NO146109B - Membranventil. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av lav-viskøse oppslemninger av acrylnitril-polymerisater.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte

ved fremstilling av forbedrede spinneopp-løsninger av acrylnitrilpolymerer, og særlig

anvendelsen av polyethylenglycol som vis-kositets-nedsettende middel ved oppslem-ningstrinnet ved fremstillingen av acryl-nitrilpolymerspinneoppløsninger.

Ved fremstilling av oppløsninger av

acrylnitrilpolymerer for fremstilling av

filamenter og fibre er det ønskelig at polymeren oppløses lett ved lave temperaturer for å hindre misfarvning av oppløs-ningen. På grunn av at oppløsningsmidlet

ikke er i stand til å fukte og oppløse hele

polymermassen på én gang, dannes der

ofte noen store kuler eller klumper av delvis oppløst polymer, hvilket skaper vanske-ligheter ved spinneprosessen idet det opp-står filtreringsproblemer. Denne klump-dannelse kan delvis hindres ved kraftig

omrøring slik at alle polymerpartiklene

hurtig fuktes med oppløsningsmiddel. En

hurtig omrøring fører imidlertid til at en

betraktelig mengde luft eller gass blir

innesluttet i oppløsningen. Denne luft eller

gass er meget vanskelig å fjerne og fører

til spinnevaskeligheter ved fremstillingen

av fibre fra slike polymerer. Hvis grunnviskositeten kunne reguleres på et lavt

nivå uten unødvendig omrøring, ville dette

igjen lette fremstillingen av spinneoppløs-ninger av lett oppløselige polymerer, som

er praktisk talt fri for innesluttede gasser.

Norsk patent nr. 101 954 angår ved

spinning av acrylnitril-olefincopolymerer

å tilsette polyalkylenglycol til coagule-rings- eller fellebadet for å få filamenter med forbedrede fysikalske egenskaper.

Målet ved foreliggende oppfinnelse er å fremstille forbedrede spinneoppløsninger av acrylnitrilpolymerer og regulere viskositeten ved fremstilling av oppløsningene slik at man får forbedrede suspensjoner av acrylnitrilpolymerer.

Generelt kan disse og andre mål for oppfinnelsen nåes ved å tilsette en pas-sende mengde polyethylenglycol til acryl-nitrilpolymerene før spinneoppløsningen fremstilles. Polyethylenglycolen tilsettes fortrinnsvis til den fuktige acrylnitrilpoly-merfilterkake i form av en konsentrert vandig oppløsning og blandes omhyggelig med kaken før denne tørres og males. Efter at behandlingen er utført er acrylnitril-polymeren ferdig til fremstilling av oppløs-ningen, idet hver polymerpartikkel er over-trukket med et tynt lag av polyethylenglycol. Virkningen av dette overtrekk når et oppløsningsmiddel tilsettes til acrylni-trilpolymerpolyethylenglycol-blandingen, er at oppløsningshastigheten av acrylni-trilpolymeren nedsettes da oppløsnings-midlet må trenge gjennom overtrekket av polyethylenglycol for å oppløse den under-liggende polymer. Temperaturen ved fremstillingen av acrylnitrilpolymersuspensjo-nen kan variere fra ca. 0° C til 20° C eller derover. Fortrinnsvis bør temperaturen ligge fra ca. 5° til 10° C, da virkningen av polyethylenglycol med hensyn til å nedsette grunnviskositeten økes ved å senke temperaturen ved hvilken oppløsningen finner sted.

Polyethylenglycol anvendes ved foreliggende oppfinnelse i en mengde av fra ca. 2 til 25 pst. av polymervekten. Molekyl-vekten av polyethylenglycolen kan variere fra 400 til 4 000, fortrinnsvis 600 til 2 000.

Et hvilket som helst oppløsningsmiddel for polyacrylnitril som ikke inngår side-reaksjoner med polyethylenglycolen og som kan anvendes ved de temperaturer som anvendes ved fremstilling av oppløs-ningen, kan brukes ved foreliggende fremgangsmåte. Blant de foretrukne oppløs-ningsmidler er N,N-dimethylformamid, N,N-dimethylacetamid, dimethylsulfoxyd, nitromethan, gammabutyrolacton, vandig sinkklorid, vandige oppløsninger av natri-umthiocyanat og lignende. Disse oppløs-ningsmidler virker generelt som oppløs-ningsmidler for acrylnitrilpolymerer ved temperaturer fra ca. 0° opp til kokepunktet av polymer-oppløsningsmiddelblandingen.

