RU2300581C2 - Method for producing of copolyamidobenzimidazole-based threads using alkaline processing - Google Patents

Method for producing of copolyamidobenzimidazole-based threads using alkaline processing Download PDF

Info

Publication number
RU2300581C2
RU2300581C2 RU2005122157/04A RU2005122157A RU2300581C2 RU 2300581 C2 RU2300581 C2 RU 2300581C2 RU 2005122157/04 A RU2005122157/04 A RU 2005122157/04A RU 2005122157 A RU2005122157 A RU 2005122157A RU 2300581 C2 RU2300581 C2 RU 2300581C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thread
water
washing
threads
solution
Prior art date
Application number
RU2005122157/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005122157A (en
Inventor
-Оглу Владимир Николаевич Ки (RU)
Владимир Николаевич Кия-Оглу
Александра Васильевна Волохина (RU)
Александра Васильевна Волохина
Лиди Васильевна Охлобыстина (RU)
Лидия Васильевна Охлобыстина
Нэлли Васильевна Лукашева (RU)
Нэлли Васильевна Лукашева
Альбина Николаевна Сокира (RU)
Альбина Николаевна Сокира
Геннадий Алфеевич Будницкий (RU)
Геннадий Алфеевич Будницкий
Original Assignee
Ооо "Лирсот"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ооо "Лирсот" filed Critical Ооо "Лирсот"
Priority to RU2005122157/04A priority Critical patent/RU2300581C2/en
Publication of RU2005122157A publication Critical patent/RU2005122157A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2300581C2 publication Critical patent/RU2300581C2/en

Links

Landscapes

  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

FIELD: production of high-strength high-modulus threads, in particular, copolyamidobenzimidazole-based threads which may be used for reinforcement of plastics, technical rubber articles, fiber optics cables, as well as for creating of shell-proof jackets or safety helmets and other articles.
SUBSTANCE: method involves carrying-out low-temperature polycondensation synthesis of mixture of aromatic diamines of 5(6)-amino-,2-(para-aminophenyl) benzimidazole and paraphenylene diamine with terephthaloil chloride in amide solvent medium with salt admixture; providing wet or dry-wet forming from 4.0-5.1%-polycondensation solutions containing hydrogen chloride as by-product of polymer synthesis in aqueous-amide settling bath; washing resultant thread with water to remove solvent and providing alkaline processing of thread for neutralization of hydrogen chloride chemically bound with polymer and removal of produced chloride and excessive alkaline; finally washing thread with water and carrying-out drying, thermal processing and thermal draught; obtaining threads with neutral pH of aqueous extract after boiling process. Said threads have strength of up to 260 sN/tex, microplastic strength of up to 520 kgf/mm2, modulus of elasticity of 15000-15300 kgf/mm2, relative elongation at break of 2.6-3.3%.
EFFECT: improved strength characteristics of threads and wider range of usage.
4 cl, 4 ex

Description

Изобретение касается способа получения высокопрочных высокомодульных нитей на основе ароматических полиамидов с гетероциклами в основной цепи, в частности сополиамидобензимидазолов, обеспечивающего удаление химически связанного с полимером хлористого водорода из волокна. Высокопрочные высокомодульные нейтральные по рН водного экстракта после кипячения нити предназначены для армирования пластиков, резиновых технических изделий, кабелей волоконной оптики, а также для создания бронезащитных (бронежилеты, каски) и других материалов.The invention relates to a method for producing high-strength high-modulus yarns based on aromatic polyamides with heterocycles in the main chain, in particular copolyamidobenzimidazoles, which removes hydrogen chloride chemically bound to the polymer from the fiber. High-strength, high-modulus pH-neutral aqueous extract after boiling, the threads are intended for reinforcing plastics, rubber technical products, fiber optic cables, as well as for creating armor-resistant (body armor, helmets) and other materials.

Нити настоящего изобретения получают на основе СПАБИ, синтезированного исходя из 50-80 мол.% 5(6)-амино-2-(парааминофенил) бензимидазола (далее называемый также гетероциклический диамин или сокращенно ГЦДА), 20-50 мол.% парафенилендиамина (п-ФДА) и 100 мол.% терефталоилхлорида (ТФХ) и, следовательно, он имеет следующую формулу:The filaments of the present invention are obtained on the basis of SPABI synthesized based on 50-80 mol.% 5 (6) -amino-2- (paraaminophenyl) benzimidazole (hereinafter also referred to as heterocyclic diamine or abbreviated HCD), 20-50 mol.% Paraphenylenediamine (p -FDA) and 100 mol.% Terephthaloyl chloride (TPC) and, therefore, it has the following formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где m=50-80, n=20-50 и m+n=100.where m = 50-80, n = 20-50 and m + n = 100.

Синтез СПАБИ аналогичного химического строения, формованное изделие (нити) на основе указанного СПАБИ и способ их получения описаны ранее.The synthesis of SPABI of a similar chemical structure, a molded product (filaments) based on the specified SPABI and the method for their preparation are described previously.

В патенте РФ 646605 описан способ получения волокнообразующего гетероциклического ароматического полиамида поликонденсацией 50-70 мол.% ГЦДА в смеси с 30-50 мол.% п-ФДА со 100 мол.% хлорангидрида ароматической дикарбоновой кислоты, в том числе с ТФХ, в среде ДМАА (или N-метилпирролидона) в присутствии LiCl или CaCl2. Получают 4,2-4,6%-ные поликонденсационные растворы СПАБИ, которые используют для формования нитей без нейтрализации в них хлористого водорода, побочного продукта синтеза полимера. Формование нити проводят мокрым способом через фильеру на 60 отверстий с диаметром 0,1 мм в осадительную ванну, содержащую 40% ДМАА, 1,5-2,0% хлорида лития или кальция и остальное - вода с пластификационной вытяжкой от 30 до 100%, проводимой на воздухе. Нить, тщательно промытую обессоленной водой и высушенную, термообрабатывают при температуре 350°С в течение 30 минут. Получают готовую нить с прочностью 185-205 сН/текс, относительным удлинением при разрыве 4,1-6,0% и модулем упругости 7200-8700 кгс/мм2.RF patent 646605 describes a method for producing a fiber-forming heterocyclic aromatic polyamide by polycondensation of 50-70 mol% of HCDA mixed with 30-50 mol% of p-PDA with 100 mol% of aromatic dicarboxylic acid chloride, including TPC, in DMAA (or N-methylpyrrolidone) in the presence of LiCl or CaCl 2 . Receive 4.2-4.6% polycondensation SPABI solutions, which are used for forming filaments without neutralizing hydrogen chloride in them, a by-product of polymer synthesis. The formation of the thread is carried out wet through a die with 60 holes with a diameter of 0.1 mm into a precipitation bath containing 40% DMAA, 1.5-2.0% lithium or calcium chloride and the rest is water with a plasticizing extract from 30 to 100%, conducted in the air. The thread, thoroughly washed with demineralized water and dried, is heat treated at a temperature of 350 ° C for 30 minutes. A finished thread is obtained with a strength of 185-205 cN / tex, elongation at break of 4.1-6.0% and an elastic modulus of 7200-8700 kgf / mm 2 .

