PL165932B1 - Method of obtaining non-combustible fibres from polyacrylnitrile fibre - Google Patents
Method of obtaining non-combustible fibres from polyacrylnitrile fibreInfo
- Publication number
- PL165932B1 PL165932B1 PL29156391A PL29156391A PL165932B1 PL 165932 B1 PL165932 B1 PL 165932B1 PL 29156391 A PL29156391 A PL 29156391A PL 29156391 A PL29156391 A PL 29156391A PL 165932 B1 PL165932 B1 PL 165932B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- fibers
- temperature
- phase
- stream
- fiber
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inorganic Fibers (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
Sposób wytwarzania włókien niepalnych z włókien poliakrylonitrylowych, szczególnie z włókien z kopolimerów i terpolimerów zawierających co najmniej 85% akrylonitrylu polegający na poddaniu włókien o masie liniowej nie większej niż 2,2, dtex ciągłej i wielofazowejstabilizacji termicznej w atmosferze utleniającej, znamienny tym, że wiązkę lub wiązki włókien poddaje się co najmniej trójfazowejstabilizacji termicznej, gdzie w pierwszej fazie wiązkę lub wiązki włókien ogrzewa się w temperaturze wyższej od temperatury maksymalnego skurczu entropowego włókna i niższej od temperaturymaksymalnego skurczu chemicznego, przy rozciągu od -10% do +5% w strumieniu powietrza atmosferycznego o początkowej zawartości wilgoci nie większej niż 10 g/m3 lub strumieniu mieszaniny tlenu, azotu i argonu o zawartości sumarycznej gazu inertnego wynoszącej 79-90% i początkowej zawartości wilgoci nie większej niż 10 g/m3, oorzyttnie preeoływająceoo prostppadle do osi włókien, w czasie niezbędnym do uzyskania włókien o gęstości 1,19-1,24 g/cm, korzystnie 1,22 g/cm3, następnie wiązkę lub wiązki włókien w fazie lub fazach środkowych procesu stabilizacji ogrzewa się w temperaturze wyższej niż temperatura maksymalna w pierwszej fazie i niższej od temperatury 250-280°C, przy rozciągu od -15% do 10%, w strumieniu powietrza atmosferycznego lub w strumieniu mieszaniny tlenu, azotu i argonu o zawartości sumaryczni gazu inertnego wynoszącej 79-85% i początkowej zawartości wilgoci wynoszącej nie więcej niż 10 g/mT, przepływającego prostopadle do osi włókien, w czasie niezbędnym do uzyskania włókien o gęstości 1,28-1,35 g/cm, korzystnie 1,33 g/cm3, po czym wiązkę lub wiązki włókien w ostatniej fazie ogrzewa się w temperaturze wzrastającej wzdłuż drogi włókien od co najmniej 220°C do temperatury nie większej niż 500°C, pod stałym naprężeniem 0,002-0,008 N/tex, korzystnie 0,005 N/tex, w strumieniu mieszaniny gazu inertnego, korzystnie azotu zawierającego nie więcej niż 50 pvm tlenu i gazowych produktów częściowego odgazowania włókien, gdzie strumień gazów przepływa w kierunku przeciwnym do przesuwu włókien powyżej temperatury 250-280°C i w kierunku zgodnym z kierunkiem przesuwu włókien poniżej tej temperatury, a zawartość gazu inertnego w strumieniu jest zmienna od co najmniej 40% w temperaturze 250-280°C do nie mniej niż 99% pod koniec fazy przy zawartości wilgoci nie większej niż 0,05 g/m3, nadto na odcinku stanowiącym co najmniej 60% długości drogi włókien w ostatniej fazie temperatura jest wyższa od 300°C i na odcinku stanowiącym co najmniej 15% długości drogi włókien w tej fazie temperatura jest wyższa od 390°C, w czasie niezbędnym do otrzymania włókien o gęstości 1,38-1,45 g/cm3, korzystnie 1,42 g/cm3, przy czym temperatura maksymalna fazy lub faz środkowych jest niższa od temperatury, w której następuje zmiana kierunku przepływu strumienia gazów w ostatniej fazie procesu stabilizacji termicznej.A method of producing non-flammable fibers from polyacrylonitrile fibers, especially from copolymers and terpolymers containing at least 85% acrylonitrile by subjecting the fibers to o linear mass of not more than 2.2, dtex of continuous and multi-phase thermal stabilization in an oxidizing atmosphere, characterized in that the fiber bundle or bundles are subjected to at least three-phase thermal stabilization, wherein in the first phase, the fiber bundle or bundles is heated to a temperature above the maximum temperature the entropic shrinkage of the fiber and the maximum chemical