Anvendelsen av polyethylenglycolen i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse medfører forbedringer ved oppløs-ninger av alle slags acrylnitrilpolymerer. Oppfinnelsen er anvendbar ikke bare på polyacrylnitril men også på sampolyme-rer, interpolymerer og blandinger derav, særlig slike som inneholder minst 80 vektpst. av polymerisert eller sampolymerisert acrylnitril. Slike polymere materialer inn-befatter acrylnitril-fiberdannende polymerer med lett farvbare basiske sampoly-merer, hvor blandingen har et totalt inn-hold av polymerisert acrylnitril på minst 80 vektpst.

Polymeren kan f. eks. være en sampolymer av 80—90 pst. acrylnitril og 2—20 pst. av en annen sampolymeriserbar rao-noolefinisk monomer. Egnede sampolymeriserbare mono-olefiniske monomerer inn-befatter acryl-, alfa-kloracryl- og meth-acryl-syrer, acrylater, såsom methylmethacrylat, ethylmethacrylat, butylmethacry-lat, methoxymethylmethacrylat, beta-klor-ethylmethacrylat, og de tilsvarende estere av acryl- og alfa-kloracryl-syrer, vinylklorid, vinylfluorid, vinylbromid, vinyliden-klorid, 1 - klor-1-br orne thylen-, methacrylnitril, acrylamid og methacrylamid, alfa-kloracrylamid, eller monoalkyl-substitu-sjonsprodukter derav, methylvinylketon, vinylcarboxylater, såsom vinylacetat, vi-nylkloracetat, vinylpropionat og vinylste-arat, N-vinylimider, såsom N-vinylfthal-imid og N-vinylsuccinimid, methylenma-lonsyreestere, itaconsyre og itaconsyrees-tere, N-vinylcarbazol, vinylfuran, alkyl-vinylestere, vinylsulfonsyre, ethylenalfa, beta-dicarboxylsyrer eller deres anhydrider eller derivater, såsom diethylcitraconat, di-ethylmesaconat, styren, vinylnafthalen, vinyl-substituerte tertiære heterocycliske aminer såsom vinylpyridinene og alkyl-substituerte vinylpyridiner for eksempel, 2-vinylpyridin, 4-vinylpyridin, 2-methyl-5-vinylpyridin og lignende, 1-vinylimidazol og alkyl-substituerte 1-vinylimidazoler, såsom 2-, 4- eller 5-methyl-l-vinylimidazol, vinylpyrrolidon, vinylpiperidon og andre mono-olefiniske sampolymeriserbare monomer e materialer.

Polymeren kan være en ternær inter-polymer, f. eks. produkter som fåes ved in-terpolymerisasjon av acrylnitril og to eller flere av hvilken som helst ovenfor nevnt monomer, annen enn acrylnitril. Mere spe-sielt og fortrinnsvis inneholder de ternære polymerer fra 80 til 98 pst. acrylnitril, fra 1 til 10 pst. av en vinylpyridin eller en 1-vinylimidazol, og fra 1 til 18 pst. av en annen sampolymeriserbar mono-olefinisk substans såsom methacrylnitril, vinylacetat, methylmethacrylat, vinylklorid, vinyl-iden eller lignende.

Polymeren kan også være en blanding av polyacrylnitril eller en sampolymer av fra 80 til 99 pst. acrylnitril og fra 1 til 20 pst. av minst én annen mono-olefinisk sampolymeriserbar monomersubstans med fra 2 til 50 vektpst. av blandingen av en sampolymer av fra 10 til 70 pst. acrylnitril og fra 30 til 90 pst. av minst én annen mo-no-olefinisk sampolymeriserbar monomer. Når det polymere materiale består av en blanding vil det fortrinnsvis være en blanding av fra 80 til 99 pst. av en sampolymer av 80 til 98 pst. acrylnitril og fra 2 til 20 pst. av en annen monoolefinisk monomer, såsom vinylacetat som ikke er mottagelig for farvestoff, med fra 1 til 20 pst. av en sampolymer av fra 30 til 90 pst. av en vinylsubstituert tertiær heterocyclisk blanding såsom vinylpyridin, et 1-vinylimidazol, eller et vinyllactam, og fra 10 til 70 pst. acrylnitril for å gi en farvbar blanding med et totalinnhold av vinylsubstituert tertiær heterocyclisk amin på fra 2 til 10 pst. beregnet på vekten av blandingen.

Skjønt de foretrukne polymerer som anvendes ved foreliggende oppfinnelse er de som inneholder minst 80 pst. acrylnitril, og som i alminnelighet betegnes som fiberdannende acrylnitrilpolymerer, vil man innse at oppfinnelsen likeledes kan anvendes på polymerer som inneholder mindre enn 80 pst. acrylnitril når slike polymerer er nyttige ved dannelse av fibre.

