DE2154676B2 - Modacryl-Fasern und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
Modacryl-Fasern und Verfahren zu deren HerstellungInfo
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Description
CH2=CH- P-(OCH2 · CH2Cl)2
Il '5
sowie gegebenenfalls mindestens einer äthylenisch ungesättigten, damit copolymerisierbaren Verbindung
bestehen.
2. Modacryl-Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Mischpolymerisat
mit einem Gehalt an Vinylidenchlorideinheiten von 25 bis 40 Gewichtsprozent bestehen.
3. Modacryl-Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Mischpolymerisat
aus 50 bis 70 Gewichtsprozent Acrylnitril, 25 bis 40 Gewichtsprozent Vinylidenchlorid, 1 bis
2^ Gewichtsprozent Bis-(2-chloräthyl)-vinylphosphonat,0,l
bis 1,0 Gewichtsprozent Natriummethallylsulfonat und 2 bis 5 Gewichtsprozent Methylacrylat
oder 2 bis 10 Gewichtsprozent Acrylamid bestehen.
4. Verfahren zum Herstellen von Modacryl-Fasern nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß man ein Mischpolymerisat aus 50 Gewichtsprozent oder mehr Acrylnitril, 25 Gewichtsprozent
oder mehr Vinylidenchlorid und 0,1 bis weniger als 3 Gewichtsprozent Bis-(2-chloräthyl)-vinylphosphonat
und gegebenenfalls aus mindestens einer äthylenisch ungesättigten Verbindung,
die damit copolymerisierbar ist, in einer wäßrigen Salpetersäure mit einer Konzentration
von 65 bis 90% zu einer Spinnlösung auflöst und daß man die Spinnlösung in ein Fällbad aus verdünnter
wäßriger Salpetersäure verspinnt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung der Spinnlösung
eine wäßrige Salpetersäure mit einer Konzentration von 70 bis 85% verwendet.
Die Erfindung betrifft neue, flammfeste Modacryl-Fasern.
Zur Flammfestausrüstung von Fasern sind bereits verschiedene Methoden bekannt. So kann man z. B.
in die Fasern als Flammschutzmittel organische Halogenverbindungen, organische, Halogen enthaltende
Phosphorverbindungen, anorganische Stoffe, wie Antimonoxid, Borsäure u. dgl., einarbeiten oder
sie damit überziehen. Durch diese Maßnahmen werden jedoch die Eigenschaften, beispielsweise der Griff, die
Färbbarkeit usw. in unerwünschter Weise beeinflußt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß selbst bei
sorgialtiger Einarbeitung der Flammschutzmittel diese 676
bei der Nachbehandlung, beispielsweise dem Färben Waschen u. dgl., wieder austreten, so daß Problem*
hinsichtlich der Dauerhaftigkeit der Flammschutz eigenschaften auftreten.
Es ist auch schon bekamnt, Acrylnitril mit einen Halogen enthaltenden Vinylmonomeren, z. B. Vinyl
chlorid oder Vinylidenchlorid, zu copolymerisieren um flammfeste Eigenschaften zu erzielen. In diesen
Falle kann dieses Ziel dadurch erreicht werden daß man eine große Menge des Monomeren verwendet
doch heißt es, daß die Einarbeitung von mehr ah 30 Gewichtsprozent Chlor in das Polymere notwendig
ist, um im allgemeinen zufriedenstellende flammfestt
Eigenschaften zu erhalten. Zu diesem Zweck ist die Einarbeitung von etwa 53 Gewichtsprozent oder mehl
Vinylchlorid oder etwa 41 Gewichtsprozent oder mehl Vinylidenchlorid erforderlich. Es wird ferner je nacl
dem verwendeten Spinnlösungsmittel oftmals versucht, Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid in einei
darüber- oder darunterliegenden Menge einzuarbeiten, um die Löslichkeit zu erhöhen, wenn auch dadurch
eine gewisse Einbuße der flammfesten Eigenschaften erzielt wird.
Modaryl-Fasern aus Vinylchlorid/Acrylnitril-Mischpolymerisaten
besitzen zwar verbesserte Flammfesteigenschaften, ei och besitzen diese Fasern einen
niedrigeren Klebrigkeitspunkt, und sie besitzen bei höheren Temperaturen eine größere Schrumpfung.
Aus diesem Grunde sind sie für das Verspinnen und Weben nicht am besten geeignet. Wenn man z. B. 20
bis 40 Gewichtsprozent Vinylchlorid mit Acrylnitril copolymerisiert, dann wird zwar die Flammfestigkeit
erheblich gesteigert, doch sinkt der Klebrigkeitspunkt unter 15O0C ab. Weiterhin erfolgt hierdurch in siedendem
Wasser eine erhebliche Schrumpfung. Dagegen ist der Klebrigkeitspunkt von synthetischen Polyacrylnitril-Fasern
2000C. Die Schrumpfung dieser Fasern beträgt in Wasser nur 5%. Somit werden
Modacryl-Fasern aus Vinylchlorid/Acrylnitril-Mischpolymerisaten
nur dort eingesetzt, wo eine erhebliche Flammfestigkeit erforderlich ist, z. B. bei der Herstellung
von Teppichen, Vorhängen u. dgl.
Andererseits haben Modacrylnitril-Fasern aus Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Mischpolymerisaten
eine erhebliche Wärmebeständigkeit. Gegenüber Polyacrylnitril erhöht die Zugabe von 7 Gewichtsprozent Vinylidenchlorid
den Einfrierpunkt des Polyacrylnitrile von 87° C auf 1100C, während die Zugabe von
30 Gewichtsprozent Vinylidenchlorid eine Erhöhung auf I35°C bewirkt. Je höher der Einfrierpunkt ist,
desto besser ist die Deformierungsbeständigkeit bei höheren Temperaturen gegenüber äußeren Kräften.
Andererseits wird aber bei steigendem Einfrierpunkt die liinfärbung schwieriger, und die Echtheitseigenschaften
der gefärbten Produkte werden schlechter. Schließlich haben Modacrylnitril-Fasern aus Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Mischpolymerisaten
zwar verbesserte Flammfestigkeit, sind jedoch hinsichtlich ihrer Lichtechtheit schlechter, so daß ihre Verwertbarkeit
hierdurch eingeschränkt ist.
Bei der Durchrührung der entsprechenden Untersuchungen
wurden folgende zwei Tatsachen in Betracht gezogen: (1) daß es ausreicht, die Copolymerisation
mit 41 Gewichtsprozent oder mehr Vinylidenchlorid durchzuführen, um Modacryl-Fasern aus Vinylidenchlorid/Acrylnitril-Mischpolymerisaten
eine ausreichende Flammfestigkeit zu verleihen und (2) daß bei einen» Anstieg des Acrylnitrilgehaltes der Modacryl-
Fasern die Eigenschaften sich denjenigen der PoIyicrylnitril-Fasern
annähern, wobei die meisten Eigenschaften, z. B. die Einfärbbarkeit, die Beständigkeit
gegenüber einer thermischen Zersetzung, die Lichtechtheit u. dgl., verbessert werden. Es wurden somit
die Untersuchungen über die Herstellung von synthetischen Fasern des Vinylidenchlorid-Typs, welche
50 Gewichtsprozent oder mehr Acrylnitril enthalten, wiederholt. In disem Falle können jedoch billige,
ohne weiteres verfügbare Lösungsmittel, wie Aceton, nicht eingesetzt werden, sondern es müssen spezielle
Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, verwendet werden. Durch diesen Umstand treten Schwierigkeiten
auf.