shrinkage at stretching, lower than the temperature from -10% to + 5% in a stream of atmospheric air with an initial moisture content of not more than 10 g / m3 or a stream of a mixture of oxygen, nitrogen and argon with a total inert gas content of 79-90% and an initial moisture content of no more than 10 g / m3, based on the preparation of prostppadle to the axis of the fibers, for the time necessary to obtain fibers with a density of 1.19-1.24 g / cm, preferably 1.22 g / cm3, then the fiber bundle or bundles in the middle phase or phases of the stabilization process are heated in a temperature higher than the maximum temperature in the first phase and lower than 250-280 ° C, with draw from -15% to 10%, in a stream of atmospheric air or in a stream of a mixture of oxygen, nitrogen and argon with a total inert gas content of 79-85% and an initial moisture content of not more than 10 g / mT, flowing perpendicular to the axis of the fibers for the time necessary to obtaining fibers with a density of 1.28-1.35 g / cm3, preferably 1.33 g / cm3, then the bundle or bundles of fibers in the last phase is heated to a temperature increasing along the path of the fibers from at least 220 ° C to a temperature of not more than 500 ° C, under constant stress 0.002-0.008 N / tex, preferably 0.005 N / tex, in a stream of an inert gas mixture, preferably nitrogen, containing not more than 50 pvm of oxygen and gas partial fiber degassing products, where the gas stream flows in the opposite direction to the movement of the fibers above the temperature of 250-280 ° C and in the direction of the movement of the fibers below this temperature, and the stream has an inert gas content varying from at least 40 wt.% temperature 250-280 ° C to not less than 99% at the end of the phase with a moisture content of not more than 0.05 g / m 3, moreover, over the distance which is at least 60% of the fiber path length in the last phase temperature is greater than 300 ° C and the temperature is at least 15% of the length of the path of the fibers in this phase is greater than 390 ° C, for the time necessary to obtain fibers with a density of 1.38-1.45 g / cm3, preferably 1.42 g / cm3, with the maximum temperature of the middle phase or phases being lower than the temperature at which there is a change in the gas stream flow direction in the last phase of the thermal stabilization process.
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania włókien niepalnych z włókien poliakrylonitrylowych, szczególnie z włókien z kopolimerów i terpolimerów akrylonitrylu.The subject of the invention is a process for the production of non-flammable fibers from polyacrylonitrile fibers, in particular from fibers of acrylonitrile copolymers and terpolymers.
Włókna niepalne mają szerokie zastosowanie do wytwarzania tekstyliów stosowanych w warunkach bezpośredniego zagrożenia ogniem oraz poddanych działaniu wysokich temperatur. Wytwarza się z nich termoodpomą odzież ochronną dla hutnictwa i pożarnictwa, koce przeciwpożarowe, elementy niepalne wyposażenie wnętrz, wkłady filtracyjne, przegrody ogniowe itp.Non-flammable fibers are widely used in the production of textiles used in conditions of direct fire hazard and exposed to high temperatures. They are used for the production of thermo-resistant protective clothing for the steel industry and firefighting, fire blankets, non-flammable interior fittings, filter cartridges, fire barriers, etc.
Najczęściej używanym surowcem do produkcji włókien niepalnych był azbest, stosowany także obecnie, aczkolwiek w mniejszym zakresie. Szkodliwość azbestu dla zdrowia ludziThe most commonly used raw material for the production of non-flammable fibers was asbestos, which is also used today, albeit to a lesser extent. Harmfulness of asbestos for human health
165 932 spowodowała poszukiwanie i stosowanie innych rodzajów włókien niepalnych takich jak włókna szklane, aramidowe, modyfikowane poliestrowe i z polimerów poliakrylonitrylu.165 932 caused the search for and use of other types of non-flammable fibers such as glass, aramid, modified polyester and polyacrylonitrile polymers.
