad bestimmen, Normalerweise werden tion nach der Abnahme des gequollenen Materials aus

SäUigung3konzentratiörieri angewandt, jedoch sind dem Bad einzuleiten während das Material noch 1

höhere Gehjlfe an der Amidovinylverbindung eben- 65 bis 20 ecm der Lösung der Amidovinylverbindung in

falls möglich, Das bedeutet, daß, Weil die Amidovinyl- dem Lösungsmittel je 1 g Formgegenstand enthält,

verbindung in dem aufgeführten Lösungsmittel sdlek- Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung

tiv in dem Pöfrrigcgänstand aus aromatischem Poly- wird der Formgegenstand aus aromatischem Poly-

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ester in ein Bad aus einem mindestens eine Amido^ vinylvcrbindung enthaltenden spezifischen Lösuügsitiitic! eingetaucht und das Syslcm auf 60 bis 15O°C, so wie es ist, erhitzt. Das angewandte Badvolumen beträgt 20 bis 2000 ml je 1 g Formgegenstand.

Normalerweise wird ein hoher Pfföpfüngsgrad erhallen, wenn ein grol.'es Volumen des Bades verwendet wird, wiihrend eine hohe Pfropfuneswirksamkeit hei einem kleinen Bitdvohimen erhalten wird. In Anbetracht tier entgegengesetzten /.wei [ akti reu betraut das /ur Herstellung von /ufricdcnstjllciukn Produkten geeignete M.Klvolnnicn. wie vorstehend aufgcfiihi I, 20 Ins 2C(!0 ml je 1 g des 1 ormgegensiandcs, wobei der optimale Bereich 50 bis 500 ml beträft.

(iem/ill der Erfindung und deren vorstehend crläiitcrndcn Ausführiingsformcn können die AmidovmvlvcrMiidiingen leicht auf die f ormgegenslände aus aromatischen Polyestern mit hohem Pfropfungsgrad im Bereich von 10° „ bis /u etwa 50° „, gegebenenfalls bis /u XO⁰.,,. aufgepfropft werden. Infolgedessen können die dem als Aiisgangstnatcrial dienenden Formgegenstand aus aromatischen Polyestern anhaftenden Mündel bemerkenswert verbessert werden.

1 ur den fall liner I;s;r können beispielsweise folgende Verbesserungen erhalten werden: Die gemäß der Erfindung erhaltenen gepfropften aromatischen Polyesterfasern behalten praktisch die günstigen Eigenschaften der Ai siam siolvesterfascrn bei und zeigen I eiichtißkcitsabsorptionen nahe denjenigen von Naturfasern sowie hohe Beständigkeit gegenüber Ansammlung von statischen Ladungen und Ansammlung \on Vcrschni;tz.:i"f. Weit, rhin zeigen sie gute Farbe-'tu icklungscigenschaften und F arbstoffahsorption, wenn sie mit katioi is .hen I arr stoffen gefärtt werden. Die aufgefärbten Farbstoffe zeigten gute Waschechthtiten. Insbesondere zeigen die Polyester, bei denen eine kleinere Menge eines dritten Bestandteils, beispielsAeise die vorstehend aufgeführte Muconsäure oder Itaconsäure. cokondcnsiert wurde, eine bemerkenswert verbesserte Lichtechtheit der aufgefärbten Farl stoffe. Somit zeigen d e gemäß der Erfindung erhältlichen Fasern nicht nur verschiedene wertvolle Eigenschaften für Bekleidungszwecke, sondern auch hohe Eignung für Irdustriefasern, wie Reifencords. Während nämlich die üblic'icn Polyester für Reifencords eine Isocyanatbehandlung außer einer RFL-Behandlung (Behandlung mit Resorcin-Formalin-Latex) vor ihrer Haftung an Kautschuk erforderlich machen, zeigen die gemäß dem vorliegenden Verfahren hergestellten Fasern eine starke Haftung an Kautschuk lediglich nach einer RFL-Behandlung.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Arbeitsbeispielen erläutert.

