ES2339902T3 - Metodo de obtener hilo de aramida de alta tenacidad. - Google Patents
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Abstract
Un método de obtención de hilo de aramida de alta resistencia a la tracción, en el que el hilo se prepara con un copolímero obtenido partiendo de una mezcla de monómeros que comprende 5-(6)-amino-2-(p-aminofenil)bencimidazol, una para-diamina aromática y un para-diácido aromático, en el que el hilo se calienta en dos etapas del procedimiento, por lo menos, caracterizado porque en una primera etapa el hilo es calentado a una temperatura de 200 a 360ºC en una tensión de 0,2 cN/dtex, por lo menos, seguido de una segunda etapa en la que el hilo es calentado a una temperatura de 370 a 500ºC en una tensión menor que 1 cN/dtex.
Description
Método de obtener hilo de aramida de alta
tenacidad.
La invención se refiere a un método de obtención
de hilo de aramida de alta resistencia a la tracción, en el que el
hilo es un copolímero obtenido a partir de una mezcla de monómeros
que comprende DAPBI, una para-diamina aromática y
un para-diácido aromático, y en el que el hilo es
calentado por lo menos en dos etapas del procedi-
miento.
miento.
Métodos de tratamiento por calor de hilos de
copolímeros obtenidos por hilado a partir de una mezcla de monómeros
que comprende DAPBI
[5-(6)-amino-2-(p-aminofenil)bencimidazol]
y PPD (para-fenilenodiamina) en un horno de
calentamiento, son conocidos en la técnica. Típicamente, los hilos
tal como se obtienen al hilar se hacen pasar a través de un horno a
una temperatura de 450ºC, aproximadamente. El tiempo de permanencia
del hilo en el horno es regulado por la velocidad del hilo y
habitualmente está fijado entre 20 segundos y 5 minutos, en
tensiones reguladas entre 0,2 y 1 cN/tex. Uno de tales métodos que
emplea una sola etapa de calentamiento es conocido, por ejemplo,
según el documento CN 1473969. También son conocidos en la técnica
métodos de tratamiento por calor de hilos obtenidos a partir de
copolímeros de DAPBI-PPD en dos etapas separadas. En
la patente rusa RU 2017866 se describe un procedimiento de
tratamiento por calor, de dos etapas. Estos polímeros son sometidos
a una etapa de estiramiento hasta 120% (p), seguido de etapas de
lavado y secado y seguido de un tratamiento por calor a 320 - 350ºC
y un estiramiento adicional a 360 - 420ºC a 1-3%
(p). La primera etapa de tratamiento por calor se lleva a cabo con
el hilo sobre la canilla colocando la canilla en un horno durante 30
minutos. En este método la tensión del hilo no puede ser regulada y
los tiempos de tratamiento por calor de las distintas capas de hilo
sobre la canilla son diferentes debido al tiempo de transporte del
calor a través de la capas del
hilo.
hilo.
El estiramiento térmico ha sido descrito por
Sugak et al, en Fibre Chemistry, Vol. 31, No. 1, 1999.
El calentamiento fue realizado en una zona de calentamiento y,
además, las fibras fueron calentadas (a una temperatura sin
describir) cuando las muestras habían sido arrolladas sobre
canillas. Sin embargo, el calentamiento de los hilos durante el
proceso de arrollamiento conduce a un procedimiento incontrolado, lo
que contribuye desfavorablemente a las propiedades del hilo. En la
patente RU 2045586, se describe un procedimiento similar en el que
los filamentos son arrollados, lavados y secados, y en tal estado
son calentados a 350-370ºC, y después son estirados
en caliente a 390-400ºC. Sin embargo, solamente
pueden obtenerse hilos con alta resistencia a la tracción con
cantidades óptimas de DAPBI y CI-PPD
(2-cloro-p-fenilenodiamina).
Así, el ejemplo 20 proporciona un hilo de alta resistencia a la
tracción usando 7,5% en moles de DAPBI y 25% en moles de
CI-PPD. El documento RU 2045586, enseña, además,
que cualquier aumento del contenido de DAPBI y/o cualquier
disminución del contenido de CI-PPD conduce a una
disminución de la resistencia a la tracción. Se encontró,
adicionalmente, que resistencias a la tracción de 2500 mN/tex, por
lo menos, solamente podían obtenerse en presencia de
CI-PPD (al menos 20% en moles). Se hace hincapié en
que el uso de CI-PPD y, por supuesto, cantidades
superiores del mismo, es menos preferido debido a la presencia de
cloro, ya que esto puede afectar desfavorablemente a las propiedades
del hilo cuando se emplea
calor.
calor.