Włókna niepalne z włókien poliakrylonitrylowych wytwarza się w procesie stabilizacji termicznej, w którym podlegają one przebudowie molekularnej i nadmolekularnej, na którą składają się między innymi procesy oksydacji, cyklizacji, sieciowania, degradacji oraz zmiany struktury krystaliczno-amoificznej włókna. Włókna niepalne powinny charakteryzować się dużym wydłużeniem, stosunkowo dużą wytrzymałością na zerwanie w pętli, powinny mieć powierzchnię ułatwiającą dalszą obróbkę włókienniczą np. tkanie i oprócz oczywistej cechy niepalności muszą posiadać stabilność termiczną wyrażającą się małym ubytkiem masy przy przebywaniu w wysokiej temperaturze.Non-flammable fibers made of polyacrylonitrile fibers are produced in the process of thermal stabilization, in which they undergo molecular and supermolecular reconstruction, which includes processes of oxidation, cyclization, cross-linking, degradation and changes in the crystalline-amoyphic structure of the fiber. Non-flammable fibers should be characterized by high elongation, relatively high resistance to tearing in a loop, they should have a surface that facilitates further textile processing, e.g. weaving, and apart from the obvious non-flammability feature, they must have thermal stability expressed by a small loss of mass at high temperature.
Stwierdzono, że podobny proces stabilizacji stanowi podstawę otrzymywania włókien węglowych i grafitowych, bowiem dla przeprowadzenia włókna poliakrylonitrylowego przez wysokotemperaturowy piec karbonizacyjny, musi ono wcześniej uzyskać cechę niepalności. Jednakże w większości wypadków włókna uzyskane w procesie stabilizacji jako półprodukt dla otrzymania włókna węglowego nie nadaje się do dalszego przerobu włókienniczego na wyroby niepalne. Włókna te posiadają duży moduł i wytrzymałość, a także charakteryzują się niepalnością, ale nie mają odpowiedniej stabilności termicznej.It was found that a similar stabilization process is the basis for the production of carbon and graphite fibers, because in order to pass the polyacrylonitrile fiber through a high-temperature carbonization furnace, it must first obtain a non-flammable property. However, in most cases, the fibers obtained in the stabilization process as an intermediate for obtaining carbon fiber are not suitable for further textile processing into non-flammable products. These fibers have high modulus and strength, and are also non-flammable, but do not have adequate thermal stability.
W patencie USA nr 2 913 802 opisano sposób otrzymywania termostabilnych i niepalnych włókien z kopolimeru zawierającego co najmniej 85% akrylonitrylu, w którym włókno podgrzewa się w nawojach w temperaturze 145-345°C w powietrzu w czasie od pół godziny do kilku dni, uzyskując włókno zawierające ponad 60% materiału niepalnego.U.S. Patent No. 2,913,802 describes a method of obtaining thermostable and non-flammable fibers from a copolymer containing at least 85% acrylonitrile, in which the fiber is heated in reels at 145-345 ° C in air for half an hour to several days, obtaining a fiber containing more than 60% of non-flammable material.
Znany jest z opisu patentowego USA nr 3 656 882 sposób wytwarzania włókien niepalnych, w którym do polimeru dodaje się katalizator zawierający jony metali i podgrzewa w temperaturze 200-290°C od naprężeniem 3 g/den.There is known from the US patent description No. 3,656,882 a method for the production of non-flammable fibers, in which a catalyst containing metal ions is added to the polymer and heated at a temperature of 200-290 ° C from a stress of 3 g / den.
Znany jest także z opisu USA nr 3 416 874 sposób polegający na przeprowadzeniu włókna przez kąpiel wodną zawierającą jony miedzi w temperaturze 95-130°C, a następnie ogrzewaniu ich w strumieniu powietrza do temperatury 200-300°C w czasie 1-720 minut.Also known from US Pat. No. 3,416,874 is the method of passing the fiber through a water bath containing copper ions at a temperature of 95-130 ° C, and then heating it in a stream of air to a temperature of 200-300 ° C for 1-720 minutes.
