HU196635B - Polymer mixture serving for producing highly bright modified fibres of acrylic nitryl base and reduced combustibility by way of wet spinning - Google Patents

Description

A találmány tárgya csökkentett éghctőscgíi, igen (cnycs. akrilnitril-házisú módosított szálak nedves fonás útján való előállítására szolgáló polimer-keverék. A találmány szerinti polimer-keverékből olyan új, akrilnitril-bázisú módosított szál (a továbbiakban az egyszerűség kedvéért „modakrilszál”-nak fogjuk nevezni) állítható elő, amelynek csökkentett az éghetősege és ugyanakkor nagy mértékben fényes marad meg úgynevezett hidrotermális kezeléseket, azaz például vízben végzett forralást, festést vagy gőzölést követően is. „Modakrilszál alatt egyébként olyan szálat értőnk, amelynek akrllnitril (továbbiakban rövidítve: ACN) tartalma 50 tömeg % és 85 tömeg % közötti.

Az 1 059 385 számú nagy-britanniai leírásban olyan szálukat ismertetnek, amelyek egy tercier kopolimei bői állnak cs ennek egyik lehetséges, kis mennyiségű komonomere akrilamidobenzolszulfonsav. A leírás azonban nem említi, hogy az akril - amido benzolszulfónsav felhasználható lenne biner kopolimcrckbeii, akrilnitrillcl kopolimcrízálvu, illetve hogy bármiféle hatása lenne, eltek int ve a fcstlictöseg javításától.

A szokásos akrilszálak jelentős mértékű éghetőségének csökkentésével kapcsolatban az utóbbi években jelentkező egyre kifejezettebb igényre tekintettel az adrilszálakat gyártó cégek kísérleteket folytattak csökkent éghetöségű, de ugyanakkor a szokásos szálak előállítására alkalmazott berendezések és eljárások felhasználásával gyártható szálak kidolgozására, és e kísérletek során a vázolt probléma megoldására jutottak egy bizonyos ideje már a klasszikus modakrilszálak gyártásában használt monomerek használata útján.

Az ilyen monomerek közül a leginkább megfelelő és igen könnyen beszerezhető a vinihdén-klorid.

Tekintettel arra azonban, hogy a szálnak lánggal szemben mutatandó kielégítő ellenállóképessége biztosítása céljából a szálkészítésre használt kopoiimerben az említett komonomert tekintélyes mennyiségben szükséges használni, használata a szál opak külsejéhez vezet, különösen ha a szálat olyan nedves fonási eljárással állítják elő, ahol koaguláló fürdőként víz és dimetil-formamid elegyest használják. Következésképpen az így kapott szálnak nem megfelelő a kereskedelmi értékesítés szempontjából szükséges fényessége és festékfelvétele.

Ismeretes továbbá az is, hogy poliukrilniti il-bázisú szálak bázikus festékekkel szembeni affinitása lényegesen növelhető úgy, hogy a szálakba szulfonsavcsoportokat tartalmazó komonomereket juttatunk be, amely csoportok egyébként nedves fonási eljárás esetében a fényes szál előáilíthatóságának lehetőségét is növelik. Lehetetlen azonban képződésük után fényes és e fényességet nedvesség jelenlétében végzett hőkezelés után is megtartó modakrilszálak előállítása terrier kopolimerizálás, azaz olyan kopolimerizálás útján, amikor a szulfonsavcsoportoi tartalmazó monomert és vinilidén-kloridot egyidejűleg használjuk akrilnitrillel való kopoiimerizálásra, különösen akkor, ha 26 %-nál nem kisebb LOI-indcxü szál előállít hatóságához szükséges mennyiségű vinilidén-kloridot használunk, illetve hu a koaguláló fürdő víz és dimetil-formamid (továbbiakban rövidítve: DMF) elegye. Az LOI-index („Limiting Oxygen Index”) jelzi a levegőnek azt a minimális oxigéntartalmát, amely a termék kigyulladásához szükséges az ASTM-D 286370 amerikai egyesült államokbeli szabványban ismertetett kísérleti körülmények között. Csökkentett égheiőségünek tekintendők azok a termékek, amelyek l Ol-índcxének értéke egyenlő vagy nagyobb 26-nál.

Érthető tehát, hogy <·, kereskedelem rendkívüli mértékben érdeklődik csökkentett éghetöségű modakrilszál iránt, amelynek ugyanakkor egyidejűleg

a) még hidrotermális kezelésiek) után is kedvező a fényessége és festékfelvevő képessége; továbbá

b) fiziko-textiliai jellemzői a lehető legközelebb altiak a normál akrilszá! megfelelő jellemzőihez.

Azt találtuk, hogy ha a szulfonsavcsoportot tartalmazó komonomert nem juttatjuk be a szálba akriiniíril, vinilidén-k lórid és ,> szüli'onált komonomer szokásos terrier kcpolimcrizálásn útján, hanem egyébkén! k gyanolyan százalékos mennyiségben úgy juttatjuk az említett komonomert a szálba, hogy megfelelő arányr an összekeverünk egy biner, ACN-ből és * szuifonált 'romonomerből álló és az utóbbit viszonylag nagy icnnyiségben tartalmazó kopolimert egy biner, /-.CN-böl és vinilidcn-kkiridbó! állókopolimerrei, aki or olyan modakrilszál állítható elő, amely jóval fér yesebb és így lényegesen kedvezőbb a festékfelvétele, nini a három telített komonomernek megfelelő monorasregységeket pontosan azonos százalékos arányban tartalmazó megfelelő temet kopolimer féryessege és festékfeSvétcle, cs ugyanakkor a szál éghetctlenséggcl kapcsolatos jellemzője és más fiziko-texíinai jellemzői változatlanul maradnak.

