DE2014763C3 - Von Vakuolen freie Faden und Folien aus Acrylnitrilcopolymerisaten - Google Patents

Von Vakuolen freie Faden und Folien aus Acrylnitrilcopolymerisaten

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DE2014763C3
DE2014763C3 DE19702014763 DE2014763A DE2014763C3 DE 2014763 C3 DE2014763 C3 DE 2014763C3 DE 19702014763 DE19702014763 DE 19702014763 DE 2014763 A DE2014763 A DE 2014763A DE 2014763 C3 DE2014763 C3 DE 2014763C3
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Description

Die Erfindung betrifft von Vakuolen freie Fäden und Folien aus Acrylnitrilcopolymerisaten, die 20 bis 80 Gew.-% Vinylidenchlorid und/oder Vinylchlorid enthalten.
Bei der Herstellung von Fäden oder Folien aus Copolymerisaten des Acrylnitril mit Vinylidenchlorid und/oder Vinylchlorid hat es sich als nachteilig erwiesen, daß die erhaltenen Produkte Vakuolen enthalten. Die Vakuolen bewirken, daß die Fäden und Filme mehr oder weniger matt erscheinen, wenn sie mit Wasser oder Wasserdampf bei erhöhter Temperatur behandelt werden. Zwangsläufig werden Formartikel wie Fäden bei Verarbeitungsprozessen der Einwirkung heißen Wassers oder Wasserdampfes ausgesetzt, /.. B. Fäden beim Verstrecken und Kräusein, die daraus erhaltenen Garne /.. B. bei Färbcprozcssen und fertige Gewebe beim Waschen und Bügeln. Die durch Vakuolen bedingte Mattierung ist unkontrollierbar und offensichtlich stark von den äußeren Bedingungen abhängig, d. h. der Intensität und der Temperatur, mit der das Wasser zur Einwirkung gelangt, so daß die aus den Fäden oder Folien gefertigten Stücke ein ungleichmäßiges Warenbild zeigen.
Es wurde nun gefunden, daß bei Fäden oder Folien aus Copolymerisaten des Acrylnitril mit 20 bis 80 Gew.-% Vinylidenchlorid und/oder Vinylchlorid die Ausbildung von Vakuolen bedeutend verringert oder auch ganz vermieden werden kann, wenn man den Spinnlösungen aus den Acrylnitrilcopolymerisaten und
ίο organischen Lösungsmitteln Homopolymerisate aus Dimethylacrylamid oder Copolymerisate aus 0 bis 90 Mol-% Acrylnitril mit Dimethylacrylamid ir.· einer Menge von 0,1 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Copolymerisat aus Acrylnitril und Vinylidenchlorid
und/oder Vinylchlorid zumischt.
Gegenstand der Erfindung sind demnach von Vakuolen freie Fäden und Folien aus Polymerisatmischungen, bestehend aus einer Mischung aus einem Acrylnitrilcopofymerisat und einem Acrylamidpoly-
2u merisat, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Mischung besteht aus:
a) 99,5 bis 96 Gew.-% eines Copolymerisats des Acrylnitril mit 20 bis 80 Gew.-% Vinylidenchlorid und/oder Vinylchlorid und gegebenenfalls bis zu 5
2s Gew.-% einer die Anfärbbarkeit vermittelnden Monoolefinverbindung mit funktionellen sauren und/oder basischen Gruppen und
b) 0,5 bis 4 Gew.-% eines Homo- bzw. Copolymerisats des Dimethylacrylamids mit 0 bis 80 Mol-% Acrylnitril.