W brytyjskim opisie patentowym nr 1 593 246 włókno poliakrylonitrylowe impregnuje się solami zawierającymi między innymi jony glinu i ogrzewa się pod naprężeniem w powietrzu do temperatury 100-200°C przez 20-60 minut.Podobnie włókno impregnuje się według opisu patentowego USA nr 4 251 589, ale ogrzewa się je w dwóch fazach, najpierw w atmosferze zawierającej tlen w temperaturze 150-250°C przez 80-120 minut, a następnie w gazie obojętnym do temperatury 275-325°C przez 60-120 minut. 'In British Patent Specification No. 1,593,246 polyacrylonitrile fiber is impregnated with salts containing inter alia aluminum ions and heated under tension in air to a temperature of 100-200 ° C for 20-60 minutes. Similarly, the fiber is impregnated according to U.S. Patent No. 4,251,589. but heated in two phases, first in an oxygen-containing atmosphere at 150-250 ° C for 80-120 minutes and then in an inert gas to 275-325 ° C for 60-120 minutes. '
Z japońskiego opisu patentowego nr 037 455 znany jest sposób, w którym włókno poliakrylonitrylowe ogrzewa się w atmosferze utleniającej w temperaturze 200-350°C, przy skurczu co najmniej 15%, do uzyskania określonej zawartości wilgoci we włóknie.Japanese Patent No. 037455 discloses a method in which a polyacrylonitrile fiber is heated in an oxidizing atmosphere at a temperature of 200-350 ° C, with a shrinkage of at least 15%, to obtain a specific moisture content in the fiber.
Znany jest także z europejskiego opisu patentowego nr 0 165 465 sposób wytwarzania włókien niepalnych z włókien poliakrylonitrylowych, bez stosowania katalizatorów, polegający na tym, że włókno ogrzewa się wielostrefowo w temperaturze 200-400°C, stosując w każdej z kilku lub kilkudziesięciu stref inne wydłużenie włókna, określane za pośrednictwem uprzednio prowadzonych pomiarów kontrolnych i wyliczeń. Włókno uzyskane tym sposobem ma gęstość 1,26-1,38 g/cm.A method of producing non-flammable fibers from polyacrylonitrile fibers without the use of catalysts is also known from the European patent specification No. 0 165 465, which consists in heating the fiber in multiple zones at a temperature of 200-400 ° C, using a different elongation in each of several or several dozen zones. fibers, determined by previously conducted control measurements and calculations. The fiber obtained by this method has a density of 1.26-1.38 g / cm.
Sposób wytwarzania włókien niepalnych z włókien poliakrylonitrylowych według wynalazku polega na tym, że wiązkę lub wiązki włókien zawierających co najmniej 85% akrylonitrylu, o masie liniowej nie większej niż 2,2 dtex poddaje się co najmniej trójfazowej stabilizacji termicznej.The method of producing non-flammable fibers from polyacrylonitrile fibers according to the invention consists in that a bundle or bundles of fibers containing at least 85% of acrylonitrile, with a linear mass not exceeding 2.2 dtex, are subjected to at least three-phase thermal stabilization.
W pierwszej fazie wiązkę lub wiązki włókien ogrzewa się w temperaturze wyższej od temperatury maksymalnego skurczu entropowego włókna i niższej od temperatury maksymalnego skurczu chemicznego, przy rozciągu od -10% do +5%, w strumieniu powietrza atmosferycznego o początkowej zawartości wilgoci nie większej niż 10 g/m3 lub w strumieniu mieszaniny tlenu, azotu i argonu o zawartości sumarycznej gazu inertnego wynoszącej 79-90% i początkowej zawartości wilgoci nie większej niż 10g/mr, korzystnie przepływającego prostopadle do osi włókien, w czasie niezbędnym do uzyskania włókien o gęstości 1,19-1,24 g/cm3, korzystnie 1,22 g/cm3.In the first phase, the fiber bundle or bundles are heated at a temperature higher than the temperature of the maximum entropic shrinkage of the fiber and lower than the temperature of the maximum chemical shrinkage, with a stretching from -10% to + 5%, in an atmospheric air stream with an initial moisture content of not more than 10 g / m 3 or in a stream of a mixture of oxygen, nitrogen and argon with a total inert gas content of 79-90% and an initial moisture content of not more than 10 g / m r , preferably flowing perpendicular to the axis of the fibers, for the time necessary to obtain fibers with a density of 1 , 19-1.24 g / cm3, preferably 1.22 g / cm3.