Из патента РФ 2017866, 1994 г. известно формованное изделие (нити, пленки), полученное из СПАБИ, который синтезируют из 70 мол.% ГЦДА, 30 мол.% п-ФДА и 100 мол.% ТФХ в амидном растворителе с солевой добавкой, из поликонденсационного раствора с концентрацией полимера 4,3%, содержащего 2,8% LiCl, 0,97% HCl и ДМАА с вязкостью 54 Па·с и характеристической вязкостью полимера [η]=7,5 дл/г (определена в ДМАА с 3% LiCl). Формуют нити сухо-мокрым способом, при котором фильера отделена от осадительной ванны воздушной прослойкой около 10 мм, используя в качестве осадительной ванны 20%-ный раствор ДМАА в воде при 20°С, через фильеру на 60 отверстий с диаметром 0,1 мм. Фильерная вытяжка отрицательная, пластификационная вытяжка равна 70%. Скорость формования (приема) нити 21 м/мин. Нить пропускают через промывочную ванну, сушильные ролики при 136°С, термообрабатывают при 340°С. После дополнительного термовытягивания на воздухе при 375°С она имеет линейную плотность 27,1 текс, прочность комплексной нити 245 сН/текс, относительное удлинение при разрыве 3,2%, прочность в микропластике 450 кгс/мм2 и модуль упругости 15700 кгс/мм2.From the RF patent 2017866, 1994, a molded product (filaments, films) obtained from SPABI is known, which is synthesized from 70 mol.% HCDA, 30 mol.% P-PDA and 100 mol.% TPC in an amide solvent with salt additive, from a polycondensation solution with a polymer concentration of 4.3% containing 2.8% LiCl, 0.97% HCl and DMAA with a viscosity of 54 Pa · s and a characteristic viscosity of the polymer [η] = 7.5 dl / g (determined in DMAA with 3% LiCl). The yarn is formed by the dry-wet method, in which the die is separated from the precipitation bath by an air gap of about 10 mm, using a 20% solution of DMAA in water at 20 ° C as a precipitation bath, through a 60-hole die with a diameter of 0.1 mm. Spinneret hood is negative, plasticizing hood is 70%. The speed of forming (receiving) threads 21 m / min The thread is passed through a washing bath, drying rollers at 136 ° C, heat treated at 340 ° C. After additional thermal elongation in air at 375 ° C, it has a linear density of 27.1 tex, the strength of the multifilament yarn 245 cN / tex, the elongation at break of 3.2%, the microplastic strength 450 kgf / mm 2 and the elastic modulus 15700 kgf / mm 2 .

Из патента РФ 2143504, 1999 г. известна высокопрочная высокомодульная нить, сформованная сухо-мокрым способом из 4,6%-ного раствора СПАБИ, с [η]=6,5 дл/г, синтезированного поликонденсацией 70 мол.% ГЦДА, 30 мол.% п-ФДА и 100 мол.% ТФХ в ДМАА, содержащем 2,8% хлористого лития. Нить формовали из кислого раствора, не проводя нейтрализацию HCl, через фильеру на 80 отверстий с диаметром 0,09 мм с отрицательной фильерной вытяжкой струй, равной минус 50% при двухстадийном осаждении полимера в формуемой нити с использованием пластификационной вытяжки нити на 120% между стадиями осаждения. Для первой стадии осаждения полимера использовали 7%-ный раствор ДМАА в воде при 40°С. Скорость формования 28 м/мин. После промывки и сушки нить подвергали термообработке при 375°С и последующей термовытяжке на 1,5% при 385°С. Получают комплексную нить с высокой прочностью (прочность в микропластике 612 кгс/мм2) и модулем упругости 17540 кгс/мм2 при относительном удлинении при разрыве 1,8%. Однако описанный метод получения нитей является достаточно сложным и чувствительным к небольшим изменениям параметров.From patent RF 2143504, 1999 a high-strength high-modulus thread is known, formed by dry-wet method from a 4.6% solution of SPABI, with [η] = 6.5 dl / g, synthesized by polycondensation of 70 mol.% HCDA, 30 mol % p-PDA and 100 mol% TPC in DMAA containing 2.8% lithium chloride. The thread was formed from an acidic solution without neutralizing HCl through a die with 80 holes with a diameter of 0.09 mm with a negative die drawing of jets equal to minus 50% during two-stage deposition of the polymer in the spinning thread using plasticization drawing of the thread by 120% between the deposition stages . For the first stage of polymer precipitation, a 7% solution of DMAA in water at 40 ° C was used. Forming speed 28 m / min. After washing and drying, the thread was subjected to heat treatment at 375 ° C and a subsequent thermal extraction of 1.5% at 385 ° C. Get a complex thread with high strength (strength in microplastics 612 kgf / mm 2 ) and an elastic modulus of 17540 kgf / mm 2 with a relative elongation at break of 1.8%. However, the described method for producing threads is quite complex and sensitive to small changes in parameters.

В патенте РФ 2167961, 2001 г. предлагается получать модифицированные СПАБИ нити мокрым формованием из сополиамида, содержащего звенья 4,4'-диамино-3,3'-дихлордифенилметана. При 5%-ном содержании этих звеньев, т.е. при m=70, n=25, р=5 и m+n+р=100, прочность нитей достигает 230 сН/текс, а относительное разрывное удлинение составляет 3,4%. В этом патенте формование нитей проводят из кислых поликонденсационных растворов, содержащих HCl. Для осадительной ванны используют водно-амидные смеси (ДМАА или N-метилпирролидон) с добавками LiCl или CaCl2. Полученные в осадительной ванне гелеобразные нити с отрицательной фильерной вытяжкой, равной минус 50%, подвергают пластификационной вытяжке на 100%, проводимой на воздухе, после чего их промывают обессоленной водой, сушат при 100-120°С и термообрабатывают.In the patent of the Russian Federation 2167961, 2001, it is proposed to obtain modified SPABI filaments by wet spinning from copolyamide containing units of 4,4'-diamino-3,3'-dichlorodiphenylmethane. With a 5% content of these links, i.e. at m = 70, n = 25, p = 5 and m + n + p = 100, the strength of the filaments reaches 230 cN / tex, and the relative tensile elongation is 3.4%. In this patent, spinning is carried out from acidic polycondensation solutions containing HCl. For the precipitation bath, water-amide mixtures (DMAA or N-methylpyrrolidone) with the addition of LiCl or CaCl 2 are used . The gel-like filaments obtained in a precipitation bath with a negative spinneret extraction equal to minus 50% are subjected to 100% plasticization stretching carried out in air, after which they are washed with demineralized water, dried at 100-120 ° C and heat treated.

Из патента РФ 2058443 известен прием щелочной обработки нитей на основе СПАБИ для нейтрализации остатков серной кислоты на стадии окончательной их промывки в процессе производства, полученных из сернокислых жидкокристаллических растворов. Сополимер в указанном патенте состоит более чем на 90% из звеньев парафенилентерефталамида и только на от 1 до 9% из звеньев на основе ГЦДА (СПАБИ с m=1-9, n=91-99). Поэтому нить может быть промыта от остатков серной кислоты водой и без добавки щелочи и в ряде примеров этого патента щелочная обработка отсутствует. Прочность комплексных нитей составляет 210 сН/текс, а их прочность в микропластике не превышает 360 кгс/мм2.From the patent of the Russian Federation 2058443, an alkaline treatment of threads based on SPABI is known to neutralize sulfuric acid residues at the stage of their final washing in the production process obtained from sulphate liquid crystal solutions. The copolymer in this patent consists of more than 90% of paraphenylene terephthalamide units and only 1 to 9% of units based on HCDA (SPABI with m = 1-9, n = 91-99). Therefore, the thread can be washed from sulfuric acid residues with water and without alkali addition, and in some examples of this patent there is no alkaline treatment. The strength of the complex filaments is 210 cN / tex, and their strength in microplastics does not exceed 360 kgf / mm 2 .

