RU2128678C1

RU2128678C1 - Cellulose triacetate composition for production of films

Info

Publication number: RU2128678C1
Application number: RU97102584A
Authority: RU
Inventors: Б.О. Полищук
Original assignee: Тюменский государственный нефтегазовый университет
Priority date: 1997-02-18
Filing date: 1997-02-18
Publication date: 1999-04-10

Abstract

FIELD: artificial fibers. SUBSTANCE: in order to protect cellulose triacetate films against light-oxidation destruction, original composition contains 8-10 wt % cellulose triacetate, 0.067-0.2 wt % oligoazomethyne with molecular weight 1680 (m-phenylenediamine-benzyl polycondensation product), and to 100% ofmethylene chloride-ethanol solvent mixture at volume ratio 9: 1. Number of cellulose triacetate macromolecule disruptions after 18-h irradiation of film in air is fivefold decreased. EFFECT: increased light resistance of material. 1 tbl, 12 ex

Description

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к технологии органических соединений. Оно может быть применено в производстве искусственных волокнистых и пленочных материалов из сложных и сложносмешанных эфиров целлюлозы. Изделия, полученные из таких триацетатцеллюлозных композиций, обладают улучшенными потребительскими и эксплуатационными свойствами, в частности они проявляют высокую устойчивость к жесткому ультрафиолетовому излучению. The invention relates to the chemical industry, in particular to the technology of organic compounds. It can be used in the production of artificial fiber and film materials from complex and complex mixed cellulose ethers. Products obtained from such cellulose triacetate compositions have improved consumer and operational properties, in particular they exhibit high resistance to hard ultraviolet radiation.

В процессе формования пленок и волокон из растворов сложных и сложносмешанных эфиров целлюлозы и карбоновых кислот применяются низкомолекулярные или высокомолекулярные модифицирующие добавки, которые благоприятно влияют на долговечность полимерных материалов и в значительной степени расширяют сферу их практического использования. In the process of forming films and fibers from solutions of complex and complex mixed cellulose ethers and carboxylic acids, low molecular weight or high molecular weight modifying additives are used, which favorably affect the durability of polymeric materials and significantly expand the scope of their practical use.

Известен раствор для формования пленок, содержащий триацетат целлюлозы, растворитель и в качестве низкомолекулярной модифицирующей добавки производные формазана (А. с. СССР N 771121, МКИ² C 08 L 1/12, 1980). Его недостатком является относительно невысокая вязкость полученных из него пленок после ультрафиолетового облучения и значительное уменьшение их массы после термообработки. Это свидетельствует о недостаточной устойчивости модифицированных пленок к фото- и термоокислительному разрушению.A known solution for forming films containing cellulose triacetate, a solvent and derivatives of formazan as a low molecular weight modifying additive (A. S. USSR N 771121, MKI ² C 08 L 1/12, 1980). Its disadvantage is the relatively low viscosity of the films obtained from it after ultraviolet irradiation and a significant decrease in their mass after heat treatment. This indicates the insufficient resistance of the modified films to photo- and thermooxidative destruction.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является раствор для формования пленок, состоящий из ТАЦ, спирторастворимой фракции пчелиного клея-прополиса и растворителя (А.с. СССР N 539047, М.Кл.² C 08 L 1/10, 1977).The closest in technical essence to the claimed invention is a solution for forming films, consisting of TAC, alcohol-soluble fraction of bee glue propolis and solvent (A.S. USSR N 539047, M. C. ² C 08 L 1/10, 1977).

Состав раствора прототипа следующий, мас.%:
Триацетат целлюлозы - 8 - 10
Спирторастворимая фракция прополиса - 0,05 - 2,5
Растворитель - Остальное
Полученные из него пленки обладают недостаточно высокими свето- и термостойкостью.The composition of the solution of the prototype is the following, wt.%:
Cellulose Triacetate - 8 - 10
Alcohol-soluble propolis fraction - 0.05 - 2.5
Solvent - Other
Films obtained from it are not sufficiently high in light and heat resistance.

Цель изобретения - повышение светостойкости пленок из ТАЦ. The purpose of the invention is to increase the light resistance of films from TAC.

