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Schlichte für vollsynthetische Fasern Es ist bekannt, natürliche oder
künstliche Fasern mit Kunstharzlösungen zu schlichten. Für vollsynthetische Fasern
haben sich saure Kunstharzschlichten auf Basis der Polyacrylsäure als vorteilhaft
erwiesen.
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Es wurde nun gefunden, daß der Schlichteffekt der Polyacrylsäure eine
bemerkenswerte Steigerung erfährt, wenn in, das Makromolekül die Sulfogruppe in
einer bestimmten Mindestmenge eingebaut wird. Als völlig unerwartet muß die Beobachtung
bezeichnet werden, daß auch die Methacrylsäure mit einem solchen Gehalt an Sulfogruppen
wasserlöslich wird und in der Schlichtwirkung alle bisher bekannten Kunstharzschlichtemittel
für vollsynthetische Fasern übertrifft. - Die an eine Schlichte zu stellenden Anforderungen
sind: Der gute Fadenschluß bei endlosen Fäden bzw. das Ankleben der abstehenden
Härchen bei versponnenen Fasern; die Möglichkeit, den Schlichtefilm vom gewebten
oder gewirkten Textilgut mühelos, vollständig und ohne Schädigung der Faser entfernen.zu
können.
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Zum Schlichten im Strang, auf Spulen oder im Spinnkuchen eignen sich
die erfindungsgemäßen Schlichtemittel wegen ihrer niedrigen Viscosität und dem dadurch
bedingten guten Durchdringungsvermögen, gegebenenfalls nach Zusatz eines Glättemittels,
in ausgezeichnetem Maß. Als Glättemittel sind z. B. Fettalkoholschwefelsäureester
und Fettsäurekondensationsprodukte oder Äthoxylierungsprodukte, wie sie bereits
im technischen Maßstabe gebraucht werden, zu verwenden.
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Der Einbau der Sulfogruppen in das Makromolekül bewirkt, besonders
deutlich bei der Methacrylsäure, einmal eine Verbesserung bzw. Erzielung
guter
Wasserlöslichkeit und zum anderen ein festes Haften der Schlichte auf der vollsynthetischen
Faser. Als Erklärung für diesen meßbaren Effekt kann eine nebenvalenzartige Bindung
zwischen der sauren Gruppe und dem Makromolekül der Faser aufgenommen werden.
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Außer den Polymerisaten der genannten Säuren haben sich auch deren
Mischpolymerisate untereinander oder unter Mitverwendung von polymerisierbaren Verbindungen,
z. B. der Ester der Acryl-oder Methacrylsäure, des Styrols, des Acrylnitrils, der
Vinylester usw. bewährt. Der Anteil der genannten Mischpolymerisatkomponenten darf
dabei nur ein so großer sein, daß die Wasserlöslichkeit des Mischpolymerisates erhalten
bleibt.
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Zu Polymerisaten bzw. Mischpolymerisaten der erfindungsgemäßen Art
kommt man derart, daß die Polvmerisation der Monomeren bzw. des Monomerengemisches
in wäßriger Lösung und in Gegenwart verhältnismäßig großer Mengen von Persulfaten
abläuft. Es wurde gefunden, daß solche Produkte die eingangs geschilderten, an eine
Schlichte zu stellenden Anforderungen besonders gut erfüllen, die mindestens eine
in das Polymerisat eingebauten Schwefelanteil, berechnet als S 03 H von o,5 % enthalten.
Die Ermittlung dieses im Polymerisat gebundenen Schwefelanteils geschieht in an
sich bekannter Weise derart, daß die wäßrige Lösung dialysiert und der Schwefelgehalt
in der Trocken-Substanz des Dialysats bestimmt wird. Um zu Polymerisaten, die diesen
Schwefelgehalt haben, zu gelangen, muß mit Persulfatmengen von mindestens 1,5 0%,
bezogen auf das Monomere, .gearbeitet werden. Die Katalysatormenge kann natürlich
je nach der gewünschten Molekülgröße auch gesteigert werden. Die relativ hohen Beschleunigungsmengen
machen, um einen spontanen und technisch nicht zu meisternden Ablauf der Reaktion
zu verhindern, eine besondere Arbeitsweise erforderlich, und zwar derart, daß Monomeres
und Beschleuniger. gleichzeitig und in solcher Menge zur Reaktion gebracht werden,
daß sich beide Reaktionspartner unverzüglich und vollständig umsetzen. Es darf also
weder zu einer Anreicherung von Monomerem noch von Beschleuniger im Reaktionsgefäß
kommen. Diese Forderung wird praktisch so erfüllt, daß Monomores und die wäßrige
Lösung des Beschleunigers gleichzeitig, gleichmäßig und mit einer solchen Geschwindigkeit
in das erhitzte Reaktionsgefäß eingetragen werden, daß die erforderliche Reaktionstemperatur
eingehalten wird. Die aufgewendete Menge des Beschleunigers richtet sich dabei nach
dem gewünschten Polymerisationsgrad der herzustellenden Produkte.