Das Molekulargewicht der erfindungsgemäß zugesetzten Homo- oder Copolymerisate kann in weiten Grenzen schwanken. Ganz allgemein sind Polymerisate mit K-Werten (nach H. Fikentscher, Cellulosechemie 13 [1932], S. 58) zwischen 2 und 100 wirksam. Besonders günstig sind Polymerisate mit einem K-Wert von 25 bis 40. Es sind sowohl Homopolymerisate des Dimethylacrylamids wie auch Copolymerisate aus 0 bis 90 Mol-% Acrylnitril mit Dimethylacrylamid wirksam, insbesondere solche im Molverhältnis I : 1. In geringerem Maße ist das Optimum der Wirksamkeit abhängig von der Zusammensetzung des Grundmaterials der Fäden oder der Folien. Es ist überraschend, daß bereits derart geringe Zusätze von Polyacrylsäuredimethylamid oder Copolymerisaten von Acrylsäurcdimcthylamid mit Acrylnitril einen so deutlichen Effekt ausüben, da z. B. ein entsprechend hergestelltes Copolymerisat aus Monomethylacrylaniid und Acrylnitril unwirksam ist.
so Als geeignete organische Lösungsmittel, die man bei der Herstellung der Spinnlösungen der erfindungsgemäßon Mischungen verwenden kann, seien die üblichen polaren Lösungsmittel für Polyacrylnitril genannt, wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Äthylencarbonat, y-Bulyrolacton, Dimethylsulfoxid, Hexamethylphosphorsäiiretriamid; zusätzlich kommen auch noch z. B. Aceton und Tetrahydrofuran als Lösungsmittel in Frage.
Es ist zwar durch die DAS 10 59 614 bekannt, daß
do durch Zusatz von 30 bis 5 Gew.-Teilen eines Homopolymerisats aus einem (Meth-)Acrylamid der allgemeinen Formel
CH2-C-CO-NR2R,
in der Ri Wasserstoff oder CH t, R2 und Ri Wasserstoff
oder Alkyl mit Ci bis Ch bedeuten, bzw. durch Zusatz mindestens 50%iger Copolymerisate derartiger (Meth-)Acrylamide zu 70 bis 95 Gcw.-Teilen von Copolymerisaten aus Vinylidenchlorid bzw. Vinylchlorid und Acrylnitril die Hydrophilie und die Anfärbbarkeit von Fäden und Fasern aus derartigen Polymerisatmischungen verbessert wird. Es war jedoch überraschend und als technischer Effekt nicht vorauszusehen, daß der erfindungsgemäße Zusatz von sehr viel' geringeren Mengen der speziellen Acrylsäuredimelhylamid-Homo- und -Copolymerisate Fäden aus Copolymerisaten des Acrylnitril mit Vinylidenchlorid und/oder Vinylchlorid gegen die Ausbildung von Vakuolen zu stabilisieren vermag. Eine Wirkung derartiger Polymerisate auf die Ausbildung von Vakuolen ist nicht bekannt und wird auch keineswegs mit den beschriebenen Polymerisaten, die Monomere der allgemeinen Formel 1 gebunden enthalten, gefunden, sondern ist für Dimethylacrylamid-Homopolynierisate und Dimethylacrylamid-Acrylnitrii-Copolymerisate spezifisch. Während Hydrophilie und Anfärbbarkeit von Fäden aus Copolymerisaten des Acrylnitril mit Vinylidenchlorid und/oder Vinylchlorid, z. B. durch Copolymerisate von Acryl- oder Methacrylamiden der allgemeinen Formel
CH2 = C-CO-N
I \
R1
(II)
gefunden, daß gemäß der vorliegenden Patentanmeldung bereits ein Zusatz von weniger als 4% von Copolymerisaten des Dimethylacrylamids mit Acrylnitril oder ein Zusatz von weniger als 4% von Homopolymerisaten des Dimethylacrylamids die Vakuolenbildung in Fäden und Filmen aus Copolymerisaten des Acrylnitril mit Vinylidenchlorid und/oder Vinylchlorid verhindert. Die Anfärbbarkeit wird in bekannter Weise in dem wenigstens zu 96% vorliegenden Grundmaterial der Komponente a) durch Copolymerisation geringer Mengen, im allgemeinen etwa 1 Gew.-%, eines Monomeren mit sauren oder basischen Gruppen, z. B. Styrolsulfonsäure, einem Disulfonimid, Vinylpyridin, Dimethylaminoäthylmethacrylat, einem Sulfobetain usw., verbessert.
