RU2378427C1 - Method for modification of polyamide fibres - Google Patents

Method for modification of polyamide fibres Download PDF

Info

Publication number
RU2378427C1
RU2378427C1 RU2008129987/04A RU2008129987A RU2378427C1 RU 2378427 C1 RU2378427 C1 RU 2378427C1 RU 2008129987/04 A RU2008129987/04 A RU 2008129987/04A RU 2008129987 A RU2008129987 A RU 2008129987A RU 2378427 C1 RU2378427 C1 RU 2378427C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistance
water
composition
fibers
polyamide
Prior art date
Application number
RU2008129987/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наталья Александровна Кейбал (RU)
Наталья Александровна Кейбал
Сергей Николаевич Бондаренко (RU)
Сергей Николаевич Бондаренко
Виктор Федорович Каблов (RU)
Виктор Федорович Каблов
Елена Валериевна Сорокина (RU)
Елена Валериевна Сорокина
Иван Яковлевич Шиповский (RU)
Иван Яковлевич Шиповский
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Priority to RU2008129987/04A priority Critical patent/RU2378427C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2378427C1 publication Critical patent/RU2378427C1/en

Links

Landscapes

  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Abstract

FIELD: textile industry.
SUBSTANCE: treatment is carried out with composition, which contains the following components in wt parts: 20 borate of methyl phosphite, 1.3 of triethanolamine, 80 of water and 0.20-0.65 of 1% water solution of carboxymethylcellulose at 20°C for 1 min. Fibres are dried on air and thermostatted at 100°C for 30 min.
EFFECT: improved fire-resistance, water-resistance, strength and resistance to thermal-oxidative destruction of polyamide fibres, increased strength of polyamide cord joint to rubber on the basis of chloroprene rubber.
2 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к текстильной промышленности, к способам огнезащитной обработки полиамидных волокон, и может быть использовано в самолето-, автомобилестроении, резиновой промышленности и для других специальных целей.The invention relates to the textile industry, to methods for flame retardant processing of polyamide fibers, and can be used in aircraft, automotive, rubber industry and for other special purposes.

Известен способ огнезащитной отделки текстильных материалов из целлюлозных волокон, заключающийся в их пропитке составом, включающим продукт взаимодействия нитрилотриметилфосфоновой кислоты с азотсодержащим веществом и воду, при температуре 30-70°С в течение 3-10 с и отжимают до влажного привеса 80-90%. Далее материал подвергают сушке при 90-220° (Пат.2184184 Россия, D06М 13/432; опубл. 27.06.01).A known method of fire-retardant finishing of textile materials from cellulose fibers, which consists in impregnating them with a composition comprising the product of the interaction of nitrilotrimethylphosphonic acid with a nitrogen-containing substance and water at a temperature of 30-70 ° C for 3-10 s and squeezed to a wet gain of 80-90%. Next, the material is dried at 90-220 ° (Pat. 2184184 Russia, D06M 13/432; publ. 27.06.01).

Однако данный способ требует сушки пропитанного корда при высокой температуре и предназначен только для материалов из хлопчатобумажных, льняных и вискозных волокон.However, this method requires drying the impregnated cord at high temperature and is intended only for materials made of cotton, linen and viscose fibers.

Известен способ огнестойкой обработки текстильных материалов, заключающийся в пропитке образцов капроновой ткани и хлопчатобумажного трикотажного полотна составом, содержащим производное хлорэндиковой кислоты и органический растворитель, в плюсовке при 20°С в течение 5 минут, с последующей сушкой на воздухе (Авторское свидетельство 953045 СССР, D06М 13/20; опубл. 23.08.82).A known method of flame retardant processing of textile materials, which consists in impregnating samples of nylon fabric and cotton knitted fabric with a composition containing a derivative of chlorendic acid and an organic solvent, in a batch at 20 ° C for 5 minutes, followed by drying in air (Copyright certificate 953045 USSR, D06M 13/20; publ. 08.23.82).

Однако в данном способе используется многокомпонентный модифицирующий состав в совокупности с вредным для окружающей среды и здоровья человека растворителем.However, this method uses a multicomponent modifying composition in conjunction with a solvent harmful to the environment and human health.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения огнезащитных химических волокон путем прививки к целлюлозным или синтетическим волокнам из 5-7%-ных водных растворов фосфорсодержащего мономера (Факрил-М) при температуре 80-90°С в течение 90-120 мин с использованием окислительно-восстановительной системы Fe2+2О2 (Заявка на изобретение №93012912; опубл. 20.09.96).Closest to the invention in technical essence is a method for producing fire-retardant chemical fibers by grafting cellulosic or synthetic fibers from 5-7% aqueous solutions of phosphorus-containing monomer (Fakril-M) at a temperature of 80-90 ° C for 90-120 min using the redox system Fe 2+ -N 2 About 2 (Application for invention No. 93012912; publ. 09/20/96).