De nuevo, el primer tratamiento por calor, sin
regular, sobre la canilla contribuye desfavorablemente a las
propiedades finales de hilos que tienen cantidades altas de DAPBI o
cantidades bajas de CI-PPD.
Por consiguiente, es un objetivo de la presente
invención proporcionar un método que no posee las desventajas de
los procedimientos de calentamiento de dos etapas, conocidos, al
tiempo que las propiedades de los hilos que poseen cantidades de
DAPBI relativamente superiores y/o cantidades relativamente
inferiores de CI-PPD son mucho mejores que las
obtenidas mediante el método convencional de una etapa.
Para esta finalidad, la invención se refiere a
un método de obtención de hilos de aramida de alta resistencia a la
tracción, en el que el hilo es un copolímero obtenido a partir de
una mezcla de monómeros que comprende DAPBI, una
para-diamina aromática y un
para-diácido aromático, en el que el hilo que marcha
es calentado por lo menos en dos etapas del procedimiento,
caracterizado porque en una primera etapa el hilo es calentado a
una temperatura de 200 a 380ºC en una tensión de o,2 cN/dtex por lo
menos, seguido de una segunda etapa en la que el hilo es calentado
a una temperatura de 370 a 500ºC en una tensión menor que 1
cN/dtex.
El nuevo método consiste en dos etapas de
calentamiento diferentes en dos zonas de calentamiento, tales como
dos conjuntos de dispositivos de calentamiento, tales como hornos, o
en un horno que posee un gradiente de tempe-
raturas.
raturas.
En la primera etapa el hilo es
pre-estirado a una tensión tan alta como es posible
sin alterar el procedimiento. La temperatura en esta etapa se
mantiene, preferiblemente, en 240 - 330ºC. La primera etapa va
seguida directamente, de preferencia, por una segunda etapa de
estiramiento a 400-470ºC, preferiblemente, a tensión
baja. Entre las dos etapas no hay, preferiblemente, arrollamiento y
desarrollo de los hilos. De preferencia, en ambas etapas, los
niveles de oxígeno se mantienen por debajo de 0,5% (p), de
preferencia en aproximadamente 0,25%
(p).
(p).
\newpage
Para obtener propiedades óptimas del hilo es
importante que no se lleven a cabo etapas adicionales entre las dos
etapas del procedimiento. Por tanto, para obtener resultados óptimos
es importante que no tenga lugar arrollamiento y desarrollo del
hilo entre las dos etapas del procedimiento. El hilo es conducido a
través de las zonas de calentamiento, habitualmente a una velocidad
que da lugar a un tiempo de permanencia en el calor de 5 segundos,
por lo menos, de preferencia de 10 segundos, por lo menos, y, lo más
preferible, de 20 segundos, por lo menos, en ambas zonas de
calentamiento.
La tensión del hilo en los dispositivos de
calentamiento (tales como hornos) es regulada por la relación de
estiramiento en los hornos. En la segunda etapa se mantiene la
tensión tan baja como es posible sin alteración del transporte del
hilo. En la práctica esta tensión es habitualmente 15 cN,
aproximadamente, para una madeja de, aproximadamente, 130 dtex.
Para obtener los mejores resultados, es decir,
las máximas resistencias a la tracción, las etapas del procedimiento
se llevan a cabo en condiciones en las que la tensión se mantiene
tan constante como es posible. Este puede conseguirse, por ejemplo,
manteniendo tan pequeñas como sea posible las fluctuaciones en la
velocidad del hilo.
Es ventajoso, además, usar copolímeros que
posean una viscosidad relativa, \eta_{rel}, de 3,5 por lo menos.
La viscosidad relativa puede medirse por métodos conocidos, por
ejemplo, según se describe en el documento EP 1689805.
Los monómeros utilizados para fabricar el hilo
de la invención comprenden DAPBI, que significa
5-(6)-amino-2(p-aminofenil)bencimidazol.