165 932 przepływającego prostopadle do osi gęstości 1,,28-1,35 g/cm3, korzystnieFlow perpendicular to the density axis 1.28-1.35 g / cm3, preferably
Następnie wiązkę lub wiązki włókien w fazie lub fazach środkowych procesu stabilizacji ogrzewa się w temperaturze wyższej niż temperatura maksymalna w pierwszej fazie i niższej od temperatury 250-280°C, przy rozciągu od -15% do +10%, w strumieniu powietrza atmosferycznego lub w strumieniu mieszaniny tlenu, azotu i argonu o zawartości sumarycznej gazu inertnego wynoszącej 79-85% i początkowej zawartości wilgoci wynoszącej nie więcej niż 10 g/m3, włókien w czasie niezbędnym do uzyskania włókien oThen the bundle or bundles of fibers in the middle phase or phases of the stabilization process are heated at a temperature higher than the maximum temperature in the first phase and lower than 250-280 ° C, with a stretching from -15% to + 10%, in an atmospheric air stream or in a stream of a mixture of oxygen, nitrogen and argon with a total inert gas content of 79-85% and an initial moisture content of not more than 10 g / m 3 , fibers for the time necessary to obtain fibers with
1,33 g/cm3. W ostatniej fazie wiązkę lub wiązki włókien ogrzewa się w temperaturze wzrastającej wzdłuż drogi włókien od co najmniej 220°C do temperatury nie większej niż 500°C, pod stałym naprężeniem 0,002-0,008 N/tex, korzystnie 0,005N/tex, w strumieniu mieszaniny gazu inertnego, korzystnie azotu, zawierającego nie więcej niż 50 pvm tlenu i gazowych produktów częściowego odgazowania włókien. Strumień gazów przepływa w kierunku przeciwnym do przesuwu włókien powyżej temperatury 250-280°C i w kierunku zgodnym z kierunkiem przesuwu włókien poniżej tej temperatury. Zawartość gazu inertnego w strumieniu jest zmienna od co najmniej 40% w temperaturze 250-280°C do co najmniej 99% pod koniec fazy przy zawartości wilgoci nie większej niż 0,05 g/m3, przy czym na odcinku stanowiącym co najmniej 60% długości drogi włókien w ostatniej fazie temperatura jest wyższa od 300°C i na odcinku stanowiącym co najmniej 15% długości drogi włókien w tej fazie temperatura jest wyższa od 390°C. Włókna w ostatniej fazie ogrzewa się w czasie niezbędnym do uzyskania włókien o gęstości 1 ,:38-1,45 g/cm3, korzystnie 1 ,-42 g/cm3. Ponadto temperatura maksymalna fazy lub faz środkowych procesu stabilizacji jest niższa od temperatury, w której następuje zmiana kierunku przepływu strumienia gazów w fazie ostatniej.1.33 g / cm3. In the last phase, the fiber bundle or bundles are heated at a temperature increasing along the path of the fibers from at least 220 ° C to a temperature of not more than 500 ° C, under a constant stress of 0.002-0.008 N / tex, preferably 0.005 N / tex, in a gas mixture stream inert, preferably nitrogen, containing not more than 50 pvm of oxygen and gaseous products of partial degassing of the fibers. The gas stream flows in the opposite direction to the movement of the fibers above a temperature of 250-280 ° C and in the direction of the movement of the fibers below this temperature. The inert gas content in the stream varies from at least 40% at a temperature of 250-280 ° C to at least 99% at the end of the phase with a moisture content of not more than 0.05 g / m3, with at least 60% of the length the fiber path in the last phase, the temperature is higher than 300 ° C and the temperature in the section which is at least 15% of the fiber path length in this phase is higher than 390 ° C. The fibers in the last phase are heated for the time necessary to obtain fibers with a density of 1.38-1.45 g / cm3, preferably 1.-42 g / cm3. In addition, the maximum temperature of the middle phase or phases of the stabilization process is lower than the temperature at which the gas flow changes direction in the last phase.
Sposobem według wynalazku wytwarza się włókna niepalne dobrej jakości z włókien poliakrylonitrylowych różniących się znacznie wartościami parametrów fizykochemicznych, przy czym włókna te nie muszą być wstępnie preparowane chemicznie katalizatorami. Dzięki temu włókna poliakrylonitrylowe stosowane jako surowiec w procesie stabilizacji termicznej mogą być otrzymywane z roztworów , które stosuje się standardowo do innych celów, np. do wytwarzania włókien typu anilana.The method according to the invention produces non-flammable fibers of good quality from polyacrylonitrile fibers that differ significantly in the values of physicochemical parameters, but these fibers do not have to be chemically pre-treated with catalysts. As a result, polyacrylonitrile fibers used as a raw material in the heat stabilization process can be obtained from solutions that are conventionally used for other purposes, e.g. for the production of anilane-type fibers.