Es wurde aber gefunden, daß überlegene, flammfeste
Modacryl-Fasem, deren Weißgrad, Wärmestabilität
usw. gegenüber den Polyacrylnitril-Fasern nicht verschlechtert sind, erhalten werden können, wenn man
durch eine kontinuierliche Emulsionspolymerisation, eine kontinuierliche Suspensionspolymerisation, eine
Lösungspolymerisation oder r:«e ähnliche Polymerisation,
eine Lösungspolymerisation oder eine ähnliche Polymerisation ein Polymeres mit einer gleichförmigen
Verteilung der Zusammensetzung herstellt, dieses in einer konzentrierten wäßrigen Salpetersäurelösung
zu einer transparenten, farblosen Spinnlösung auflöst und die erhaltene Spinnlösung in eine wäßrige Salpetersäurelösung
als Koagulierungsbad verspinnt und darauf verstreckt und trocknet.
Fasern, die aus einem Acrylnitril (AN)/Vinylidunchlorid
(VdCO-Mischpolymerisat mit 40 bis 45 Gewichtsprozent
Vinylidenchlorid bestehen, haben aber eine geringere thermische Schrumpfbarkeit, eine
schlechtere Einfärbbarkeit und eine schlechtere Farbechtheit, Es ist weiterhin notwendig, zur Auflösung
eine Salpetersäure zu verwenden, deren Konzentration erheblich oberhalb der Zusammensetzung des SaI-petersäure-Wasser-Azeotrops
liegt. Dies wird aus Tabelle 1 ersichtlich.
| Zusammensetzung eines AN-VdCl-Mischpolymerisats |
50 | 50 | Minimale Salpeter säure-Konzentration, die zur Auflösung des Mischpolymerisats erforderlich ist |
| (Gewichtsprozent) | 55 | 45 | (%) |
| 60 | 40 | 82 | |
| 65 | 35 | 80 | |
| 70 | 30 | 78 | |
| 75 | 25 | 73 | |
| 67 | |||
| 65 |
schäften dieser Polymerisate zeigen jedoch nur die in
Tabelle 3 angegebenen Werte, selbst wenn CVP in einer Menge von 20 bis 40 Gewichtsprozent einpolymerisiert
wird. Im Fall von Fasern aus einem Copolymeren aus Acrylnitril und 5 bis 25 Gewichtsprozent
Vinylidenchlorid(USA.-Patentschrift 3 3i0 535)haben
die nammfesten Eigenschaften die in Tabelle 2 gezeigten Werte. In be Jen Fällen wird zwar ein gewisses Maß
der Flammfestigkeit erreicht, diese flaiamfesten Eigen-
!o schäften sind jedoch unzureichend und genügen nur
bei der Herstellung von üblichen Teppichen, reichen jedoch nicht aus, wem* Teppiche mit relativ langen
Fasern, Vorhänge od. dgl. hergestellt werden sollen.
Erfindungsgemäß wurde dagegen festgestellt, daß
ein Polymeres, welches Acrylnitril und Vinylidenchlorid in bestimmten Mengenverhältnissen und darüber
hinaus eine geringe Menge an CVP bis 3 Gewichtsporzent aufweist, zu Fasern führt, die überlegene
flammfeste Eigenschaften zeigen und auch dann an-
wendbar sind, wenn hohe Anforderungen an die Flammfestigkeit gestellt werden.
Bei der bisher zum Teil durchgeführten Polymerisations von Vinylidenchlorid mit CVP einerseits oder
Acrylnitril mit CVP andererseits, sind die erzielten
nammfesten Eigenschaften begrenzt und unzureichend.
Gegenstand der Erfindung sind somit Modacryl-Fasern auf der Basis von Acrylnitril, die eine weitere
äthylenisch ungesättigte Komponente und Bis-
(2-chloräthyl)-vinylphosphonat sowie übliche Zusätze enthalten, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie
ein Mischpolymerisat aus 50 Gewichtsprozent oder mehr Acrylnitril, 25 Gewichtsprozent oder mehr Vinylidenchlorid,
0,1 bis weniger als 3 Gewichtsprozent
Bis-(2-chloräthyl)-vinylphosphonat sowie gegebenenfalls mindestens einer äthylenisch ungesättigten, damit
copolymerisierbaren Verbindung enthalten.
Durch die erfindungsgemäße Kombination bestimmter Anteile an Acrylnitril, Vinylidenchlorid und
CVP werden Polymerisate hergestellt, die im Hinblick auf die Flammfestigkeit einen überlegenen, synergistischen
Effekt zeigen.
Das Mischpolymerisat kann als weitere Komponente mindestens eine äthylenisch ungesättigte Verbindung
enthalten, welche mit den übrigen Monomeren copolymerisierbar ist.
Gemäß der Erfindung werden somit mit dem Acrylnitril
und dem Vinylidenchlorid 0,1 bis 3 Gewichtsprozent eines Phosphor enthaltenden Monomeren,
nämlich Bis-(2-chloräthyl)-vinylpbosphonat mit der Formel
CH2=CH- P-(OCH2- CH2Cl)2
♦) 1 g Mischpolymerisat/10 ecm Salpetersäure bei 20 C.
Es liegt somit der Nachteil vor, daß zur Einstellung des Lösungsmittels eine große Menge der teuren
konzentrierten Salpetersäure erforderlich ist.
Es wurde nun gefunden, daß bereits geringe Mengen von Vinylidenchlorid ausreichende Flammfestigkeilseigenschaften
ergeben köntien.
Man hat auch bereits Fasern aus einem Copolymeren von Acrylnitril mit mehr als 3 Gewichtsprozent
Bis-(2-chloräthyl)-vinylphosphonat (CVP) hergestellt ilJSA.-Patentschrift 2 888 434); die nammfesten Eigennachstehend
als CVP abgekürzt), copolymerisiert.
Wenn nur das CVP-Monomere mit dem Acrylnitril vermischt wird und damit in einer Menge von 20 bis
40 Gewichtsprozent copolymerisiert wird, dann sind dt^ Flammfestigkeitseigenschaften der erhaltenen Fasern
nicht ausreichend. Wenn es aber dem Acrylnitril zusammen mit Vinylidenchlorid zugesetzt und copolymerisiert
wird, dann können sehr gute Flammfestigkeitseigenschaften erhalten werden.
Diese Wirkungen sind vermutlich auf einen synergistischen Effekt des Chloratoms und des Phosphoratoms
in dem Polymeren zurückzuführen. Es konnte
bestätigt werden, daß dieser synergistische Effekt des CVP-Monomeren und des VdCl-Monomeren besonders
ausgeprägt ist, wenn der Gehalt des VdCl-Monomeren 25 Gewichtsprozent oder mehr und derjenige
des CVP-Monomeren etwa 2 bis weniger als S 3 Gewichtsprozent beträgt.