La expresión "para-diácido aromático" tal como
se emplea en esta invención, tiene el significado de
para-diácido aromático o uno de sus derivados.
Habitualmente, no se emplea el ácido como tal, como monómero para la
reacción de polimerización sino un éster o un haluro del mismo, más
particularmente, se emplea el cloruro de ácido.
La expresión "para-diamina
aromática" tal como se emplea en esta invención, posee el
significado de para-diamina aromática o uno de sus
derivados. Son ejemplos de ello PPD, CI-PPD,
Me-PPD, MeO-PPD, y semejantes. Lo
más preferible es usar PPD y/o CI-PPD. Aun cuando
el DAPBI es también una diamina aromática, este compuestos no está
incluido en la definición de "para-diamina
aromática".
El copolímero de DAPBI-PPD se
obtiene mediante copolimerización del monómero de la diamina
aromática
5-(6)-amino-2-(p-aminofenil)bencimidazol,
y el monómero de la para-diamina aromática
p-fenilenodiamina (PPD), y el dicloruro de
tereftaloilo (TDC), derivado del para-diácido
aromático. Aun cuando no se requiere, la totalidad o parte de los
monómeros para-aromáticos anteriores puede ser
reemplazada por otros monómeros para-aromáticos; por
ejemplo, la totalidad o parte de PPD puede reemplazarse por
análogos de PPD, tales como la
2-cloro-p-fenilenodiamina
(CI-PPD), y el TDC puede reemplazarse parcial o
totalmente por el CI-TDC (dicloruro de
2-cloroterefta-
loilo).
loilo).
Son hilos particularmente útiles para usar en
este método, hilos tales como se obtienen al hilar. Los hilos tales
como se obtienen al hilar son hilos tal como se obtienen al hilar
pero que no han sido sometidos a un tratamiento por calor a 200ºC o
más. Se obtienen resultados particularmente buenos para hilos (o
hilos tal como se obtienen al hilar) producidos a partir de un
dopaje del hilado con ácido sulfúrico. Los hilos obtenidos
partiendo de un dopaje del hilado con ácido sulfúrico poseen un
contenido de azufre de 0,1% (p), por lo menos. Es ventajoso usar
dopajes del hilado con ácido sulfúrico, dado que usando tales
dopajes del hilado pueden obtenerse velocidades de hilado mucho más
altas que cuando se usan dopajes del hilado que contienen NMP o
DMAc. Se prefiere, además, que el hilo posea contenidos de cloruro
de hidrógeno tan bajos como sea posible para evitar el
desprendimiento de cloruro de hidrógeno desde el hilo. Se prefieren
contenidos de cloruro de hidrógeno menores que 0,5%(p). Los más
preferidos son hilos que están virtual o totalmente desprovistos de
cloruro de hidrógeno.
Según una realización preferida del método, la
primera etapa del procedimiento se lleva a cabo a 240 - 330ºC, en
una tensión de 1 cN/dtex, por lo menos, de preferencia 3 cN/dtex,
por lo menos. En principio, para obtener los mejores resultados, la
tensión se mantiene alta durante la primera etapa de calentamiento.
La máxima tensión posible es, aproximadamente, el 95%(p) en peso de
la tensión de rotura a la temperatura utilizada. A tensiones
superiores el hilo puede romperse. Para evitar cualquier rotura se
prefiere no usar tensiones superiores al 90%(p) de la tensión de
rotura en la temperatura utilizada. De preferencia, el tiempo de
permanencia que se emplea es, en general, 20
segundos.
segundos.
Según una realización preferida del método, la
segunda etapa del procedimiento se lleva a cabo a 400 - 470ºC en
una tensión menor que 0,2 cN/dtex. Esta tensión se mantiene,
habitualmente, tan baja como es posible. Usando un equipo especial,
tal como una cinta transportadora, pueden conseguirse tensiones tan
bajas como 0 cN/tex (es decir, sin tensión en absoluto). El tiempo
de permanencia es, lo más preferible, 20 segundos, por lo menos.
El aumento máximo de la resistencia a la
tracción en comparación con el método convencional de una etapa, se
obtiene cuando el copolímero se produce partiendo de una mezcla de
monómeros en la que al menos 12,5% en moles, preferiblemente, al
menos 17% en moles, de los monómeros, es DAPBI. Los copolímeros
pueden prepararse según métodos conocidos, tales como los descritos
en los documentos US 4.018.735 ó WO 2005/054337.
