HU213322B

HU213322B - Polyacrylonitrile fibres with high strength and high modulus, process for production thereof

Info

Publication number: HU213322B
Application number: HU9402723A
Authority: HU
Inventors: Rahim Kashani-Shirazi
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1993-09-24
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 1997-05-28
Also published as: HU9402723D0; IL111019A0; HUT70866A; CA2132816A1; BR9403829A; EP0645479A1; RU94034355A; JPH07150410A

Description

A találmány nagy szilárdságú, magas modulú poliakrilnitril szálakra (a továbbiakban PAN szálak), valamint ezek előállításához különösen megfelelő eljárásra, továbbá a szálak alkalmazására főleg erősítő anyagként, vagy szűrők és dörzsbetétek előállítására vonatkozik.

Nagy szilárdsággal rendelkező PAN szálak önmagukban ismertek. így például Dobrecov és társai a szovjet Szálkutatás és textiltechnika (9,407-411. old. /1972/) c. lapban olyan nagy szilárdságú és magas modulú PANszálakat ismertetnek, melyek nagy molekulatömegű PAN-típusokból vezethetők le; példaként 3 · 10⁶ molekulatömeget említenek.

Az EP-A-165,372 és -255,109 sz. szabadalmi dokumentumokból olyan szálak és a szálak előállítására irányuló eljárások ismerhetők meg, melyek több mint 8,83 10² cN/g/km szilárdsági értékkel rendelkeznek; ezeknél ugyancsak nagy molekulatömegű PAN-típusokról van szó. Az EP-A-255,109 sz. szabadalmi dokumentum szerint több, mint 500 000 molekulatömegű PANtípusokat alkalmaznak, míg az EP-A-165,372 szerint több mint 2,5 határviszkozitású PAN-típusok kerülnek felhasználásra, ami több mint 210 000 molekulatömegnek felel meg.

Az előbb említett leírásokban kivétel nélkül szokatlanul nagy molekulatömegű PAN-típusokról van szó. A PAN szálakhoz megfelelő molekulatömeg szokásos értékei mintegy 80 000-180 000 közötti tartományban mozognak (pl. Falkai és tsai „Synthesefasem”, pl. 200, Verlag Chemie, 1981, vagy Masson és tsai „Fiber Producer”, 1984. június, pl. 34-37).

Az ezekben a leírásokban megadott nagymolekulájú PAN-típusok alkalmazása a szálak előállításánál is problémákat rej t magában. így a nagy molekulatömegű PAN típusok csekélyebb oldhatósága miatt egy fonómassza előállításához a fonómassza-koncentrációt csökkenteni kell. Kisebb molekulatömegű PAN-típusok megmunkálásánál lehetséges például 19-21 t% fonómassza-koncentrációval dolgozni. Ellenben a fenti leírásokban legfeljebb 10-15 t%-ra csökkentett fonómassza-koncentrációt ismertetnek. Ez viszont jelentős, 25-70% termelékenységi veszteséggel jár. Például az EP-A-165,372 szerint 6-121% közötti fonómassza-koncentrációt alkalmaznak (5-7. példák), ami 45-70% termelékenységi veszteséget jelent.

Mindezek mellett a polimer növekvő molekulatömegével lényegesen meghosszabbodik a PAN oldásához szükséges idő. Következésképpen új módszereket kell kialakítani, hogy nagyobb fonómassza-koncentrációval lehessen dolgozni. Az EP-A-255,109 szerint megkísérelték a fonómassza viszkozitását 1-101% víz adagolásával csökkenteni, hogy nagyobb fonómassza-koncentrációval dolgozhassanak. Ez azonban korrózióveszélyt jelent a berendezés számára, továbbá ezzel a megoldással csupán korlátozott viszkozitáscsökkentésre van lehetőség.

Ismeretesek már olyan nagy szilárdságú PAN szálak, melyeket szokásos molekulatömegű PAN-ból állítottak elő. így például a GB-A-1,193,170 sz. leírásban olyan PAN szálakat írtak le, melyek 17,5 g/denier-ig terjedő szilárdságot mutatnak. Mindenesetre a leírt szálak 15%nál több szakítást nyúlása sok alkalmazáshoz túl magas.