Azt találtuk továbbá, hogy a szálgyártásban felhasznált szuifonált komonomer hotnopoüsnerizálő• iási hajlama és a kapott szál fényessége, illetve fessékielvevö képessége között egy előre nem várható és ddig meg nem magyarázott korreláció figyelhető ,neg

Ezen utóbbi tulajdonságok akkor jelennek meg, ha olyan szuifonált monomert használunk, amelyet a továbbiakban a „szignifikáns mértékben homopolt.-nerizálható jelzővel illetünk. E jelző alatt azt értjük, :ogy az adott szuifonált monomer 2 10 ⁵ mól/lt’cr izo - hisz - izobutironitri! (továbbiakban rövidítve: Λ1ΒΝ) jelenlétében 2 · 10”¹ mól/liter kofieentráció’-.an 6 mói/liter vizet tartalmazó DMF-beo 67 ‘C-on '1 órás polimerizációs idő mellett legalább 35-40 ’ömeg %-os konverzióval alakul át polimerré.

Az említett polimcrizácics hajlamot mutató monomerek egyik csoportját alkotják az akrilamido - atkán szulfonsavafc sorába tartozó savak és származékaik, például alkáli- vagy alkáliföldfémsóik, továbbá ammóniával vagy más aminokkal alkotott sóik. E-savak tz (I) általános képlettel jellemezhetők, amelyben R, Hidrogénatomot vagy 1-4 szénatomos alkilesoportot elent, inig R₂ jelentése hidrogénatom vagy 1-4 szénitomos alkil- vagy fenilcsoport.

A fentiekben említeti körülmények közöíf 50 % fölötti konverzióval homopolimerizálódó swiíonálí komonomerekre közelebbi példaként megnevezhetük a (II) képletű 2 - akriktmido - 2 - msíil - propán.zulfonsav - nátriumsót. a (ISI) képletű 2 - akdlamidc propánszuliönsavíit és a (IV) képletű 2 - akrilnmido

- fenil - etánszulfonsaval.

Mindazonáltal a találmány érkít&ében bármely szignifikáns mértékben bomopoBmedzi&sté sz-jRb :ίθ 63ί>

náll ke,monomer hasznosítható, lüggciteiiül ated, hogy a lenti (1) általános kcplcl aki esik vagy sem.

A fentiek alapján a találmány tárgya polimer-keverék, amelyre jellemző, hogy akrilnitriit és szignifikáns mértékben homopolimerizálható szulfonált monomert tartalmazó A biner kopolimer, illetve akrilnitriit és vinilidén-kloridot tartalmazó B biner kopolimer alkotja.

Közelebbről, a találmány szerinti polimer-keverék esetében az A biner kopolimer 88 - 98 % akriInitriIbői '«származtatható monomeregységből és 2- 12 % korábbiakban megadott minőségű szulfonált komonomerből leszármaztatható monomeregységből, míg a B biner kopolimer 55-88 % akrilnitrilböl leszármaztatható monomeregyscgből és 12-45% vinilidénkloridból leszármaztathaló monomeregységből áll, illetve a szál 12-40 tömeg % A kopolimert és 60 - 88 tömeg % B kopolimert tartalmaz.

A fenti definíciók megadásánál és a leírásban a továbbiakban is - ha csak másképpen nem jelezz.ük - a monomeregységek százalékos arányát mól Kibán adjuk meg, míg a többi százalékos értékek tömeg %-ban vannak kifejezve.

Előnyösen az A kopolimer 95-97 % menyiségben tartalmaz akrilnitrilböl leszármaztathaló monomeregységeket és 3 - 5 % mennyiségben szulfonált monomerből leszármaztatható monomeregységeket, míg a S kopolimer 65-73 % mennyiségben tartalmaz akril„itrilből leszármaztatható monomeregységeket és 27-35 % mennyiségben vinilidén-kloridból leszármaztatható monomeregységeket.

A találmány szerinti szálat az A kopolimer és a B kopolimer oldatainak összekeverése útján kapott poliblcndből - amely kifejezés alatt a tcxtilkémiában eltérő, de egymással összeférhető polimerek bensőséges és homogén keverékét értik - nedves szálképzés útján mcd akril szál állítható elő.

A találmány szerinti poliblendben az A kopolimer mennyisége előnyösen 15 tömeg % és 25 tömeg % közötti, míg a B kopolimer mennyisége előnyösen 75 tömeg % és 85 tömeg % közölli.

Az A és B biner kopolimcrck természetesen az akrilnilril kopolimerizálására ismert'bármely módszer’el, így például vizes emulziós vagy diszperziós polimerizálással, tömbpolimerizálással vagy oldat-poliraerizálással előállíthatok.