Beispiel 1

Faser wurde abgenommen, geringfügig abgequetscht bis die von der Faser aufgenommene Flüssigkeit aiii 3 ml/g der Faser verringert war, und dann auf 8Ö°C während 3 Stunden in Stickstoffatmosphäre erhitzt Anschließend wurde die Faser durch Methanol gezogen, um das nicht umgesetzte Acrylamiclmonomefc zu lösen und von der Faser 711 entfernen. D>nii wurde die Laser getrocknet und anschließend das Acrylamidhomop.ilymere hieraus mit warm.-m Wasser von 50 C während 24 Stunden extrahiert. Dann wurde die Faser im Vakuum über Nacht b-i AO C getrocknet. Dadurch ■•Mirde eine mit Acrylamid gepfropfte Polyesterfaser mit einem Pfropfungsgr.ul von I6°'_o bei einer Pfropfwirksamkeit von ¹X)",, erhalten. Die Leuchligkeitsaufnahme dieser gepfropften Faser in Standard-Atmosphäre ("!Ο Γ. relative Feuchtigkeit 65¹V₀) betrug4,5°'_o und die Wass:>-absorption 30°/„. Da die Peuchtigkeilsaufnahme und die Wasserabsorption der Ausgangsfaser unter identischen Bedingungen 0,25 bzw. 13" ₀ betrugen, wurden die hydrophilen Eigenschaften der erhaltenen gepfropften Faser bemerkenswert verbessert. Der Finfaden aus dem Produkt hatte eine Stärke von 1,7 Denier, eine Trockenfestigkeit von 6.8 g/Oenier und eine Trockendehnung von 37⁰I₀.

Beispiel 2

Eine gepfropfte Faser wurde entsprechend Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurde die Pfropfumsetzung während 4 Stunden bei 90 C durchgeführt. Der erhaltene Pfropfungsgrad betrug 34°/₀ und die Pfropfwirksamkeit 95°/₀.

Die gepfropfte Faser zeigte eine ausgezeichnete Färbbarkeit bei der Färbung mit einem kanonischen Farbstoff unter den nachfolgend aufgeführten Bedingungen. Hingegen zeigte die als Ausgangsmaterial dienende Polyäthylenterephthalatfaser kaum irgendeine Färbbarkeit unter identischen Bedingungen. Dadurch zeigt sich, daß bei der gepfropften Faser die Farbstoffaffinität drastisch verbsssert war. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengefaßt.

45

1 g einer Polyesterfaser, deren Einfaden eine Stärke von 1,3 Denier, eine Trockenfestigkeit von 7 g/Denier und eine Trockendehnung von 35% hatte und die durch Schmelzspinnen, Strecken und Wärmebehandlung eines durch Polykondensation von Äthylenglykol mit Terephthalsäure gebildeten Polyesters erhalten worden war, wurde in 100 ecm einer mit Acrylamid gesättigten Be7ollösung von 60"C während 2 Stunden eingetaucht. Die Löslichkeit des Acrylamids in Benzol beträgt 1,5 g/100 ml bei 45 C, und das Quellungsausmaß der Faser beträgt 5"/₀ bei 60' C. Die gequollene Färbungsbedingungen

Farbstoff:
C. I. Basic BIue-3 5% aufzufärbendes Material

Dispersionsmittel A
(bestehend hauptsächlich aus Na-

triumdodecylsulfat) 2,5% des zu färbenden Materials

Dispersionsmittel B
(Polyoxyalkylen-

alkyläther). 5% des zu färbenden

Materials

Badverhältnis 50:1

Badtemperatur ... 98°C
Färbungszeit 120 Minuten

Laugungsbedingungcn:

Dispersionsmittel B.. Ig/I

Badverhältnis..... 50:1

Badtemperatur ... 60 C

Läugungs/eit 50 Minuten

1 936

Tabelle I

Untersuchung	Gepfropfte Faser	Ausgangs faser
Farbschaüierung1) (K/S) Wascheclilheil2) (bestimmt durch das Aus maß der Verfärbung)...	14,4 Klasse 4 bis 5	1.7 Klasse 3 bis 4

KIS

Ir

berechnet, worin r der Reflexionsgrad C'/o) bei der Wellenlänge der maximalen Absorption, K die Absorptionskonstante (farbsto(Tabhängij>) und 5 die Strcukonslanlc (substratabhängig) ist.