Уровень прочности 245 сН/текс при прочности в микропластике 450 кгс/мм2, относительном удлинении при разрыве 3,2% и модуле упругости 15700 кгс/мм2 указан для СПАБИ (m=70, n=30) комплексных нитей в патенте РФ 2168567, 2001 г. (прототип), сформованных по мокрому способу из поликонденсационного раствора в ДМАА с добавкой 2,9% LiCl, содержащего HCl в качестве побочного продукта синтеза полимера с концентрацией полимера 4,2% и [η]=10,5 дл/г. Формование проводят через фильеру на 60 отверстий с диаметром 0,1 мм с горизонтальным перемещением нити в осадительной ванне, представляющей собой 55%-ный раствор ДМАА в воде при температуре 20°С с отрицательной фильерной вытяжкой и пластификационной вытяжкой на 100%. Нить промывают, сушат при 130°С на сушильных валах. После термообработки при температуре 365°С в течение 30 минут и дополнительного термовытягивания на воздухе при 380°С на 1% получают готовую нить линейной плотности 29,4 текс с указанными выше свойствами. В этом патенте для повышения механических показателей была предложена поверхностная обработка волокна модифицирующей полиорганогидридсилоксановой композицией после сушки перед приемкой нити на паковку.A strength level of 245 cN / tex with a microplastic strength of 450 kgf / mm 2 , an elongation at break of 3.2% and an elastic modulus of 15,700 kgf / mm 2 is indicated for SPABI (m = 70, n = 30) of multifilament yarns in RF patent 2168567 , 2001 (prototype), wet formed from a polycondensation solution in DMAA with the addition of 2.9% LiCl containing HCl as a by-product of polymer synthesis with a polymer concentration of 4.2% and [η] = 10.5 dl / g. The molding is carried out through a die with 60 holes with a diameter of 0.1 mm with horizontal movement of the filament in a precipitation bath, which is a 55% solution of DMAA in water at a temperature of 20 ° C with a negative spinneret hood and 100% plasticizer hood. The thread is washed, dried at 130 ° C on drying rolls. After heat treatment at a temperature of 365 ° C for 30 minutes and additional thermal elongation in air at 380 ° C by 1%, a finished thread with a linear density of 29.4 tex with the above properties is obtained. In this patent, to improve the mechanical properties, a surface treatment of the fiber with a modifying polyorganohydride siloxane composition was proposed after drying before accepting the yarn for packaging.

Из анализа патентных источников можно заключить, что формование нитей на основе СПАБИ проводят из кислых поликонденсационных растворов, т.е. растворов, содержащих HCl в качестве побочного продукта синтеза полимера, не проводя его нейтрализации. При этом HCl переходит вместе с растворителем и солью в осадительную ванну и промывную воду, а для промывки нитей используют обессоленную воду.From the analysis of patent sources it can be concluded that the formation of threads based on SPABI is carried out from acidic polycondensation solutions, i.e. solutions containing HCl as a by-product of polymer synthesis without neutralizing it. In this case, HCl, together with the solvent and salt, is transferred to a precipitation bath and washing water, and desalted water is used to wash the threads.

Переработка кислых растворов СПАБИ без нейтрализации в них хлористого водорода объясняется ускоренным осаждением полимера в присутствии HCl, позволяющим осуществить эффективную пластификационную вытяжку нитей, обеспечивающую их более высокую прочность (Препринты 4 Международного симпозиума по химическим волокнам. Калинин, 1986, том 5, с.78). Кроме того, известно, что бензимидазольные циклы в СПАБИ обладают свойством оснований и образуют химическое соединение с HCl, что, например, проявляется двумя скачками потенциала на кривой потенциометрического титрования HCl в прядильном растворе с помощью КОН (Химические волокна, 1990 г, №2, с.58-60). Взаимодействие СПАБИ с HCl приводит к изменению его молекулярных характеристик в растворе, благодаря ионизации и электростатическому отталкиванию одноименно заряженных звеньев цепи и увеличению поперечных размеров цепи с учетом связывания HCl (Химические волокна, 2002 г, №6, с 38-40), что не может не оказывать влияния на свойства получаемых нитей.The processing of acidic SPABI solutions without neutralizing hydrogen chloride in them is explained by the accelerated precipitation of the polymer in the presence of HCl, which makes it possible to carry out effective plasticization drawing of threads, providing them with higher strength (Preprints of 4 International Symposium on Chemical Fibers. Kalinin, 1986, Volume 5, p. 78) . In addition, it is known that benzimidazole cycles in SPABI have the property of bases and form a chemical compound with HCl, which, for example, is manifested by two potential jumps on the potentiometric titration curve of HCl in a spinning solution using KOH (Chemical fibers, 1990, No. 2, s .58-60). The interaction of SPABI with HCl leads to a change in its molecular characteristics in solution, due to ionization and electrostatic repulsion of the same charged chain links and an increase in the transverse dimensions of the chain, taking into account the binding of HCl (Chemical fibers, 2002, No. 6, from 38-40), which cannot Do not affect the properties of the resulting filaments.

Для состава СПАБИ, в котором m=70, n=30, в поликонденсационном растворе находится 35% хлористого водорода, химически связанного с полимером (в солевой форме) и остальные 65% HCl являются свободными, что составляет от массы полимера соответственно 7,99% и 14,83%. В отличие от свободного, связанный с полимером HCl лишь частично удаляется после тщательной промывки непрерывно движущейся нити на промывных роликах прядильно-отделочного устройства нагретой до 40-60°С обессоленной водой, в то время, как эта промывка обеспечивает практически полное удаление растворителя (до сотых долей процента) и соли. HCl присутствует не только в свежесформованной нити, но и в готовой нити после термообработки, что фиксируется химическим методом титрования избытка щелочи после двухчасового их кипячения в 0,01 н. щелочном растворе или методом определения рН водного экстракта после кипячения нити в течение двух часов. Так, свежесформованная, промытая водой и высушенная нить линейной плотности 58,8 текс состава m=70, n=30 содержит 2,2-2,4% HCl от массы полимера (ее рН водного экстракта после кипячения равна 2,4-2,6), что отвечает мольному соотношению оставшегося HCl к гетероциклам полимера около 30%. рН этой нити после термообработки равна 3,0-3,4. Поэтому для удаления всего химически связанного HCl с полимером в нити необходима длительная, многочасовая обработка горячей водой, которая не может быть осуществлена в условиях формования и непрерывной отделки нити. Указанные методы, по-видимому, фиксируют не все количество HCl в нитях, если они были высушены, так как в нитях перед сушкой HCl содержится значительно больше, около 3,6% в вышеприведенном примере для нити линейной плотности 58,8 текс.For the SPABI composition, in which m = 70, n = 30, 35% of hydrogen chloride chemically bound to the polymer (in salt form) and the remaining 65% HCl are free in the polycondensation solution, which makes up 7.99% of the polymer weight, respectively and 14.83%. Unlike free, polymer-bound HCl is only partially removed after thoroughly washing the continuously moving filament on the washing rollers of the spinning and finishing device heated with demineralized water to 40-60 ° C, while this washing provides almost complete removal of the solvent (up to hundredths fractions of a percent) and salt. HCl is present not only in the freshly formed yarn, but also in the finished yarn after heat treatment, which is fixed by the chemical method of titration of the excess alkali after two hours of boiling them in 0.01 N. alkaline solution or by the method of determining the pH of the aqueous extract after boiling the thread for two hours. So, a freshly formed, washed with water and dried yarn of linear density 58.8 tex of composition m = 70, n = 30 contains 2.2-2.4% HCl by weight of the polymer (its pH of the aqueous extract after boiling is 2.4-2, 6), which corresponds to a molar ratio of the remaining HCl to polymer heterocycles of about 30%. The pH of this thread after heat treatment is 3.0-3.4. Therefore, to remove all chemically bonded HCl with the polymer in the yarn, a long, many-hour treatment with hot water is required, which cannot be carried out under conditions of molding and continuous finishing of the yarn. These methods, apparently, do not record the entire amount of HCl in the threads if they were dried, since the threads contain much more HCl before drying, about 3.6% in the above example for a yarn with a linear density of 58.8 tex.

Обработка 0,05-0,3%-ным раствором щелочи движущейся нити на промывных роликах в течение 0,3-3 минут позволяет нейтрализовать весь хлористый водород в нити, а образующаяся соль и избыток щелочи удаляются ее окончательной промывкой обессоленной водой.Treatment with a 0.05-0.3% alkali solution of a moving thread on the washing rollers for 0.3-3 minutes allows you to neutralize all the hydrogen chloride in the thread, and the resulting salt and excess alkali are removed by its final washing with demineralized water.