Előnyösnek találtuk az olyan találmány szerinti poliblcndcl, amely 20 tömeg % A kopolimerből - ez mintegy 96 % akrilnitrilböl leszármaztatható monomeregységet és mintegy 4 % szulfonált monomerből leszármaztatható monomeregységet - és 80 tömeg % B kopolimerből - ez mintegy 70 % akrilnitriiből leszármaztatható monomeregységet tartalmaz - áll.

A találmány értelmében a poliblendet úgy állítjuk elő, hogy mechanikai keverés közben előnyösen 40 °C es 50 ’C közötti hőmérsékleten az előzőekben ismertetett tömegarányokban az A kopolimert a B kopolinerrel homogenizáljuk. Az egyes komponenseknek a •oliblcndhcz való bozzákcvcrcsi sorrendje nem lényeges. annyit jelent, hogy az Λ kopolimer oldala! adhatjuk a B kopolimer oldatához vagy fordítva, tagy pedig mindkét oldatot egyszerre adagolhatjuk az összekeverésre szolgáló tartályba.

EiőálliihítÍÓ a találmány szerinti poiiblcnd úgy is.

hogy megfelelő arányban az egyes polimcrízálások végén kapoll cs a kétféle A cs 11 biner kopolimert tartalmazó polimer oldatokat összekeverjük még azt megelőzően, hogy belőlük a reagálatlan monomereket ledesztilláltuk volna. E változatnak az a technológiai előnye, hogy csak egyetlen filmbepárlót kell alkalmazni. ami különösen folyamatos eljárás esetén igen nagy előny.

A találmány szerinti poiiblcndckhcz DMF mellett oldószerként elsősorban dimetil-szulfoxidot és tűmetii-aeetamidot használhatunk.

A találmány szerinti poiiblendekből szálelőállításhoz használt viszkózus szálképző folyadékok a poliblendeken túlmenően tartalmazhatnak az ilyen típusú polimcroldatok polimcrízálüsúhoz szokásosan használ! adalékanyagokat, igy például a B kopolimerhez stabilizátorkénl kalcium-, bárium-, cink- vagy ónsókat, míg az A kopolimerhez stabilizátorként nehézfémekkel szemben szekvesztráló, azaz kelátképző hatású anyagokat is.

E viszkózus szálképző folyadékok fonását az ilyen típusá szálak fonására eddig alkalmazott módszerek valamelyikével végezzük.

így például használhatunk az alábbi jellemzők betartásával úgynevezett mikrofoné berendezést, amely viszonylag kis számú nyílással ellátott fonórózsából áll.

A) Extrudálás

A végső szál elemi szálának esetében 3,3 dtex fonalfinomsági szám elérése érdekében 175 nyílással (amelyek átmérője 65 mikron) ellátott fonórózsát használunk.

B) A fonórózsába táplált szálképzö folyadék jellemzői

A szálképző folyadéknak a fonórózsába való juttatásához fordulatonként 0,6 cm³ folyadékot szállító mikiofogaskerékszivattyút használunk, és e szivattyú fordulatszámút úgy állítjuk be. hogy a 2 literes tárolóüstben 40-50'C-on tárolt szálképző folyadékból olyan mennyiség jusson a löuórózsába. hogy az elemi szál kívánt végső fonalfinomsági számát érjük el. Tekintettel arra, hogy mindegyik példában az elérni kívánt fonalfinomsági szám 3,3 dtex és a modakrilszál előállításában használt szálképző folyadékok szárazanyagtartalma azonos mindegyik példában, éspedig pontosan 22,5 tömeg %, a fordulatszámot rendszerint nem változtatjuk.

Cj Koaguláíás

Λ koagidálást egy I méter hosszú csőben végezzük, amelyben 12- 13 C hőmérsékleten tarlóit, 60 tömeg % vízből cs 40 tömeg % DMF-böl álló koaguláló fürdő van. A fürdő említett víztartalmát szintén állandó é léken tartjuk.

196 635

D) Csévéli·.':

A koagulálásra szolgáló csőből a szálat egy hengerre csévéljük l'cl 10 mélcr/perc sebességgel.

E) Mosás

A koagulálásra szolgáló csőből a szálat teknők sorozatán vezetjük át, amely teknőkben a szálat 50 °C-os sómentesített vízzel ellenárnmban addig mossuk, míg a maradék DMF-lartalom a száraz szálra vonatkoztatva 0,5 tömeg %-nál kisebb lesz.

F) Nyújtás

A mosó tcknőkből a szál olyan nyújtó csőbe jut. amelynek méretei azonosak a koagulálásra szolgáló csőével. E cső 98- 100 °C-os sómentesítetí vizet tartalmaz, és e csőben a szálat 5,5-szeres nyújtásnak vetjük alá. A csőből egy másik hengerre 55 méter/perc sebességgel csévéljük fel a szálat, majd e nyújtási műveletet követően olyan linisclö Icknősi vezetjük át, amelyben c célra ismert kenő cs antisztaiizáló anyagokkal kezeljük.

G) Szárítás

A finiseiéi kezelés, vagyis a végső kikészítés után a szál szalagszárítóba jut, amelyben a szál levegővel végzett szárítás közben szabadon összezsugorodhat (mintegy 20 %-kal).

