PL63709B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 20.XII.1971 63709 KI. 29 b, 3/65 MKP D Ol f, 7/02 UKD Twórcawynalazku: Edward Maslowski Wlasciciel patentu: Instytut Wlókien Sztucznych i Syntetycznych, Lódz (Polska) Sposób wytwarzania wlókien z mieszanin polimerów Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia wlókien z mieszanin polimerów.Znane sposoby wytwarzania wlókien z miesza¬ nin polimerów ograniczaja sie do dwóch zasadni¬ czych metod. Jedna metoda polega na wytwarza¬ niu wlókien z roztworów mieszanin polimerów o stezeniu 15—30% zawierajacych rozpuszczone polimery we wspólnym rozpuszczalniku, druga natomiast metoda polega na formowaniu wlókien ze stopu mieszaniny polimerów.Stosujac pierwsza metode polimery rozpuszcza sie razem lub oddzielnie, a roztwory laczy sie bezposrednio przed formowaniem wlókna. Uzy¬ skane roztwory przedzalnicze wytlacza sie przez dysze przedzalnicze badz do odpowiedniej kapie¬ li koagulacyjnej, w której nastepuje zestalenie sie wlókienek, badz tez do goracego powietrza, w którym nastepuje szybkie odparowanie rozpusz¬ czalnika. Zasadniczym warunkiem stosowania wy¬ mienionej metody jest wzajemna mieszalnosc uzy¬ tych polimerów. Otrzymanie wystarczajaco sta¬ bilnego, nie ulegajacego rozwarstwieniu roztwo¬ ru przedzalniczego dwóch róznych polimerów we wspólnym rozpuszczalniku sprawia duze trudnosci i w wielu przypadkach jest nawet niemozliwe.Z drugiej zas strony wspólmieszalnosc róznych polimerów we wspólnym rozpuszczalniku nie zaw¬ sze pociaga za soba mieszalnosc tych polimerów w stanie stalym. Jak wynika ze znanych faktów, utworzenie wspólnego ukladu krystalicznego dla 10 15 20 25 róznych polimerów, co jest warunkiem mieszal- nosci, jest z reguly niemozliwe i mieszaniny po¬ limerów we wlóknie uzyskane z makro- czy na¬ wet mikrojednorodnych roztworów wykazuja ce¬ chy niejednorodnosci. Zjawisko to odbija sie nie¬ korzystnie na wlasciwosciach mechanicznych wló¬ kien, a przede wszystkim na obnizeniu ich wy¬ trzymalosci.W zwiazku z tym korzysci uzyskiwane w wyni¬ ku /mieszania kilku róznych polimerów jak np. poprawa zdolnosci barwienia, zwiekszenie chlon¬ nosci wilgoci, zmniejszenie palnosci, kurczliwosci itp. osiaga sie kosztem zmniejszenia wytrzyma¬ losci wlókien oraz kosztem pogorszenia innych wskazników mechanicznych.Wedlug metody drugiej polimery w formie kra¬ janki lub innej postaci miesza sie ze soba, topi w odpowiedniej temperaturze, a otrzymany stop mieszaniny polimerów wytlacza sie przez dysze przedzalnicze do srodowiska o nizszej temperatu¬ rze, w którym nastepuje krzepniecie polimeru.Metoda ta ona zasadnicza wade, a mianowicie liczba polimerów dajacych sie formowac po sto¬ pieniu jest stosunkowo niewielka i ograniczona.Celem wynalazku jest wyeliminowanie dlugo¬ trwalych i pracochlonnych operacji technologicz¬ nych zwiazanych z uzyskaniem maksymalnie jed¬ norodnych i niezbyt stezonych roztworów prze¬ dzalniczych, a co za tym idzie stosowania znacz¬ nych ilosci rozpuszczalników oraz znalezienie spo- 63 709sobu umozliwiajacego wytwarzanie wlókien nawet z polimerów nie mieszajacych sie ze soba jak np. z polichlorku winylu z innymi polimerami lub ko¬ polimerami winylowymi lub octanem celulozy.Cel ten osiagnieto stosujac sposób wedlug wy¬ nalazku, który polega na tym, ze mieszanine