Az EP-A-44,534 sz. leírásból magas modulú, nagy szilárdságú PAN szálak ismerhetők meg, melyeket ugyancsak szokásos molekulatömegű PAN-ból állítottak elő. A leírásban olyan PAN szálakat említenek, melyek max. 81 cN/g/km szilárdsággal vagy max. 1989 cN/g/km kezdeti modullal rendelkeznek.

Kezdeti modul: a textilszál húzóerő/nyúlás diagrammja kezdeti emelkedésének mértéke 100%-os nyúlásra vonatkoztatva. Meghatározása: a húzóerő/nyúlás diagramm még gyakorlatilag lineáris kezdeti szakaszához húzott érintőt a 100%-os nyúlásnak megfelelő helyig meghosszabbítják; az egyeneshez a 100%-os nyúláshoz tartozó erő cN/g/km-ben kifejezett értékét tekintik kezdeti modulnak.) Olyan szálak, melyek több, mint 80 cN/g/km szilárdsággal és egyidejűleg több, mint 1800 cN/g/km kezdeti modullal rendelkeznek, ebben a leírásban nem szerepelnek. Fennál az igény az említett tulajdonságú PAN szálakra, különösen olyanokra, melyeket nagy produktivitással lehet előállítani.

A PAN szálak keresett erősítőanyagok, mivel agresszív közegekkel, például alkálikus behatásokkal, vagy besugárzásokkal szemben nagy mértékben ellenállóak. Technikai alkalmazásokhoz különösen nagy szilárdságú és nagy kezdeti modulú szálakra van szükség csekély szakítást nyúlás mellett.

Találmányunk szálképző anyagként 210 000-nél kisebb móltömegű poliakrilnitril homopolimert vagy kopolimert tartalmazó szálakra vonatkozik, melynél a szálak szilárdsága több, mint 80 cN/g/km, kezdeti modulja, 100% nyújtásra vonatkoztatva több, mint 1800 cN/g/km és szakítási nyúlása 10%-nál kevesebb.

Polimer nyersanyagként a szokásos eljárásokkal előállított kicsapásos vagy oldatpolimerizátumok alkalmazhatók. A felhasználási területek követelményeitől függően az akrilnitril homo- és kopolimerizátuma egyaránt megfelel a kívánalmaknak. A monomereknél a lehető legnagyobb tisztaságra kell figyelni. Komonomerként valamennyi, az akrilnitrillel kopolimerizálható telítetlen vegyület szóba jöhet, előnyösen telítetlen karbonsavak, mint akrilsav, metakrilsav vagy itakonsav; telítetlen szulfonsavak, mint allil-, metallil- vagy sztirolszulfonsavak; telítetlen karbonsav-amidok, mint akril-amid vagy metakril-amid; telítetlen karbonsavak észterei, mint az akril- vagy metákrilsav metil-, etil-, propil- vagy butil-észtere, vagy többfunkciós hidroxi-etil- vagy amino-etil-észter, illetve ezek akril- vagy metakrilsav származékai; karbonsavak telítetlen alkohollal képzett észtere, illetve telítetlen alkoholokon alapuló éterek, mint vinil-észter és -éter, például vinil-acetát, vinilsztearát, vinil-butirát, bróm-ecetsav-vinilészter, diklórecetsav-vinilészter vagy triklór-ecetsav-vinilészter; telítetlen aldehidek vagy ketonok, mint akrolein vagy krotonaldehid; telítetlen karbonsavak savhalogenidjei, mint akril- vagy metakrilsav-kloridok; vagy további, akrilnitrillel kopolimerizálható monomerek, mint sztirol, butadién, propilén vagy vinil-halogenidek, például vinilklorid, vinilidén-klorid vagy vinil-bromid.

A polimerek előnyösen legalább 90 t%, különösen legalább 99 t% akrilnitril-egységet tartalmaznak.

Különösen olyan poliakrilnitril, homopolimereket

HU 213 322 Β vagy kopolimereket alkalmazunk, melyek molekulatömege 175 000-210 000.

A találmány szerinti szálak szilárdsága előnyösen

89-100 cN/g/km.

A találmány szerinti szálak kezdeti modulja - 100% nyúlásra vonatkoztatva - előnyösen 1850-2150 cN/g/km, különösen előnyösen 1900-2150 cN/g/km.

A találmány szerinti szálak szakítási nyúlása előnyösen 7-9%.