Az így kapott szál kész arra, hogy alávessük az alábbi vizsgálatoknak'.

a) A koagulálás után az elemi szál keresztmetszetéről mikrofotól készítünk.

b) Megállapítjuk a kész száraz szálléstckfclvétclcí, hogy megmérhessük a festéknek azt a mennyiségét, amely a különböző példákban előállított szálaknak olyan színárnyalatra való festéséhez szükséges, amelyet egy adott mennyiségű festékkel végzett festés során egy találmány szerinti ék előnyösnek illetve összehasonlítási alapnak tekintett szál esetében kapunk. Előnyös szidnak, illetve összehasonlítási alapnak az I. példában előállított szálat tekintjük, és az elérendő színárnyalat mindegyik esetben az, amelyet ez a szál mutat azt követően, hogy megfestjük 100 g száraz szálra vonatkoztatva 2 g alábbi festékkeveréket használva.

A kontrollszínként választott színárnyalat tehát egy olyan sötétbarna színárnyalat, amelyet akkor kapunk, ha az alábbi három festéket az ugyancsak alább említett arányokban együtt használjuk:

Maxiion 2RL Yellow = 50 %

Maxilon GRL Red = 24 %

Maxiion GRL Blue= 26 %

A például az I. példa szerinti szál esetében kialakult színárnyalatot ügy kaptuk, hogy hagyományos festési módszerekkel a festék elfogyásáig 5 g szálat festettünk 200 nil olyan vizes oldatban, amely a fentiekben említett festékkeverékböl 0,1 g-ot tartalmazott. Ezért a kiviteli példákban a „mérési eredmények rész b) pontjában mindössze a fenti festékkeveréknek csak azt a mennyiségét adjuk meg grammokban, amelyet 100 g vizsgált szál „elhasznált”. Szakember számára nyilvánvaló, hogy minél nagyobb ez a szám, annál nagyobb mértékben opek a kapott szál.

e) Merjük az LO!-indexet.

d) Meghatározzuk gélállapotban a szálak porozitásúnak mértékét annak alapján, hogy ismert módon ;-lérjük a m²/g szál egységben kifejezett fajlagos felületet. Minél nagyobb a fajlagos felület értéke, annál porózusabb a szál és ezért annál nagyobb a fényessége.

e) Meghatározzuk a kész szál dinamóméinál jellemzőit.

Az a), b) és d) pontban említett mérések lehetnek jellemzők a különböző szálminták fényessége mértékének meghatározásában.

Még egyszer kihangsúlyozzuk, hogy 8 találmány zerinti csökkenteti éghetősegü modakrilszálak akkor megőrzik fényességüket, ha hidrotermális kezelés(ek)nek vetjük aiá.

A találmányt közelebbről az alábbi kiviteli példákf al kívánjuk megvilágítani.

A kiviteli példákban használt találmány szerinti A és B bincr kopolimerckcl, valamint az ezek összetéíelével egyező temer kopolimcrckeí szakaszos (hntch) .olinicrizálással állítjuk elő e célra megfelelően felszerelt, öt literes üvegből készült laboratórium! reaktookban. A polimerizálást oldószerben homogén fázisban hajtjuk végre. A megfelelő szálakat a korábbiakéin ismertetett módon állítjuk elő koaguláió fürdőként oldószer és víz elegyét használva, és mindegyik esetben mintegy 3,3 díex fonalfinomsági számú elemi zálakat előállítva.

Az első hat példában szignifikáns mértékben homopoIimerizéUiatő szuifonált komonomerként a korábban már említett 2 - akrilamido - 2 - meti! - propánrzulfonsav - nátriumsóí (továbbiakban rövidítve: hAMPS) használjuk.

I. példa liblxMi a jx-ldában azokat a körülményeket -smeretjük, amelyek betartásával olyan A és B tuner kopoimer állítható elő, melyek 20 tömegrész A kopolimer: >0 lömegrész B kopolimer arányban kombinálva ‘ángálló, igen fényes, üregektől mentes és kiváló festékfelvételi tulajdonságokkal rendelkező szálat adnak.

Ez a példa ugyanakkor a találmány szerinti modakilszál előállítására leginkáob előnyös paramétereket smerteti. Ezek tehát az alábbiak:

A) Az A és B kopoümerek előállítására szolgáló polimerizálás paraméterei

a) A polimerizáláshoz használt reakcióelegyek öszszctélc! tömeg %-ban

	A kopolimer	B kopoOmer
-\CN	27,29	24,75
3AMPS	4.80	-
Vinilidén-klorid	-	20,25
Víz	66.90	49,00

196 635

	A kopolimer	B kopolimer
Monomer összmennyisege a reakcióelegyben	32,00	45,00
b) A komonomerek egymáshoz viszonyított tömeg %-os mennyisége a polimcrizáláshoz használt kiindulási reakcióelegyekbcn
	A kopolimer	B kopolimer
ACN	85.00	55.00
Vínílitlén-klorid	-	45,00
SAMPS	15,00	-