po- lichlorlai winylu i innego polimeru lub kopoli¬ meru winylowego lub octanu celulozy poddaje -sie w /postaci proszku, platków, krajanki lub innej, procesowi specznienia we wspólnym dla danych polimerów rozpuszczalniku lub w mieszaninie od¬ powiednio dobranych rozpuszczalników. Rozpusz¬ czalnik dodaje sie w takiej ilosci aby laczna za¬ wartosc polimerów w masie przedzalniczej wyno¬ sila co najmniej 30% wagowych.Jako inne polimery winylowe stosuje sie poli¬ chlorek winylu chlorowany, polichlorek winylide- nu, poliakrylonitryl, polietylen, polialkohol winy¬ lowy itp., a jako kopolimery winylowe stosuje "sie np. kopolimer chlorku winylu i octanu winylu, kopolimer chlorku winylu i akrylonitrylu, kopoli¬ mer etylenu i propylenu.Otrzymana mieszanine miesza sie w tempera¬ turze pokojowej przez okres okolo 30 minut wpro¬ wadzajac do niej w zaleznosci od potrzeb stabi¬ lizatory, barwniki, substancje smarujace lub in¬ ne dodatki. Uzyskana w ten sposób splastyfiko- wana mase przedzalnicza zawierajaca wystepuja¬ ce niezaleznie od siebie czastki specznialych poli¬ merów wytlacza sie w temperaturze powyzej 80°C iprzez dysze przedzalnicze: do'' goracego po¬ wietrza o temperaturze wyzszej od temperatury wrzenia rozpuszczalnika, lub do powietrza albo medium cieklego o temperaturze nizszej od tem¬ peratury masy przedzalniczej wyplywajacej z dy¬ szy przedzalniczej.Dla maksymalnego obnizenia lepkosci masy przedzalniczej korzystne jest stosowanie mozli¬ wie wysokich temperatur. Temperatura masy przedzalniczej podczas wytlaczania jej z dyszy ograniczona jest jednak temperatura; wrzenia sto¬ sowanych rozpuszczalników oraz stabilnoscia ter¬ miczna uzytych polimerów. Stosowanie wyzszych temperatur od temperatury wrzenia rozpuszczal¬ nika moze spowodowac zapecherzenie wlókna.Sposób wytwarzania wlókien z mieszanin poli¬ merów wedlug wynalazku pozwala na wytwarza¬ nie nowych niepalnych wlókien, których nie moz¬ na bylo dotad wytwarzac za pomoca znanych spo¬ sobów np. wlókien z mieszaniny polichlorku wi¬ nylu z polipropylenem, lub z polietylenem.Wlókna otrzymane sposobem wedlug wynalaz¬ ku, charakteryzuja sie wieksza wytrzymaloscia niz wlókna otrzymane z mieszanin tych samych polimerów np. z mieszaniny polichlorku winylu z poliakrylonitrylem lub z mieszaniny polichlorku winylu z octanem celulozy znanymi sposobami. W znanych sposobach wytwarzania wlókien z miesza¬ nin polimerów, drugi polimer wprowadzony do masy wlókna dziala jedynie jako nieaktywny wy¬ pelniacz modyfikujacy niektóre wlasciwosci wlók¬ na lecz obnizajacy zarazem ich wytrzymalosc. W tych warunkach, przy wzrastajacym udziale dru¬ giego polimeru obserwuje sie depresje wytrzyma¬ losci wlókna, której minimum lezy zwykle przy stosunku polimerów wynoszacym 1 :1. 709 4 Zwiekszenie wytrzymalosci wlókien otrzyma¬ nych sposobem wedlug wynalazku umotywowane jest tym, ze wytlaczanie masy przedzalniczej za¬ wierajacej specznione uprzednio czastki polime- 5 ru przez otworki dyszy przedzalniczej powoduje tworzenie sie we wlóknie trwalej struktury fibry- larnej, która jest nie spotykana we wlóknach for¬ mowanych z roztworów znanymi sposobami. Ele¬ mentarne wlókienka zbudowane sa ;z: wzajemnie i* ¦' prZ3nikajacych sie siatek makrofibryli poszczegól¬ nych polimerów wchodzacych w sklad wlókna, przy czym makrofibryle