Die Ausprüfung der Homo- und Copolymerisate auf ihre Wirksamkeit als Stabilisatoren gegen Vakuolenbildung wird folgendermaßen vorgenommen:
Filme aus den Acrylnitrilcopolymerisaten mit Vinylidenchlorid und/oder Vinylchlorid bzw. aus der Mischung des Acrylnitrilcopolymeiisats a) mit dem Copolymerisat b) werden nach folgendem Schema behandelt:
1) Eine Stunde kochen in Wasser bei 10O0C,
2) danach eine Stunde trocknen bei 50° C,
3) 20 Minuten Temperung bei 1400C,
4) eine Stunde kochen in Wasser bei 1000C.
Dabei zeigt sich bei Prüfung eines Films aus einem Copolymerisat a) ohne Zusatz von b):
in der Ri Wasserstoff oder CH3 und R2 niedrige Alkylreste sein können, erzielt werden, zeigen diese nicht wie die erfindungsgemäß zuzusetzenden Copolymerisate aus Acrylnitril und Acrylsäuredimethylarnid bzw. Acrylsäuredimethylamid-Homopclymerisate eine Wirksamkeit gegen die Ausbildung von Vakuolen.
Auch die in den amerikanischen Patentschriften 26 20 324, 26 49 434, 26 57 191, 27 76 270 und 28 38 470 beschriebenen Pfropfpolymerisate und Pfropfpolymerisate aus Acrylnitril und (Me'.h-)Acrylamiden der allgemeinen Formel
35
40
Behandlungsstufe
Aussehen des
Films nach
1 weißlich trüb
2 weißlich trüb
3 klar
4 weißlich trüb
CH2 = C-CO-NR2R3
R,
Ist ein Zusatz als eine gegen Vakuolen stabilisierende Substanz wirksam, dann erhält man schon bei Stufe 1 (111) 45, und 2, insbesondere aber nach Beendigung der Stufe 4 des Behandlungsschemas bedeutend klarere Filme. Ebenso wie Filme verhalten sich Fäden.
in der Ri Wasserstoff oder CH3, R2 und R3 Wasserstoff oder Alkyl mit Ci bis C6 bedeuten, ergeben als solche bzw. als Zusatz zu fascrbildendcn Acrylnitrilpolymerisaten in Mengen selbst bis zu 10% nicht den technischen Effekt, der erfindungsgemäß durch den Zusatz der Homo- und Copolymerisate des Dimethylacrylamids erzielt wird.
Die Fäden aus Polymerisatgemischen gemäß vorliegender Anmeldung unterscheiden sich von Fäden aus Polymerisaten gemäß den obengenannten amerikanischen Patentschriften in der Zusammensetzung insofern grundsätzlich, als die anmcldungsgcmäßen Fäden aus Polynierisatmischungcn bestehen, die kein Pfmpfpolymcrisat enthalten. Der gemäß den genannten amerikanischen Patentschriften erzielbare technische Klickt wird auch seinerseits durch die Zumischung der erfindungsgemäß zuzusetzenden Polymerisate nicht bewirkt, und zwar weder was die Auswirkung auf ti ic Anfärbbarkeit, noch was die Verbesserung der Iliydronhilio betrifft. Vielmehr wurde überraschenderweise 55
(K)
''5
Beispiel 1
a) Herstellung eines
Dimethylacrylamid-Acrylnitril-Copolymerisats
330 Gew.-Teile Acrylsäuredimethylamid und 177 Gew.-Teilc Acrylnitril (Molverhältnis 1:1) werden in 3300 Vol.-Teilen tcrt.-Butanol mit Hilfe von 13,2 Gew.-Teilen Azodiisobuttcrsäurcdinitril bei 8O0C unter Stickstoff in 8 Stunden polymerisiert. Nach 25 Minuten erscheinen die ersten Polymerisaiflocken. Das Produkt hat sich nach dem Abkühlen in Form einer festen, leicht gelblichen Abscheidung am Boden abgesetzt. Die darüber stehende Flüssigkeit wird abgezogen, das ausgeschiedene Polymerisat mit einem Gemisch von Peiroläther und lert.-Butanol 1 : 1 nachgewaschen und im Vakuum bei 50"C getrocknet. Man erhält es in W'/oiger Ausbeute mit einem K-Wert von 29,7. gemessen in Dimethylformamid bei 2'51C. Aus dem tert.-Butanol lassen sich mit Petroläther weitere 5% Polymerisat mit einem K-Wert von 20 ausfällen.