Технической задачей настоящего изобретения является получение высокопрочных высокомодульных нитей на основе СПАБИ вышеприведенного состава с нейтральной рН их водного экстракта после кипячения со следующими показателями: линейная плотность 18-58,8 текс; прочность комплексных нитей (удельная разрывная нагрузка) до 260 сН/текс; относительное удлинение при разрыве 2,6-3,3%; динамический модуль упругости 15000-15300 кгс/мм2; прочность комплексных нитей в микропластике до 520 кгс/мм2; рН водного экстракта после кипячения 6,0-8,5.An object of the present invention is to obtain high-strength high-modulus yarns based on SPABI of the above composition with a neutral pH of their aqueous extract after boiling with the following indicators: linear density of 18-58.8 tex; strength of multifilament yarns (specific breaking load) up to 260 cN / tex; elongation at break of 2.6-3.3%; dynamic modulus of elasticity 15000-15300 kgf / mm 2 ; the strength of multifilament yarns in microplastics up to 520 kgf / mm 2; The pH of the aqueous extract after boiling is 6.0-8.5.

Техническая задача решается за счет того, что в известном способе получения высокопрочных высокомодульных нитей формованием из 4,0-5,1%-ных поликонденсационных растворов СПАБИ в ДМАА или N-метилпирролидоне с добавкой хлоридов лития или кальция, содержащих хлористый водород в качестве побочного продукта синтеза полимера, в водно-амидную осадительную ванну с отрицательной фильерной вытяжкой струй, пластификационной вытяжкой нити на 70-140%, промывкой нити, сушкой при 100°C, термообработкой при 350°С в течение 30 минут и кратковременной термовытяжкой нити при 390°С на 1,0-1,5%, согласно изобретению промывку нити проводят в сочетании с обработкой разбавленным раствором щелочи или обработка щелочным раствором следует после промывки нити, нейтрализующей химически связанный с бензимидазольными циклами полимера хлористый водород, с удалением образующейся соли и избытка щелочи ее окончательной промывкой обессоленной водой. Содержание щелочи в растворе должно быть 0,05-0,3%. Время обработки 0,3-3 минуты, температура от 20 до 60°С. При концентрации щелочи менее 0,05% процесс нейтрализации хлористого водорода в нити увеличивается во времени и рН нити может быть менее 6,0. Наоборот, если концентрация щелочи более 0,3%, то затрудняется последующая, относительно кратковременная промывка нити от избытка щелочи обессоленной водой и рН нити может быть более 8,5. В качестве щелочного реагента используют LiOH или Са(ОН)2, если щелочную обработку сочетают с промывкой нити от растворителя в соответствии с тем же катионом солевой добавки в растворителе, или любым щелочным реагентом LiOH, Ca(OH)2, NaOH, содой, раствором аммиака и др., если обработку проводят после промывки нити от растворителя.The technical problem is solved due to the fact that in the known method for producing high-strength high-modulus filaments by molding from 4.0-5.1% polycondensation solutions of SPABI in DMAA or N-methylpyrrolidone with the addition of lithium or calcium chlorides containing hydrogen chloride as a by-product polymer synthesis, into a water-amide precipitation bath with a negative spinneret drawing of jets, plasticizing drawing of a thread by 70-140%, washing of a thread, drying at 100 ° C, heat treatment at 350 ° C for 30 minutes and short-term thermal drawing yarn at 390 ° C by 1.0-1.5%, according to the invention, the washing of the thread is carried out in combination with the treatment with a dilute alkali solution or the treatment with an alkaline solution follows washing the thread, which neutralizes hydrogen chloride chemically bonded to the benzimidazole cycles of the polymer and removes the resulting salt and excess alkali by its final washing with demineralized water. The alkali content in the solution should be 0.05-0.3%. Processing time 0.3-3 minutes, temperature from 20 to 60 ° C. When the alkali concentration is less than 0.05%, the process of neutralizing hydrogen chloride in the filament increases in time and the pH of the filament can be less than 6.0. On the contrary, if the alkali concentration is more than 0.3%, then the subsequent relatively short-term washing of the filament from excess alkali with demineralized water is difficult and the pH of the filament can be more than 8.5. LiOH or Ca (OH) 2 is used as the alkaline reagent if alkaline treatment is combined with washing the filaments from the solvent in accordance with the same cation of the salt additive in the solvent, or any alkaline reagent LiOH, Ca (OH) 2 , NaOH, soda, solution ammonia and others, if the treatment is carried out after washing the threads from the solvent.

Способ промывки с включением щелочной обработки пригоден для получения нейтральных нитей на основе сополиамидобензимидазола не только указанного выше состава, но и гомополимера (m=100, n=0), а также сополимеров, в которых m меньше 50. В качестве ароматических диаминов для синтеза полимера в смеси с 5(6)-амино-2-(парааминофенил)бензимидазолом, кроме парафенилендиамина, могут быть и другие диамины, например метафенилендиамин, хлорпарафенилендиамин, диаминодифенилоксид, 5(6)-амино-2-(парааминофенил)бензоксазол и др., присутствие которых не отражается на способности бензимидазольных циклов химически связывать хлористый водород, выделившийся в качестве побочного продукта синтеза полимера.The washing method with the inclusion of alkaline treatment is suitable for producing neutral filaments based on copolyamidobenzimidazole not only of the above composition, but also of a homopolymer (m = 100, n = 0), as well as copolymers in which m is less than 50. As aromatic diamines for polymer synthesis in a mixture with 5 (6) -amino-2- (paraaminophenyl) benzimidazole, in addition to paraphenylenediamine, there may be other diamines, for example metaphenylenediamine, chloroparaphenylenediamine, diaminodiphenyl oxide, 5 (6) -amino-2- (paraaminophenyl) benzoxazole, etc., whose presence is not reflected on the ability of benzimidazole cycles to chemically bind hydrogen chloride released as a by-product of polymer synthesis.

Вязкость поликонденсационных растворов определяют по продолжительности падения контрольного стального шарика в среде раствора при 20°С.The viscosity of polycondensation solutions is determined by the duration of the fall of the control steel ball in the medium of the solution at 20 ° C.

В качестве характеристики молекулярной массы СПАБИ используют удельную вязкость (ηуд.), которую определяют на капиллярном вискозиметре Уббелоде для растворов 0,5 г сухого полимера в 100 мл 96%-ной серной кислоты при 20°С.Specific viscosity (η beats ), which is determined on a Ubbelode capillary viscometer for solutions of 0.5 g of dry polymer in 100 ml of 96% sulfuric acid at 20 ° C, is used as a characteristic of the molecular weight of SPABI.

Линейную плотность комплексных нитей определяют весовым методом.The linear density of the complex filaments is determined by the gravimetric method.

Микропластик на основе комплексной нити изготавливают с эпоксидной пропиточной композицией марки ЭДТ-10.Complex-based microplastics are made with an epoxy impregnating composition of the EDT-10 brand.

Прочность комплексных нитей и микропластиков (удельная разрывная нагрузка), относительное удлинение при разрыве определяют на разрывной машине, используя зажимную длину 250 мм, по общепринятым методикам.The strength of multifilament yarns and microplastics (specific tensile load), elongation at break is determined on a tensile testing machine using a clamping length of 250 mm, according to generally accepted methods.

Модуль упругости комплексных нитей (динамический) определяют методом ультразвуковой акустики. Для выражения модуля упругости нитей в кгс/мм2 учитывали плотность полимера 1,45 г/см3.The elastic modulus of complex filaments (dynamic) is determined by ultrasonic acoustics. To express the elastic modulus of the filaments in kgf / mm 2, a polymer density of 1.45 g / cm 3 was taken into account.