Előnyben részesülnek továbbá azok a fentebb meghatározott szálak, melyek csomószilárdsága több, mint 15 cN/g/km, különösen 17-20 cN/g/km.

A találmány szerinti szálak titere szokásos módon textil-titer területén mozog, például 3,5 T0~² g/km-nél kisebb területen. Előnyösek az (1,5 és 2,5) Ί0^-2 g/km közötti titerü szálak.

A fejlesztés folyamán kiderült, hogy nagy hatékonysággal lehet nagy szilárdságú PAN szálakat előállítani, ha meghatározott eljárási feltételek szerint járunk el.

A találmány ennélfogva nagy szilárdságú szálak előállítási eljárására is vonatkozik, mely a következő lépéseket foglalja magába:

a) eljárás fonóoldat előállítására, mely valamilyen aprotikus oldószert vagy ilyen oldószerek keverékét és a fonóoldatra számítva legalább 15 t% poliakrilnitril homopolimert vagy kopolimert vagy ilyen polimerek keverékét tartalmazza 500 000-nál kevesebb molekulatömeggel;

b) a fonóoldat fonása valamely koaguláló fürdőbe valamely nedvesfonási eljárás vagy szárazfonófejes-nedvesfonási eljárás szerint, melynél a fonóoldat áthaladási sebessége legalább 5 m/pcrc,

c) a szálak koagulálása a koaguláló fürdőben és a szálak kihúzása a fürdőből, és

d) a szálak utókezelése egy vagy több nyújtással, melynél a nyújtás foka a szálakat kihúzó berendezés és az utókezelő nyújtógép kimenete közötti legalább 1:12 értéknek felel meg.

Fonóoldószerként tetszés szerinti szerves aprotikus oldószereket vagy ezek keverékét lehet alkalmazni. Ilyen oldószerek például a dimetil-szulfoxid (DMSO), dimetil-acetamid (DMAC) és különösen a dimetil-formamid (DMF).

A találmány szerinti eljárásnál olyan polimereket alkalmazunk, melyek molekulatömege 500 000-nél kisebb, előnyösen 74 000 és 500 000 között van. Különösen előnyösek azok a polimerek, melyek molekulatömege 75 000-400 000 között, célszerűen 175 000-250 000 között van.

Az eljárás nagymértékű hatékonyságának biztosításához szükséges, hogy a fent meghatározott molekulatömegű polimereket alkalmazzuk. Ezekkel a viszonylag alacsony molekulatömegü PAN-polimerekkel lehetővé válik, hogy a polimerek megfelelően magas koncentrációjú fonóoldatait állítsuk elő anélkül, hogy segédanyagot kellene használni, mely adott esetben zavarja az eljárást.

Nagyobb molekulatömegü PAN-polimerek alkalmazása esetén közvetlenül hatékonyságveszteséggel kell számolni.

A fonóoldat előállításához klasszikus eljárásokat és gépeket lehet alkalmazni. A találmány szerinti eljárásnál a fonóoldat koncentrációja legalább 15 t%, előnyösen 17-22 t%, különösen 18—22t%. 15 t%-nál kevesebb fonómassza koncentrációnál rendszerint problémák jelentkeznek a fonófejen való áthaladásnál; ez azt jelenti, hogy a fonófejeknél a fonás közben egyenetlenségek mutatkoznak, s ennek következtében összeragadás léphet fel. Továbbá a fonómassza koncentrációjának csökkenésével az utánkezelés produktivitása is csökken.

A fonás előtt a fonómasszát szokásos módon szűrjük. Ennek során gélrészecskéket és adott esetben előforduló szennyeződéseket távolítunk el. A szűrésnek nagy jelentősége van a találmány szerinti eljárásnál, mivel ezzel az intézkedéssel a fonásnál és az utókezelésnél a hibaértékek erőteljesen csökkenthetők. A fonási hibák következtében utólag, a szálak kontakt- és nedves nyújtásánál a nyújtóhengereken csavarodások jöhetnek létre.

A szűrést az erre szolgáló ismert berendezésekkel lehet végbevinni, például szűrőprésekkel, melyekben a fonómasszát több kompakt szövetbetéten préseljük át. A szűröhatás mértékét az úgynevezett áthatolhatóság ábrázolja; ez egy felső határt jelent azoknál a részecske-átmérőknél, amelyek a szűrőn még áthaladnak.