^s) Die Waschechtheit wurde entsprechend JIS L-1045-1959 MC^--Nr 2 nach folgendem Verfahren hestimmt:
Eine gefärbte, zwischen weiße Tücher aus Poly vinylalkoholfaser und Polyacrylnitrilfascr gelegte Probe wurde mit Waschwasscr, welches reine Seife (Marseille-Seife) onthielt, cnlsprechend dem vorgeschriebenen Verfahren behandelt. Nach dem Waschen und Trocknen wurde die Verfärbung der Probe und der weißen Tücher hinsichtlich der Tönung mit dem Standard-Farbindex ?ur Bestimmung der Klassifizierung verglichen

Beispiel 3

einem Pfropfungsgrad von 15°/₀ und einer Pfröpflings^ Wirksamkeit von 83% erhalten.

Beispiel 7

Das Verfahren nach Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch das Acrylamid durch N-tert.-Butylacrylnmid ersetzt. Dadurch wurde eine gepfropfte Polyesterfaser mit einem Pfropfungsprad von 17° „ und einer Pfropfwirksamkeit von 70°/„ erhalten.

') Die Farbschatlierungwurdeaiisdcr Kubelka-Munks-Fonnel

io

Beispiel 8

Das Verfahren nach Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch das Toluol durch ein Mischlösuiigsmitte! aus n-Hcptan- Tetrachloräthan (8:2) ersetzt. Dadurch wurde eine gepfropfte Polyesterfaser mit einem Pfropfimgsgrad von 9% und einer Pfropfwirksamkeit von 75°/₀ erhalten.

Beispiel 9

2ö Das Verfahren nach Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch das Toluol durch ein Mischlösungsmittel aus Xylol—Tetradilnräthan (8:2) ersetzt. Dadurch wurde eine gepfropfte Polyesterfaser mit einem Pfropfungsgrad von 15"/O und einer Pfropfwirksamkeit von 80% erhalten.

Beispiel 10

Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch Benzol als Lösungsmittel durch Toluol ersetzt und 100 g der Ausgangsfaser eingesetzt. P^pr erhaltene Ffropfung^grad betrug 20°/₀ und die Pfropfwirksamkeit 67ⁿ/₀.

D'csr ^pfropfte Fpser wurde zu einem Tr'jnttuch gewirkt und dessen antistatische Eigenschaften bestimmt. Der elektrische Widerstand betrug 2 · 10³ Ohm bei ICO Volt. Im elektrischen Feld betrug die elektrostatische Aufladung 3 Millivolt und die Halbwertszeit 1 Sekunde.

Das aus der als Ausgangsmaterial dienenden PoIyäthylenterephthalalfaser gewirkte Trikot hatte einen elektrischen Widerstand von nicht weniger als 2 · 10¹² Ohm, eine statische Ladung von 57 Millivolt und eine Halbwertszeit von nicht weniger als 30 Sekunden.

Somit werden durch die Pfropfung die antistatischen Eigenschaften der Faser drastisch verbessert. Eine bemerkenswerte Verbesserung wurde auch hinsichtlich der Verschmutzungsbeständigkeit festgestellt.

Beispiel 4

Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch Acrylamid durch N-Methylolacrylamia ersetzt. Dadurch wurde eine gepfropfte Faser mit einem Pfropfungsgrad von 18% ^und einer Pfropfungswirksamkeit von 87°/₀ erhalten.

Beispiels ^.

Das Verfahren nach Beispiel I wurde wiederholt, jedoch zusätzlich 2 ecm Methyimethacrylat zu den 100 ml der gesättigten Benzollösung des Acryiamids zugesetzt. Dadurch wurde eine gepfropfte Polyesterfaser mit einem Pfropfungsgrad von 30% erhalten. Durch eine Infrarotabsorptionsspektralanalyse wurde festgestellt, daß sowohl Acrylamid als auch Melhylrnethacryiat gepfropft wurden.