zorientowane sa wzdluz osi wlókna.Konsekwencja takiej struktury jest addytywna 15 wartosci wytrzymalosci wlókna, uzalezniona od wytrzymalosci udzialu procentowego w mieszani¬ nie polimerów wyjsciowych. Tak np. wlókna otrzy¬ mane z .mieszaniny polimerów zawierajacej 70 czesci wagowych polichlorku winylu i 30 czesci 20 wagowych poliakrylonitrylu sposobem wedlug wynalazku, posiadaja wytrzymalosc ok. 3,5 G/den, podczas gdy wytrzymalosc wlókien otrzymanych z tej samej mieszaniny polimerów znana metoda fojaaowania. z roztworu na mokro,nie przekracza 25 1,'5 G/den.I analogicznie — wlókna otrzymane sposobem wedlug wynalazku z mieszaniny - zawierajacej 80 czesci wagowych polichlorku winylu i 20 Czesci wagowych octanu celulozy posiadaja wytrzyma¬ losc okolo 2,5; /G/den, $odczas gdy wlókna z tej samej mieszaniny otrzymane znana metoda for¬ mowania z roztworu na mokro charakteryzuja sie wytrzymaloscia okolo 1,2 G/den.W zwiazku z powyzszym, szczególne korzysci uzyskuje sie stosujac sposób wedlug wynalazku do wytwarzania wlókien z mieszanin polimerów winylowych. Jak wiadomo — zastosowanie wló¬ kien polichlorówinylowych do celów tekstylnych ograniczaja powaznie dwie podstawowe wady tych 40 wlókien, a mianowicie: niska stosunkowo odpor¬ nosc na dzialanie temperatury oraz wrazliwosc na rozpuszczalniki organiczne. Wlókna te staja sie juz plastyczne w temperaturze 60—70°C, a we wrzacej wodzie ulegaja skurczowi do 50%. Po- 45 dobny skurcz wykazuja po traktowaniu rozpusz¬ czalnikami stosowanymi do prania na sucho.Wymienione wady wlókien polichlorówinylo¬ wych mozna wyeliminowac przez kombinacje np. polichlorku winylu z poliakrylonitrylem przy za- 50 stosowaniu sposobu wedlug wynalazku. Wlókno otrzymane z takiej mieszaniny polimerów odzna¬ cza sie niskim skurczem w temperaturze 100°C, dobra wytrzymaloscia, odpornoscia na rozpusz¬ czalniki stosowane do prania na sucho, a przy 5g odpowiednim udziale procentowym polichlorku winylu równiez niepalnoscia.Przyklad I. Przygotowuje sie mieszanine sproszkowanych polimerów zawierajaca 70 czesci wagowych polichlorku winylu suspensyjnego o 60 liczbie K=70 oraz 30 czesci wagowych poliakry¬ lonitrylu o lepkosci istotnej 1,65. Do takiej mie¬ szaniny polimerów dodaje Bie ochlodzony do tem¬ peratury 5°C dwumetyloformamid w ilosci takiej aby jego zawartosc w masie przedzalniczej wy- 65 nosila 50%.5 o^ Otrzymana mieszanine miesza sie w tempera¬ turze pokojowej przez 30 (minut za pomoca mie¬ szalnika z lopatkowym mieszadlem, jpo czym uzy¬ skana mase wytlacza sie przez dysze przedzalni¬ cza z otworkami o srednicy 0,15 mm. Temperatura glowicy przedzarki podczas wytlaczania wynosi 140°C. Wlókno wtlaczane jest do komory prze¬ dzalniczej, do której w przeciwpradzde tloczone jest powietrze ogrzane do temperatury 250°C.Nastepnie wlókno odbierane jest na szpule odbie- ralki z predkoscia 350 m/min.Po szesciokrotnym rozciagu w wodzie o tempe¬ raturze 95°C otrzymane wlókno charakteryzuje sie nastepujacymi wlasciwosciami: wytrzymalosc 2,2 G/den, wydluzenie przy zerwaniu 24%, skurcz po 10-minutowym gotowaniu w wodzie — 23,2%, a skurcz po 10-minutowym traktowaniu trójchlo¬ roetylenem o temperaturze 30°C — 5%. Wlókno ponadto jest niepalne.To samo wlókno poddane po rozciagnieciu sta¬ bilizacji termicznej w stanie naprezonym w tem¬ peraturze 110°C