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Es wurde weiterhin gefunden, daß sich die beschriebene Arbeitsweise
auch dann durchführen läßt, wenn die Polymerisation in Gegenwart von Persulfat als
Oxydationsmittel und eines Reduktionsmittels vorgenommen, d. h. wenn mit einem Redoxsystem
gearbeitet wird. In diesem Falle wird sinngemäß, wie oben beschrieben, .verfahren,
i d. h. in das Reaktionsgefäß werden gleichzeitig neben Monomerem etwa entsprechende
Mengen an Persulfat und Reduktionsmitteln, z. B. in Form ihrer wäßrigen Lösungen,
eingetragen. Als Reduktionsmittel in solchen Systemen kommen z. B. Sulfite und Sulfoxylate
in Frage.
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Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung von Persulfat als Beschleuniger
jeweils die Hälfte des mit dem Persulfat eingebrachten Schwefels - in Form der Sulfogruppe
in das Makromolekül eingebaut wird und die andere Hälfte als Bisulfat in Lösung
geht.
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Es verdient hervorgehoben zu werden, daß deutliche Unterschiede bei
der Anwendung verschiedener Persulfate festgestellt wurden, wobei sich Kaliumpersulfat
gegenüber Ammoniumpersulfat als überlegen erwies.
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Außerdem ist es möglich, die Polymerisation in Anwesenheit von geeigneten
Reglern, wie z. B. Thioglykolsäure oder Äthylmerkaptan, auszuführen. Diese können
z. B. in Mengen von o,o5 bis i %, berechnet auf das Monomere, angewandt werden.
Die Polymerisation verläuft bei erhöhter Temperatur, zweckmäßig bei 6o bis 9o°.
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Nach Maßgabe der angewendeten Beschleunigermenge erhält man Lösungspolymerisate
verschiedener Viscositätsgrade, die zwischen dem des Glycerins und dem eines steifen
Sirups liegen. Die Polymerisatlösungen lassen sich beliebig mit kaltem und heißem
Wasser verdünnen.
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Die wäßrigen Polymerisate können als solche verwendet werden; man
kann aber auch, z. B. durch Eindampfen oder Versprühen das Polyme-risat pulverförmig
abscheiden und zum Gebrauch zur gewünschten Konzentration wieder lösen. Beispiel
i In ein Gefäß, das mit einem Rührer, einem Rückflußkühler, zwei Zulaufvorrichtungen
und einem Thermometer versehen ist, werden 55o cms Wasser gefüllt. Das Wasser wird
auf etwa 8o bis 85° erhitzt; bei dieser Temperatur läßt man gleichzeitig unter Rühren
aus den Zutropfgefäßen 300 g Methacrylsäure und eine Lösung von 9 g Kaliumpersulfat
in i5o em3 Wasser im Verlauf von 31/z Stunden einlaufen. Die Methacrylsäure polymerisiert
augenblicklich und man erhält schließlich, ohne daß eine wesentliche Temperaturerhöhung
eintritt, ein klares sirupöses Lösungspolymerisat von 30% Trockengehalt. Die Polymerisatlösung,
die einen pH-Wert von 2,5 bis 3 hat, ist mit kaltem oder heißem Wasser beliebig
verdünnbar. Die dialysierte Trockensubstanz hat einen Gehalt von i, 111/9 S 03 H-Gruppen.
Die auf io% Trockengehalt eingestellte Lösung hat eine Auslaufzeit aus dem Din-Becher
von i i bis i2 Sekunden. Das Produkt ist eine vorzügliche Schlichte für vollsynthetische
Fasern. Beispiel 2 Man verfährt, wie im Beispiel i angegeben, verwendet jedoch statt
9 g Kaliumpersulfat 18 g. Man erhält ein klares Lösungspolymenisat von niedrigerem
Polymerisafiionsgrad als im Beispiel. i, dessen
dialysierte Trockensubstanz
einen S 03 H-Gruppengehalt von 2 % besitzt.
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Beispiel 3 Unter den im Beispiel i angegebenen Bedingungen -polymerisiert
man eine Mischung aus 5o0/0 Methacrylsäure und 5o0/0 Acrylsäure. Das erhaltene Lösungspolymerisat
von 30% Trockengehalt ist klar und sirupös. Die auf io%a Trockengehalt verdünnte
Lösung hat eine Auslaufzeit aus dem Din-Becher von 12 Sekunden. Beispiel q.
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Eine Mischung aus 700/a Methwcrylsäure und 3o0/0 Acrylnitril wird
unter den Bedingungen des Beispiels i polymerisiert. Man erhält ein klares, sirupöses,
gelblichgefärbtes Lösungäpolymerisat mit 300/0 Trockengehalt, dessen pH-Wert q:
ist. Die auf io% Trockengehalt eingestellte Lösung hat eine Auslaufzeit von i i
Sekunden aus dem Din-Becher. Beispiel Unter :den im Beispiel i angegebenen Bedingungen
polymerisiert man Acrylsäure; man erhält ein 30%iges klares Lösungspolymerisat von
pH = 1,5. Die auf io% Trockengehalt verdünnte Lösung hat eine Auslaufzeit aus dem
Din-Becher von i0,8 Sekunden.
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Die nach den Beispielen 2 bis 5 hergestellten Lösungen können mit
Vorteil als. Schlichten für vollsynthetisches Fasermaterial verwendet Werden.