Przykład I. Włókna zawierające 95% akrylonitrylu, 1% kwasu itakonowego i 4% akrylanu metylu o maksymalnym skurczu entropowym w temperaturze 145°C i maksymalnym skurczu chemicznym w temperaturze 220°C uformowane w wiązkę zawierającą 40000 monofilamentów o średniej masie liniowej 1,0 dtex poddaje się czterostrefowej stabilizacji termicznej. W pierwszej fazie wiązkę włókien ogrzewa się w warunkach izomerycznych w strumieniu powietrza atmosferycznego o zawartości wilgoci 4 g/m3 nawiewanego prostopadle do osi włókien. Temperatura zmienia się wzdłuż drogi włókien i na odcinku stanowiącym 30% całkowitej długości drogi włókien w tej strefie wynosi 170°C, a na pozostałym odcinku 200°C. Średnia gęstość włókien po 20 minutach przebywania w pierwszej fazie wynosi 1,22 g/cm3. Następnie wiązkę włókien ogrzewa się w fazie drugiej i trzeciej w strumieniu powietrza o zawartości wilgoci 4 g/m3, przy rozciągu włókien wynoszącym - 5%. W fazie drugiej wiązkę ogrzewa się w temperaturze 225°C, a w fazie trzeciej w temperaturze 240°C, przy czym strumień powietrza skierowany jest w obu fazach prostopadle do osi włókien. Po 20 minutach przebywania włókien w fazie drugiej i trzeciej ich średnia gęstość wynosi 1,32 g/m3. W czwartej fazie wiązkę włókien pod stałym naprężeniem 0,005 N/tex ogrzewa się w strumieniu mieszaniny azotu zawierającego 35 pvm tlenu i gazowych produktów częściowego odgazowania włókien, przy zawartości wilgoci 0,01 g/m3, przy czym faza ta podzielona jest na dwie części. W pierwszej części stanowiącej 20% długości drogi włókien w tej fazie strumień gazów przepływa w kierunku zgodnym z kierunkiem przesuwu włókien, a temperatura narasta liniowo od 220°C do 270°C, natomiast w drugiej części kierunek strumienia gazów jest przeciwny do kierunku przesuwu włókien, a temperatura wzrasta nieliniowo wzdłuż drogi włókien i na odcinku stanowiącym 5% długości drogi włókien w tej fazie wzrasta od 270°C do 320°C, na odcinku stanowiącym 60% długości drogi włókien wzrasta od 320°C do 420°C i na odcinku stanowiącym 15% jest stała i wynosi 420°C. Stężenie azotu na końcu pierwszej części wynosi 80%, zaś na końcu ostatniej fazy wynosi 99%. Włókna w ostatniej fazie przebywały 5 minut.Example 1. Fibers containing 95% acrylonitrile, 1% itaconic acid and 4% methyl acrylate with maximum entropy shrinkage at 145 ° C and maximum chemical shrinkage at 220 ° C formed into a bundle containing 40,000 monofilaments with an average linear weight of 1.0 dtex undergoes four-zone thermal stabilization. In the first phase, the fiber bundle is heated under isomeric conditions in a stream of atmospheric air with a moisture content of 4 g / m3 blown perpendicular to the axis of the fibers. The temperature varies along the fiber path and is 170 ° C for 30% of the total fiber path in this zone and 200 ° C for the rest. The average fiber density after 20 minutes in the first phase is 1.22 g / cm3. The fiber bundle is then heated in a second and third phase in a stream of air having a moisture content of 4 g / m 3 and a fiber stretch of - 5%. In the second phase, the beam is heated at a temperature of 225 ° C, and in the third phase at a temperature of 240 ° C, with the air stream directed in both phases perpendicular to the fiber axis. After the fibers have been in the second and third phases for 20 minutes, their average density is 1.32 g / m3. In the fourth phase, the fiber bundle under constant stress of 0.005 N / tex is heated in a stream of a mixture of nitrogen containing 35 pvm of oxygen and gaseous products of partial degassing of the fibers, with a moisture content of 0.01 g / m3, this phase being divided into two parts. In the first part, constituting 20% of the length of the path of the fibers in this phase, the gas stream flows in the direction along the direction of fiber travel, and the temperature increases linearly from 220 ° C to 270 ° C, while in the second part, the direction of the gas stream is opposite to the direction of fiber travel, and the temperature increases non-linearly along the path of the fibers and increases from 270 ° C to 320 ° C for the section constituting 5% of the path length of the fibers in this phase, increases from 320 ° C to 420 ° C along the section representing 15% is constant at 420 ° C. The nitrogen concentration at the end of the first part is 80% and at the end of the last phase is 99%. The fibers in the last phase were 5 minutes.