Λ kopolimer B kopolimer

ACN mól %-hun 96.07 69,00

SAMPS tömeg %-ban

Λ kopolimer B kopolimer

Vinilidén-klorid tömeg 56-ban Vinilidén-klorid mól %-ban

f) A viszkózus szálképző folyadékok jellemzői

c) Polimerizációs paraméterek

	A kopolimer	B kopolimer
Hőmérséklet “C-ban	67	52
Időtartam órában Á1BN	II	13
katalizátor	0,027	0,2
tömeg %-ban Almasav stabilizátor	0,015
lömeg %-ban p - toluol - szulfbnsav - cinksó stabilizálor tömeg %-ban	-	0,1

d) Λ polimerizálás végén kapott rcakcióclcgyek jel-

lemzői
	A kopolimer	B kopolimer
Szárazanyaglar-
(alom tömeg %-ban A monomerek	21,0	19,1
konverziója polimerré %-ban SAMPS	65,6	42,4
konverziója polimerré %-ban	65,6

ei A kapott polimerek összetétele

	A kopolimer B kopolimer
ΛΓΒ
tömeg %-ban	85,00 55,00

Λ kopolimer B kopolimer

Szárazanyagtartalorn 22,5 22,5 lömeg %-ban

77,5 77,5 lomeg %-ban

A végső viszkózus szálképző folyadékot úgy kapjuk, hogy az f) pont alatti összetételű oldatok közül az A kopolimeréből 20 tömegrészt és a B kopolimeréből 30 tömegrészt elegyítünk olyan statikus vagy dinamikus keverőberendezésben, amely nagy viszkozitású polimeroldalok kezelésére szokásosan használt.

Ezen utóbbi szálképző folyadékból kapott szál öszszetétele mind tömeg szerint, mind monomer-egységek mennyiségét illetően megegyezik az 5. példában ismertetett módon előállított terner koplimerével, azaz az alábbi:

	A kopolimer	B kopolimer
ACN Vinilidén-klorid SAMPS	61 tömeg % 36 tömeg % 3 tömeg %	74,96 mól % 24.19 mól % 0,85 mól %

B) Mérési eredmények

b) : 2 g festékkeverék

c) : 26 % O>

d) : 75 m^z/g

e) : fonalfrnomsági szám dtex-ben: 3,2 szakítószilárdság g/dtex-ben: 2,7 százalékos nyúlás: 33,5 csomószilárdság g/dtex-ben: 1,3 visszamaradó zsugorodáskcpcsscg vízben 100 °Con %-ban: 0,4

Λ mérési eredmények mutatják a jóval nagyobb mértékű fényességéi az e példa szerint előállított szál5

196 635 nak az 5. példában említett, azonos összetételű szálképző folyadékból előállított száléhoz képest.

Az alábbi 2. példában be fogjuk mutatni, hogy előállítható az összehasonlító példaként szolgáló 5. példa szerinti szálnál még fényesebb szál egy találmány szerinti poliblendből még abban az esetben is. ha a szulfonált monomer mennyiségét a kész szálban bizonyos mérték ben esők kentjük.

A SAMPS százalékos mennyiségét tehát a 2. példában úgy csökkentjük, hogy az A típus biner kopolimernek a B biner kopolimerhez kevert mennyiségét csökkentjük. Ugyanakkor a B biner kopolimerben csökkentjük a vinilídén-klorid mennyiségét olyan mértékben, hogy a kész szálban mennyisége 36 tömeg % legyen.

2. példa

Az. ebben a példában megadott mérési eredmények olyan kész szálra vonatkoznak, amely 15 tömegrész, pontosan az I. példában megadott összetételű A biner kopolimert és 85 tömegrész olyan B biner kopolimerí tartalmaz, amelyben az akrilnitrilböl leszármaztatható monomeregységek mennyisége 71,2! % és a vinilidén-kloridból leszármaztalható monomeregysegek mennyisége 28,79 %. Az A cs a B kopolimerek előállításának körülményei egyébként megegyeznek az I. példában ismerteiéit körülményekkel, bár szükséges esetben szakembertől elvárható mértékben változtathatók.

Mérési eredmények

b) : 3,5 g festékkeverék

c) : 26 % O₂

d) : 56 m²/g

c): ronallinomsági szám dlex-ben: 3,3 szakítószilárdásg g/dtex-ben: 2,6 százalékos nyúlás: 32 csomószilárdság g/dtex-ben: 1,3 visszamaradó zsugorodásképesség vízben 100 Con %-ban: 0,6

A fenti mérési eredményekből látható, hogy az 5. példa szerinti szálénál szemmel láthatóan még mindig jóval fényesebb szálat kapunk abban az esetben is, ha olyan találmány szerinti poliblendet használunk, amelyben a SAMPS mennyisége 2,25 tömeg %-ra van csökkentve.

3. példa

Az ebben a példában megadott mérési eredmények olyan szálra vonatkoznak, amely 12 tömegrész A biner kopolimert - amelyben a SAMPS-ból Ieszármaz tatható monomeregységek mennyiség 7.16 % és az ACN-ből leszármazla.thaló monomeregységek menynyisege 92,84 % - cs 88 tömegrész B biner kopolimert - amelyben az ACN-ből leszármaztathaló monomeregységek mennyisége 72,46 % és a vinilidénkioridból leszármaztatható monomeregységek menynyisege 27,54 % - (artalamaz.

Mérési eredmények

b) : 3 g fcslékkeverck

c) : 26 % O₂

d) : 58 m²/g

f): fonalftnomsági szám dtex-ben: 3,1 szakítószilárdság g/dlex-ben: 2,6 százalékos nyúlás: 30 csomósziíárdság g/dtex-ben: 1,2 ~ visszamaradó zsugorodásképesség vízben 100 ”Con %-ban: 0,6

A fenti mérési eredményekből látható, hogy a kész ; zál fényesség! jellemzői kedvezőbbek az 5. példa szerinti szálénál, de kedvezőtlenebbek az 1. példa szerinti száléhoz képest.