Поставленная цель достигается тем, что триацетатцеллюлозная композиция для получения пленок, состоящая из ТАЦ, модифицирующей добавки и органического растворителя, содержит в качестве добавки олигоазометин с мол. м. 1680, который является продуктом поликонденсации метафенилендиамина и бензила, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Триацетат целлюлозы - 8 - 10
Модифицирующая добавка - 0,067 - 0,20
Растворитель - Остальное
Основные характеристики добавки опубликованы в статье:
Поляков Ю. Н., Тихомиров Б.И., Свердлова О.В., Якубчик А.И.Исследование ингибирования радикальных процессов соединениями с сопряженными

связями //Высокомолек. соед. - 1971. - Том XIII.-Серия A.- N 7.- С. 1494-1500 (с. 1495, таблиц 1, продукт МФБ). Она растворима в диоксане, метиленхлориде, этиленхлориде, хлороформе, муравьиной кислоте, уксусной кислоте, в смеси метиленхлорид-этанол (9:1 по объему), смеси этиленхлорид-этанол (9:1 по объему) и др., т.е. в тех же органических растворителях, что и ТАЦ с ацетильным числом 61,8%.This goal is achieved in that the cellulose triacetate composition for producing films, consisting of TAC, a modifying additive and an organic solvent, contains oligoazomethine with a mol. m. 1680, which is a polycondensation product of metaphenylenediamine and benzyl, in the following ratio of components, wt.%:
Cellulose Triacetate - 8 - 10
Modifying Additive - 0.067 - 0.20
Solvent - Other
The main characteristics of the additive are published in the article:
Polyakov Yu. N., Tikhomirov BI, Sverdlova OV, Yakubchik AI The study of the inhibition of radical processes by compounds with conjugated compounds

connections // High Molecule. conn. - 1971. - Volume XIII.-Series A.- N 7.- S. 1494-1500 (p. 1495, tables 1, IFAC product). It is soluble in dioxane, methylene chloride, ethylene chloride, chloroform, formic acid, acetic acid, in a mixture of methylene chloride-ethanol (9: 1 by volume), a mixture of ethylene chloride-ethanol (9: 1 by volume), etc., i.e. in the same organic solvents as TAC with an acetyl number of 61.8%.

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами и таблицей. The invention is illustrated by the following examples and table.

Примеры 1-6. Для получения пленок используют композицию, содержащую следующие компоненты, мас.%:
Триацетат целлюлозы - 8 - 10
Олигоазометин с мол. м. 1680 - 0,067 - 0,20
Растворитель - Остальное
Триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8% растворяют в органическом растворителе - смеси метиленхлорида с этанолом (объемное соотношение 9:1), содержащем олигоазометиновую добавку. Предварительное растворение модифицирующей добавки в приведенной бинарной смеси обеспечивает более равномерное распределение ее в получающейся триацетатцеллюлозной композиции. После тщательного перемешивания в течение 30-40 мин и полной визуальной гомогенизации раствор триацетата целлюлозы отфильтровывают от нерастворившихся частиц на полиэтиленовом фильтре, а затем обезвоздушивают при 20^oC.Examples 1-6. To obtain the films using a composition containing the following components, wt.%:
Cellulose Triacetate - 8 - 10
Oligoazomethine with mol. M. 1680 - 0,067 - 0,20
Solvent - Other
Cellulose triacetate with an acetyl number of 61.8% is dissolved in an organic solvent - a mixture of methylene chloride with ethanol (volume ratio 9: 1) containing an oligoazomethine additive. The preliminary dissolution of the modifying additive in the given binary mixture provides a more uniform distribution in the resulting triacetate cellulose composition. After thorough mixing for 30-40 minutes and complete visual homogenization, the cellulose triacetate solution is filtered off from insoluble particles on a plastic filter, and then dehydrated at 20 ^o C.

Подготовленную таким образом триацетатцелюлозную композицию наносят через плоскую щелевую фильеру на стеклянную поверхность, где происходит медленное испарение растворителя. Скорость перемещения фильеры поддерживается постоянной. Толщина сформованных пленок в среднем составляет 40-50 мкм. The triacetate cellulose composition thus prepared is applied through a flat slot die to a glass surface where the slow evaporation of the solvent occurs. The speed of the die is kept constant. The thickness of the formed films is on average 40-50 microns.

Образцы ТАЦ пленок подвергают ультрафиолетовому облучению ртутно-кварцевой лампой ПРК-2 полного спектра излучения. Искусственную инсоляцию проводят при комнатной температуре на воздухе. Испытуемые пленки укрепляют на расстоянии 30 см от источника света. По окончании облучения их выдерживают в темноте в течение 120-150 ч для исключения влияния на результаты дальнейших исследований эффекта последействия. Samples of TAC films are subjected to ultraviolet irradiation with a PRK-2 mercury-quartz lamp of the full spectrum of radiation. Artificial insolation is carried out at room temperature in air. The test films are strengthened at a distance of 30 cm from the light source. At the end of irradiation, they are kept in the dark for 120-150 hours to exclude the effect of the aftereffect effect on the results of further studies.