\newpage
El método según esta invención lleva a hilos de
aramida que poseen una resistencia a la tracción mejorada
adicionalmente. Se ha encontrado que este método puede conducir a
hilos que tienen una resistencia a la tracción de 200 mN/tex,
aproximadamente, mayor que la de los hilos producidos
convencionalmente. Por consiguiente, también es un objetivo de la
presente invención proporcionar hilos de aramida de varios
filamentos que poseen una resistencia a la tracción de 2500 mN/tex,
por lo menos, en el que el hilo es un copolímero obtenido a partir
de una mezcla de monómeros que comprende DAPBI, una
para-diamina aromática y un
para-diácido aromático, en el que al menos 12,5% en
moles de los monómeros es DAPBI, menos de 20% en moles
CI-PPD, y en el que el hilo posee un contenido de
azufre de 0,1% (p) por lo menos.
Preferiblemente, la mezcla comprende monómeros
en que al menos 17% en moles de los monómeros es DAPBI. Tales hilos
de varios filamentos, de alta resistencia a la tracción, obtenidos
partiendo de un dopaje del hilado con ácido sulfúrico, no son
conocidos todavía. En otra realización preferida la mezcla contiene
solamente PPD como la para-diamina aromática.
En una realización alternativa según la
invención, el hilo de aramida de varios filamentos posee una
resistencia a la tracción de 2500 mN/tex, por lo menos, en cuya
realización el hilo es producido con un copolímero obtenido a
partir de una mezcla de monómeros que comprende DAPBI, un
para-diácido aromático, y una
para-diamina aromática que es, exclusivamente, PPD,
en el que al menos 12,5% en moles de los monómeros es DAPBI, y en el
que el hilo posee un contenido de azufre de al menos 0,1% (p).
Preferiblemente, tal hilo de aramida de varios
filamentos posee una resistencia a la tracción de 2750 mN/tex, por
lo menos, más preferiblemente 2850 mN/tex. El hilo de varios
filamentos tiene por lo menos 2 filamentos. Los hilos de varios
filamentos más preferidos tienen, por lo menos, 25 filamentos. En el
documento US 4.018.735 han sido descritos anteriormente hilos de un
solo filamento que poseen una resistencia a la tracción de 30 gpd
(aproximadamente 2650 mN/tex) para 10% en moles de DAPBI (ejemplo
14) y 30,5 gpd (aproximadamente 2690 mN/tex) para 25% en moles de
DAPBI (ejemplo 7). No obstante, ha de tenerse presente que la
resistencia a la tracción expuesta en el documento US 4.016.735 fue
medida sobre los filamentos, no sobre el hilo. Por consiguiente,
estos valores no pueden ser comparados directamente con los valores
actualmente reivindicados. Según el libro de texto estándar
Kevlar Aramid Fiber, de H.H. Yang (John Wiley and Sons, 1993,
páginas 34-35) la resistencia a la tracción del
hilo es, habitualmente, el 80-85%(p) de la
resistencia a la tracción de un filamento único. Este factor debe
ser tenido en cuenta al comparar propiedades de hilos con
propiedades de filamentos. Así pues, los valores de los filamentos
del documento US 4.018.735 son, en términos de las resistencias a
la tracción de los hilos que se reivindican actualmente, a lo sumo,
aproximadamente 2250 y 2290 mN/tex, respectivamente.
La invención se ilustra adicionalmente mediante
los ejemplos no limitativos que siguen.
\vskip1.000000\baselineskip
La resistencia a la tracción se midió según el
método descrito en ASTM D 885.
Los contenidos de Na, S, Cl y Ca han sido
determinados por XRF (fluorescencia de rayos X) como sigue.
\vskip1.000000\baselineskip
La muestra fue molida hasta obtener un polvo
fino en un molino HMS 100 de Herzog con un vaso de molienda de
carburo de wolframio. El polvo de aramida fue comprimido hasta
obtener una tableta de 20 mm de diámetro por medio de una prensa de
plato TP 400 de Fontijne, a una presión de 175 kN durante 2
minutos.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta medida se llevó a cabo con un espectrómetro
de fluorescencia de rayos X, Philips, PW2400, y receptáculos de
aluminio de alojamiento de muestras para tabletas de 20 mm.