4. példa

Az ebben a példában megadott mérési eredmények olyan kész szálra vonatkoznak, amelyben a SAMPSból leszármaztatható monomeregységek mennyisége még mindig 0,9 %, a vinilidén-kioridból leszármaztatbató monomeregységek mennyisége 31,84 % és az akíilnitrilből leszármaztatható monomeregységek s.iennyiscgc 67,26 %.

Ezt a szálat olyan viszkózus szálképző folyadékból állítjuk elő, amely nem más, mint az 1. példában említett összetételű A biner kopolimerből 20 tömegsísz, valamint vinilidén-kioridból leszármaztatható raonomeregységekböl 41,29 %-ot és ACN-ből leszármaztathalő monomeregységekbői 58,7! %-ct tartalmazó B biner kopolimerből 80 tömegrész összekeverése útján kapott poliblend.

E példával azt kívánjuk bemutati, hogy ha a kész ízálban a vinilidén-kioridból leszármaztatható monomeregységek mennyiségét mintegy 32 %-ra csökkentjük, akkor az ilyen szál még mindig fényesebb, mint az 5. példa szerinti szál.

Mérési eredmények

b) : 2,6 g festékkeverék

c) :29,2%Oj

d) : 60 nt²/g

c): fonallinomsági szám dtex-ben: 3,2 szakítószilárdság g/dtex-ben: 2,0 százalékos nyúlás: 36 csomósziíárdság g/dtex-ben: 1,0 visszamaradó zsugorodásképesség vízben 100 *Con %-ban: 1,45 .5 példa

Ebben az összehasonlító példában olyan terner kopolimert állítunk elő, amelyben a SAMPS-ból ‘eszármaztatható monomeregységek mennyisége 0,85 %, a vinilidén-kioridból leszármaztatható monomeregységek mennyisége 24,19 % cs az ACN-ból leszármaziaíható monomeregységek mennyisége 74,96 %. A palimerizáláshjellernzökeí, illetve a kapott kész szál amely opak és festékfelvctele igen rósz - mérési eredményed az. alábbiakban ismertetjük.

π

196 635

Λ) Polimerizációs körülmények a) A polimerizációhoz használt reakcióelcgy összetétele tömeg %-ban

ACN 27,81

Vinilidén-klorid 16,20

SAMPS 0,99

Víz 3,00

DMF 52,00

Monomerek összmennyisége 45,00

b) A három koinonomcr tömeg %-os mennyisége egymáshoz viszonyítva

ACN 61,80

Vinilidén-klorid 36,00

SAMPS 2,20

c) Polimerizációs paraméterek

Hőmérséklet 'C-ban 52

Időtartam órában 13

AiBN kalalizálor mennyisége lömeg %-ban 0,2 síabilizátor mennyisége tömeg %-ban 0,1

d) A polimerizálás végén kapott reakcióelcgy jellemzői szárazanyaglartalom tömeg %-ban 20,30 monomer-konverzió polimerré %-ban 45,00

SAMPS-konverzió polimerré %-ban 61,50

e) A kapott polimer összetétele

ACN 61 tömeg % 74,96 mól %

Vinilidén-klorid 36 tömeg % 24,19 mól %

SAMPS 3 tömeg % 0,85 mól %

f) A reagálatlan monomerek vákuumdesztilláció útján való eltávolítása után kapott viszkózus szálképző folyadék jellemzői szárazanyagtaí falom tömeg %-han 22,5

DMF tömeg %-ban 77,5 tárolási hőmérséklet C-ban 40

A szálképzés körülményei egyébként megegyeznek a korábban ismertetettekkel.

B) Mérési eredmények

b) : 6 g festékkeverék

c) : 26 % O₂

d) :35m²/g

e) : fonalfinomsági szám dtex-ben: 3,3 szakítószilárdság g/dtex-ben: 2,4 csomószilárdság g/dtex-ben: 1,2 százalékos nyúlás: 30,4 visszamaradó zsugorodásképesség vízben 100 °Con %-ban: 0,5

A mérési eredmények tehát egyértelműen bizonyítják a példa szerinti szál opak voltát, egyrészt üregek jelenlétével magyarázható, másrészt a magas feslékfogyaszíással (6 g) szemben az !. példa szerinti szál által fogyasztott 2 g-al, harmadrészt pedig a szál alacsony fajlagos felületével [35 m³/g].

6. példa

Ebben a példában olyan szál jellemzőit ismertetjük, amelyet úgy kapunk, hogy az I. példában említett polimerizálások végén kapott két reakcióelegyet ösztzekeverjük.

Miután a kétféle reakcióelegyet - amelyek nem mások, mint kétféle polimer oldatai - amelyek nem inások, mint kétféle polimer oldatai - összekevertük, a reagálatlan illékony monomereket vákuumdesztilláiás útján lehajtjuk, amikoris olyan poliblendet kapunk, amelyben a polimer mennyisége (vagyis a szárazanyagtartalom) 22,5 %, és a polimerben az akilnitril mennyisége 61 tömeg %, a vinilidén-kloridé 36 ömeg % és a SAMPS-é 3 tömeg %, ami annyit jelent, hogy a polimer kg-ként mintegy 131 milliekvivalens izuliönsavesoporlot tartalmaz.