DMF-oldószerrel készült fonóoldat esetén előnyösen olyan szűrőt alkalmazunk, melynek áteresztőképessége 5-15 pm. Ez azt jelenti, hogy azok a részecskék, melyek átmérőj e 5-15 pm-nál kevesebb, a szűrőn még át tudnak haladni. Ha a fonóoldat szűrése nem szabályszerű, például a DMF-oldószerrel készült fonóoldat 15 pm-nél durvább szűrőn halad át, a későbbiekben gyártási zavarokkal kell számolni.

A szűrési hőmérséklet DMF-fonóoldatoknál előnyösen 80-90 °C között van

A fonófejből kilépő szálak sebességét úgy kell megválasztani, hogy a szálak a folyadékba való merülésnél gyakorlatilag ne hajolj anak meg és addigi mozgásirányukat megtartsák; ez akkor teljesül, ha a fonóoldat fröccssebessége legalább 5 m/perc, előnyösen 5-7 m/perc.

Az S fröccs-sebesség az alábbi egyenlet szerint számítható ki: „ _ o 4 x F Zxd² χπ

A képletben szereplő betűk jelentése:

S = fröccs-sebesség

F = szállított mennyiség (cm³/min)

Z = fonófej-lyukak száma d = fonófej-lyukak átmérője

A megfont szálak a nagy fröccs-sebesség következtében az irány észlelhető változása nélkül lépnek a koagulációs fürdőbe. Ha a szálak iránya jelentősen megváltozik a koagulációs fürdőbe történő bemerülésnél, számolni kell azzal, hogy a szálak egymással összetapadnak és a fonófej nyílásaira ragadnak. A koagulációs fürdőben a szálak mozgási iránya megváltozhat.

A magas koncentrációjú fonóoldat nagy fröccs-sebessége és viszonylag nagy viszkozitása következtében a fonófejben nagy nyomás alakulhat ki. Ez a nyomás problémát jelenthet a fonásnál, mivel a fonómassza cseppjei a lyukakba ragadnak és így a fonófej eltömődhet, vagyis

HU 213 322 Β a fonómassza cseppjei a lyukakra tapadnak. Ilyen problémák esetén a fonófejen történő áthaladás előtt a fonóoldat hőmérsékletét növelni kell, hogy ezzel csökkenjen a fonóoldat viszkozitása. Amennyiben oldószerként DMF-ot alkalmazunk, célszerű a fonómasszát röviddel a fonófejbe való érkezés előtt legalább 100 oC-ra melegíteni.

Ha a fonómasszák hőmérséklete 100 °C alatt van, általában megjelennek a fentebb ábrázolt problémák. Ha pedig a fonómasszák hőmérséklete 130 °C fölött van, számolni kell a DMF elgőzölgésével és a massza sárgulásával. DMF használata esetén tehát a fonófej előtt a fonóoldat hőmérséklete 100-130 °C.

A fonófej-lyukak átmérőjének jó megválasztása jelentősen befolyásolja a szálak tiszta és kifogástalan érkezését a koagulációs fürdőbe. A találmány szerinti eljáráshoz szükséges nagy fröccs-sebességet különösen nagyobb fonófejlyuk-átmérőnél nehéz megvalósítani. Ilyen esetekben a fonásnál fellépő problémákkal és a fonófej eltömődésével kell számolni. Ilyen problémák fellépésekor egyes esetekben ajánlatos a fonófej-lyukakat kicsinyíteni.

A szál vastagságának kiválasztásával befolyásolni lehet a szál viselkedését a koagulációs fürdőbe való sajátolásnál. Amint már említettük, olyan feltételek mellett kell a szálakat a koagulációs fürdőbe sajtolni, hogy a bemerítésnél a szálak ne hajoljanak meg és addigi sebességirányukat ne veszítsék el. Ezt a fonófej-lyukak átmérőjének megválasztásával is befolyásolhatjuk.

A fonófej-lyukak átmérője jellegzetesen kevesebb, mint 120 pm előnyösen 60-120 pm.