In den Tabellen 2 und 3 sind die Flammfestigkeitseigenschaften
von Modacryl-Fasern aus Acrylnitril/ Vinylidenchlorid-Mischpolymerisaten und Acrylnitril/
Vinylidenchlorid/CVP-Mischpolymerisaten zusammengestellt.
Die Bestimmungen erfolgten auf die folgende Weise (JIS 45° Schleifenmethode):
1. Als Muster wurden Garnstücke mit einer Länge von 15 cm und einem Gewicht von 2 g verwendet.
2. Die Stellung einer Flamme wurde fixiert, und die Muster wurden in Berührung mit der Flamme
gelassen, bis das Brennen begann (Kontaktzeit mit der Flamme). Beim Beginn des Brennens
wurde die Flamme entfernt, und es wurde der Zeitraum bestimmt, über welchen die Flamme
beibehalten wurde (Brennzeit).
3. Wenn auf dem Wege eine Selbstauslöschung erfolgte, dann wurde die Flamme erneut mit dem
unteren Ende des Musters in Berührung gebracht, und die gleiche Methode wurde wiederholt
(Anzahl der Kontakte mit der Flamme).
4. Diese Methoden wurden wiederholt, bis das Muster vollständig verbrannt war. Es wurde die
Anzahl der Kontakte mit der Flamme notiert.
Die Bewertungsrichtlinien waren wie folgt:
1. Kontaktzeit mit der Flamme: Je größer die Kontaktzeit, desto schwieriger ist es, daß das
Muster bzw. das daraus hergestellte Produkt Feuer fängt.
2. Brennzeit und Anzahl der Kontakte mit der Flamme: Je größer die Anzahl der Kontakte mit:
der Flamme und je kürzer die Brennzeit ist, desto besser ist die Flainmfestausrüstung. Je größer
die Brennzeit ist, desto schlechter ist die Flammfestausrüstung.
Wenn das Muster leicht Feuer fangt und wenn die Brenngeschwindigkeit groß ist, dann ist eine Selbstauslöschung
schwierig. Wenn die Anzahl der Kontakte mit der Flamme gering ist und wenn die Brennzeit
länger ist, dann hat das Muster eine geringe Brenngeschwindigkeit, und es ist schwierig, selbst auszulöschen.
Wenn die Anzahl der Kontakte mit der Flamme groß ist und die Brennzeit langer ist, dann
pflanzt sich die Flamme nicht fort, und das Muster ist selbstauslöschend. In einem solchen Fall ist die
Brenngeschwindigkeit niedrig, und das Muster brennt nur an einer Stelle langsam ab.
Tabelle 2
Flammfesteigenschaften von Modacryl-Fasern aus AN —VdCl-Mischpolymerisaten
Flammfesteigenschaften von Modacryl-Fasern aus AN —VdCl-Mischpolymerisaten
| Muster | Zusammensetzung des Mischpoly | VdCi | Chlorgehalt des | Kontaktzeit | Rrennzeit | Anzahl der Knntalcf™ mit de^r |
| Nr. | merisats (Gewichtsprozent) | 45,2 | Mischpolymerisats | mit der Flamme | ^VUIlv4ilvvw Ulli Ud Flamme |
|
| AN | 40,2 | (Gewichtsprozent) | (Sek.) | {Seil.) | ||
| 1 | 54,8 | 33,8 | 33,1 | 9,5 | 1,0 | 15 |
| 2 | 59,8 | 30,7 | 29,4 | 7,3 | 3,0 | 10 |
| 3 | 66,2 | 25,0 | 24,7 | 5,0 | 9,8 | 9 |
| 4 | 69,3 | — | 22,5 | 5,8 | 34,0 | 5 |
| 5 | 75,0 | 18,3 | 4,0 | 185,0 | 1 | |
| 6 | 100,0 | — | 3,0 | 84,0 | 1 |
| Flammfesteigenschaften von Modacryl-Fasern | aus AN — CVP-Mischpolymerisaten unc | CVP | Im Mischpolymerisat | P-Gehalt | Kontaktzeit | Brennzeil | : aus |
| AN —VdCl — CVP-Mischpolymerisaten | 19,2 | Cl-Gehalt | (%) | mit der Flamme | |||
| Muster | Zusammensetzung des Mischpolymerisats |
25,6 | (%) | 2,6 | (Sek.) | (Sek.) | Anzahl der |
| Nr. | (Gewichtsprozent) | 33,0 | 5.9 | 3,4 | 6,0 | 32,0 | mit der Flamme |
| VdCl | 26,0 | 7,8 | 4,4 | 6,5 | 27,0 | ||
| 7 | 29,8 | 10,1 | 3,5 | 7,3 | 21,0 | 3 | |
| 8 | — | 3,1 | 11,9 | 4,0 | 7,0 | 10,2 | 4 |
| 9 | — | 4,0 | 12,7 | 0,41 | 8,1 | 7,3 | 6 |
| 10 | 5,5 | 5,1 | 15.8 | 0,53 | 4,1 | 85,0 | 8 |
| 11 | 4,9 | 2,1 | 15,7 | 0,68 | 5,0 | 60,5 | 10 |
| 12 | 20,4 | 3.0 | 16,7 | 0,28 | 4.7 | 37,0 | 3 |
| 13 | 19,8 | 3.6 | 19.0 | 0,40 | 4,1 | 11.2 | 4 |
| 14 | 20,6 | 19.1 | 0.48 | 5,0 | 9,9 | 4 | |
| 15 | 25,2 | 18.9 | 5,2 | 7.3 | 7 | ||
| 16 | 24,9 | 9 | |||||
| 17 | 24,3 | 9 | |||||
J'.
Fortsetzung
| Muster |
Zusammensetzung des
Mischpolymerisats |
CVP | Im Mischpolymerisat | P-Gehalt | Kontaktzeit | Brennzeit |
Anzahl der
Kontakte |
| Nr. | (Gewichtsprozent) | 5,0 | Cl-Gehalt | (%) | mit der Flamme | »J*l wlRllCJwH |
IVvIIl ΙΛ λ IC
mit der Flamme |
| VdCI | 2,3 | (%) | 0,67 | (Sek.) | (Sek.) | ||
| 18 | 25,0 | 2,5 | 19,8 | 0,31 | 5,3 | 5,1 | 10 |
| 19 | 30,2 | 3,1 | 22,8 | 0,33 | 5,0 | 3,0 | 11 |
| 20 | 30,6 | 4,0 | 23,2 | 0,41 | 4,6 | 3,1 | 11 |
| 21 | 29,8 | 1,2 | 22,7 | 0,53 | 5,1 | 2,8 | 12 |
| 22 | 30,9 | 2,6 | 23,8 | 0,16 | 8,0 | 2,7 | 12 |
| 23 | 35,1 | 3,1 | 26,1 | 0,35 | 7,0 | 2,9 | 12 |
| 24 | 35,0 | 4,0 | 26,4 | 0,41 | 9,5 | 2,0 | 14 |
| 25 | 34,8 | 26,4 | 0,53 | 11,2 | 1,0 | 15 | |
| 26 | 35,2 | 27,0 | 15,7 | weniger als | 18 | ||
| 1,0 |
Zum Vergleich der Flammfestwirkungen von CVP wurde ein Rückschluß durchgeführt, welchen Arten
vom Modacryl-Fasern aus AN-VdCl-Mischpolymerisatcn
die einzelnen Modacryl-Fasern aus den AN-VdCl-CVP-Mischpolymerisaten
hinsichtlich ihrer Flammfestigkeiten entsprechen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengestellt.