Ha az így kapott poliblendet a korábbi példákban ismertetett szálképzési paramétereket tartva fonásnak vetjük alá. akkor az alábbi mérési eredményeket mutató szálakat kapjuk:

b): 2,1 g festékkeverék

:): 26 % O₂

d): 75 in²/g

;): fonall'monisági szám dtex-ben: 3,1 szakítószilárdság g/dtex-ben: 2,65 százalékos nyúlás: 32,8 csomószilárdság g/dtex-ben: 1,25 A mérési eredményekből látható, hogy a példa szerinti szál jellemzői csaknem tökéletesen azonosak az

I. példa szerinti szál jellemzőivel, ami azt bizonyítja, hogy a kétféle polimeroldat desztilláiás előtti összekeverése a szál jellemzőit nem befolyásolja.

7. példa

Ebben a példában olyan szál előállítását, illetve jellemzőit ismertetjük, amelynek előállításához ACNt és az 1 - 6. példákban említett SAMPS helyett szulfonált komonomerként 2 - akrilamido - propánszulfonsavat tartalmazó A bíner kopolimert használunk. Ekkor olyan szálat kapunk, amelynek fényessége és festékfelvétele meglehetősen hasonlít a 6. példa szerinti száléhoz. Az összehasonlítás igaz voltának biztosítására az A biner kopolimert olymódon állítjuk elő, hogy az egy kg polimerre vonatkoztatott, milliekvivalensekben kifejezett savmennyiség azonos legyen a 6. példában használt savmennyiséggel, azaz mintegy 650 legyen.

Az A kopolimert tehát úgy kapjuk, hogy 67’C-on 11 órán át 27,9 tömegrész ACN-t és 4,10 tömegrész 2 - akril - amido - propánszulfonsavat 2 tömegrész víz és 66 tömegrész DMF elegyében 0,027 tömegrész AIBN katalizátor és 0,015 tömegrész almasav stabilizátor jelenlétében polimerizálunk. A polimerizálás végén kapott rakcióclegy 20 tömeg % kopolimert tartalmaz, amely viszont 87,0 tömeg % ACN-ből és 13,0 tömeg % 2 - akrilamido - propánszulfonsavból áll, ami megfelel egy kg polimerre vonatkoztatva mintegy 660 milliekvivalens savtartalomnak. E reakcióelegyből 20 tömegrészt A biner koplimerként összekeverünk az I. példában használt. 55 tömeg % ACN-t és 45 tömeg % vinilidcn-kloridot tartalmazó B biner ko7

196 635 polimernek megfelelő végső reakcióelegyből 84 tömegrésszel.

Összekeverés illán a reagálatlan illékony monomereket vákuumdeszlillálás útján eltávolítjuk, nmikoris olyan poliblendet kapunk, amelynek szárazanyagtartalma 22,5 %-os, és a polimer 61,4 tömeg % ACN-t, 36 tömeg % vinilidén-kloridot és 2,6 tömeg % 2 akrilamido - propánszulfonsavat tartalmaz, ami megfelel egy kg polimerre vonatkoztatva mintegy 130 milliekvivalens nagyságú savtartalomnak.

Ha az így kapott poliblendet a 6. példában ismertetett módon szálképzésnek vetjük alá, akkor olyan szálat kapunk, amelynek mérési eredményei az alábbiak:

b) : 2 g fcstckkcvcrck

c) : 26 % O₂

d) : 77 m²/g

e) : fonalfinomsági szám dtex-ben: 3,2 szakítószilárdság g/dtex-ben: 3,58 százalékos nyúlás: 33.2 csomószilárdság g/dtex-ben: 1,23

A mérési eredmények látható módon gyakorlatilag nem térnek el a 6. példában kapott szál eredményeitől.

8. példa

Ebben a példában olyan szál előálitását. illetve jellemzőit ismertetjük, amelynek előállításához ACN-t és 2 - akrilamido - 2 - feni! - etánszulfonsavat tartalmazó A biner kopolimert használunk. Az így kapót: szál jellemzői a fényességet és festékfelvéteit. illetően meglehetősen hasonlóak az előző példákban kapott szálakéhoz.

Ebben a példában is az ACN-böl és szulfonált kopolimerből álló A biner kopolimert úgy állítjuk elő, hogy a kész kopolimer egy kg-jára vonatkoztatva a savmennyiség egyenértéke az előző példákhoz hasonlóan mintegy 650 milliekvivalens legyen.

E kopolimert tehát úgy állítjuk elő, hogy 67 ”C-on 11 órán át 27,00 tömegfesz ACN-t és 5,00 tömegresz 2 - akril - amido - 2 - l'cnil - etánszulfonsavat 2 tömegrész víz cs 66 tömegrész DME clegyében 0,027 tömegrész AtBN katalizátor és 0,015 tömegrész almasav stabilizátor jelenlétében polimerizálunk. A polimerizálás befejezésekor a kapott reakcióelegy 20 tör meg % mennyiségben tartalmaz olyan kopolimert, amely 83,3 tömeg % ACN-böl és 16,7 tömeg % 2 akrilamido - 2 - feni! - etánszulfonsavból áll, vagyis az egy kg polimerre vonatkoztatott savmennyiség mintegy 655 milliekvivalens.