A fonást az önmagában ismert nedves fonással vagy szárazfonófejes-nedvesfonási eljárással lehet végrehajtani, melynek során a fonófejet a koagulációs fürdőbe lehet meríteni, vagy a fonófej a koagulációs fürdő felületétől adott távolságban van elrendezve, amikor is a fonás egy légrésen keresztül megy végbe. A fonófej és a koagulációs fürdő felülete közötti távolság széles körben változtatható, előnyösen a távolság 10 mm-nél kevesebb, különösen 1-10 mm.

A koagulációs fürdő általában valamely szerves aprotikus oldószert tartalmazó vizes keverék például a szerves, aprotikus oldószer oldata, diszperziója vagy szuszpenziója vízben. Előnyösen a koagulációs fürdőben lévő szerves, aprotikus oldószer a mindenkor kiválasztott fonómassza oldószere.

A szerves, aprotikus oldószer koncentrációját a konkrét esetekben az határozza meg, hogy kielégítően gyors és teljes koaguláció jöjjön létre. Viszonylag nagy koncentrációjú fonóoldatok alkalmazása esetén arra kell ügyelni, hogy a szerves, aprotikus oldószer koncentrációja a koagulációs fürdőben ne legyen túl nagy. Ha a koagulációs fürdőben a szerves, aprotikus oldószer koncentrációja túl magas, úgy a szálak összeragadhatnak, mivel nem jött létre a szálak teljes koagulációja.

A szerves, aprotikus oldószer koncentrációja a koagulációs fürdőben lévő oldatra számítva kevesebb 75 t%-nál, előnyben részesül a 60—75t%.

A koaguláció végén a szálat utánkezeljük, ezt valamely önmagában ismert utánkezelő berendezésben hajtjuk végre.

Meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy a találmány szerinti fonási eljárással olyan PAN szálakat lehet előállítani melyek igen erősen nyújthatók. Nagy szilárdságú PAN szálak előállításához a megfont szálakat egy vagy több nyújtással utánkezeljük, melynél a szálak nyújtási foka a lehúzóberendezések és az utánkezelő nyújtógép között legalább 1 : 12, előnyösen 1 : 14-1 : 18.

Az utánkezelés során a koagulációs fürdő elhagyása után a szálat egyszer vagy többször mosni lehet, amikor ennél a lépésnél még egy kiegészítő koagulációra kerülhet sor. Szokásos módon a szálat legalább egy mosási lépés folyamán nedvesen nyújtjuk és/vagy aviváljuk. A mosás végén - amint szokásos - szárításra kerül sor. Ezt követően a szálakat további lépésben utánnyújtjuk, mégpedig forró levegőben és/vagy kontaktnyújtás útján. Végül a szálakat előnyösen nyújtás közben lehúzzuk. Továbbá az is lehetséges és előnyben részesül, hogy a nyújtott szálakat a végén utánnyújtással rögzítsük. Ez után a szálakat vágóberendezésbe vezetjük, vagy pedig a szálakat végtelen szálként (filament) tovább feldolgozzuk, például feltekercseljük.

A PAN szálak fenti utánkezelési eljárásai önmagukban ismertek és például az EP-A—44,534, -165,372 és -255,109 szabadalmi dokumentumokban található ezekről leírás.

A találmány szerinti PAN szálakat a legkülönfélébb felhasználási területen lehet alkalmazni. A szálak különösen műszaki célokra felelnek meg. Példák erre egyebek között: rétegelt anyagok előállításánál erősítő anyagként való alkalmazás, például szállal erősített termőplasztikus vagy hőre keményedő műanyagoknál vagy különösen szállal erősített, hidraulikusan kötő anyagoknál, például betonnál.

A továbbiakban a találmány szerinti PAN szálakat flísz-anyagok (Vliesstoffen) előállításával is lehet használni, melyek például szűrőkként vagy geotextíliákként kerülhetnek alkalmazásra.

A találmány szerinti PAN szálak további, előnyben részesülő felhasználási területe a dörzsbetétek, különösen fékbetétek előállítása.

A következő példák a találmány megvilágítását szolgálják korlátozó hatás nélkül.

1. példa

200000 molekulatömegű PAN-polimert (1 a példa) és 500 000 molekulatömegű PAN-polimert (lb példa) hideg DMF-ben diszpergálunk és 80-90 °C-on feloldjuk.