B c i s ρ i c I 6

Das Verfahren nach Beispiel I wurde wiederholt, jedoch das Acrylamid durch Methacrylamid ersetzt. Dadurch wurde eine gepfropfte Polyesterfaser mit 1 g der gleichen im Beispiel I eingesetzten PoIyäthylenterephthalatfaser wurde in ein Reaktionsgefäß gebracht und hierzu 10 g Acrylamid und 200 ml Benzol zugesetzt. Nach Einblasen von Stickstoff wurde das Reakticnsgefäß luftdicht abgeschlossen uid auf 90 C während 4 Stunden erhitzt. Nach Abkühlung des Reaktionsgefäßes wurde der Inhalt in eine große Menge Methanol gegossen. Es wurde kaum ein Niederschlag von Acrylamidhomopolymeren festgcste'lt. Das Gewicht der getrockneten Faser wurde bestimmt, um den Pfropfungsgrad und die Pfropfungswirksamkeit festzustellen. Dann wurde die Faser einer Extraktionsstufe während 24 Stunden in warmem Wasser von 50" C und anschließend einer Vakuumtrocknung bei 60^r C über Nacht unterworfen. Das Gewicht der hierdurch getrockneten Faser wurde erneut bestimmt. Der Pfropfungsgrad betrug 50% und die Pfropfwirksamkeit 95%. Die Feuchtigkeitswiederaufnahme dieser gepfropften Faser betrug in Standard-Atmosphäre (20^cC, relative Feuchtigkeit 63%) 7,0%, und Sie Wasserabsorption betrug 41%. Da die entsprechenden Werte der -Ausgangsfaser 0,25 bzw. 13% betfugen, zeigt sich klar, daß db gepfropfte Faser bemerkenswert verbesserte hydrophile Eigenschaften aufwies.

Die gepfropfte Faser wurde mit dem im Beispiel 2 angewandten kationischen Farbstoff unter identischen Bedingungen gefärbt. Sie färbte sich sehr gut, und die erhaltene Färbungstiefe und Waschechtheit waren von der gleichen Höhe wie im Beispiel 2.

Beispiel 11

' Die Pfropfpolymerisation wurde unter identischen Bedingungen wie im Beispiel 10 durchgeführt, jedoch die Pfropf umsetzung bei 90⁰C während 1,5 Stunden unter Anwendung von 100 g der Ausgangsfaser durchgeführt. Der erhaltene Pfropfungsgrad betrug 20%, und die Pfropfwirksamkeit hetrug 93%.

Die gepfropfte Faser wurde zu einem Trikotgewebe gewirkt, das hinsichtlich seiner antistatischen Eigenschaften untersucht wurde. Der elektrische Wider-

stand betrug 2 · 1Ο^β Ohm bei 110 Volt. Bei der Elektrifizierung im elektrostatischen PoId betrug die statische Ladung 3 Millivolt und die Halbwertszeit 1 Sekunde. Da das aus der Ausgangsfiiser gewirkte Trikot die in gleiehei \Veise gemessenen Werte von nicht weniger als 2 * iö¹² Ohm bzw. 57 Willivolt bzw. nicht Weniger als 30 Sekunden hatte, wie bereits im Beiipiel 3 aufgeführt, zeigt sich, daß die gepfropfte Faser bemerkenswert verbesserte antistatische Eigenschaften besitzt. Auch hinsichtlich, der Schmutzbeständigkeit zeigte die gepfropfte Faser bemerkenswerte Verbesserungen.

Beispiel 12

Das Verfahren nach Beispiel 10 wurde wiederholt, jedoch das Benzol durch ein Mischlösungsmitlel aus n-Heptan und Tctrachloräthan (Volumen 9:1) ersetzt. Dadurch wurde eine gepfropfte Faser mit einem Pfropfungsgrad von 60°/₀ und einer Pftfopfungswirksamkeit von 90 °/₀ erhalten.

Beispiel 13

Das Verfahren nach Beispiel 10 v/urde wiederholt, jedoch Benzol durch Toluol ersetzt. Dadurch wurde eine gepfropfte Faser mit einem Pfropfungsgrad von 45°/₀ und einer Pfropflingswirksamkeit von 85°/₀ erhalten.

Beispiel '4

Das Verfahren nach Beispiel PO wurde wiederholt, jedoch das Acrylamid durch N-Methylolacrylamid ersetzt. Dadurch wurde eine gepfropfte Faser mit einem Pfropfungsgrad von 40°/„ und einer Pfropfungswirksamkeit von 88 ⁰Z₀ erhalten.