Se utilizaron los siguientes ajustes
instrumentales
- Tubo de rayos X:
- Ánodo de cromo
- Detector:
- Contador de flujo para Ca, Cl, Na, S
- Filtro:
- Ninguno
- Máscara del colimador:
- 16 mm
- Medio:
- Vacío
Los ajustes instrumentales fueron los
siguientes:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
El principio de la cuantificación está basado en
la relación lineal de las intensidades de la fluorescencia de las
líneas Na-K\alpha, S-K\alpha,
Cl-K\alpha y Ca-K\alpha con
concentraciones conocidas, para obtener una línea de calibración,
cuya línea se usa para determinar concentraciones desconocidas.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
1
(comparativo: procedimiento de una
etapa)
Un polímero obtenido partiendo de una mezcla de
25% en moles de PPD y 25% en moles de DAPBI (y 50% en moles de TDC)
que tenía una \eta_{rel} de 6,0, se disolvió en ácido sulfúrico
de 99,8%(p), según se describe en el documento WO 2006/045517. Las
temperaturas zonales en la extrusora de doble tornillo estaban entre
90 y 75ºC. La concentración del polímero en la solución era 20%(p),
y la solución se hiló a través de 50 orificios de hilado de 75
micrómetros. El montaje de la hilera se mantuvo en 125ºC. La
corriente de salida fue estirada en un entrehierro y coagulada en
agua a 2ºC. Después de lavar se empleó una solución acuosa de NaOH
al 0,5%(p) como fluido neutralizante, y en una segunda etapa de
lavado se eliminó totalmente por lavado el fluido neutralizante. El
hilo se secó a 160ºC y se arrolló a 147 m/min obteniendo hilos tales
como se obtuvieron al hilar.
Este hilo posee una densidad lineal de 148 dtex,
una resistencia a la tracción de 1305 mN/tex y un módulo de 65
GPa.
Este hilo fue sometido a estiramiento en un
horno a temperaturas que variaron desde 400 a 475ºC, bajo nitrógeno.
El tiempo de permanencia en el horno fue 28 segundos en todos los
casos. Durante este estiramiento, se aplicaron diferentes
tensiones, que variaban desde 0,17 cN/dtex hasta 2,53 cN/dtex, como
resultado de relaciones de estiramiento entre 1,01 y 1,03. Las
propiedades y los ajustes esenciales de la máquina se proporcionan
en la Tabla
1.
1.
\vskip1.000000\baselineskip
La máxima resistencia a la tracción se consigue
en 450ºC usando la tensión más baja aplicada.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
Se prepararon hilos tal como se obtenían al
hilar según se ha descrito en el Ejemplo 1. El hilo fue sometido a
un procedimiento operatorio de tratamiento por calor de dos etapas
en el que la primera etapa se llevó a cabo a temperaturas más bajas
(300 a 360ºC) que en la segunda etapa (450ºC), e inferiores a las
del Ejemplo 1, y en el que las tensiones aplicadas sobre los hilos
fueron mayores en la primera etapa que en la segunda. Entre las dos
etapas los hilos no fueron arrollados sino que fueron transportados
por una polea guía que actúa como un regulador de la
tensión/velocidad. Las tensiones del hilo en la segunda etapa
estaban entra 0,25 y 0,29 cN/dtex. El tiempo de permanencia en
ambas zonas de calentamiento fue 28 segundos.
Las propiedades del hilo y los ajustes
esenciales de la máquina se proporcionan en la Tabla 2.
