DE955540C

DE955540C - Verfahren zum Nassspinen von Polyacrylnitril

Info

Publication number: DE955540C
Application number: DEC6758A
Authority: DE
Inventors: Dr Helmut Gehrke; Dr Herbert Rein
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1952-12-04
Filing date: 1952-12-04
Publication date: 1957-01-03

Description

Verfahren zum Naßspinnen von Polyacrylnitril Es ist bekannt, Polyacrylnitrillösungen in heiße Fällbäder aus Glycerin oder Chlorcalcium -h Wasserschmelzen zu verspinnen. Jedoch ist das erste Verfahren durch den hohen Glycerinverlustinfolge Mitnahme am fertiggebildeten Faden und das zweite Verfahren durch die schwierige Wiedergewinnung des Lösungsmittels aus der Chlorcalcium Wasserschmelze belastet; beide stellen somit noch keine technisch vollbefriedigende Lösung des Problems dar. Es ist außerdem bekannt, zum Beispiel Polyvinylchlorid aus Acetonlösungen in Fällbäder aus Wasser -I- Aceton zu verspinnen. -Beim Verspinnen von Polyacrylnitrillösungen oder Lösungen von Mischpolymerisaten mit überwiegendem Anteil an Acrylnitril, z. B. solcher in Dimethylformamid, zeigte es sich, daß die Mischungen; von Dimethylformamid + Wasser als Fällbäder nicht zu befriedigenden Ergebnissen führen. Denn diese Fällbäder ergeben in allen Mischungsverhältnissen sehr harte und inhomogene Fällungen, die nach dem Verstrecke keine ausreichenden Festigkeitseigenschaften, Dehnungswerte und Biegefestigkeiten zeigen. Diese Nachteile treten auch noch auf, wenn bei höherer Temperatur gefällt wird. Diese harten und inhomogenen Ausfällungen sind vermutlich durch die starken Bindungen der Lösungsmittelmoleküle am Wasser und auch durch Eigenassoziation an den Lösungsmittelmolekülen im Fällbadgemisch bedingt.
Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, in Dimethylformamid(a) -I- Wasser(b) -Mischungen nach den üblichen Naßspinnmethoden unter Vermeidung der genannten Nachteile auch bei Zimmertemperatur zu spinnen, wenn man dem Dimethylformamid(a) -f- Wasser(b) -Fällbad Substanzen, die zur Wasserstoffbrückenbildung befähigt sind, zusetzt. Durch diese Zusatzkomponenten wird das Fällbad so weich eingestellt, daß eine langsame, dichte und vollhomogene Fällung erfolgt, die nach dem Verstrecken zu befriedigenden Festigkeitsergebnissen führt.
Als Zusatzkomponente (c) sind insbesondere Säureamide (wie Formamid und Acetamid) und über ioo° siedende Alkohole und Polyalkohole (wie Glykol, Polyglykol) und ähnliche Verbindungen geeignet.
Es wurde weiterhin gefunden, daß man durch entsprechenden Badaufbau die bei der Badaufarbeitung, z. B. durch Destillation, anfallende Zusatzkomponente, wie Glykol, als Aufheiz- und Streckbad verwenden kann. Hierdurch lassen sich dann alle Komponenten des Fällbades durch Kreislaufführung wieder verwendete und das Verfahren wird vollkontinuierlich.
Die Zeichnung erläutert dieses Verfahren: Von der Aufarbeitungsstelle der verbrauchten Fällbäder (»Destillation« in der Zeichnung) wird die Zusatzkomponente (c) zum Streckbad geführt. Das an der Aufarbeitungsstelle zurückgewonnene Wasser (b) wird in die dem Streckbad nachgeschalteten Waschbäder, zweckmäßig im Gegenstrom, eingeführt, dort zum- Auswaschen der Streckbadreste auf dem gebildeten Faden verwandt, danach mit der Streckbadflüssigkeit vereinigt und, dem Fällbad zugeführt. Das mit Dimethylformamid oder anderen Lösungsmitteln angereicherte Fällbad wird der Aufarbeitungsstelle kontinuierlich zugeführt. Das hier wiedergewonnene Dimethylforrnamid wird von da der Lösevorrichtung im Kreislauf wieder zugeleitet.
Diese Veränderung des Fällbades durch die Zusatzkomponenten (c) macht es möglich, jede gewünschte Härte der Ausfällung einzustellen und bei Zimmertemperatur oder bei einer gewünschten anderen Temperatur zu spinnen, gleichzeitig aber die wirtschaftlich günstige Kombination Lösungsmittel-Wasser im Fällbad und reines Wasser im Nachwaschfbad bei einer kontinuierlichen Kreislaufführung beizubehalten. Beispiel i Eine Lösung von 15 Gewichtsteilen Polyacrylnitril (K-Wert 9o) in 85 Gewichtsteilen Dimethylformamid wird durch eine Zellwolldüse mit i2o,u Lochdurchmesser in ein Fällbad, bestehend aus 2,5 Gewichtsteilen Formamid, 2,5 Gewichtsteilen Dimethylformamid und i Gewichtsteil Wasser bei 2o° nach dem Verfahren des Schemas versponnen und bei 130° in Formamid verstreckt.
Es ergibt sich nach dem Trocknen ein Faden vom Einzeltiter 2,3 den, Festigkeit 4,2 g/den und 90/9 Dehnung. Neben den an sich bekannten thermischen Nachbehandlungsverfahren zur Heraufsetzung der Dehnung kann man durch Variation der Badzusammensetzung und des Streckgrades auch ohne Nachbehandlung zu weitgehend wollähnlichen Fäden von 30% Dehnung und ausreichender Festigkeit kommen.
Beispiel 2 Eine Lösung von 15 Gewichtsteilen Polyacrylnitril (K-Wert go) in 85 Gewichtsteilen Dimethylformamid wird durch eine Zellwolldüse mit i2o,u Lochdurchmesser in ein Fällbad, bestehend aus 24 Gewichtsteilen Glykol, 57 Gewichtsteilen Dimethylformamid und i9 Gewichtsteilen Wasser bei 20° nach dem Verfahren des Schemas versponnen und bei 13o° im Glykol gestreckt. Es ergibt sich ein Faden von einer Festigkeit von 4,i8 g/den, 11,3% Dehnung und 2,1 den Einzeltiter.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Naßspinnen von, Polyacrylnitril und Mischpolymerisaten mit überwiegendem Anteil an Acrylnitril, dadurch gekennzeichnet, daß man Fällbäder benutzt, welche a) das zum Spinnen benutzte Lösungsmittel, insbesondere Dimethylformamid, b) Wasser und c) als Zusatzkomponente wasserstoffbrückenbildende organische Substanzen, insbesondere Säureamide oder über ioo° siedende Alkohole, enthalten. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 84q.9$4.