Diese Rückschlüsse wurden durchgeführt, indem untersucht wurde, welcher Zusammensetzung der
Zweikomponenten-Fasern aus AN-VdCI-Mischpolymerisaten
der Tabelle 2 eine bestimmte Zusammensetzung der Dreikomponenten-Fasem aus AN-VdCI-CVP-Mischpolymerisaten
der Tabelle 3 nahekommt. So sind z. B. nach Tabelle 3 die Werte für die Kontaktzeit
mit der Flamme, die Brennzeit und die Anzahl der Kontakte mit der Flamme beim Muster 15 4,1, 11,2
und 7.
Nach Tabelle 2 sind die Werte für die Kontaktzeit mit der Flamme, die Brennzeit und die Anzahl der
Kontakte mit der Flamme für das Muster Nr. 3 (VdCl-Gehalt 33,8%) 5,0; 9,8 und 9. Die entsprechenden
Werte für das Muster Nr. 4 (VdCI-Gehalt 30,7%)
sind 5,8; 34,0 und 5. Somit entspricht die Flammfestausrüstung der Probe Nr. 15 (einer Faser aus drei
Komponenten) derjenigen einer Faser aus zwei Komponenten, deren VdCI-Gehalt 33% ist In ähnlicher
Weise entspricht die Flammfestausrüstung des Musters Nr. 19 (einer Faser aus drei Komponenten) derjenigen
der Fasern mit zwei Komponenten, deren VdCI-Gehalt 40% ist. Die Flammfestausrüstung des Musters
Nr. 22 (Fasern aus drei Komponenten) entspricht
derjenigen der Fasern aus zwei Komponenten, deren VdCl-Gehalt 42% beträgt.
Nach einem ähnlichen Verfahren wurden die Zusammensetzungen der entsprechenden AN-VdCl-Fasern
bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengestellt.
Die Flammfestigkeitswirkungen des Phosphors im Gegensatz zu Chlor wurden, wie in Tabelle 4 ersieht-
Jt *-i
lieh, durch den Bruch —-=— ausgedrückt. Darin
bedeutet A den Cl-Gehalt der AN-VdCl-CVP-Fasern
(%), B den P-Gehalt der AN-VdCl-CVP-Fasem (%)
und C den Cl-Gehalt der AN-VdCl-Fasern (%).
Vergleich der Flammfestigkeitseigenschaften von AN—VdCl — CVP-Modacryl-Fasern mit denjenigen von
AC —VdCl-Modacryl-Fasern
| VdCl | Zusammensetzung der | Cl-Gehalt | P-Gehalt | Zusammensetzung der | Cl-Gehalt |
Flamm-
festiakeits- |
|
|
(Gewichts
prozent) |
AN-VdCl-CVP-Fasern | (A %) | (B %) | entsprechenden | (C %) | Wirkungen von | |
| Muster | 5,5 | 11,9 | 3,5 | AN-VdCl-Fasern | 23,4 | P im Gegensatz | |
| Nr. | 4,9 | 12,7 | 4,0 | 29,3 | zu CJ | ||
| 20,4 | CVP | 15,8 | 0,41 | VdCI | 19,8 | ||
| 19,8 |
(Gewichts
prozent) |
15,7 | 0,53 |
(Gewichts
prozent) |
19,8 | (-V) | |
| 10 | 20,6 | 26,0 | 56.7 | 0,68 | 32 | 21,2 | 3,3 |
| 11 | 25,2 | 29,8 | 19,0 | 0,28 | 40 | 24,2 | 4,2 |
| 12 | 24.9 | 3,1 | 19,1 | 0,40 | 27 | 24,9 | 9,8 |
| 13 | 24,3 | 4,0 | 18,9 | 0,48 | 27 | 25,6 | 7,7 |
| 14 | 25,0 | 5,1 | 19,8 | 0,67 | 29 | 26,4 | 6,6 |
| 15 | 30,2 | 2,1 | 22,8 | 0,31 | 33 | 29^ | 18,4 |
| 16 | 30,6 | 3,0 | 23,2 | 0,33 | 34 | 29,3 | J 4,5 |
| 17 | 3,6 | 35 | 14,0 | ||||
| 18 | 5,0 | 36 | 9,8 | ||||
| 19 | 2,3 | 40 | 21,0 | ||||
| 20 | 2,5 | 40 | 18,5 | ||||
409537/347
Fortsetzung
| VdCl | Zusammensetzung der | Cl-Gehalt | P-Gehalt | Zusammensetzung der | Cl-Gehalt | Flamm- festigkeits- |
|
| (Gewichts prozent) |
AN-VdCI-CVP-Fasern | (A %) | (ß %) | entsprechenden | (C %) | wirkungen von | |
|
Muster
Nr. |
29,8 | 22,7 | 0,41 | AN-VdCI-Fasern | 30,0—30,7 | P im Gegensatz | |
| 30,9 | CVP | 23,8 | 0,53 | VdC! | 30,7 | zu Cl | |
| 35,1 | (Gewichts prozent) |
26,3 | 0,24 | (Gewichts prozent) |
31,5 | (C-A\ | |
| 35,0 | 3,1 | 26,4 | 0,35 | 41—42 | 32,9 | \ B ) | |
| 21 | 34,8 | 4,0 | 26,4 | 0,41 | 42 | mehr als | 17,8—19,5 |
| 22 | 1,8 | 43 | 32,9 | 13,0 | |||
| 23 | 35,2 | 2,6 | 27,0 | 0,53 | 45 | mehr als | 21,7 |
| 24 | 3,1 | mehr als | 32,9 | 18,6 | |||
| 25 | 45 | mehr als | |||||
| 4,0 | mehr als | 15,9 | |||||
| 26 | 45 | mehr als | |||||
| IU | |||||||
Aus dem Vergleich der Werte der Flammfestigkeits-
f C — A\
Wirkungen f—g—J in der Tabelle 4 wird ersichtlich, daß ein synergistischer Effekt zwischen Phosphor und Chlor erhalten werden kann, wenn man eine geringe Menge von CVP zusetzt.
Wirkungen f—g—J in der Tabelle 4 wird ersichtlich, daß ein synergistischer Effekt zwischen Phosphor und Chlor erhalten werden kann, wenn man eine geringe Menge von CVP zusetzt.
InF i g. 1 und2sinddieF!ammfestigkeitswirkungen
des Phosphors bei Modacryl-Fasern aus AN-VdCl-CVP-Mischpolymerisaten
gegen den CVP-Gehalt bzw. gegen den VdCl-Gehalt aufgetragen.