Polymerer som er anvendbare ved ut-førelsen av foreliggende oppfinnelse, kan fremstilles ved en hvilken som helst kon-vensjonell polymerisasj onsprosess, såsom massepolymerisasj onsmetoder, oppløs-ningspolymerisasjonsmetoder eller vann-emulsj onsmetoder. Hvis det er ønskelig å danne formede artikler av acrylnitrilpoly-meroppløsningene ifølge oppfinnelsen som har et modifisert utseende eller modifiserte egenskaper, kan forskjellige midler tilsettes til oppløsningene for å oppnå disse effekter enten før eller etter tilsetningen av polyethylenglycol uten noen skadelig virkning. Slike tilsetningsmidler kan være pigmenter, farvestoffer, midler mot statisk elektrisitet, brann-sinkende midler eller lignende. Oppløsninger inneholdende fra 80 til 30 vektpst. acrylnitrilpolymer kan anvendes med et foretrukket konsentrasjons-område fra 15 til 25 pst.

Oppfinnelsen belyses nærmere ved de etterfølgende eksempler som viser de forbedringer som oppnåes ved tilsetning av polyethylenglycol til fuktig acrylnitrilpolymer-kake eller -pellets. Ved tilsetning av polyethylenglycolen til den fuktige polymer-filterkake nedsettes den hastighet med hvilken polymeren går i oppløsning, hvilket muliggjør en bedre avluftning av suspensjonen på grunn av en lavere grunn - viskositet og nedsatt hastighet av viskosi-tetsøkningen. En behandling av acrylnitrilpolymer-kaken med polyethylenglycol før tørring nedsetter grunnviskositeten av suspensjonen fra 5 000 centipoise til ca. 500 centipoise og medfører en tilsvarende nedsettelse ved tilsvarende tider etter be-gynnelsen av suspenderingen. I eksem-plene refererer alle deler og prosenter seg til vekt når ikke annet er angitt.

Eksempel 1

En acrylnitrilsampolymer inneholdende 92,9 pst. acrylnitril og 7,1 pst. vinylacetat ble fremstilt i form av en våt polymer-filterkake. En tykk pasta ble laget ved å blande de fuktige polymer-pellets med en 33 pst. konsentrert oppløsning av polyethylenglycol i vann. Prøvene ble derpå tørret og malt. Fem prøver ble fremstilt på denne måte inneholdende 0, 10, 15, 20 og 25 pst., beregnet på vekten av tørr polymer, av polyethylenglycol med en molvekt på ca. 1 000. Disse prøver ble blandet med avkjølt (8° C) dimethylacetamid i slike mengder at man fikk en polymerkon-sentrasjon på 26 pst. Viskositeten av hver enkelt prøve ble målt ved forskjellige tids-intervaller etter at polymerprøve og oppløs-ningsmiddel var bragt sammen. Målingen ble utført ved hjelp av et Brookfield Syn-cho-Lectric Viscometer, Multispeed Model HAF som nådde en maksimalkapasitet på 8 000 000 centipoises. Viskositetsmålingene ble utført umiddelbart etter tilsetningen av polymer-polyethylenglycol-blandingen til oppløsningsmidlet og deretter med 5 mi-nutters intervaller med tilsammen fire av-lesninger for hver prøve. Verdier som viser viskositeten mot tid er vist i tabell I. En tredobbelt nedsettelse i grunnviskositet bi-dro betraktelig til avlufting av suspensjonen før viskositeten øket tilstrekkelig til å hindre naturlig avluftning.

Eksempel 2

En acrylnitril-vinylacetat-sampolymer ble fremstilt som i eksempel 1. Prøvene av denne polymer inneholdende 5 pst. og 10 pst. polyethylenglycol, med en gjennom-nitlig molvekt på 1 000, ble undersøkt på viskositet. For å nedsette hastigheten av viskositetsøkningen ennu mer, ble denne gruppe av prøver neddykket i isbad etter sammenblandingen av polymer og oppløs-ningsmiddel. Ved å gjøre dette ble suspen-sjonstemperaturen holdt på et maksimum av 5° C for den behandlede polymer og 8°

C for den ubehandlede prøve. Nedsettelsen

i grunnviskositet var nesten tidobbelt og

disse suspensjoner var før de ble overført

til spinneoppløsning bemerkelsesverdig fri for innesluttede luftblærer. Resultatene av denne behandlingsmåte er vist i tabell II.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av

   lav-viskøse oppslemninger av acrylnitril-polymerisater inneholdende minst 85 pst. acrylnitril, karakterisert ved at polymeren i fast form overtrekkes med poly- ethylenglycol, fortrinsvis i en mengde av 2—25 vekt pst., beregnet på vekten av polymeren, hvorefter den impregnerte polymer blandes i et oppløsningsmiddel til en lav-viskøs spinneoppslemning.