Beispiel 16 Beispiel 15

Ein durch Polykondensation von Äthylenglykol und Terephthalsäure erhaltenes Polymeres wurde schmelzgesponnen, gestreckt und wärmebehandelt, so daß sich ein Garn von 250 Denier/48 Fäden (7,5 g/Denier) ergab. Vier Stränge dieses Garns wurde zu einem Reifencord gezwirnt, welcher der im Beispiel 10 beschriebenen Pfropfumsetzung unterworfen wurde, wobei jedoch die Pfropftemperatur auf 100° C gesteigert wurde. Dadurch wurde ein mit Acrylamid gepfropfter Reifencord mit einem Pfropfungsgrad von 20°/₀ und einer Pfropfwirksamkeit von 85 °/₀ erhalten. Der Cord wurde mit Kautschuk nach einer RFL-Behandlung gemäß den einstufigen Eintauchungsverfahren verbunden. Die erhaltene Bindungsfestigkeit betrug 7 kg/mm², bestimmt nach dem Η-Versuchs verfahren (J. R y ο η s, Ind. Rubber World, Band 114, S. 213 [1946]).

Fall der gleiche Reifencord ohne Pfropfungsbehandlung mit Kautschuk nach dem zweistufigen Eintauchungsverfahren in RFL und Isocyanat verbunden wurde, betrug die erhaltene Bindungsfe^tigkeit 6,5 kg/ mm², bestimmt nach dem gleichen Verfahren.

Dadurch ergibt es sich, daß der mit Acrylamid gepfropfte Polyesterreifencord, der nach dem vorliegenden Verfahren erhatten wurde, eine ausreichend hohe Bindefestigkeit mit Kautschuk schon nach einer einstufigen RFL-Eintauchung besitzt, ohne daß die zusätzliche Behandlung mit Isocyanat angewandt wird. Das Verfahren nach Beispiel 10 wurde wiederholt, jedoch zusätzlich 20 ml Methylmetliacrylat zu d".r gesättigten Benzollösung des Acrylamids zugesetzt. Dadurch wurde eine Polyesterfaser, auf die sowohl Acrylamid als auch Methylmelhacrylat aufgepfropft waren, mit einem Pfropfungsgrad von 70°/₀ und einer Pfropfungswirksamkeit von 80ⁿ/₀ erhalten.

Beispiel 17

Das Verfahren nach Beispiel 12 wurde wiederholt, jedoch das Acrylamid durch N-tert.-Butylacrylamid is ersetzt. Dadurch wurde eine gepfropfte Polyesterfaser mit einem Pfropfungsgrad von 30ⁿ,„ und einer Pfropfungswirksamkeit von 80"'„ erhalten.

Beispiel 18

Das Verfahren nach Beispiel 10 wurde wiederholt, jedoch die Polyesterfaser durch einen biaxial gestreckten, 0,1 mm starken Polyesterfilm ersetzt. Dadurch wurde ?ine mit Acrylamid gepfropfte Polyesterfolie mit einem Pfropfungsgrad von 30°/_n und einer Pfropfungswirksamkeit von 96ⁿ,₀ erhalten.

Beispiel 19

5 Teile einer Faser aus einem Polyäthylenterephthalalcokondensat. bei der 3 Molprozent 2,.V-Dimethyl-cis.cis-muconsäurc an deiiTerephthalsäurebestandteil cokondensiert worden waren, wobei die Einfädcn eine Stärke von 1,6 Denier, eine Trockenfestigkeit von 4,8 g/Denier nach dem Strecken und der Wärmebehandlung hatten, wurden in ein Reaktionsgefäß eingebracht, welches 25 Teile Acrylamid und 475 Teile Benzol enthielt. Durch das Reakuonsgefäß wurde Stickstoff bei ⁷O⁰C während 20 Minuten geleitet, um die Luft im Reaktionssystem zu ersetzen. Das Reaktionsgefäß wurde dann luftdicht abgeschlossen, in ein warmes Wasserbad von 90 C gebracht und bei 90⁰C während 3 Stunden gehalten. Anschließend wurde das Reaktionsgefäß abgekühlt und der Inhalt in ein großes Volumen Methanol gegossen. Nach gründlichem Waschen der Faser mit Methanol wurde die Faser im Vakuum über Nacht bei 60 C geTocknet. Das Gewicht der trockenen Faser wurde bestimmt. Weiterhin wurde die Faser während 10 Stunden in warmem Wasser von 6O⁰C zur Extraktion und Entfernung des Acrylamidhomopolymeren hieraus erhitzt, worauf über Nacht im Vakuum bei 60" C getrocknet wurde. Aus der Berechnung, bezogen auf die Gewichtszunahme nach der Pfropfpolymerisation und derjenigen nach der Extraktion mit Wasser und Trocknung, betrugen der Pfropfungsgrad 25°/_n und die Pfropfungswirksamkeit 82ⁿ,„. Es wurde keine Faseragglutinierung beobachtet.