Aus den Tabellen 3 und 4 sowie der F i g. 1 wird ersichtlich, daß die Flammfestigkeiteswirkung von
Phosphor im CVP allein nur sehr gering ist. Selbst bei einer Mischpolymerisation in einer Menge von
30 Gewichtsprozent kann keine ausreichende Flammfestigkeit erhalten werden. Wenn jedoch C V P mit VdCl
gemeinsam vorliegt, dann erfolgt eine synergistische Verstärkung, wobei der ausgeprägteste Effekt
besonders dann erhalten werden kann, wenn 25 Gewichtsprozent oder mehr VdCl und 3 Gewichtsprozent
oder weniger CVP vorliegen. Die Zumischung des CVP-Monomeren in Mengen oberhalb des genannten
Wertes ist nicht zweckmäßig, da keine Steigerung der Wirkungen auftreten und da eine gegenseitige Verklebung
der Fasern beim Erwärmen erfolgt. Wenn weiterhin der VdCl-Gehalt weniger als 25 Gewichtsprozent
beträgt, dann kann selbst bei einer Mischpolymerisation mit dem CVP-Monomeren keine genügende
Flammfestigkeit erhalten werden.
Hinsichtlich der Flammfestigkeitseigenschaften und des synergistischei Effekts, der durch die Kombination
von Chlor mit Phosphor erhalten werden kann, ist es vorzuziehen, daß der Gehalt an VdCl im Bereich von
25 bis 40 Gewichtsprozent liegt. Es ist weiterhin möglich, die Flammfestigkeit durch Erhöhung des
VdCl-Gehaltes zu steigern. Eine Erhöhung des VdCl-Gehaltes
über 40 Gewichtsprozent ist jedoch nicht zweckmäßig, da — wie im Falle eines Zweikomponenten-Systems
aus AN und VdCl — die Eigenschaften hinsichtlich der Wärmeschrumpfung und der Einfärbbarkeit
verringert werden und da die minimale Salpetersäurekonzentration zur Auflösung der Polymeren
erhöht wird.
Das obengenannte AN-VdCl-CVP-Mischpolymcrisat
ergibt Fasern mit überlegenen Flammfcstigkeilsei«ienschaftcn.
Die so erhaltenen Fasern sind aber hinsichtlich der Einlärbbarkeit etwas unterlegen. Wcitcihin
sind sie etwas spröde. Aus diesem Grunde ist die Zumischung einer copolymerisicrbaren, äthylenisch
ungesättigten Verbindung in Mengen von 10% oder weniger, vorzugsweise von 2 bis 5%, vorteilhaft.
Es ist weit.rhin vorteilhaft, 1% oder weniger, vorzugsweise
0,1 bis 0,5%, einer weiteren copolymerisierbaren, äthylenisch ungesättigten Verbindung zuzumischen,
welche Farbstoffstellen für basische Farbstoffe besitzt, um die Einfärbbarkeit zu erhöhen.
Beispiele für die erstgenannten, äthylenisch ungesättigten Verbindungen sind Acrylsäure, Methacrylsäure,
Methylacrylat, Athylacrylat, Methylmethacrylat, Acrylamid, Methacrylamid und Vinylacetat.
Beispiele für die zweitgenannten Verbindungen mit
Beispiele für die zweitgenannten Verbindungen mit
Farbstoffstellen sind Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure,
Allylsulfonsäure, Methallylsulfonsäure sowie deren Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze.
Das Mischpolymerisat mit der erfindungsgemäßen
Zusammensetzung kann ohne weiteres durch Verwendung der bekannten Redox-Katalysatoren, wie Kaliumpersulfat,
Natriumbisulfit u. dgl., durch Lösungs-, Emulsions- oder Suspensionspolymerisationen erhalten
werden.
Hinsichtlich der Art der Polymerisation sind alle 4o. absatzweisen, halbkontinuierhchen und kontinuierlichen
Verfahren anwendbar. Zum Erhalt von überlegenen Fasern mit gleichförmigen Zusammensetzungen
und Polymerisationsgraden sind kontinuierliche Emulsionspolymerisations-Verfahren mit guter
45. Durchmischung vorzuziehen, bei welchen die Monomeren, Wasser, Emulgatoren und Katalysatoren
u.dgl. kontinuierlich dem Inneren eines Polymcnsationsgefäßes
zugeführt werden und die erhaltenen Polymere als Latex kontinuierlich herausgenommen
werden.
Di>: Herstellung der Polymeren kann nach den
herkömmlichen Verfahren durchgeführt werden. So kann z. B. ein Gemisch aus 100 Gewichtsteilen der
Monomeren, 400 bis 500 Gewichtsteilen Wasser, 1.0
bis 2λι Gewichtsteilcn eines Emulators, 0,2 bis 1,0 Gewichtstcilen
Kahumpersulfat und 0,2 bis 4,0 Gewichtsteilen Natnumbisulfit kontinuierlich in ein PoIymensationsgefäß
eingebracht werden, worin bei einer Verweilzeit von 3 bis 15 Stunden die Polymerisation
bei e;ner Temperatur von 10 bis 30°C erfolgt Das
erhaltene Polymere in Latex-Form wird kontinuierlich herausgenommen, ausgesalzt, mit Wasser gewaschen
und getrocknet, wodurch das Polymere erhalten wird.
Bei der Herstellung der Fasern aus dem Mischpolymerisat
kann Dimethylformamid oder konzentrierte Salpetersäure verwendet werden. Dimethylformamid
ist aber deswegen nachteilig, weil es teuer.
4320
nicht ohne weiteres verfügbar ist und weil es durch seine Zersetzung während des Prozesses die Polymere
verfärben kann. Schließlich ist auch seine Entfernung auf Grund des hohen Siedepunktes nicht
einfach. Deswegen werden die Fasern unter Verwendung von konzentrierter Salpetersäure als Lösungsmittel
hergestellt.
Somit kann ein Mischpolymerisat aus 50 Gewichtsprozent oder mehr AN, 25 Gewichtsprozent oder
mehr VdCl, 0,1 bis 3 Gewichtsprozent CVP, das nach einem der oben beschriebenen Verfahren erhalten
worden ist, in einer konzentrierten, wäßrigen Salpetersäure mit einer Temperatur von 00C oder
weniger zu einer transparenten, farblosen Spinnlösung mit einer Viskosität von etwa 800 bis
1000 Poises bei O0C aufgelöst werden. Diese Lösung wird in ein Koagulierungsbad aus Salpetersäure mit
ungefähr der halben Salpetersäurekonzentration versponnen.
Die erhaltenen Fäden werden mit Wasser gewaschen, in einem siedenden Wasserbad von 1000C,
in Wasserdampf von Atmosphärendruck oder in Hochdruck-Wasserdampf verstreckt und bei Temperaturen
von mehr als 900C getrocknet, wodurch transparente, glänzende Fasern erhalten werden.
Die Minimalkonzentrationen der Salpetersäure, die zur Auflösung der AN — VdCl — CVP-Mischpolymerisate
gemäß der Erfindung fähig sind, sind in Tabelle 5 zusammengestellt.
| 5 | (Gewichtsprozent) | CVP | anderes oder | Minimal- | |
| andere | - konzen tration der |
||||
| Zusammensetzung des Mischpolymerisats | VdCl | 3,0 | Monomerc(s) | Salpetersäure | |
| 2,8 | 3,5 | zur Auf lösung des |
|||
| Tabelle | 25 | 2,5 | 3,0 | Mischpoly | |
| 28 | 3,0 | 1.5 | merisats*) | ||
| AN | 32 | 2,8 | 5.0 | (%) | |
| 34 | 3,5 | 65 | |||
| 68,5 | 36 | 67 | |||
| 66,2 | 70 | ||||
| 64,0 | 71 | ||||
| 58,0 | 73 | ||||
| 57,8 | |||||
*) Vergleiche Tabelle 1.