Механические испытания проводят для нитей с содержанием около 2,5% влаги.Mechanical tests are carried out for threads with a content of about 2.5% moisture.

Содержание HCl в свежесформованной нити определяют кипячением 3-5 г образца, взвешенного с точностью до 0,0002 г, в 100 мл точно приготовленного 0,01 н. раствора NaOH, в течение 2 часов с обратным холодильником и титрованием 10 мл экстракта 0,01 н. раствором HCl с фенолфталеином.The HCl content in a freshly formed yarn is determined by boiling 3-5 g of a sample, weighed to the nearest 0.0002 g, in 100 ml of precisely prepared 0.01 N NaOH solution, for 2 hours under reflux and titration of 10 ml of extract of 0.01 N. HCl solution with phenolphthalein.

рН водного экстракта определяют кипячением 5 г нити, взвешенной с точностью до 0,01 г, в 50 мл дистиллированной воды в течение 2 часов с обратным холодильником и измерением ее рН.The pH of the aqueous extract is determined by boiling 5 g of the thread, weighed to the nearest 0.01 g, in 50 ml of distilled water for 2 hours under reflux and measuring its pH.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1.Example 1

Нить на основе сополиамидобензимидазола (СПАБИ) состава 70:30, т.е. синтезированного из 70 мол.% 5(6)-амино-2-(парааминофенил)бензимидазола (далее сокращенно гетероциклический диамин или ГЦДА), 30 мол.% парафенилендиамина (п-ФДА) и терефталоилхлорида (ТФХ) с нейтральным рН водного экстракта после кипячения путем сочетания щелочной обработки с промывкой от растворителя.A thread based on copolyamidobenzimidazole (SPABI) of 70:30, i.e. synthesized from 70 mol.% 5 (6) amino-2- (paraaminophenyl) benzimidazole (hereinafter abbreviated as heterocyclic diamine or HCDA), 30 mol.% paraphenylenediamine (p-PDA) and terephthaloyl chloride (TLC) with a neutral pH of the aqueous extract after boiling by combining alkaline treatment with solvent washing.

Для синтеза полимера 10,870 г (0,04847 моля) ГЦДА, 2.246 г (0,02077 моля) п-ФДА и 14,613 г хлористого лития растворяют при перемешивании в 500 мл ДМАА в обычных температурных условиях (18-24°С) в инертной среде азота. Содержание воды в реакционной среде 0,035%. После растворения диаминов раствор охлаждают до 8-10°С и при постоянном перемешивании добавляют ТФХ в течение 50 минут. Реакция синтеза полимера экзотермическая. Поэтому необходимо отводить тепло, поддерживая температуру реакционной среды 15-20°С. В начале вносят порцию ТФХ в количестве 98% от эквимолярного и затем малыми порциями остальное его количество, осуществляя контроль за синтезом по увеличению вязкости раствора в необходимых пределах. Всего вносят 14,019 г (0,06905 моля) или 99,7% ТФХ от эквимолярного. Вязкий раствор сополиамида дополнительно перемешивают 0,5 часа при 22-25°С. Получают раствор с вязкостью 65 Па·с и удельной вязкостью полимера ηуд.=8,5. Раствор содержит 4,30% полимера, 2,84% LiCl, 0,98% HCl и остальное - ДМАА.For polymer synthesis, 10.870 g (0.04847 mol) of HCDA, 2.246 g (0.02077 mol) of p-PDA and 14.613 g of lithium chloride are dissolved with stirring in 500 ml of DMAA under ordinary temperature conditions (18-24 ° C) in an inert atmosphere nitrogen. The water content in the reaction medium is 0.035%. After the diamines are dissolved, the solution is cooled to 8-10 ° C and TLC is added with constant stirring over 50 minutes. The polymer synthesis is exothermic. Therefore, it is necessary to remove heat, maintaining the temperature of the reaction medium 15-20 ° C. At the beginning, a portion of TPC is added in an amount of 98% of the equimolar and then the remaining amount in small portions, controlling the synthesis to increase the viscosity of the solution within the required limits. In total, 14.019 g (0.06905 mol) or 99.7% of TPC from equimolar are added. The viscous copolyamide solution is additionally stirred for 0.5 hours at 22-25 ° C. Get a solution with a viscosity of 65 PA · s and the specific viscosity of the polymer η beats. = 8.5. The solution contains 4.30% polymer, 2.84% LiCl, 0.98% HCl and the rest is DMAA.

Раствор фильтруют, дегазируют и из него формуют нить по мокрому способу через фильеру на 100 отверстий с диаметром 0,08 мм в обычных температурных условиях (18-24°С), подача раствора на фильеру 3,60 г/мин. В качестве осадительной ванны используют раствор состава 50% ДМАА, 48% воды и 2% LiCl, в котором поддерживают рН около 5-6 дозированной LiOH для нейтрализации поступающего HCl с раствором СПАБИ. Фильерная вытяжка струй отрицательная, близкая к минус 49%, пластификационная вытяжка на 120%, которую проводят на воздухе в уносимом слое осадительной ванны в обычных условиях. Сочетают щелочную обработку с промывкой нити от растворителя. Для чего непрерывно движущуюся нить со скоростью 8 м/мин обрабатывают на первой паре промывочных роликов, на которых намотано 24 метра нити, раствором состава 20% ДМАА, 0,6% LiCl, 0,05% LiOH, остальное - вода с температурой 20°С окунанием и орошением с подачей 60 л/ч указанного раствора. Далее нить на двух последующих парах промывочных роликов окончательно промывают от всех компонентов обессоленной водой при 20°С, сушат на сушильном ролике при 100°С и принимают на патрон с подкруткой около 50 кручений на метр, рН водного экстракта после кипячения нити после сушки 6,0. Если аналогичным образом используют ту же промывку, но без дозировки LiOH в раствор на первой паре роликов, то получают кислую нить с рН водного экстракта после кипячения, после сушки, равной около 2,0 и содержанием HCl около 3,5%. После термообработки при 350°С в течение 30 минут и термовытяжки при 390°С на 1,0% получают нити линейно плотности около 20 текс со следующими показателями для нейтральной нити П/У/Е/α/рН=200/2,6/15100/490/7,2 и для сравнения те же показатели для кислой нити П/У/Е/α/рН=210/2,5/15300/455/3,0, где П - прочность (относительная разрывная нагрузка) комплексной нити, сН/текс; У - относительное разрывное удлинение, %; Е - динамический модуль упругости нити, кгс/мм2; α - прочность комплексной нити в микропластике, кгс/ мм2; рН - водородный показатель водного экстракта после кипячения нити.The solution is filtered, degassed and a thread is formed from it through a wet method through a die for 100 holes with a diameter of 0.08 mm under ordinary temperature conditions (18-24 ° C), feeding the solution to a die 3.60 g / min. As a precipitation bath, a solution of 50% DMAA, 48% water and 2% LiCl is used, in which a pH of about 5-6 dosed LiOH is maintained to neutralize the incoming HCl with SPABI solution. Spinneret drawing of the jets is negative, close to minus 49%, plasticizing drawing by 120%, which is carried out in air in an entrained layer of a precipitation bath under ordinary conditions. Combine alkaline treatment with washing the threads from the solvent. For this, a continuously moving thread at a speed of 8 m / min is treated on the first pair of washing rollers, on which 24 meters of thread are wound, with a solution of 20% DMAA, 0.6% LiCl, 0.05% LiOH, the rest is water with a temperature of 20 ° With dipping and irrigation with a flow of 60 l / h of the specified solution. Next, the thread on two subsequent pairs of washing rollers is finally washed from all components with demineralized water at 20 ° C, dried on a drying roller at 100 ° C and taken onto a cartridge with a twist of about 50 torsions per meter, the pH of the aqueous extract after boiling the thread after drying 6, 0. If the same washing is used in a similar way, but without dosing LiOH into the solution on the first pair of rollers, an acidic filament is obtained with a pH of the aqueous extract after boiling, after drying, equal to about 2.0 and an HCl content of about 3.5%. After heat treatment at 350 ° C for 30 minutes and a heat extract at 390 ° C by 1.0%, yarns with a linear density of about 20 tex are obtained with the following indicators for a neutral yarn P / U / E / α / pH = 200 / 2.6 / 15100/490 / 7.2 and for comparison, the same indicators for the acid thread P / U / E / α / pH = 210 / 2.5 / 15300/455 / 3.0, where P is the strength (relative breaking load) of the complex filaments, cH / tex; Y - relative tensile elongation,%; E - dynamic modulus of elasticity of the thread, kgf / mm 2 ; α is the strength of the multifilament yarn in microplastics, kgf / mm 2 ; pH is the pH of the aqueous extract after boiling the thread.