b) Herstellung und Beurteilung von Folien
Aus einem Copolymerisat aus 60 Gew.-Teilen Acrylnitril, 40 Gew.-Teilcn Vinylidenchlorid und 1 Gew.-Teil Methacryloylaminobenzol-benzol-disulfonimid werden ohne und mit Zusatz von I, 2, 3 und 4 Gew.-% des gemäß a) hergestellten Copolymerisats aus Dimelhylaerylamid und Acrylnitril 10%ige Lösungen in Dimethylformamid hergestellt. Die daraus gezogenen, bei 5O0C getrockneten Filme werden eine Stunde in Wasser ausgekocht, eine Stunde bei 5O0C getrocknet, 20 Minuten bei 1400C getempert und wiederum eine Stunde in Wasser ausgekocht. Die Mattierung wird wie folgt beurteilt:
Filme eine Stunde gekocht
feucht getrocknet
Bei 1400C 1 Stunde
getempert gekocht
schwach getrübt stark weißlich
fast klar schwache
Trübung
minimale Trübung sehr
schwache
Trübung
klar klar-
klar klar
Ohne Zusatz
Mit 1%
Mit 2%
Mit 3%
Mit 4%
stark weißlich stark weißlich
sehr viel weniger leicht getrübt
weißlich
noch weniger weißlich noch weniger getrübt
fast klar
klar
klar
klar
Es wird also durch einen Zusatz von 1% Copolymerisat gemäß Beispiel 1 bereits ein starker Effekt erzielt.
Beispiel 2
a) Herstellung eines
Dimethylacrylamid-Homopolymerisats
25 Gew.-Teile Acrylsäuredimethylamid werden in 150 Vol.-Teilen tert.-Butanol mit 0,5 Gew.-Teilen Azodiisobuttersäuredinitril 12 Stunden unter langsamem Rühren zum Rückfluß erhitzt. Nach etwa 30 Minuten beginnt die Polymerisation; die Lösung wird dickflüssig. Der Ansatz wird anschließend mit der gleichen Menge tert.-Butanol verdünnt und mit einem Überschuß an Petroläther ausgefällt. Die weiße pulverige Fällung wird im Vakuum bei 50uC getrocknet. Man erhält das Polymerisat in 88%iger Ausbeute mit einem K-Wcrt von 45, gemessen in Dimethylformamid bei 25°C.
b) Herstellung und Beurteilung von Folien
Aus einem Copolymerisat aus 60 Gew.-Teilen Acrylnitril, 40 Gew.-Teilen Vinylidenchlorid und 1 Gew.-Teil Methacryloylaminobenzolbenzol-disuifonimid werden entsprechend wie im Beispiel Ib Filme mit und ohne Zusatz von 1 bzw. 4 Gew.-% des gemäß a) hergestellten Homopolymerisats aus Acrylsäuredimethylamid 10%ige Lösungen in Dimethylformamid hergestellt i'-d ihre Mattierung in kochendem Wasser geprüft. Dabei wird folgendes beobachtet:
Filme eine Stunde gekocht getrocknet Bei 1400C 1 Stunde
feucht stark weißlich getempert gekocht
Ohne Zusatz stark weißlich leicht weißlich noch deutlich weißlich stark weißlich
Mit 1% leicht weißlich noch leicht getrübt ein wenig
ganz schwach weißlich weißlich
Mit 4% fast blank nahezu blank fast blank
Es wird also mit einer Zusatzmenge von l°/c bereits ein starker Effekt erzielt, der jedoch auch bei 4% Zusatz nicht ganz das Ausmaß erreicht wie bei dem Copolymerisat aus Dimethylacrylamid mit Acrylnitril.