Es ist somit möglich, die Konzentration der Salpetersäure nach der Zusammensetzung des Polymerisats
(hauptsächlich nach dem VdCl-Gehalt) auszuwählen. Es ist jedoch zu bevorzugen, eine möglichst
niedrige Salpetersäurekonzentration im Bereich von 65 bis 90%, vorzugsweise 70 bis 85%, je nach der
Löslichkeit des jeweiligen Polymeren zu verwenden. Im allgemeinen ist die Verwendung einer Salpetersäure
mit einer Konzentration von mehr als 90% nicht zweckmäßig, da zusätzlich zu den Materialproblemen
der Herstellungsvorrichtung die Lösungsmittelkosten auf Grund der hohen Kosten für die
konzentrierte Salpetersäure zu hoch werden. Diese hohen Kosten sind darauf zurückzuführen, daß die
Salpetersäurekonzentration im azeotropen Gemisch mit Wasser nur im Bereich von 66,3 bis 66,5% liegt
und daß sie somit erhöht werden muß. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß, je höher die Salpetersäurekonzentration
ist, desto schwieriger die salpetrige Säure entfernt werden kann.
Außerdem ist die Verwendung einer höher konzentrierten Salpetersäure auch deswegen nicht zweckmäßig,
weil die Polymere hierdurch abgebaut werden können und weil relativ breite Schwankungen der
Eigenschaften der Produkte erhalten werden können. Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert.
In einen 10-1-Dreihalskolben wurde ein Monomergemisch
aus AN —VdCl — CVP mit der in Tabelle 6 angegebenen Zusammensetzung und Wasser
eingebracht. Es wurden solche Bedingungen eingestellt, daß das Wasser-Monomer-Verhältnis 1:5 und
der Anteil des Natriumlaurylsulfats 1,0 Gewichtsprozent betrug. Als Katalysator wurde Kaliumpersulfat
(KPS) und Natriumbisulfit (NaBS) verwendet, Der pH-Wert war 2.5. die Temperatur 25° C. Die mittlere
Verweilzeit betrug 4 Stunden. Der Polymer-Latex wurde von der anderen Seite des Kolbens entnommen.
Nach dem Aussalzen mit Calciumchloric wurde das erhaltene Polymere filtriert, entwässert
mit Wasser gewaschen und getrocknet. Auf dies« Weise wurden die in Tabelle 6 gezeigten Polymen
erhalten.
Mischpoly
merisat
merisat
Zusammensetzung des
eingebrachten
Monomergemisches (%)
Monomergemisches (%)
AN
61
66
66
71
VdCl
35
30
25
CVP
4
4
4
Katalysatormenge
im Verhältnis zu dem
Monomeren (%)
KPS
0,75
0,75
0,75
0,75
0,75
NaBS
1.65 2,10 3,20 Zusammensetzung des
Mischpolymerisats
Mischpolymerisats
(Gewichispro7cnt)
AN VdCl CVP
AN VdCl CVP
61,8 66,1 70,7 35,2
30,9
26,5
30,9
26,5
| Polymeri | DM*) |
| sations- | |
| grad | 1327 |
| 74.2 | 1585 |
| 52,0 | 1669 |
| 59,8 | |
1 DM = Ijn,, ■ 1000 = V±L ■ 1000 = -^1- 1000. Lösungsmittel: Dimethylformamid.
3,0
3,0
2,8
*·) Vergleiche Tabelle 1.
Minimalkonzen
tration der Salpetersäure zur Auflösung des Mischpolymeri sats**)
tration der Salpetersäure zur Auflösung des Mischpolymeri sats**)
74
69
67
C C
Das erhaltene Polymerisat wurde in konzentrier- düse mit 50 öffnungen mit einem Durchmesser ve
ter Salpetersäure aufgelöst, wodurch eine Spinnlösung erhalten wurde. Diese wurde aus einer Spinn0,12
mm in ein Fällungsbad aus verdünnter Salpete säure versponnen. Die erhaltenen ausgefällten Fädi
3 L υ
wurden mit Wasser gewaschen und mit Wasserdampf von 1000C um das Siebenfache verstreckt. Nach dem
ölen wurden sie unter Spannung in einem Heißluftzylinder mit einer Länge von 3 m bei 1200C getrocknet
und auf einem Do; η mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von 35 m/min aufgewickelt Auf diese
Weise wurden transparente Endlosfäden erhalten. Die einzelnen Spinnbedingungen sind in Tabelle 7
angegeben. Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Fäden sind in den Tabellen 8 und 9 sowie
in den F i g. 3 und 4 gezeigt.
Die F i g. 3 stellt ein Diagramm dar, worin die prozentuale Schrumpfung der AN—VdCl — CVP-Fasern
gegen die Wasserdampffixierungstemperaturen aufgetragen sind.
Im Diagramm der F i g. 4 sind die Einiärbbarkeiten
(prozentuale Erschöpfung) der AN-VdCl-CVP-Fasern gegen die Einlärbungszeiten aufgetragen.
Bei den einzelnen Versuchen wurde bei folgenden Einfärbungsbedingungen gearbeitet:
Unbehandelte Fasern
Farbstoff Cl Basic Green
Nr. 3 (CI) 15%
Anionisches Netzmittel 2%
Nichtionogenes Netzmittel 1 %
Flüssigkeitsverhältnis 1:40
Temperatur 1000C
Mischpolymerisat
Nr.
Salpetersäurekonzentration
der Spinnlösung
Zugegebene Menge des Mischpolymerisats*)
Viskosität der Spinnlösung
bei 00C
Salpetersäurekonzentration des Fällungsbades
A-I
A-2
A-3
*) g/100 cm3 Salpetersäure.
80%
75%
73%
75%
73%
1000 Poise
900 Poise
960 Poise
900 Poise
960 Poise
41% 37% 35%
|
Garnzahl
(den) |
Trocken
festigkeil |
Tabelle 8 | Naßfestigkeil | Naßdehnung |
Schlingen-
festigkeit |
Schiingen
dehnung |
|
|
Mischpoly
merisat Nr. |
6,1 5,9 5,8 |
3,46 g/d 4,09 g/d 4,15 g/d |
Trocken
dehnung |
3,43 g/d 4,07 g/d 4,12 g/d |
14,1% 12,6% 13,2% |
0,57 g/d 0,80 g/d 0,92 g/d |
6,14% 7,27% 7,40% |
| A-I A-2 A-3 |
12,2% 13,7% 12,7% |
||||||
Tabelle 9 Flammfestigkeitseigenschaften
|
Mischpolymerisat
Nr. |
In den Cl-Gehalt |
Copolymeri säten
P-Gehalt |
Kontaktzeit
mit der Flamme (Sek.) |
Brennzeit
(Sek.) |
Anzahl der Kontakte
mit der Flamme |
| A-I A-2 A-3 |
26,7% 23,5% 20,3% |
0,40% 0,40% 0,37% |
12,2 7,1 6,0 |
1,0 2,6 9,0 |
17 14 10 |
Aus den vorstehenden Werten wird ersichtlich, daß die Fasern mit den Zusammensetzungen A-I,
A-2 und A-3 hinsichtlich der Flammfestigkeitseigenschaften überlegen sind. Dagegen wird aus F i g. 4
ersichtlich, daß ihre Einfärbbarkeit etwas schlechter ist.