E reakcióelegyből 20 tömegrészt összekeverünk 84 tömegrész olyan reakcióeleggyel, amely a korábbi példákban ismertetett, 55 tömeg % ACN-t és 45 tömeg % vinilidén-kloridot tartalmazó B biner kopolimer reakcióelegye.

A kapott keverékből a reagálatlan illékony monomereket vákuumdesztillálás útján eltávolítjuk, amikoris 22,5 tömeg %-os polimer-oldatot kapunk, amely oldat polimere 60,66 tömeg % ACN-ből, 36 tömeg % vinilidcn-kloridbői és 3,34 tömeg % 2 - akiilantido - 2 - rcnil - etánszulfonsavból áll, vagyis egy kg polimerre vonatkoztatva a savmennyiség mintegy 130 milliekvivalens.

E polimer-oldatot ezután az előbbiekben ismertetett példákban leírt módon szálképzésnek vetjük alá, amikoris az. alábbi mérési eredményeket mutató szálat kapjuk.

I): 2,1 g festékkeverék

c) : 26 % O₂

d) : 78 m’/g

e) : fonalfinomsági szám .'.tex-ben: 2,98 szakítószilárdság g/dlex-ben: 2,63 ' százalékos nyúlás: 31,9 csomószilárdság g/dtex-ben: 1,28 Ezekből az adatokból is látható, hogy az e példa szerint előállított szál és a korábbi példákban ismerteteti módon előállított találmány szerinti szálak között gyakorlatilag nincs különbség a tulajdonságokat iíle«őcn.

Claims (5)

1. Szabadalmi igénypontok

   !. A Polimer-keverék csökkentett éghetőségű és gén fényes akriliiiiril-bázisú módosított szálak nedes fonás útján való előállításához, azzal jellemezve, hogy 12-40 tömeg %, akrilnitrilt és egy szignifikáns mértékben homopolimerizálható szulfonált komonemert tartalmazó A biner kopolimerböl, valamint 60-88 tömeg % akrilnitrilt és vinilidén-kloridot taralmazó B biner kopolimerböl áll, az A biner kopolinerben az akrilnitrilbői lesxármaztatható monomeregységek mennyisége 88 - 98 mól % és aszulfonált kotnonomerbői ieszármaztathstó monr-Aieregységek mennyisége 2-12 mól %, illetve a B biner ktpolimerzen az akrilnitrilbői leszármaztaíható monomeregyrégek mennyisége 55 - 88 mól % és a vinilidé,n-k!orid>ól leszármaztatható monoi,teregységek mennyisége i2-45 trió! %, és az A biner kopolimer szignifikáns mértékben homopolimerizálható komon nmeiként valamely (I) általános képletű akrilimído-alkánszulfonsavat - ahol R, hidrogénatomot zagy 1-4 szénatomos aíkilcsoportot jelent, míg R₂ jelentése hidrogénatom vagy 1-4 szénatomos alkilvagy fenilcsoport - és/vagy e savak valamelyik sóját '.artaimazza. (Elsőbbsége· 1977. 09. 28.)
2. 2. Az 1. igénypont szerinti polimer-keverék, azzal jellemezőt, hogy az A kopolimerben az akrünitrilből leszármazíatható ntononiercgységek mennyisége 95-97 mól % és az (1) általános képletű egységek mennyisége .3-5 mól %, illetve a B kopolimerben az akrilnitrilbő! leszármaztatható monomeregységek mennyisége 65 - 73 mól % és a vinilidén-kloridból leszármazíatható monomeregységek mennyisége 27-35 mól %, továbbá a polimer-keverék 15-25 tömeg % A kopolimert és 75-85 tömeg % B kopolimert tartalmaz. (Elsőbbsége: 1977. 09. 28.)
3. 3. Az 1. vagy a 2. igénypont szerinti polimerkeverék, azzal jellemezve, hogy 20 tömeg % A kopoünieri - amelyben az akrilnitrilbői leszármazíatható monomeregységek mennyisége 96 mól % és ai<i) általános képletű szulfonált kotnonomerbői íeszSrmazíatható monomeregységek mennyisége 4 rr.öi % - és 8Ítömeg % B kopolimert - nmciybcrs az. akrilnstriíbé: leszármazíatható monomeregységek mennyisége 30 mól % - a.-i (Elsőbbsége: ,577. Ö9. 3S.)

   96 635
4. 4. Λζ I -3. igénypontok bármelyike szerinti polimer-keverék, azzal jellemezne, hogy (!) általános képletű komonomerként 2 - akrilamido - 2 - metil propánszulfonsav - nátriumsót, 2 - akrilamido - propánszulfonsavat vagy 2 - akrilamido - 2 - fenil - etánszulfonsavat tartalmaz. (Elsőbbsége: 1977. 09. 28.)
5. 5. Λ 4. igénypont szerinti polimer-keverék, azzal jelleinezve, hogy szulfonált komonomerként 2 - akrilamido - 2 - metil - propánszulfonsav - nátriumsót tartalmaz. (Elsőbbsége: 1976. II. 03.)