PL223521B1 - Sposób formowania włókien i włóknin z dibutyrylochityny - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób formowania włókien i włóknin z dibutyrylochityny.

Znanych jest szereg technologii formowania włókien i włóknin technikami roztworowymi lub stopowymi. Techniką stopową formuje się włókna lub włókniny z polimeru o charakterze termoplastycznym, który pod wpływem podwyższonej temperatury przechodzi w stan ciekły, nie ulegając przy tym degradacji termicznej.

Z polimerów o charakterze termoreaktywnym, które pod wpływem podwyższonej temperatury ulegają rozpadowi, oraz z polimerów o słabych właściwościach termoplastycznych, których temperatura rozpadu jest na tyle zbliżona do temperatury topnienia, że podczas przechodzenia w stan stop u ulegają rozpadowi, formuje się włókna wyłącznie technikami roztworowymi.

Estrowa pochodna chityny - dibutyrylochityna, której temperatura zeszklenia jest równa 80-90°C i której rozpad termiczny następuje w temperaturze 280°C jest polimerem, który przerabia się technikami roztworowymi.

W znanych dotychczas sposobach formowania włókna z dibutyrylochityny stosuje się roztwory dibutyrylochityny w szeregu rozpuszczalników organicznych, w tym między innymi w acetonie, dwumetyloformamidzie, W-metylopyrolidonie, dwumetylosulfotlenku, przy czym stosuje się roztwory dibutyrylochityny o stężeniu od 10 do 30% masowych, w zależności od rodzaju stosowanego rozpuszczaln ika oraz warunków przerobu. Przygotowany roztwór dibutyrylochityny przetłacza się przez otwory d yszy przędzalniczej, gdzie formowane jest włókno, a następnie prowadzi się proces zestalania włókien związany z usunięciem z roztworu rozpuszczalnika. Ze względu na wysokie koszty związane z zawróceniem lub utylizacją rozpuszczalników organicznych, sposoby roztwo rowe formowania włóknin mają ograniczone zastosowanie.

Sposób formowania włókien i włóknin z dibutyrylochityny, przy użyciu dwumetylosulfotlenku, w drodze przędzenia przy użyciu ekstrudera oraz głowicy rozdmuchującej, której każdy punkt przędzący posiada indywidualne prowadzenie powietrza technologicznego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że przędzeniu poddaje się półstop dibutyrylochityny otrzymany w wyniku zmieszania dibutyrylochityny ogrzanej do temperatury 60-120° C z dwumetylosulfotlenkiem użytym w ilości 1-70%, korzystnie 20-50% masy dibutyrylochityny, następnie schłodzenia otrzymanej mieszaniny do temperatury otoczenia i w końcu zhomogenizowania jej w czasie 20-60 min w temperaturze 15-100°C przy szybkości obrotowej mieszania 4000-10000 rpm. Przygotowany w ten sposób półstop dibutyrylochityny przetłacza się przez ekstruder o temperaturze 80-160°C, korzystnie 90-150°C, przy szybkości obrotów ślimaków ekstrudera 10-80, korzystnie 30-50 rpm, a następnie przez głowicę przędzącą rozdmuchującą o temperaturze 60-160°C, korzystnie 90-150°C, której każdy punkt przędzący jest zaopatrzony w doprowadzenie powietrza o temperaturze 100-160°C i szybkości przepływu 3-8 Nm³/h, ₃ korzystnie 5,5 Nm /h, a wytworzone włókna odbiera się w postaci nawoju lub włókniny na odbiornik umieszczony w odległości 10-100 cm, korzystnie 20-80 cm, od głowicy rozdmuchującej.

Półstop dibutyrylochityny poddawany przędzeniu w sposobie według wynalazku ma postać granulek, płatków, proszku lub peletek i charakteryzuje się temperaturą przerobu niższą o minimum 10°C od temperatury termicznego rozpadu dibutyrylochityny.

Zaletą sposobu formowania włókien lub włóknin według wynalazku jest zmniejszenie zużycia rozpuszczalnika, co w przypadku związków organicznych ma ogromne znaczenie dla środowiska. Tym samym uzyskuje się również obniżenie kosztów produkcji związane ze zmniejszeniem ilości organicznych ścieków wodnych. Sposób według wynalazku stwarza możliwość uzyskania włókien o silnie rozwiniętej powierzchni, co wpływa w sposób istotny na chłonność produktu końcowego. Włókna uzyskane sposobem według wynalazku charakteryzują się właściwościami wytrzymałościowymi porównywalnymi z właściwościami wytrzymałościowymi włókien z dibutyrylochityny otrzymanych technikami klasycznymi z roztworów alkoholowych.

Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.

