Opis wydano drukiem dnia 29 lutego 1964 r. 4.POty J9JO& POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 48099 KI. 29 b, 3/70 KL internat. D 01 f Instytut Wlókien Sztucznych i Syntetycznych*) Lódz, Polska Sposób otrzymywania wodnych roztworów przedzalniczych polialkoholu winylowego Patent trwa od dnia 15 marca 1963 r.Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymy¬ wania wodnych roztworów przedzalniczych po¬ lialkoholu winylowego.Otrzymywanie wodnych roztworów przedzal¬ niczych z polialkoholu winylowego wedlug zna¬ nych metod polega na tym, ze odmierzone ilo¬ sci polialkoholu winylowego i wody ogrzewa sie w zbiorniku zaopatrzonym w mieszadlo do tem¬ peratury 90—95°C i miesza w ciagu okolo 5 go¬ dzin, po czym roztwór ten filtruje sie i w dru¬ gim zbiorniku poddaje odpowietrzaniu przez odstawanie. Odpowietrzony roztwór przedzalni¬ czy nastepnie filtruje sie ponownie i przesyla do zbiornika przedzarki.*) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspóL- twórcami wynalazku sa mgr inz. Waclaw Sopie- la, mgr Marian Sobolewski, mgr Edward Ma¬ slowski, mgr inz. Zbigniew Rybicki i mgr inz.Jerzy Cypryk.Opisany wyzej znany sposób otrzymywania roztworów przedzalniczych jest sposobem perio¬ dycznym i posiada szereg istotnych wad. Do najwazniejszych zaliczyc mozna tworzenie sie trudno rozpuszczalnych kozuchów i blon na po¬ wierzchni roztworu i na sciankach zbiorników, zelowanie roztworów w nieogrzewanych prze¬ wodach rurowych na skutek obnizania sie tem¬ peratury ponizej 50°C i zatykanie tych prze¬ wodów oraz duzy rozrzut lepkosci poszczegól¬ nych partii roztworu. Tworzenie sie trudno roz- pusczczalnych kozuchów spowodowane jest od¬ parowywaniem rozpuszczalnika (wody) z po¬ wierzchni roztworu w zbiornikach majacych swobodny kontakt z powietrzem. Blony polime¬ ru powstaja na skutek intensywnego odparowy¬ wania wody z cienkiej warstwy roztworu, po¬ zostalej po opróznieniu zbiorników. Ponowne" na¬ pelnienie ich powoduje rozmiekczenie blon i czesciowe przejscie do roztworu w postaci trudno rozpuszczalnych galaretowatych zeli.Powstajace zele w znacznym stopniu utrudniaja filtracje i stwarzaja koniecznosc czestej wy¬ miany okladów filtracyjnych. Czesc zeli przecls- nieta przez filtry zaklóca proces przedzenia oraz ujemnie wplywa na jednorodnosc wlókna.Odpowietrzenie lepkiego roztworu przeedzalni- czego przez odstawanie przebiega bardzo powoli i trwa zwykle do kilkunastu godzin.Scisle utrzymywanie parametrów w procesie otrzymywania roztworów przedzalniczych jest rzecza bardzo utrudniona przy otrzymywaniu roztworów systemem periodycznym, co pociaga za soba stosunkowo duzy rozrzut lepkosci tych¬ ze roztworów i ich wlasnosci reologiczne.Przewodnia mysla wynalazku jest wyelimino¬ wanie wad opisanych wyzej sposobów otrzymy¬ wania wodnych roztworów przedzalniczych po¬ lialkoholu winylowego przez zastosowanie spo¬ sobu ciaglego z jednoczesnym znacznym skróce¬ niem czasu przebiegu procesu technologicznego.S(posób wedlug wynalazku polega na tym, ze do zbiornika zaopatrzonego w mieszadlo wpro¬ wadza sie ciagle dozowane ilosci polialkoholu winylowego oraz wody i ogrzewa W nim miesza¬ nine do temperatury 90—95^C w ciagu od 15 mi¬ nut do 5 godzin, a wyplywajacy z tego zbiornika roztwór, zawierajacy jeszcze czesc niecalkowicie rozpuszczonego polialkoholu winylowego wpro¬ wadza bezposrednio do autoklawu, ewentualnie zaopatrzonego w mieszadlo wolnoobrotowe i ogrzewanego do temperatury 101—160*C Cis¬ nienie w autoklawie jest zalezne od preznosci pary wodnej w danej temperaturze, a czas prze¬ plywu roztworu przez autoklaw jest zalezny od jakosci polimeru oraz stosowanej w nim tem¬ peratury i wynosi od 30 minut do 3 godzin.Z autoklawu otrzymywany roztwór bezposred¬ nio wprowadza .sie do zbiornika