nie wykazuje zadnego skurczu po 10 minutach gotowania w wodzie.Przyklad II. Wlókno otrzymane jak w przy¬ kladzie I rozciaga sie dziesieciokrotnie w wodnym 5%-owym roztworze cykloheksanomi o tempera¬ turze 90°C, po czym stabilizuje sie je termicznie w stanie naprezonym w temperaturze 110°C.Otrzymuje sie wlókno niepalne o wytrzymalosci 3,5 G/den i wydluzeniu ,16%. Skurcz wlókna po 10 minutach gotowania w wodzie nie przekra¬ cza 2%.Przyklad III. Przygotowuje sie mieszanine sproszkowanych .polimerów zawierajaca 80 czes¬ ci wagowych suspensyjnego polichlorku winylu o liczbie K=70 i 20 czesci wagowych polipropylenu izotaktycznego o wskazniku plyniecia 0,3. Do mie¬ szaniny polimerów wprowadza sie chlorobenzen w takiej ilosci aby jego zawartosc w masie prze¬ dzalniczej wynosila 50%.Mieszanine homogenizuje sie w temperaturze pokojowej przez 30 minut i wytlacza w tempera¬ turze 160°C przez dysze przedzalnicza z otwor¬ kami o srednicy 0,3 mm do komory przedzalni¬ czej, do której przeciwpradowo jest tloczone po¬ wietrze ogrzane do temperatury 220^0. Wlókno odbierane jest z predkoscia 270 m/min i rozcia¬ gane pieciokrotnie w wodzie o temperaturze 95°C. *lW» 10 15 20 25 30 Otrzymane wlókno jest niepalne, ma wytrzy¬ malosc 3,2 G/den i wydluzenie przy zerwaniu 12%.Przyklad IV. Przygotowuje sie mieszanine sproszkowanych polimerów zawierajaca 80 czesci wagowych suspensyjnego polichlorku winylu o licztoie K=70 i 20 czesci wagowych octanu celu^ lozy o stopniu acetylacji 60,5%. Do mieszaniny polimerów dodaje sie cykloheksanon w takiej ilosci aby jego zawartosc w masie przedzalniczej wynosila 50%.Otrzymana mieszanine miesza sie w temperatu¬ rze pokojowej przez 30 minut, a nastepnie uzy¬ skana ciastowata mase wytlacza sie przez dysze przedzalnicza z otworkami o srednicy 0,3 mm.Temperatura glowicy przedzarki podczas wytla¬ czania wynosi 145°C. Wlókna wytlacza sie do komory przedzalniczej, do której w przeeiwpra- dzie tloczone jest powietrze ogrzane do tempera¬ tury 250°C i odbiera na szpule oóMeralki z pred¬ koscia 150 m/min. Surowe wlókna rozciaga sie siedmiokrotnie w temperaturze H10°C i suszy pod naprezeniem w temperaturze 100^.Otrzymane wlókno charakteryzuje sie nastepu¬ jacymi wlasciwosciami: wytrzymalosc 2,5 G/den, wydluzenie przy zerwaniu 21,4%, skurcz po go¬ towaniu w wodzie 1,5% i higroskopijnosc 2,5%.Wlókno barwi sie dobrze barwnikami stosowa¬ nymi do barwienia octanu celulozy. PL PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania wlókien z mieszanin po¬ limerów, znamienny tym, ze mieszanine polichlor- 35 ku winylu d polimeru lub kopolimeru winylowe¬ go lub octanu celulozy w postaci proszku, plat¬ ków, krajanki lub innej poddaje sie procesowi specznienia we wspólnym dla danych polimerów rozpuszczalniku lub w mieszaninie odpowiednio dobranych rozpuszczalników, a nastepnie splasty- fikowana mase przedzalnicza wytlacza sie w tem¬ peraturze powyzej 80° C przez dysze przedzalni¬ cza do goracego powietrza o temperaturze wyzszej od temperatury wrzenia rozpuszczalnika, lub do powietrza albo medium cieklego o temperaturze nizszej od temperatury masy przedzalniczej wy¬ plywajacej z dyszy przedzalniczej. 2. Sposób wedlug zastrz.

1., znamienny tjm, ze laczna zawartosc polimerów w masie przedzalni- 50 czej wynosi co najmniej 30% wagowych. 40 45 PL PL