Ejemplo
3
Se prepararon hilos tal como se obtuvieron al
hilar, según se ha descrito en el Ejemplo 1. La temperatura del
montaje de orificios de hilado fue 91ºC. El fluido de neutralización
poseía una concentración de NaOH de 0,8%(p) y la velocidad de
devanado fue 140 m/min. El hilo tal como se obtuvo al hilar tenía
una densidad lineal de 147 dtex, una resistencia a la tracción de
1451 mN/tex, un módulo de 62 GPa y una tenacidad de 35 J/g. El hilo
fue sometido a un procedimiento operatorio de tratamiento por calor,
de dos etapas, en el que la primera etapa se llevó a cabo a
temperaturas más bajas (260 a 300ºC) que en la segunda etapa
(450ºC). La temperatura de la primera etapa fue también más baja
que la temperatura de la primera etapa del Ejemplo 2. Las tensiones
aplicadas sobre los hilos fueron mayores en la primera etapa que en
la segunda etapa. Entre las dos etapas los hilos no fueron
arrollados, sino que fueron transportados por una polea guía que
actúa como regulador de la tensión/velocidad. Las tensiones del
hilo en la segunda etapa fueron 0,1 cN/dtex. El tiempo de
permanencia en ambas zonas de calentamiento fue 28 segundos.
Las propiedades del hilo y los ajustes
esenciales de la máquina se proporcionan en la Tabla 3.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
4
Se prepararon hilos tal como se obtuvieron al
hilar, según el Ejemplo 3, pero el tiempo de permanencia en ambas
zonas de calentamiento se aumentó a 56 segundos.
Las propiedades del hilo y los ajustes más
esenciales de la máquina se proporcionan en la Tabla 4.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
5
Se preparó hilo tal como se obtuvo al hilar,
según se ha descrito en el Ejemplo 3, excepto que la velocidad de
arrollamiento fue 160 m/min. Las propiedades de este hilo tal como
se obtuvo al hilar fueron: densidad lineal, 133 dtex, resistencia a
la tracción 1579 mN/tex, módulo 72 GPa y tenacidad 37 J/g.
Este hilo, tal como se obtuvo al hilar, poseía
un contenido de S de 1,84%(p), un contenido de Cl de 154 ppm, un
contenido de Na de 0,06%(p) y un contenido de Ca de 22 ppm.
Este hilo tal como se obtuvo al hilar, se trató
por calor según el Ejemplo 4.
La tensión en el primer horno fue 4,47 cN/dtex y
en el segundo horno 0,13 cN/dtex.
Esto dio por resultado un hilo con una densidad
lineal de 114 dtex, una resistencia a la tracción de 2998 mN/tex,
un módulo de 127 GPa y una tenacidad de 51,5 J/g.
Este hilo tratado por calor poseía un contenido
de S de 1,88%(p), un contenido de Cl de 100 ppm, un contenido de Na
de 0,07%(p) y un contenido de Ca de 37 ppm.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
6
Un polímero obtenido a partir de una mezcla de
40% en moles de PPD y 10% en moles de DAPBI (y 50% en moles de
TDC), que tenía una \eta_{rel} de 6,7, se disolvió en ácido
sulfúrico de 99,8%(p) según se ha descrito en el documento WO
2006/045517. Las temperaturas zonales en la extrusora de doble
tornillo fueron 85ºC. La concentración del polímero en la solución
fue 19%(p), y la solución se hiló a través de 100 orificios de
hilado de 70 micrómetros. El montaje de la hilera se mantuvo en
90ºC. La corriente de salida se estiró en un entrehierro y se
coaguló en agua de 2ºC. Después de lavar se usó una solución acuosa
de NaOH al 0,8%(p) como fluido de neutralización, y en una segunda
etapa de lavado se lavó totalmente el fluido de neutralización. El
hilo se secó a 160ºC y se arrolló a 160 m/min produciendo hilos tal
como se obtuvieron al hilar, y se trató por calor como en el
Ejemplo
3.
3.
Los ajustes más esenciales de la máquina y las
propiedades del hilo, se proporcionan en la Tabla 5.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
7
Se produjeron hilos según el Ejemplo 6 a partir
de polímeros obtenidos desde una mezcla de 45% en moles de PPD y 5%
en moles de DAPBI (y 50% en moles de TDC) que tenía una
\eta_{rel} de 5,7, con una densidad lineal de 213 dtex, una
resistencia a la tracción de 2140 mN/tex y un módulo de 80 GPa. Los
ajustes más importantes de la máquina y las propiedades del hilo se
indican en la Tabla 6.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
8
Un polímero obtenido a partir de una mezcla de
35% en moles de PPD y 15% en moles de DAPBI (y 50% en moles de TDC)
que tenía una \eta_{rel} de 6,4, se disolvió en ácido sulfúrico
de 99,8%(p), según se ha descrito en el documento WO 2006/045517.