Monomergemische aus AN, VdCl, CVP, Methylacrylat (MA) und Natriummethallylsulfonat mit den
in der Tabelle 10 angegebenen Zusammensetzungen wurden bei folgenden Bedingungen copolymerisiert:
Monomer-zu-Wasser-Verhältnis 1:5, Emulgatorgehalt
(Natriumlaurylsulfat) 1,2%, bezogen auf die Monomeren, Katalysator, KPS — NaBS, pH 2,5,
Temperatur 25° C, durchschnittliche Verweilzeit 6 Stunden.
Zuerst wurde eine 0,4%ige wäßrige Lösung von Natriumlaurylsulfat mit einer Geschwindigkeit von
7,0 g/min und die Monomeren mit einer Geschwindigkeit von 5,6 g/min kontinuierlich in einen 1-1-Kolben
eingespeist, wobei das Gemisch heftig gerührt wurde, um die Monomeren zu emulgieren. Sodann
wurde die erhaltene Monomeremulsion, eine 0,52%ige wäßrige Lösung von KPS, eine l,6%ige wäßrige
Lösung von NaBS und eine 0,128%ige wäßrige Lösung von Schwefelsäure kontinuierlich in einer
10-1-Kolben jeweils mit einer Geschwindigkeit vor
7,0 g/min eingespeist. Die Polymerisation wurd< durchgeführt. Während dieses Zeitraums wurde eir
Polymer-Latex von der anderen Seite abgenommer und ausgesalzt. Nach der Filtration, Entwässerung
dem Waschen mit Wasser und dem Trocknen wurdci Polymere mit den in Tabelle 10 angegebenen Eigen
schäften erhalten.
| Zusammensetzung des zugegebenen | Monomergemisches (%) | CVP | MA | Analysenwerte < | VdCI | CVP | Polymeri | UM J | Minimale | |
| Misch | 5,0 | 2,0 | 34,0 | 3,0 | sationsgrad | Konzen | ||||
| poly | 4,0 | 2,0 | 32,4 | 2,5 | tration zur | |||||
| merisat Mr |
VdCl | 4,0 | 3,0 | 26,0 | 3,8 | des Misch | ||||
| INI. | AN | 28,0 | Mischpolymerisats (%) | (%) | 1320 | polymeri | ||||
| 65,0 | 28,0 | 74,5 | 1260 | sats**) | ||||||
| 65,7 | 26,0 | 83,0 | 1100 | <%) | ||||||
| A-4 ... | 66,7 | AN | 82,0 | 73 | ||||||
| A-5 ... | 59,0 | 70 | ||||||||
| A-6 ... | 63,0 | 67 | ||||||||
| 65,8 | ||||||||||
*) Vergleiche Tabelle 6.
·♦) Vergleiche Tabelle 1.
Bei allen Versuchen wurden 0,65% KPS und 2,0% NaBS, bezogen auf die Monomeren, als Polymerisationskatalysatoren
verwendet. Natriummethallylsulfonat wurde beim Versuch A-4 nicht verwendet,
doch bei den Versuchen A-5 und A-6 in Mengen von 0,3%, bezogen auf die Monomeren.
Bei den Versuchen A-4 und A-5 wurden drei Zügelräder
aus rostfreiem Stahl mit einer Umdrehungs-
geschwindigkeit von 600 UpM verwendet. Beim Versuch A-6 wurde ein TK-Homogenmiscber mil
3000 UpM verwendet.
Die erhaltenen Mischpolymerisate wurden gemäO
Beispiel 1 versponnen. Es wurden transparente Fasern mit überlegenen Glanzeigenschaften erhalten
In Tabelle 11 sind die Spinnbedingungen der einzelnen
Versuche zusammengestellt.
| Misch poly merisat Nr. |
Salpeter
säurekonzen tration fm die Spinn lösung |
Zugegebene
Menge des Mischpoly merisats*) |
Viskosität der Spinn lösung bei <)r C (Poise) |
Salpeter säurekonzen tratton des Fällungs bades |
| A^ A-5 A-6 |
80% 75% 72% |
24,0 25,0 26,5 |
980 780 830 |
40% 37% 35% |
*) Vergleiche Tabelle 7.
Die Eigenschaften der erhaltenen Fasern sind in Tabelle 12 sowie in den Fig. 5 und 6 zusammengestellt.
Im Diagramm der F i g. 5 ist die prozentuale Schrumpfung der AN -VdCl — CVP — MA-Fasern
gegen die Temperatur der Wasserdampffixierung aufgetragen. Die F i g. 6 stellt ein Diagramm dar, in
welchem die Einfärbbarkeiten (prozentuale Erschöpfung) von AN—VdCl-CVP-MA-Fasern gegen
die Einfärbungszeiten aufgetragen sind.
Bei den einzelnen Versuchen wurde bei folgenden Einfärbungsbedingungen gearbeitet:
Fixierung der Fasern bei 110° C
Farbstoff Cl Basic Green
Nr. 3(CI) 15%
Anionisches Netzmittel 2%
Nichtionogenes Netzmittel 1 %
Flüssigkeitsverhältnis 1:40
Temperatur 100°C
Tabelle 12
Flammfestigkeitseigenschaften
Flammfestigkeitseigenschaften
| Mischpolymerisat Nr. |
Cl-Gehall | P-Gchall | Konlaklzeil mit der Flamme (Sek.) |
Brennzeit (Sek.) |
Anzahl der Kontakte
mit der Flamme |
| A-4 A-5 A-6 |
25,7% 24,5% 20,2% |
0,40% 0,33% 0,51% |
13,0 10,0 5,1 |
1,0 2,7 6,0 |
15 13 9 |
409537/34;
Aus den vorstehenden Weiten wird ersichtlich, daß Fasern mit den Zusammensetzungen A-4 und A-5
Flammfestigkeitseigenschaften und zur gleichen Zeit andere Eigenschaften haben, die denjenigen der PoIyacrylnitril-Fasern
nicht unterlegen sind. Jedoch zeigte die Probe A-6 beim Trocknen eine erkennbare Anhaftung.
10
Monomergemische aus AN, VdCl, CVP, MA und Natriumallylsulfonat mit den in der Tabelle 13 angegebenen
Zusammensetzungen wurden bei folgenden Bedingungen copolymerisiert: Monomer-zu-Wasser-Verhältnis
1:4, Konzentration des Redox-Katalysators: Natriumhydroxylaminomonosulfonat 3,0%
— Ammoniumbisulfit 4,0%, Konzentration des
Suspensionsstabüisators: Polyvinylalkohol 0,2%, Schwefelsäurekonzentration 0,16%. Die einzelnen
Prozentgehalte sind auf das Gewicht der Monomeren bezogen pH-Wert 2,5, Polymerisationstemperatur
300C durchschnittliche Verweilzeit 10 Stunden.