P r z y k ł a d 1

Do dibutyrylochityny w postaci proszku, podgrzanej do temperatury 50°C, wkraplano, w trakcie mieszania, dwumetylosulfotlenek użyty w ilości 50% masy dibutyrylochityny. Uzyskaną, jednorodną mieszaninę, po wystudzeniu do temperatury otoczenia, mieszano następnie przez 15 min w młynku homogenizacyjnym AX-66 przy prędkości obrotów 4000 rpm w temperaturze 15°C. Tak przygotowaną mieszaninę wprowadzono do ekstrudera Mini - Lab ze ślimakami współbieżnymi, z którego podawana była do zamontowanej na jego wyjściu głowicy przędzącej rozdmuchującej z indywidualnym prowaPL 223 521 B1 dzeniem powietrza dla każdego punktu przędącego. Temperatura ekstrudera była równa 90°C, prę dkość obrotowa ślimaków ekstrudera była równa 40 rpm, zaś temperatura głowicy przędzącej wynosiła 130°C. Do głowicy przędącej rozdmuchującej dostarczano powietrze technologiczne o temperaturze 140°C i wydatku 5,5 Nm /h. Uformowane włókno zbierano na bębnie odbierającym, umieszczonym w odległości 40 cm od głowicy, obracającym się z prędkością 7 obrotów/min. Otrzymano włókna o następujących parametrach:

- średni wymiar poprzeczny 80 pm,

- siła zrywająca na mokro 40,68 cN,

- wydłużenie względne na mokro 7,78%,

- siła zrywająca na sucho 87,08 cN,

- wydłużenie względne na sucho 3,505%.

Przykład 2

Do dibutyrylochityny w postaci proszku, podgrzanej do temperatury 70°C, wkraplano, w trakcie mieszania, dwumetylosulfotlenek użyty w ilości 40% masy dibutyrylochityny. Uzyskaną, jednorodną mieszaninę, po wystudzeniu do temperatury otoczenia, mieszano następnie przez 15 min w młynku homogenizacyjnym AX-66 przy prędkości obrotów 4000 rpm w temperaturze 10°C. Tak przygotowaną mieszaninę wprowadzono do ekstrudera Mini - Lab ze ślimakami współbieżnymi, z którego podawana była do zamontowanej na jego wyjściu głowicy przędącej rozdmuchującej z indywidualnym prowadzeniem powietrza dla każdego punktu przędzącego. Temperatura ekstrudera była równa 80°C, prędkość obrotowa ślimaków ekstrudera była równa 35 rpm, zaś temperatura głowicy przędzącej wynosiła 140°C. Do głowicy przędzącej rozdmuchującej dostarczano powietrze technologiczne o temperaturze 160°C i wydatku 5,5 Nm /h. Uformowane włókno zbierano na bębnie odbierającym umieszczonym w odległości 40 cm od głowicy, obracającym się z prędkością 7 obrotów/min. Otrzymano włókna o następujących parametrach:

- średni wymiar poprzeczny 120 pm,

- siła zrywająca na mokro 79,92 cN,

- wydłużenie względne na mokro 13,75%,

- siła zrywająca na sucho 143,24 cN,

- wydłużenie względne na sucho 4,45%.

P rz yk ła d 3

Do dibutyrylochityny w postaci proszku, podgrzanej do temperatury 50°C, wkraplano dwumetylosulfotlenek użyty w ilości 50% masy dibutyrylochityny, cały czas mieszając. Uzyskaną, jednorodną mieszaninę, po wystudzeniu do temperatury otoczenia, wprowadzono do ekstrudera Mini - Lab ze ślimakami współbieżnymi, z którego podawana była do zamontowanej na jego wyjściu głowicy przędzącej rozdmuchującej z indywidualnym prowadzeniem powietrza dla każdego punktu przędzącego. Temperatura ekstrudera była równa 110°C, prędkość obrotowa ślimaków ekstrudera była równa 50 rpm, zaś temperatura głowicy przędzącej wynosiła 150°C. Do głowicy przędącej rozdmuchującej dostar₃ czano powietrze technologiczne o temperaturze 160°C i wydatku 7 Nm /h. Uformowane włókno zbierano na bębnie odbierającym, umieszczonym w odległości 45 cm od głowicy, obracającym się z prędkością 7 obrotów/min. Otrzymano włókna o następujących parametrach:

- średni wymiar poprzeczny 85 pm,

- siła zrywająca na mokro 43,87 cN,

- wydłużenie względne na mokro 10,09%,

- siła zrywająca na sucho 86,24 cN,

- wydłużenie względne na sucho 4,16%.

Claims (1)

1. Sposób formowania włókien i włóknin z dibutyrylochityny, przy użyciu dwumetylosulfotlenku, w drodze przędzenia przy użyciu ekstrudera oraz głowicy rozdmuchującej, której każdy punkt przędzący posiada indywidualne prowadzenie powietrza technologicznego, znamienny tym, że przędzeniu poddaje się półstop dibutyrylochityny otrzymany w wyniku zmieszania dibutyrylochityny ogrzanej do temperatury 60-120°C z dwumetylosulfotlenkiem użytym w ilości 1-70%, korzystnie 20-50% masy dibutyrylochityny, następnie schłodzenia otrzymanej mieszaniny do temperatury otoczenia i w końcu zhomogenizowania jej w czasie 20-60 min w temperaturze 15-100°C przy szybkości

   PL 223 521 B1 obrotowej mieszania 4000-10000 rpm, przy czym przygotowany w ten sposób półstop dibutyryloch ityny przetłacza się przez ekstruder o temperaturze 80-160°C, korzystnie 90-150°C, przy szybkości obrotów ślimaków ekstrudera 10-80, korzystnie 30-50 rpm, a następnie przez głowicę przędzącą rozdmuchującą o temperaturze 60-160°C, korzystnie 90-150°C, której każdy punkt przędzący jest zaopatrzony w doprowadzenie powietrza o temperaturze 100-160°C i szybkości przepływu 3-8 Nm /h, korzystnie 5,5 Nm /h, a wytworzone włókna odbiera się w postaci nawoju lub włókniny na odbiornik umieszczony w odległości 10-100 cm, korzystnie 20-80 cm od głowicy rozdmuchującej.