Die dabei erhaltene gepfropfte Faser (Probe A) wurde mit einem kationischen Farbstoff unter den nachfolgend aufgeführten Bedingungen gefärbt. Zu Vergleichszwecken wurde eine Polyäthylenterephthalatfaser, die keine 2,5-Dimethyl-cis.cr.-muconsäure als Cokondensationsbestandteil enthielt, sondern Acrylamid mit einem Pfropfungsgrad von 25"/,. aufgepfropft aufwies (Probe B) unter identischen Bedingungen gefärbt. Die Färbungaergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle II aufgeführt.

Färbungsbedingungen:

Farbstoff:

C. I. Basic Red-15 2°, „(des Färbungsmatcriuls)

Natriumsulfat 10° ₀ (des Färbiingsmateriais)

Essigsaure 0,3ⁿ,'₀ (des Färbiingsmateriais)

ßadvcrhültnis ... 50-1

Badtemperalur . . 98 C

Färhungszcit .... 120 Minuten

Latigungsbcdingungen:

Polyoxyäthylcn-

alkyläthcr lg/l

Badverhälmis ... 50:1

Badtemperatur .. 60 C

Laugungszcit.... ⁷O Minuten

Tabelle II

Farbstoff auf der
Faser (mg/g)

Farbstoff Schattierung
(KIS)

Lichtechtheit*
(Klasse)

Probe A

(gepfropfte

Faser des 2,5-

Dimclhyl-cis,

cis-inuconsäurccokondcnsa-

tionspolymcren)

16,4 6,0

Probe B

(gepfropfte

Polyälhylcn-

terephthalat-

faser)

16,0 5,9 1

* Die angewandte Lichtquelle bestand auseincr Xenonlampe; bcslinv t nach dem Laugen bei einer relativen Feuchtigkeit von 45°/₀ und einer Temperatur von 40⁰C.

Wie sich eindeutig aus den vorstehenden Ergebnissen zeigt, erbrachte die Probe A eine um zwei Klassen bessere Lichtechtheit als die Probe B, wenn sie mit dem identischen kationischen Farbstoff gefärbt wurde.

Die nicht mit Acrylamid gepfropften Ausgangsfasern konnten nicht mti dem kationischen Farbstoff, sondern höchstens zu einer sehr geringen, wie Schmutz aussehenden Trübung gefärbt werden, ganz gleich, ob sie Z.S'-Dimethyl-cis.cis-muconsäure enthielten oder nicht.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ίο 1. Verfahren zum Herstellen von Formgegenständen aus aromatischen Polyestern, die mit Amidovinylvcrbindungen in Lösung gepfropft sind, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Formgegenstand aus einem aromatischen Polyester auf Temperaturen von 60 bis 150 C erhitzt, während er sich in Kontakt mit einem mindestens eine Amidovinylverbindung enthaltenden Lösungsmittel befindet, wobei die Löslichkeit der Amidovinylverbindung im Lösungsmittel 0,1 bis 50 g je 100 ml bei 45 C beträgt und das Quellungsausmaß des Formgegenstandes im Lösungsmittel 0,5 bis 20°/₀ bei 60 C beträgt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Formgegenstand aus dem aromatischen Polyester in ein Bad des Lösungsmittels, welches mindestens eine Amidovinylverbindung enthält und bei 5 bis 60^JC gehalten wird, eingetaucht und gequollen wird, aus dem Bad abgenommen und auf 60 bis 150 C erhitzt wird, während er noch 1 bis 20 ml der Lösung je 1 g d;s Formgegenstandes zurückhält.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formgejenstand aus dem aromatischen Polyester in ein Bad des LcVingsmittels, welches mindestens eine Amidovinylverbindung enthält, eingetaucht wirJ und das Systen auf 60 bis 150^cC, so wie es ist, erhitzt wird, wobei das Volumen des Bades 20 bis 2000 ml je 1 g des Formgegcnstades beträgt.

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