Zunächst wurde eine 0,2%ige wäßrige Lösung des Polyvinylalkohole und der Monomeren jeweils mit
einer Geschwindigkeit von 3,3 g/min kontinuierlich in einen 1-1-Kolben eingerührt, wobei das Gemisch
heftig durchbewegt wurde, um eine wirksame Suspendierung des Monomeren zu bewirken. Die resultierende
Monomer-Suspension und die einzelnen wäßrigen Lösungen des Natriumhydiroxylaminomonosulfonats,
Ammoniumbisulfits und der Schwefelsäure wurden kontinuierlich in einen 10-1-Kolben eingebracht,
und die Polymerisation wurde durchgerührt, wobei zur gleichen Zeit von der anderen Seite des
Kolbens eine Polymeraufschlämmung abgenommen wurde. Nach Filtration der Aufschlämmung wurden
die erhaltenen Polymerisate mit Wasser gewaschen. entwässert und getrocknet. Auf diese Weise wurden
Polymerisate mit den in Tabelle 13 angegebenen Eigenschaften erhalten.
| Zusammensetzung des zugegebenen | Monomergemisches*) | CVP | MA | Tabelle 1 | 3 |
Vinyliden
chlorid |
CVP | Polymeri- | DM*·) | Minimali | |
| 5 | 2,5 | 26,7 | salionsgrad | Konzen | |||||||
| VdCI | 5 | 2,5 | 29,3 | tration ZU | |||||||
| Misch | AN | 25 | (%) | Auflösung | |||||||
| poly | 67,5 | 28 | Analysenwerte des | 3,0 | 78 | 1120 | des Misch polymeric |
||||
| merisat Nr. |
64,0 | Mischpolymerisats | 2,9 | 76 | 1200 | Salpeter | |||||
| säure**4) (%) |
|||||||||||
| Acrylnitril | 6? | ||||||||||
| A-7 ... | 66,5 | 71 | |||||||||
| A-8 ... | 61,7 | ||||||||||
*) Zusatz von 0,5% Nstriunsmethallvlsulfonat.
**) Vergleiche Tabelle 6.
*·*) Vergleiche Tabelle 1.
Die erhaltenen Polymerisate wurden wie im Beispiel 1 versponnen. Auf diese Weise wurden transparente
Fasern mit überlegenen Glanzeigenschaften erhalten.
Die einzelnen Spinnbedingungen sind in Tabelle 14 zusammengestellt.
Die Fasern mit den Zusammensetzungen A-7 und A-8 hallten überlegene Flammfestigkeitseigenschafien
wie im Beispiel 2. Hinsichtlich ihrer anderen Eigenschaften waren sie den Polyacrylnitril-Fasern nicht
unterlegen.
45
|
Misch
poly merisat Nr. |
Salpeler-
säurekonzcn- tration der Spinnlösung |
Zugegebene
Menge des Mischpoly merisats*) |
Viskosität
der Spinn lösung (Poise) |
Salpeter
säurekonzen tration des Fällungs bades |
| A-7 A-8 |
70% 75% |
31g 29 g |
940 830 |
38% 39% |
Die Flammfestigkeitseigenschaften der erhaltenen Fasern sind in Tabelle 15 zusammengestellt.
| Misch | Cl-Gehalt | P-Gehalt | Kontakt | Brennzeit | Anzahl der |
| poly merisat |
zeit mit
der |
Kontakte
mit der |
|||
| Nr. | Flamme | (Sek.) | Flamme | ||
| 20,4% | 0,40% | (Sek.) | 7,3 | ||
| A-7 | 22,3% | 0,39% | 4,8 | 3,4 | 8 |
| A-8 | 7,0 | 11 | |||
Monomergemische aus AN, VdCl, CVP, Acrylamid (AA) und Natriummethallylsulfonat mit den
in Tabelle 14 angegebenen Zusammensetzungen wurden bei den folgenden Bedingungen copolymerisiert:
Monomer-zu-Wasser-Verhältnis 1:4, Konzentration
des Redox-Polymerisationskatalysators: Natriumhydroxylaminomonosulfonat
3,0% — Ammoniumbisulfit 4,0%, Konzentration des Suspensionsstabüisators (Polyvinylalkohol) 0,2%, Konzentration der
Schwefelsäure 0,16%. Die einzelnen Angaben sind auf das Gewicht der Monomeren bezogen.
pH-Wert 2,5, Polymerisationstemperatur 30° C, durchschnittliche Verweilzeit 8 Stunden.
Zunächst wurde eine wäßrige Lösung des PoIyvinylalkohol» und der Monomeren kontinuierlich in einen 500-ml-Kolben eingebracht, wobei zum Erhalt einer Suspension heftig gerührt wurde.
Zunächst wurde eine wäßrige Lösung des PoIyvinylalkohol» und der Monomeren kontinuierlich in einen 500-ml-Kolben eingebracht, wobei zum Erhalt einer Suspension heftig gerührt wurde.
Die erhaltene Suspension der Monomeren und die wäßrigen Lösungen von Natriumhydroxylarninomonosulfonat,
Ammoniumbisulfit und Schwefelsäure wurden kontinuierlich in einen 10-1-Kolben durch
einen Einlaß zugeführt, um die Polymerisation vorzunehmen. Aus einem Auslaß wurde eine Polymer-
aufschlämmung abgenommen, welche filtriert, mit Wasser gewaschen, entwässert und getrocknet wurde.
Auf diese Weise wurden die in Tabelle 14 angegebenen Polymerisate erhalten.
Diese Polymerisate wurden in gereinigter 75%iger Salpetersäure aufgelöst, welche auf 00C abgekühlt
werden war. Die erhaltene Spinnlösung wurde aus einem Spinnkopf in ein Fällbad aus 35%iger Salpetersäure,
das auf 0°C gehalten wurde, versponnen. Die erhaltenen Fasern wurden mit Wasser gewaschen,
in heißem Wasser von 90° C verstreckt und getrocknet. Hierauf wurden die Fasern 10 Minuten in gesättigtem
Wasserdampf von 1200C fixiert. Die auf diese
Weise erhaltenen Fasern zeigten überlegene Eigenschaften hinsichtlich ά-τ Einfärbbarkeit, der Transparenz
und der Flamrnfestigkeit (Selbstauslöschung).
| Tabelle |
Mischpoly
merisat Nr. |
AN | VdCl | CVP | AA | 16 | Nalrium- methallyl sulfonai |
| A-9 A-10 .... |
62,0 59,5 |
30,5 33,0 |
2,5 2,0 |
4,5 5,0 |
0,5 I 0,5 |
Kontaktzeil mit
der h lamme
der h lamme
(Sek.)
4,9
6,7
6,7
Brennzeil
(Sek.)
(Sek.)
2,0
4,9
4,9
Anzahl der
Kontakte mit
der Flamme
Kontakte mit
der Flamme
14
12
12
Hierzu 2 Blatt 51eichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:2 3L Modacryl-Fasem aus einem Mischpolymerisat von Acrylnitril, einer weiteren äthylenisch ungesättigten Komponente und Bis-(2-chlor-äthyl)-vinylphosphonat, die übliche Zusätze enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Mischpolymerisat aus 50 Gewichtsprozent oder mehr Acrylnitril, 25 Gewichtsprozent oder mehr Vinylidenchlorid, 0,1 bis 3 Gewichtsprozent Bis-(2-chloräthyl)-vinylphosphonat der Formel
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