Vergleichsbeispiel 1
a) Herstellung eines Acrylsäuremonomethylamid-Acrylnitril-Copolymerisats
In 100 Vol.-Teilen tert.-Butanol werden 11,2 Gew.-Teile Acrylsäuremonomethylamid und 7 Gew.-Teile Acrylnitril (Molverhältnis 1:1) mit Hilfe von 0,4 Gew.-Teilen Azodiisobuttersiiuredinitrii bei 80"C unter Stickstoff 8 Stunden polymerisiert. Das Polymerisat beginnt sich nach 10 Minuten abzuscheiden. Das feinkörnige Produkt wird am Schluß abgenutschi, mit der doppelten Menge eines Gemisches gleicher Vol.-Teile tert.-Butanol und Petroläther, anschließend mit Petroläiher alleine gewaschen und im Vakuum bei 50°C getrocknet. Die Mutterlauge enthält keine mit Petroläther fällbaren Polymerisatantcile. Man erzielt eine Ausbeute von 83%. Der K-Wert
Dimethylformamid bei 25°C zu 71 gemessen.
('S
wird in
b) Herstellung und Beurteilung von Folien
Aus einem Copolymerisat aus bO Gew.-Teilen Acrylnitril, 40 Gew.-Teilcn Vinylidenchlorid und 1 G c w.-Teil Mcthacryloylaminobcn/.ol-benzol-disulfonimid werden ohne und mit Zusatz von 1, 2, 3 und 4 Gew.-'Vo, bezogen auf Polymerisat, des gemäß a) hergestellten Copolymerisats aus Acrylsäuremonomethylamid und Acrylnitril 10%ige Lösungen in Dimethylformamid hergestellt. Die daraus gezogenen
Filme werden bei 50°C getrocknet, eine Stunde in Wasser bei 100°C ausgekocht, eine Stunde bei 5O0C getrocknet, 20 Minuten bei 140° C getempert und
wiederum eine Stunde in Wasser bei 1000C ausgekocht. Die Mattierung der Filme wird wie folgt beurteilt:
Filme eine Stunde gekocht
feucht getrocknet
Bei 14O0C getempert
1 Stunde
gekocht
Ohne Zusatz • stark weißlich stark weißlich schwach getrübt stark weißlich
Mit 1% Zusatz stark weißlich stark weißlich weiß stark weißlich
Mit 2% Zusatz stark weißlich stark weißlich weiß stark weißlich
Mit 3% Zusatz stark weißlich stark weißlich weiß stark weißlich
Mit 4% Zusatz stark weißlich stark weißlich weiß stark weißlich
Das Copolymerisat aus Acrylsäuremonomethylamid und Acrylnitril verhindert die Mattierung der Filme in kochendem Wasser nicht, sondern läßt sie sogar nach dem Tempern bei 14O0C noch weißlicher als ohne Zusatz erscheinen.
Vergleichsbeispiel 2
a) Herstellung eines
Acrylsäuremonomethylamid-Homopolymerisats
In 100 Vol.-Teilen tert-Butanol werden 17,2 Gew.-Teile Acrylsäuremonomethylamid mit Hilfe von 0,4 Gew.-Teilen Azodiisobuttersäuredinitril bei 80° C in 8 Stunden unter Stickstoff polymerisiert. Man erhält eine dickflüssige Lösung, die mit dem gleichen Volumen tert.-Butanol verdünnt und dann mit Petroläther gefällt wird. Das flockige Produkt wird mit dem gleichen Volumen einer Mischung gleicher Vol.-Teiie tcrt.-Butanol und Petroläther und anschließend mit Petroläther aHein gewaschen und im Vakuum bei 5O0C getrocknet. Man erhält es in praktisch 100%iger Ausbeute mit einem K-Wert von 56, gemessen in Dimethylformamid bei 250C.