После облучения пленок рассчитывают число разрывов макромолекул триацетата целлюлозы в присутствии S и отсутствии So олигоазометиновой добавки по формуле:
S = (M_n)_исх/(M_n)_обл - 1,
где (M_n)_исх и (M_n)_обл - среднечисленные молекулярные массы исходного и облученного триацетата целлюлозы соответственно, и величину S₀/S, которая показывает, во сколько раз число разрывов полимерной цепи снижается в присутствии олигоазометиновой добавки с мол. м. 1680.After irradiation of the films, the number of breaks in the cellulose triacetate macromolecules in the presence of S and the absence of So oligoazomethine additives is calculated according to the formula:
S = (M _n ) _ref / (M _n ) _reg - 1,
where (M _n ) _ref and (M _n ) _reg are the number average molecular weights of the initial and irradiated cellulose triacetate, respectively, and S ₀ / S, which shows how many times the number of polymer chain breaks decreases in the presence of an oligoazomethine additive from mol. M. 1680.

Свойства ТАЦ пленок после ультрафиолетового облучения ртутно-кварцевой лампой ПРК-2 представлены в таблице. The properties of TAC films after ultraviolet irradiation with a PRK-2 mercury-quartz lamp are presented in the table.

Примеры 7-10 (сравнительные). Получают растворы триацетата целлюлозы и пленки из них аналогично примерам 1-6, используя в качестве модифицирующей добавки спирторастворимую фракцию прополиса. Содержание компонентов в растворах и свойства сформованных из них пленок после ультрафиолетового облучения ртутно-кварцевой лампой ПРК-2 представлены в таблице. Examples 7-10 (comparative). Cellulose triacetate solutions and films thereof are prepared analogously to Examples 1-6, using the alcohol-soluble propolis fraction as a modifying additive. The content of components in solutions and the properties of the films formed from them after ultraviolet irradiation with a PRK-2 mercury-quartz lamp are presented in the table.

Примеры 11-12 (контрольные). Получают растворы триацетата целлюлозы без модифицирующей добавки. Свойства формованных из них пленок после ультрафиолетового облучения ртутно-кварцевой лампой ПРК-2 представлены в таблице. Examples 11-12 (control). Cellulose triacetate solutions are obtained without a modifying agent. The properties of films formed from them after ultraviolet irradiation with a PRK-2 mercury-quartz lamp are presented in the table.

Как видно из таблицы, такая важнейшая эксплутационная характеристика триацетатцеллюлозных пленок, сформованных из предлагаемой композиции, как устойчивость к длительной фотоокислительной деструкции, значительно превышает те же величины у триацетатцеллюлозных пленок, полученных согласно прототипу. As can be seen from the table, such an important operational characteristic of cellulose acetate films formed from the proposed composition, as resistance to prolonged photo-oxidative degradation, significantly exceeds the same values for cellulose acetate films obtained according to the prototype.

Оптимальная добавка олигоазометина с молекулярной массой 1680 находится в пределах 0,067-0,20 мас.% и при дальнейшем увеличении количества свойства триацетатцеллюлозных пленок изменяются мало. The optimal addition of oligoazomethine with a molecular weight of 1680 is in the range of 0.067-0.20 wt.% And with a further increase in the amount, the properties of the cellulose acetate films change little.

Использование заявляемого изобретения позволит выпускать ТАЦ пленки с улучшенными потребительскими и эксплуатационными характеристиками. Using the claimed invention will allow to produce TAC films with improved consumer and operational characteristics.

Технология приготовления предложенной триацетатцеллюлозной композиции и получение из нее ТАЦ пленок не менялся по сравнению с используемой для известного раствора. The technology for preparing the proposed cellulose triacetate composition and obtaining TAC films from it did not change compared to that used for the known solution.

Claims

A cellulose triacetate composition for producing films, consisting of cellulose triacetate, a modifying additive and an organic solvent, characterized in that the cellulose triacetate composition contains a oligoazomethine with a mol.m. 1680 - the product of the polycondensation of metaphenylenediamine and benzyl in the following ratio of components, wt.%:
Cellulose Triacetate - 8 - 10
Oligoazomethine with a mol.m. 1680 - 0.067 - 0.20
Organic Solvent - Else