Az oldat koncentrációját úgy állítjuk be, hogy a golyóesési idő 700±50 másodperc legyen. A golyóesési időt K. Jóst módszere szerint (Rheologica Acta, Bd. 1, p.303) 60 °C-on mérjük. A következő táblázatokban a fonóoldat előállítási feltételeit és tulajdonságait mutatjuk be:

1. táblázat

	Tartózkodási idő (perc)	Golyóesési idő	Fonómassza cc.(%)
la példa	30	690	19
la példa	60	685	12

HU 213 322 Β

2. példa

Az la példa szerinti fonómasszát egyszer egy 10 pm szűrőn (2a példa) és egyszer egy 25 pm szűrőn (2b példa) szüljük. Végül a fonómasszát egy 100 lyuk/120 pm jellemzőjű fonófejhez vezetjük. A következő táblázatban a fonófejnyomás függőségét ábrázoljuk a fonómassza tartózkodási idejétől a szűrés után.

2. táblázat

Idő (perc)	2a példa Fonófejnyomás (bar)	2b példa Fonófejnyomás (bar)
1	7,0	7,0
10	7,0	8,2
60	7,0	10,1
120	7,1	12,2
180	7,0	megfonva

3. példa

200 000 molekulatömegű PAN-polimert az a példában ábrázolt módon 16, 18 és 22 t% koncentrációval DMF-ben oldunk, egy 10 pm szűrőn szűrünk és egy 100 lyuk/120 pm fonófejhez vezetjük. A kicsapófiirdő koncentrációja 70 t% DMF vízben, hőmérséklete 0 °C. Az eredményeket a következő táblázat mutatja:

3. táblázat

Példa	Fonómassza cc. (%)	Átfolyás a fonófejen
3a	16	nem kielégítő, mert szálszakadás a fonófejnél
3b	18	nagyon jó
3c	22	nem kielégítő, mert erősen nő a fonófej-nyomás

4. példa

Fonómasszát állítunk elő a 3b példában leírtak szerint. A fonómassza hőmérsékletet 85-120 °C között váltogattuk. Az eredményeket a következő táblázatban ábrázoljuk:

4. táblázat

Példa	Fonómassza hőfok °C	Átfolyás a fonófejen
4a	85	rossz - átfolyás nem lehetséges
4b	90	rossz - átfolyás nem lehetséges

Példa	Fonómassza hőfok °C	Átfolyás a fonófejen
4c	95	rossz - átfolyás nem lehetséges
4d	100	rossz - kb. 30 percig halad
4e	105	A fonófej halad egyes megszakítások
4f	110	jó áthaladás a fonófejen
4g	120	nagyon jó a fonófejen való áthaladás nagyon jó

5. példa

A fonómasszát a 4g példában foglaltak szerint állítjuk elő, és különböző átmérőjű fonófejen nyomjuk keresztül. Az eredményeket a következő táblázat mutatja:

5. táblázat

Példa	fonófej	Áthaladás a fonófejen
5a	100/60 pm	kielégítő
5b	100/80 pm	jó
5c	100/120 pm	jó
5d	100/150 pm	rossz

6. példa

A fonómasszát az 5c példában foglaltak szerint készítjük elő és a fröccs-sebességet váltogatjuk.

6. táblázat

Példa	Fröccs-sebesség (m/perc)	Átfolyás a fonófejen
6a	3	nem lehetséges
6b	5	jó átfolyás
6c	7	jó átfolyás

7. példa

A fonómasszát és a fonóelrendezést a 6b példában foglaltak szerint készítjük elő, itt a kicsapófurdő koncentrációját váltogatjuk:

HU 213 322 Β

7. táblázat

Példa	Kicsapófurdő cc. t%	Összeragad ások
7a	90	nagyon sok
7b	80	sok
7c	70	ragadásmentes
7d	60	ragadásmentes

8. példa

A 7c példa szerinti szálat egy lehúzó eszközzel lehúzzuk és klasszikus utánkezelési folyamatot követve nedvesen nyújtjuk, mossuk, aviváljuk, szárítjuk, kontakt 15 nyújtásnak vetjük alá és feszítés alatt lehúzzuk. A nyújtás mértéke öszszesen 1 : 12 (8a példa), illetve 1:10 (8b példa). Az eredményeket a következő táblázat mutatja be:

8. táblázat

Mérés	8a	8b
Titer (10²g/km)	2,0	2,0
Szilárdság (cN/g/km)	90	80
Csomószilárdság (cN/g/km)	20	14
Nyúlás (%)	8	10
Modul (cN/g/km)	2000	1400

A szálszilárdságot, a szálnyúlást és a csomószilárdságot a DIN 53816 szerint határoztuk meg.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Szálképző anyagként poliakrilnitril homopolimert vagy kopolimert tartalmazó szálak azzal jellemezve, 40 hogy a szálképző anyag molekulatömege 210 000-nél kevesebb, a szálak szilárdsági értéke több, mint 80 cNg/km, kezdeti modulja 100% nyúlásra vonatkoztatva több, mint 1800 cN/g/km és szakadási nyúlása 10%-nál kevesebb. 45
2. Az 1. igénypont szerinti szálak azzal jellemezve, hogy a poliakrilnitril homopolimer vagy kopolimer molekulatömege 175 000-210 000.
3. Az 1. igénypont szerinti szálak azzal jellemezve, hogy a szálak szilárdsági értéke 89-100 cN/g/km, 50
4. Az 1. igénypont szerinti szálak azzal jellemezve, hogy a szálak kezdeti modulja 100% nyúlásra vonatkoztatva 1850-2150 cN/g/km.
5. A 4. igénypont szerinti szálak azzal jellemezve, hogy a szálak kezdeti modulja 100% nyúlásra vonatkoztatva 1900-2150 cNg/km.
6. Az 1. igénypont szerinti szálak azzal jellemezve, hogy a szálak szakadási nyúlása 7-9%.
7. Az 1. igénypont szerinti szálak azzal jellemezve hogy a szálak csomószilárdsága több, mint 15 cN/g/km.
8. A 7. igénypont szerinti szálak azzal jellemezve hogy a szálak csomószilárdsága 17-20 cN/g/km.
9. Az 1. igénypont szerinti szálak azzal jellemezve, hogy a szálak titere (1,5-2,5) · 10^-2 g/km.
10. Eljárás az 1. igénypont szerinti nagy szilárdságú poliakrilnitril szálak előállítására azzal jellemezve, hogy

a) fonóoldatot állítunk elő, mely szerves, aprotikus oldószert vagy ilyen oldószerek keverékét, és a fonóoldatra számítva legalább 15 t%, kevesebb mint 500 000 molekulatömegű poliakrilnitril homopolimert vagy kopolimert vagy ilyen polimerek keverékét tartalmazza,

b) a fenti fonóoldatot nedvesfonási eljárással vagy szárazfonófejes-nedvesfonási eljárással koagulációs fürdőbe fonjuk, melynek során a fonóoldat fröccs-sebessége legalább 5 m/perc,

c) a megfont szálat a koagulációs fürdőben koaguláljuk és a koagulációs fürdőből kihúzzuk,

d) a megfont szálakat utánkezeljük egy vagy több nyújtással, melynek során a nyújtás foka a lehúzó berendezés és az utánkezelő nyújtógép kimenete között 1:12.
11. A 10. igénypont azzal jellemezve, hogy a fonóoldathoz oldószerként dimetil-formamidot alkalmazunk.
12. A 10. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve,hogy 175 000-250 000 átlagos molekulatömegü poliakrilnitril homoppolimert vagy kompolimert alkalmazunk.
13. A 11. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a poliakrilnitril homopolimert vagy kopolimert és dimetil-formamidot tartalmazó fonómasszát a fonás előtt 5-15 pm áteresztő képességű szűrőn szűrjük.
14. A 11. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a fonóoldat 18-221% poliakrilnitril homopolimert vagy kopolimert tartalmaz a fonóoldatra számítva.
15. A 11. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a fonóoldat hőmérséklete 100-130 °C, a fonófej előtt.
16. A 11. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a fonófejen a lyukátmérő értéke 60-120 pm.
17. A 10. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a fröccs-sebesség értéke 5-7 m/perc.
18. A 10. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a fonást szárazfonófejes-nedvesfonási eljárással hajtjuk végre, miközben a fonófej és a koagulációs fürdő közötti légrés szélessége 1-10 mm.
19. A 10. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a koagulációs fürdő a fonóoldószer vizes keveréke, melynél az oldószer koncentrációja a koagulációs fürdőre számítva 70 t%-nál kevesebb.