Из сравнения механических показателей нитей можно заключить, что они близки, исключая прочность нити в микропластике, которая выше для нейтральной нити по сравнению с кислой.From a comparison of the mechanical properties of the yarns, we can conclude that they are close, except for the strength of the yarn in microplastics, which is higher for a neutral yarn compared to an acid one.

Пример 2.Example 2

Нить на основе СПАБИ состава 80:20, полученная сухо-мокрым формованием из 5,1%-ного поликонденсационного раствора СПАБИ в ДМАА с содержанием CaCl2 и HCl с нейтральной рН водного экстракта после кипячения путем сочетания щелочной обработки с промывкой от растворителя.80:20 SPABI-based yarn obtained by dry-wet spinning from a 5.1% SPABI polycondensation solution in DMAA containing CaCl 2 and HCl with a neutral pH of the aqueous extract after boiling by combining alkaline treatment with solvent washing.

Синтез полимера проводят так, как это описано в примере 1. Для синтеза используют 29,136 г (0,12992 моля) ГЦЦА, 3,512 г (0,03248 моля) п-ФДА и 32,970 г (0,1624 моля) ТФХ, 1000 мл ДМАА с содержанием 2,8% CaCl2 и 0,045% воды. Получают раствор с вязкостью 90 Па·с, ηуд=7,0. Раствор содержит 5,10% полимера, 2,63% CaCl2, 1,12% HCl и ДМАА. Этот раствор используют для формования нити.The polymer synthesis is carried out as described in example 1. 29.136 g (0.12992 mol) of HCC, 3.512 g (0.03248 mol) of p-PDA and 32.970 g (0.1624 mol) of TPC, 1000 ml of DMAA are used for the synthesis. with a content of 2.8% CaCl 2 and 0.045% water. Get a solution with a viscosity of 90 PA · s, η beats = 7.0. The solution contains 5.10% polymer, 2.63% CaCl 2 , 1.12% HCl and DMAA. This solution is used for spinning.

Раствор СПАБИ фильтруют, дозируют и из него формуют нити по сухо-мокрому способу согласно патентам РФ 2017866 и 2168567, экструдируя через каналы фильеры (60 отверстий с диаметром 0,1 мм) в воздушную прослойку величиной 10 мм и в осадительную ванну, содержащую 20%-ный раствор ДМАА в воде с небольшим количеством CaCl2 и HCl, выделяющимися вместе с ДМАА из раствора СПАБИ, с температурой 20°С. Подача раствора на фильеру 12,0 г/мин. Формование нити осуществляют с отрицательной фильерной вытяжкой, равной минус 51%, и пластификационной вытяжкой на 70%, которую проводят на воздухе в уносимом с нитью слое осадительной ванны при 20°С. Непрерывно движущуюся нить со скоростью 21 м/мин обрабатывают на первой паре промывочных роликов, на которых намотано 20 метров нити, раствором состава 20% ДМАА, 0,6% CaCl2 и 0,3% Са(ОН)2, остальное - вода с температурой 20°С окунанием и орошением с подачей 60 л/ч указанного раствора. Далее нить на двух последующих парах промывочных роликов окончательно промывают от всех компонентов обессоленной водой с температурой 40-60°С, сушат на сушильном ролике при 100°С и принимают на патрон с подкруткой около 50 кручений на метр, после чего нить анализируют. рН водного экстракта после кипячения нити равен 7,4. После термообработки при 350°С в течение 30 минут и термовытяжки при 390°С на 1,5% получают нить линейной плотности 29,9 текс со следующими показателями: П/У/Е/α/рН=217/33/15000/506/8,0.The SPABI solution is filtered, dosed and the yarn is spun according to the dry-wet method according to Russian patents 2017866 and 2168567, extruding through spinneret channels (60 holes with a diameter of 0.1 mm) into an air gap of 10 mm in size and into a precipitation bath containing 20% solution of DMAA in water with a small amount of CaCl 2 and HCl released together with DMAA from SPABI solution at a temperature of 20 ° C. The flow rate of the solution to the die is 12.0 g / min. The yarn is formed with a negative spinneret hood equal to minus 51% and a plasticizer hood of 70%, which is carried out in air in a sedimentation bath layer carried away with the thread at 20 ° C. A continuously moving thread at a speed of 21 m / min is treated on the first pair of washing rollers, on which 20 meters of thread are wound, with a solution of 20% DMAA, 0.6% CaCl 2 and 0.3% Ca (OH) 2 , the rest is water with temperature of 20 ° C by dipping and irrigation with a feed of 60 l / h of the specified solution. Next, the thread on the next two pairs of washing rollers is finally washed from all components with demineralized water at a temperature of 40-60 ° C, dried on a drying roller at 100 ° C and taken onto a cartridge with a twist of about 50 torsions per meter, after which the thread is analyzed. The pH of the aqueous extract after boiling the strand is 7.4. After heat treatment at 350 ° C for 30 minutes and a temperature hood at 390 ° C by 1.5%, a thread of linear density 29.9 tex is obtained with the following indicators: P / U / E / α / pH = 217/33/15000/506 / 8.0.

Пример 3.Example 3

Нить на основе СПАБИ состава 70:30, полученная мокрым формованием из поликонденсационного раствора, аналогичного описанному и примере 1, с нейтральным рН водного экстракта после кипячения путем проведения щелочной обработки после промывки нити от растворителя.A 70:30 SPABI-based thread obtained by wet spinning from a polycondensation solution similar to that described in Example 1 with a neutral pH of the aqueous extract after boiling by alkaline treatment after washing the thread from the solvent.

Используют поликонденсационные растворы СПАБН, способ получения которых и состав аналогичен описанному в примере 1, с вязкостью 60-70 Па·с, удельной вязкостью полимера ηуд=8,0-8,7, с содержанием 4,30% полимера, 2,84% LiCl, 0,98% HCl и остальное - ДМАА.Polycondensation solutions of SPABN are used, the preparation method of which and the composition is similar to that described in Example 1, with a viscosity of 60-70 Pa · s, specific viscosity of the polymer η beats = 8.0-8.7, with a content of 4.30% of the polymer, 2.84 % LiCl, 0.98% HCl and the rest is DMAA.