b) Herstellung und Beurteilung von Folien
Aus einem Copolymerisat aus 60 Gew.-Teilen Acrylnitril, 40 Gew.-Teilen Vinylidenchlorid und 1 Gew.-Teil Methacryloylaminobenzol-benzol-disulfonamid werden ohne und mit Zusatz von 1, 2, 3 und 4 Gew.-%, bezogen auf Polymerisat, des gemäß a) hergestellten Homopolymerisats aus Acrylsäuremonomethylamid 10%ige Lösungen in Dimethylformamid hergestellt. Die daraus gezogenen Filme werden bei 5O0C getrocknet, eine Stunde in Wasser bei 14O0C ausgekocht, eine Stunde bei 5O0C getrocknet, 20 Minuten bei 140°C getempert und wiederum eine Stunde in Wasser bei 1000C ausgekocht. Die Mattierung der Filme wird wie folgt beurteilt:
Ohne Zusatz
Mit 1% Zusatz
Mit 2% Zusatz
Mit 3% Zusatz
Mit 4% Zusatz
Filme eine Stunde gekocht
feucht getrocknet
stark weißlich
stark weißlich
stark weißlich
stark weißlich
stark weißlich
stark weißlich stark weißlich stark weißlich stark weißlich stark weißlich Bei 140° C
getempert
schwach getrübt
weißlich
weißlich
weißlich
weißlich
I Stunde
gekocht
stark weißlich stark weißlich stark weißlich stark weißlich stark weißlich
Das Homopolymerisat uus Aerylslturemonomcthylumiil verhindert die Mattierung der Filme in kochenden Wasser nicht, sondern Hißt sie sogar nach dem Tempern bei 1400C noch weißlicher als ohne Zusatz erscheinen.
7OB 033/1
fiife

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Von Vakuolen freie Fäden und Folien aus Polymerisatmischungen, bestehend aus einer Mischung aus einem Acrylnitrilcopolymerisat und einem Acrylamidpolymerisat, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung besteht aus:
a) 99.5 bis 96 Gew.-% eines Copolymerisats des Acrylnitril mit 20 bis 80 Gew.-% Vinylidenchlorid und/oder Vinylchlorid und gegebenenfalls bis zu 5 Gew.-% einer die Anfärbbarkeit vermittelnden Monoolefinverbindung mit funktionellen sauren und/oder basischen Gruppen und
b) 0,5 bis 4 Gew.-% eines Homo- bzw. Copolymerisats des Dimethylacrylamids mit 0 bis 80 Mol-% Acrylnitril.
2. Von Vakuolen freie Fäden und Folien nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente a) 0,5 bis 2 Gew.-% einer die Anfärbbarkeit vermittelnden Monoolefinverbindung mit funktioneilen sauren und/oder basischen Gruppen enthält.
3. Von Vakuolen freie Fäden und Folien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente b) einen K-Wert (nach F i k e η t scher, Cellulosechemie 13 [1932], S. 58) von 10 bis 100 aufweist.
4. Verfahren zur Herstellung von Fäden und Folien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
a) 99,5 — 96 Gew.-% eines Copolymerisats des Acrylnitril mit 20 — 80 Gew.-% Vinylidenchlorid und/oder Vinylchlorid sowie gegebenenfalls bis zu 5 Gew.-% einer die Anfärbbarkeit vermittelnden Monoelefinverbindung mit funktioneilen sauren und/oder basischen Gruppen und
b) 0,5 — 4 Gew.-% eines Homo- oder Copolymerisats des Dimethylacrylamids mit 0 — 80 Mol-% Acrylnitril
in Lösung miteinander mischt und in üblicher Weise /u Fäden oder Folien verarbeitet.
DE19702014763 1970-03-26 1970-03-26 Von Vakuolen freie Faden und Folien aus Acrylnitrilcopolymerisaten Expired DE2014763C3 (de)

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