Las temperaturas zonales en la extrusora de doble tornillo eran
85ºC. La concentración del polímero en la solución era 20%(p) y la
solución se hiló a través de 106 orificios de hilado de 75
micrómetros. El montaje de hilado se mantuvo en 85ºC. La corriente
de salida se estiró en un entrehierro y se coaguló en agua de
2,5ºC. Después de lavar se usó una solución acuosa de NaOH al
0,8%(p) como fluido de neutralización y en una segunda etapa de
lavado se lavó completamente el fluido de neutralización. El hilo se
secó a 160ºC y se arrolló a 160 m/min produciendo hilos tal como se
obtuvieron al hilar, y se trató por calor como en el Ejemplo 3.
Antes del tratamiento por calor el hilo, tal como se obtuvo al
hilar, se secó previamente durante 24 horas a 50ºC.
\newpage
Los ajustes más esenciales de la máquina y las
propiedades del hilo se indican en la Tabla 7.
\vskip1.000000\baselineskip
Claims (11)
1. Un método de obtención de hilo de aramida de
alta resistencia a la tracción, en el que el hilo se prepara con un
copolímero obtenido partiendo de una mezcla de monómeros que
comprende
5-(6)-amino-2-(p-aminofenil)bencimidazol,
una para-diamina aromática y un
para-diácido aromático, en el que el hilo se
calienta en dos etapas del procedimiento, por lo menos,
caracterizado porque en una primera etapa el hilo es
calentado a una temperatura de 200 a 360ºC en una tensión de 0,2
cN/dtex, por lo menos, seguido de una segunda etapa en la que el
hilo es calentado a una temperatura de 370 a 500ºC en una tensión
menor que 1 cN/dtex.
2. El método según la reivindicación 1, en el
que el hilo después de la primera etapa del procedimiento, es
conducido directamente a un dispositivo de calentamiento para llevar
a cabo la segunda etapa del procedimiento, sin arrollar y
desarrollando el hilo entre las dos etapas del procedimiento.
3. El método según la reivindicación 1 ó 2, en
el que el hilo es hilo tal como se obtiene al hilar.
4. El método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-3, en el que el hilo es hilado
desde un dopaje del hilado con ácido sulfúrico.
5. El método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-4, en el que la primera etapa del
procedimiento se lleva a cabo a 240 - 330ºC en una tensión de 1
cN/dtex por lo menos, de preferencia, 3 cN/dtex por lo menos.
6. El método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-5, en el que la segunda etapa del
procedimiento se lleva a cabo a 400 - 470ºC en una tensión menor de
0,5 cN/dtex.
7. El método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-6, en el que los tiempos de
permanencia en el calentamiento de las dos etapas del procedimiento
son 10 segundos por lo menos.
8. El método según la reivindicación 7, en el
que el copolímero se obtiene partiendo de una mezcla de monómeros
que comprende, al menos,
5-(6)-amino-2-(p-aminofenil)bencimidazol,
dicloruro de tereftaloilo y/o dicloruro de
2-clorotereftaloilo, y
p-fenilenodiamina y/o
2-cloro-p-fenilenodiamina.
9. El método según la reivindicación 8, en el
que el copolímero se obtiene partiendo de una mezcla de monómeros
en la que al menos 12,5% en moles, de preferencia al menos 17% en
moles de los monómeros, es
5-(6)-amino-2-(p-aminofenil)bencimidazol.
10. Un hilo de aramida de varios filamentos que
posee una resistencia a la tracción de 2500 mN/tex, por lo menos,
en el que el hilo se prepara con un copolímero obtenido partiendo de
una mezcla de monómeros que comprende
5-(6)-amino-2-(p-aminofenil)bencimidazol,
una para-diamina aromática y un
para-diácido aromático, en la que al menos 12,5% en
moles de los monómeros es
5-(6)-amino-2-(p-aminofenil)bencimidazol,
menos de 20% en moles es
2-cloro-p-fenilenodiamina,
y en el que el hilo posee un contenido de azufre menor que 0,1%(p)
por lo menos.
11. El hilo de aramida de varios filamentos
según la reivindicación 10, en el que la
para-diamina aromática es, exclusivamente,
p-fenilenodiamina.
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