Раствор фильтруют, дегазируют и из него формуют нити по мокрому способу через фильеру на 300 отверстий с диаметром 0,08 мм в обычных температурных условиях (18-24°С). Подача раствора на фильеру 20,0 г/мин. В качестве осадительной ванны используют раствор состава 50% ДМАА, 48% воды и 2% LiCl, в котором поддерживают рН около 4-6 дозировкой LiOH для нейтрализации поступающего HCl с раствором СПАБИ. Фильерная вытяжка струй отрицательная, близкая к минус 51%, пластификационная вытяжка на 130%, которую проводят на воздухе в уносимом с нитью слое осадительной ванны в обычных температурных условиях. Непрерывно движущуюся нить со скоростью 15 м/мин промывают от растворителя, соли и свободного HCl на первой паре роликов обессоленной водой с температурой 50°С. На второй паре роликов ее обрабатывают разбавленным раствором щелочи в обессоленной воде окунанием и орошением с подачей 60 л/ч при температуре 60°С. На третьей паре роликов нить промывают от соли и избытка щелочи обессоленной водой с температурой 60°С. Далее нить сушат на сушильном ролике при 100°С и принимают на патрон с подкруткой около 50 кручений на метр, после чего определяют рН водного экстракта после кипячения нити. Наматывают разное количество метров нити на второй паре роликов и используют разные концентрации щелочного реагента.The solution is filtered, degassed, and filaments are formed from it by the wet method through a 300-hole spinneret with a diameter of 0.08 mm under ordinary temperature conditions (18-24 ° C). Feeding the solution to a die 20.0 g / min. As a precipitation bath, a solution of 50% DMAA, 48% water and 2% LiCl is used, in which the pH is maintained at about 4-6 with a dosage of LiOH to neutralize the incoming HCl with SPABI solution. Spinneret drawing of the jets is negative, close to minus 51%, plasticizing drawing of 130%, which is carried out in air in a bed of a precipitation bath carried away with a thread under ordinary temperature conditions. A continuously moving thread at a speed of 15 m / min is washed from solvent, salt and free HCl on the first pair of rollers with demineralized water at a temperature of 50 ° C. On the second pair of rollers, it is treated with a dilute alkali solution in demineralized water by dipping and irrigation with a flow of 60 l / h at a temperature of 60 ° C. On the third pair of rollers, the thread is washed from salt and excess alkali with demineralized water at a temperature of 60 ° C. Next, the thread is dried on a drying roller at 100 ° C and taken onto a cartridge with a twist of about 50 torsions per meter, after which the pH of the aqueous extract is determined after boiling the thread. A different number of meters of thread is wound on a second pair of rollers and different concentrations of alkaline reagent are used.

При обработке 5, 10, 15 и 20 метров нити получают следующие величины рН водного экстракта после кипячения нити: 2,6, 3,0, 4,5, 6,0 - при использовании 0,05% раствора NaOH с температурой 60°С; 6,0, 8,5, 8,5, 8,5 - при использовании 0,25% раствора NaOH и 60°С; 4,5; 6,0; 7,0; 7,4 - при использовании 0,3%-ного раствора аммиака и 25°С. Причем, если рН водного экстракта после кипячения нити, после ее сушки равна около 6,0, то ее рН при отборе в мокром виде перед сушкой равна 5,5, а содержание HCl не более 0,1%. Для сравнения аналогичная промывка 20 метров нити на второй и третьей паре роликов обессоленной водой при 60°С без обработки щелочью обеспечивает рН водного экстракта после кипячения нити на уровне 2,4 и содержание HCl 2,5%, а ее содержания при отборе в мокром виде перед сушкой равны соответственно 2,0 и 3,6%.When processing 5, 10, 15 and 20 meters of the thread, the following pH values of the aqueous extract are obtained after boiling the thread: 2.6, 3.0, 4.5, 6.0 - when using a 0.05% NaOH solution with a temperature of 60 ° C ; 6.0, 8.5, 8.5, 8.5 - when using a 0.25% NaOH solution and 60 ° C; 4,5; 6.0; 7.0; 7.4 - when using a 0.3% solution of ammonia and 25 ° C. Moreover, if the pH of the aqueous extract after boiling the filament, after drying, is about 6.0, then its pH when taken wet before drying is 5.5, and the HCl content is not more than 0.1%. For comparison, a similar washing of 20 meters of thread on the second and third pair of rollers with demineralized water at 60 ° C without treatment with alkali provides a pH of the aqueous extract after boiling the thread at 2.4 and an HCl content of 2.5%, and its content when taken wet before drying, equal to 2.0 and 3.6%, respectively.

После термообработки при 350°С в течение 30 минут и термовытяжки при 390°С на 1,5% получают нить линейной плотности 58,8 текс со следующими показателями для нейтральной нитиAfter heat treatment at 350 ° C for 30 minutes and a thermal hood at 390 ° C by 1.5%, a yarn with a linear density of 58.8 tex is obtained with the following indicators for a neutral yarn

П/У/Е/α/рН=261/3,1/15100/520/7,6P / U / E / α / pH = 261 / 3.1 / 15100/520 / 7.6

и для сравнения те же показатели для кислой нитиand for comparison, the same indicators for a sour thread

П/У/Е/α/рН=254/3,1/15100/490/3,2.P / U / E / α / pH = 254 / 3.1 / 15100/490 / 3.2.

Пример 4Example 4

Нить на основе СПАБИ состава 50:50, полученная мокрым формованием из поликонденсационного раствора в N-метилпирролидоне с CaCl2, с нейтральным рН водного экстракта после кипячения путем проведения щелочной обработки после промывки нити от растворителя.A 50:50 SPABI-based thread obtained by wet spinning from a polycondensation solution in N-methylpyrrolidone with CaCl 2 , with a neutral pH of the aqueous extract after boiling by alkaline treatment after washing the thread from the solvent.

Синтез полимера проводят так, как это описано в примере 1. Для синтеза используют 8,477 г (0,03780 моля) ГЦДА, 4,088 г (0,03780 моля) п-ФДА и 15,349 г (0,07560 моля) ТФХ, 500 мл N-метилпирролидона с содержанием 0,030% воды и 17,0 г CaCl2 (с влажностью не более 0,05%). Получают раствор с вязкостью 80 Па·с и ηуд=12,0. Раствор содержит 4,0% полимера, 3,03% CaCl2, 0,98% HCl и остальное - N-метилпирролидон.The synthesis of the polymer is carried out as described in example 1. For the synthesis, 8.477 g (0.03780 mol) of HCDA, 4.088 g (0.03780 mol) of p-PDA and 15.349 g (0.07560 mol) of TPC, 500 ml of N are used. -methylpyrrolidone with a content of 0.030% water and 17.0 g CaCl 2 (with a moisture content of not more than 0.05%). Get a solution with a viscosity of 80 PA · s and η beats = 12.0. The solution contains 4.0% polymer, 3.03% CaCl 2 , 0.98% HCl, and the rest is N-methylpyrrolidone.

Формование нити проводят так, как это описано в примере 1, через фильеру на 100 отверстий с диаметром 0,08 мм с сохранением подачи раствора на фильеру, равной 3,60 г/мин, но с изменением величин фильерной и пластификационной вытяжек, которые равны соответственно около минус 49% и 140%, и использованием осадительной ванны состава 40% N-метилпирролидона, 2,0% CaCl2 и 58% воды при 20°С и рН=4-6.Spinning is carried out as described in example 1 through a spinneret per 100 holes with a diameter of 0.08 mm while maintaining the flow rate of the spinneret equal to 3.60 g / min, but with a change in the values of spinnerets and plasticizing hoods, which are respectively equal about minus 49% and 140%, and using a precipitation bath of 40% N-methylpyrrolidone, 2.0% CaCl 2 and 58% water at 20 ° C and pH = 4-6.

Промывку нити от растворителя с последующей обработкой 0,2%-ным раствором соды и промывкой от соли и избытка соды проводят на трех парах роликов со скоростью движения нити 8 м/мин так, как это описано в примере 3. Нить сушат на сушильном ролике при 100°С и принимают на патрон с подкруткой около 50 кручений на метр. Далее нить термообрабатывают при 350°С в течение 30 минут. Получают нейтральную и для сравнения кислую нить (без обработки содой) линейной плотности 18,5 текс с прочностью той и другой около 180 сН/текс. Их прочности близки, но рН водного экстракта после кипячения отличаются значительно - соответственно 7,0 и 3,6.The washing of the filament from the solvent, followed by treatment with a 0.2% soda solution and washing of salt and excess soda is carried out on three pairs of rollers with a filament speed of 8 m / min, as described in Example 3. The filament is dried on a drying roller at 100 ° C and take on a cartridge with a twist of about 50 torsions per meter. Next, the thread is heat treated at 350 ° C for 30 minutes. A neutral and acidic filament (without soda treatment) of a linear density of 18.5 tex with a strength of one and the other of about 180 cN / tex is obtained. Their strengths are close, but the pH of the aqueous extract after boiling differ significantly - respectively 7.0 and 3.6.