odpowietrzaja¬ cego, w którym panuje cisnienie nizsze od cis¬ nienia w autoklawie, przy czym powoduje to wrzenie roztworu i latwe jego odpowietrzanie.Tak otrzymywany roztwór przedzalniczy nastep¬ nie poddaje sie ciaglej filtracji i przesyla poprzez zbiornik buforujacy do przedzarki, dzieki czemu caly proces otrzymywania roztworu przedzalni czego przebiega sposobem 'ciaglym bez dostepu powietrza.W zaleznosci od stopnia polimeryzacji polial¬ koholu winylowego, jego stosunek ilosciowy do wody dobiera sie zwykle tak, aby wytworzony roztwór przedzalniczy posiadal wymagana lep¬ kosc 300—5000 cp w temperaturze 70°C.Poniewaz przy stosowaniu w autoklawie wyz¬ szych temperatur przy przepompowywaniu do zbiornika odpowietrzajacego nastepuje zbyt rap¬ towne wrzenie, polaczone z nadmiernym pienie¬ niem sie roztworu i jego nadmierne zatezanie, jest rzecza wskazana w tych przypadkach stop¬ niowe obnizenie cisnienia roztworu przedzalni¬ czego wyplywajacego z autoklawu przez prze¬ puszczanie roztworu przez kilka zbiorników od¬ powietrzajacych, w których panuje stopniowo zmniejszajace sie cisnienie.Aby uniemozliwic dostep powietrza do zbior¬ ników odpowietrzajacych, nalezy w nich zawsze utrzymywac cisnienie powyzej cisnienia atmos¬ ferycznego.Podczas przeplywu roztworu przez autoklaw, w którym panuje temperatura 101—160°C, na¬ stepuje zjawisko wstepnej krystalizacji polial¬ koholu, co wplywa bardzo korzystnie na me¬ chaniczne wlasnosci wlókna.Przy stosowaniu ciaglego procesu otrzymywa¬ nia wodnego roztworu przedzalniczego z polial¬ koholu winylowego sposobem wedlug wynalaz¬ ku, scisle utrzymywanie parametrów tego pro ces u jest znacznie ulatwione, dzieki czemu otrzy¬ mywane roztwory sa zupelnie pozbawione zeli i odznaczaja sie duza jednorodnoscia.Wlókna formowane z roztworów przedzalni¬ czych otrzymywanych sposobem wedlug wyna¬ lazku charakteryzuja sie wieksza krystalicznos- cia, dzieki czemu wlókna te maja zwiekszona wytrzymalosc mechaniczna.Przyklad. Do zbiornika o pojemnosci 10 1, zaopatrzonego w mieszadlo, podaje sie od góry, w sposab ciagly sproszkowany polialkohol wi¬ nylowy z wydajnoscia 16 g/min. i wode (zawie¬ rajaca ewentualnie dodatki polepszajace koagu¬ lacje roztworu) z wydajnoscia 86- ml/min.W zbiorniku stale jest utrzymywana tempera¬ tura 90X!. Wyplywajacy ze zbiornika roztwór zawierajacy jeszcze czesc niecalkowicie rozpusz¬ czonego ipolimeru przetlacza sie przy pomocy pompki z szybkoscia 100 ml/min do autoklawu o pojemnosci 10 1. Roztwór podawany jest do autoklawu rura wlotowa od góry. Przeplywaja¬ cy przez autoklaw roztwór ogrzewany jest do temperatury 110—115^C pod cisnieniem odpo¬ wiadajacym preznosci pary wodnej w tej tem¬ peraturze. Przez rure wylotowa umieszczona w dnie autoklawu otrzymany roztwór ciagle jest pobierany przy pomocy pompki i przetlaczany z predkoscia 100 ml/min. do zbiornika odpowie¬ trzajacego, w którym utrzymuje sie temperatu¬ re 100—102^!. Nizsze cisnienie panujace w zbior¬ niku odpowietrzajacym powoduje wrzenie prze¬ tlaczanego z autoklawu roztworu, z którego wraz z para wodna ulatnia sie powietrze. Odpowie trzony roztwór przetlaczany jest z ta sama — 2 —szybkoscia do zbiornika buforujacego, a stad po¬ dawany jest na prase filtracyjna polaczona bez¬ posrednio z pompka przedzarki, której wydaj¬ nosc jest taka sama jak predkosc przetlaczania roztworów w aparaturze.Nizej podane sa wlasnosci mechaniczne wló¬ kien wyprzedzionych z roztworów otrzymanych metoda ciagla sposobem wedlug wynalazku i dla porównania metoda periodyczna. Wlókno for¬ mowano wedlug znanej metody przez koagu¬ lacje w kapieli z nasyconego roztworu i\7a2S04 .Sposób otrzymywania roztworów przedzalniczych Ciagly Periodyczny wytrzymalosc wlókna (G/den) 5,5—6,0 4,0—4,8 Wydluzenie (%) 18 — 20 18 — 25 PL