Otrzymano włókna niepalne o gęstości 1,-42 g/cm3, wytrzymałości na zerwanie 17 cN/tex i względnym wydłużeniu zrywającym 24%. Włókna nie zapalają się od płomienia palnikaNon-flammable fibers with a density of 1. -42 g / cm3, tensile strength 17 cN / tex and relative elongation at break 24% were obtained. The filaments do not catch fire from the torch flame
165 932165 932
Bunsena i nadają się do wytwarzania tekstylnych wyrobów niepalnych np. tkanin o dobrych właściwościach użytkowych.Bunsen and are suitable for the production of non-flammable textile products, e.g. fabrics with good performance properties.
Przykład II. Włókna zawierające 87% akrylonitrylu, 2% kwasu itakowego i 11% akrylanu metylu o maksymalnym skurczu entropowym w temperaturze 157°C i maksymalnym skurczu chemicznym w temperaturze 235°C uformowane w wiązkę włókien zawierającą 40000 monofiłamentów o średniej masie liniowej 2,2 dtex poddaje się trójfazowej stabilizacji termicznej. W pierwszej fazie wiązkę włókien ogrzewa się w warunkach izomerycznych w strumieniu mieszaniny tlenu, azotu i argonu o zawartości sumarycznej gazu inertnego 86% i zawartości wilgoci 8 g/m3, przy czym strumień gazów skierowany jest prostopadle do osi włókien. Temperatura zmienia się wzdłuż drogi włókien i na odcinku stanowiącym 40% długości drogi włókien w tej fazie wynosi 165°C, a na pozostałym odcinku wynosi 220°C. Średnia gęstość włókien po 40 minutach przebywania w tej fazie wynosi 1,20 g/cm3. Następnie wiązkę włókien w drugiej fazie ogrzewa się przy rozciągu -10% w strumieniu mieszaniny tlenu, azotu i argonu w temperaturze 250°C. Skład oraz kierunek strumienia gazów są analogiczne jak w pierwszej fazie. Po 30 minutach przebywania włókien w drugiej fazie ich średnia gęstość wynosiExample II. Fibers containing 87% acrylonitrile, 2% itacic acid and 11% methyl acrylate with maximum entropy shrinkage at 157 ° C and maximum chemical shrinkage at 235 ° C formed into a fiber bundle containing 40,000 monofilaments with an average linear weight of 2.2 dtex are subjected to three-phase thermal stabilization. In the first phase, the fiber bundle is heated under isomeric conditions in a stream of a mixture of oxygen, nitrogen and argon with a total inert gas content of 86% and a moisture content of 8 g / m 3 , the gas stream being directed perpendicular to the fiber axis. The temperature varies along the path of the fibers and is 165 ° C for 40% of the length of the path of the fibers in this phase, and 220 ° C for the remainder. The average fiber density after 40 minutes in this phase is 1.20 g / cm3. The second phase fiber bundle is then heated with a draw of -10% in a stream of a mixture of oxygen, nitrogen and argon at a temperature of 250 ° C. The composition and direction of the gas stream are the same as in the first phase. After the fibers have been in the second phase for 30 minutes, their average density is
1,30 g/cm3. W trzeciej fazie wiązkę włókien ogrzewa się pod naprężeniem 0,003 N/tex w strumieniu mieszaniny azotu zawierającego 45 pvm tlenu i gazowych produktów częściowego odgazowania włókien, o zawartości 0,03 g/m3 wilgoci, przy czym faza ta podzielona jest na dwie części. W pierwszej części stanowiącej I2%o długości drogi włókien w tej fazie strumień gazów przepływa w kierunku zgodnym z kierunkiem przesuwu włókien i temperatura wzrasta liniowo od 230°C do 280°C, natomiast w drugiej części kierunek strumienia gazów jest przeciwny do kierunku przesuwu włókien, a temperatura wzrasta wzdłuż drogi włókien i na odcinku stanowiącym 5% całkowitej długości drogi włókien w tej fazie wzrasta od 280°C do 340°C, na odcinku stanowiącym 65% wzrasta od 340°C do 440°C a na odcinku stanowiącym 18% długości drogi włókien wzrasta do 440°C do 490°C. Stężenie azotu na końcu pierwszej części trzeciej fazy wynosi 60%, zaś na końcu trzeciej fazy wynosi 99%. Włókna w trzeciej fazie przebywały 10 minut.1.30 g / cm3. In the third phase, the fiber bundle is heated under a stress of 0.003 N / tex in a stream of a mixture of nitrogen containing 45 pvm of oxygen and gaseous products of partial fiber degassing, containing 0.03 g / m3 of moisture, this phase being divided into two parts. In the first part, which is I2% of the length of the fiber path in this phase, the gas stream flows in the direction of the fiber travel and the temperature increases linearly from 230 ° C to 280 ° C, while in the second part, the gas stream direction is opposite to the fiber travel direction, and the temperature increases along the path of the fibers and in this phase increases from 280 ° C to 340 ° C for 5% of the total length of the path, increases from 340 ° C to 440 ° C for 65% and from 18% of the length for 18% the fiber path increases to 440 ° C to 490 ° C. The nitrogen concentration at the end of the first part of the third phase is 60% and at the end of the third phase is 99%. The fibers in the third phase were kept for 10 minutes.