Claims (4)

1. Способ получения нити на основе сополиамидобензимидазола, синтезированного низкотемпературной поликонденсацией смеси ароматических диаминов 50-80 мол.% 5(6)-амино-2-(парааминофенил)бензимидазола и 20-50 мол.% парафенилендиамина со 100 мол.% терефталоилхлорида в среде диметилацетамида или N-метилпирролидона с добавкой хлоридов лития или кальция, мокрым или сухо-мокрым формованием из 4,0-5,1%-ных поликонденсационных растворов, содержащих хлористый водород в качестве побочного продукта синтеза полимера, в водно-амидную осадительную ванну с отрицательной фильерной вытяжкой струй, пластификационной вытяжкой нити на 70-140%, промывкой нити от растворителя водой, сушкой при 100°С, термической обработкой при 350°С и термовытяжкой нити при 390°С на 1,0-1,5%, отличающийся тем, что операция промывки включает щелочную обработку для нейтрализации химически связанного с полимером хлористого водорода с удалением образующегося хлорида и избытка щелочи путем ее окончательной промывки водой.1. A method of producing a filament based on copolyamidobenzimidazole synthesized by low-temperature polycondensation of a mixture of aromatic diamines 50-80 mol.% 5 (6) -amino-2- (paraaminophenyl) benzimidazole and 20-50 mol.% Paraphenylenediamine with 100 mol.% Terephthaloyl chloride in a medium dimethylacetamide or N-methylpyrrolidone with the addition of lithium or calcium chlorides, wet or dry-wet molding from 4.0-5.1% polycondensation solutions containing hydrogen chloride as a by-product of polymer synthesis into a water-amide precipitation bath with a negative solid spherical drawing of jets, plasticizing drawing of the thread by 70-140%, washing the threads from the solvent with water, drying at 100 ° C, heat treatment at 350 ° C and thermal drawing of the thread at 390 ° C by 1.0-1.5%, differing the fact that the washing operation includes an alkaline treatment to neutralize the hydrogen chloride chemically bound to the polymer to remove the chloride formed and excess alkali by final washing with water. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что непрерывно движущуюся нить обрабатывают раствором щелочи при ее промывке от растворителя, внося щелочь в промывную ванну, содержащую до 20% диметиацетамида или N-метилпирролидона, до 0,6% LiCl или CaCl2, 0,05-0,3% LiOH или Са(ОН)2, остальное вода.2. The method according to claim 1, characterized in that the continuously moving thread is treated with a solution of alkali when it is washed from a solvent, introducing alkali into a washing bath containing up to 20% dimethiacetamide or N-methylpyrrolidone, up to 0.6% LiCl or CaCl 2 , 0.05-0.3% LiOH or Ca (OH) 2 , the rest is water. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что промытую от растворителя непрерывно движущуюся нить обрабатывают 0,05-0,3%-ным раствором LiOH, Ca(OH)2, NaOH, Na2CO3 или аммиака в обессоленной воде при 20-60°С в течение 0,3-3,0 мин с последующей окончательной ее промывкой от хлорида и избытка щелочи обессоленной водой.3. The method according to claim 1, characterized in that the continuously moving yarn washed from the solvent is treated with a 0.05-0.3% solution of LiOH, Ca (OH) 2 , NaOH, Na 2 CO 3 or ammonia in demineralized water at 20-60 ° C for 0.3-3.0 minutes, followed by its final washing from chloride and excess alkali with demineralized water. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что получают нити с рН водного экстракта после кипячения 6,0-8,5, прочностью комплексных нитей до 260 сН/текс, а их прочность в микропластике до 520 кгс/мм2, модулем упругости 15000-15300 кгс/мм2 и относительным удлинением при разрыве 2,6-3,3%.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the filaments are obtained with a pH of the aqueous extract after boiling 6.0-8.5, the strength of the complex filaments up to 260 cN / tex, and their microplastic strength up to 520 kgf / mm 2 , modulus of elasticity 15000-15300 kgf / mm 2 and elongation at break of 2.6-3.3%.
RU2005122157/04A 2005-07-13 2005-07-13 Method for producing of copolyamidobenzimidazole-based threads using alkaline processing RU2300581C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005122157/04A RU2300581C2 (en) 2005-07-13 2005-07-13 Method for producing of copolyamidobenzimidazole-based threads using alkaline processing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005122157/04A RU2300581C2 (en) 2005-07-13 2005-07-13 Method for producing of copolyamidobenzimidazole-based threads using alkaline processing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005122157A RU2005122157A (en) 2007-01-20
RU2300581C2 true RU2300581C2 (en) 2007-06-10

Family

ID=37774514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005122157/04A RU2300581C2 (en) 2005-07-13 2005-07-13 Method for producing of copolyamidobenzimidazole-based threads using alkaline processing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2300581C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455403C1 (en) * 2010-12-30 2012-07-10 Вадим Эдуардович Карташян Technical fabric from synthetic threads with counterfeit protection (versions)
RU2597365C2 (en) * 2011-01-13 2016-09-10 Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани Neutralised copolymer crumb and methods of production thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455403C1 (en) * 2010-12-30 2012-07-10 Вадим Эдуардович Карташян Technical fabric from synthetic threads with counterfeit protection (versions)
RU2597365C2 (en) * 2011-01-13 2016-09-10 Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани Neutralised copolymer crumb and methods of production thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005122157A (en) 2007-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2623219C2 (en) Polyamide threads for clothing textiles and fabrics and items of clothes made of them
RU2045586C1 (en) Anisotropic solution for molding thread and thread which is prepared of said solution
RU2285760C1 (en) Method of manufacturing high heat-resistant threads from copolyamidobenzimidazole with reduced degree of shrinkage
JPS63288237A (en) Cord from poly-p-phenylene-terephthalaminde
JPS599643B2 (en) Method for producing fibers from poly-P-phenylene terephthalamide
JP4653612B2 (en) Method for producing para-type aromatic polyamide fiber with improved chemical resistance
CN110249083B (en) Method for producing polyetherketoneketone fibers
RU2300581C2 (en) Method for producing of copolyamidobenzimidazole-based threads using alkaline processing
RU2597591C2 (en) Copolymer and synthesis methods thereof
RU2469052C1 (en) Method of producing aromatic copolyamides (versions) and high-strength high-modulus fibres based thereon
RU2578294C2 (en) Ion-coupled halide containing fibre based on sulphur containing imidazole
CN106480531B (en) Nylon fiber
US9388512B2 (en) Para-type wholly aromatic copolyamide drawn fiber and method for producing the same
RU2290461C1 (en) Polycondensation solution of copolyamidobenzimidazole to form high-strength threads with partial neutralization of hydrogen chloride
JP5662262B2 (en) Core-sheath type composite yarn
JP6782544B2 (en) Polyparaphenylene terephthalamide fiber composite and polycarbonate resin composite material
JP5542084B2 (en) Polyester fiber for rubber reinforcement
JPS59116411A (en) Novel polyamide yarn and its preparation
JP2014070283A (en) Method for manufacturing fully aromatic polyamide fiber
JPH0874122A (en) Production of meta-aromatic polyamide fiber
JPS63165515A (en) Aromatic polyamide copolymer fiber
CN1077155C (en) Process for preparing cellulose fibres
KR20080022832A (en) Aromatic polyamide filament and method of manufacturing the same
RU2659975C1 (en) Yarn on the basis of aromatic heterocyclic copolyamide with improved elastic properties and method of its production
RU2168567C1 (en) Method of manufacturing threads based on aromatic copolyamides