Otrzymano włókna niepalne o gęstości 1,39 g/cm , wytrzymałości na zerwanie 13 cN/tex i względnym wydłużeniu zrywającym 14%. Włókna nie zapalają się od płomienia palnika Bunsena i nadają się do wytwarzania niepalnych włóknin.Non-flammable fibers with a density of 1.39 g / cm, tensile strength of 13 cN / tex and a relative elongation at break of 14% were obtained. The fibers are not ignited by a Bunsen flame and are suitable for making non-flammable nonwovens.
165 932165 932
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1.00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price PLN 1.00.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL29156391A PL165932B1 (en) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | Method of obtaining non-combustible fibres from polyacrylnitrile fibre |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL29156391A PL165932B1 (en) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | Method of obtaining non-combustible fibres from polyacrylnitrile fibre |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL291563A1 PL291563A1 (en) | 1993-03-08 |
| PL165932B1 true PL165932B1 (en) | 1995-03-31 |
Family
ID=20055527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL29156391A PL165932B1 (en) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | Method of obtaining non-combustible fibres from polyacrylnitrile fibre |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL165932B1 (en) |
-
1991
- 1991-08-28 PL PL29156391A patent/PL165932B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL291563A1 (en) | 1993-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jain et al. | Conversion of acrylonitrile-based precursors to carbon fibres: Part 2 Precursor morphology and thermooxidative stabilization | |
| US5780152A (en) | High temperature resistant blended yarn | |
| EP0451263B1 (en) | Linear carbonaceous fiber with improved elongatability | |
| JPH04257332A (en) | Method for enhancing fire resistance of fibrous heat insulating material | |
| FI80079B (en) | FOER FARING UTLOEPNING AV POLYESTERFILAMENT. | |
| Bhat et al. | New aspects in the stabilization of acrylic fibers for carbon fibers | |
| KR870011282A (en) | Manufacturing method of heat resistant organic synthetic resin | |
| US3961888A (en) | Acrylic fiber conversion utilizing a stabilization treatment conducted initially in an essentially inert atmosphere | |
| US4374114A (en) | Process for the surface modification of carbon fibers | |
| KR101280553B1 (en) | Quasi-noncombustible spun yarn containing rayon staple fiber and corbon fiber, fabric using the same | |
| RU2062309C1 (en) | Threads made of complete aromatic polyimide and a method of their producing | |
| US3839529A (en) | Preparation of polyamide-imide filaments | |
| US3592595A (en) | Stabilization and carbonization of acrylic fibrous material | |
| US3560137A (en) | Wholly aromatic polyamides of increased hydrolytic durability and solvent resistance | |
| PL165932B1 (en) | Method of obtaining non-combustible fibres from polyacrylnitrile fibre | |
| Layden | Tensile response of polyacrylonitrile fibers during air heating | |
| US3549307A (en) | Treatment of thermally stable shaped articles with halides and oxy-halides of groups iv,v,and vi elements | |
| Bhat et al. | Thermal properties of a polyimide fiber | |
| US4029639A (en) | Treated fabrics and process | |
| US3903248A (en) | Process for the production of large denier carbon fibers | |
| US3634035A (en) | Continuous production of uniform graphite fibers | |
| US3820951A (en) | Process for the thermal stabilization of polyacrylonitrile fibers andfilms | |
| US3576769A (en) | Semicarbonization of thermally stable aromatic polymers | |
| JPS61119719A (en) | Production of carbon fiber of high strength | |
| RU2270489C2 (en) | Insulating sheath |