Однако данный способ получения огнезащитных химических волокон продолжителен по времени.However, this method of obtaining flame retardant chemical fibers is time-consuming.

Задача: разработка способа получения модифицированных синтетических волокон, не требующего сложного аппаратурного оформления, не продолжительного по времени и позволяющего получать изделия на их основе с повышенной огнестойкостью и физико-механическими показателями.Objective: to develop a method for producing modified synthetic fibers that does not require complex hardware design, is not time-consuming and allows to obtain products based on them with increased fire resistance and physical and mechanical properties.

Техническим результатом является упрощение способа получения модифицированных полиамидных волокон, повышение их огнестойкости, прочности, водостойкости и стойкости к термоокислительной деструкции, повышение прочности связи полиамидного волокна с резиной на основе хлоропренового каучука.The technical result is to simplify the method of producing modified polyamide fibers, increase their fire resistance, strength, water resistance and resistance to thermal oxidative degradation, increase the bond strength of the polyamide fiber with rubber based on chloroprene rubber.

Поставленный технический результат достигается тем, что способ модификации полиамидных волокон путем обработки композицией, включающей фосфорсодержащее соединение и воду, с последующей сушкой на воздухе и термостатированием, причем обработку осуществляют композицией, содержащей в мас.ч.: борат метилфосфита - 20, воду - 80, триэтаноламин - 1,3 и 1%-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлозы при 20°С в течение 1 мин, а термостатирование проводят в течение 30 мин при 100°С.The technical result is achieved by the fact that the method of modifying polyamide fibers by treatment with a composition comprising a phosphorus-containing compound and water, followed by air drying and temperature control, the treatment is carried out by a composition containing in parts by weight of: methyl phosphite borate - 20, water - 80, triethanolamine - 1.3 and 1% aqueous solution of carboxymethyl cellulose at 20 ° C for 1 min, and thermostating is carried out for 30 min at 100 ° C.

Установлено, что причиной повышения огнестойкости и стойкости к термоокислительной деструкции полиамидных волокон является образование тонкой огнезащитной пленки на поверхности волокон, которая ингибирует их горение за счет образования вспененного слоя с лучшей теплопроводностью.It is established that the reason for the increase in fire resistance and resistance to thermal oxidative degradation of polyamide fibers is the formation of a thin fire-retardant film on the surface of the fibers, which inhibits their combustion due to the formation of a foamed layer with better thermal conductivity.

Повышение прочности волокна обусловлено локализацией микродефектов на его поверхности пропиточным составом. Так как микродефекты являются первопричиной разрушения волокна при воздействии на него внешних напряжений.The increase in fiber strength is due to the localization of microdefects on its surface with an impregnating composition. Since microdefects are the root cause of the destruction of the fiber when exposed to external stresses.

Повышение водостойкости объясняется введением в пропиточный состав 1%-го водного раствора карбоксиметилцеллюлозы, который препятствует вымыванию пропиточного состава с поверхности волокна.The increase in water resistance is explained by the introduction of a 1% aqueous solution of carboxymethyl cellulose into the impregnating composition, which prevents the washing out of the impregnating composition from the surface of the fiber.

Адгезия полиамидного волокна к резине возрастает, по-видимому, за счет появления новых полярных функциональных групп на поверхности волокна, которые вступают в физическое взаимодействие с хлоропреновым каучуком.The adhesion of the polyamide fiber to the rubber increases, apparently due to the emergence of new polar functional groups on the surface of the fiber, which enter into physical interaction with chloroprene rubber.

Борат метилфосфита - использовался ранее, для огнезащитной модификации целлюлозных материалов (Патент РФ 2254341 C1, С08В 15/05, опубл. 20.06.05).Methylphosphite borate - was used earlier for flame retardant modification of cellulosic materials (RF Patent 2254341 C1, СВВ 15/05, publ. 06/20/05).

Триэтаноламин (ТУ 6-02-916-79) применяется в качестве абсорбента «кислых» газов, как сырье для получения ПАВ, в фармацевтике и косметике.Triethanolamine (TU 6-02-916-79) is used as an absorbent of "acid" gases, as a raw material for the production of surfactants, in pharmaceuticals and cosmetics.

Карбоксиметилцеллюлоза (ТУ 6-55-39-90) применяется в синтетических моющих средствах в качестве стабилизатора, как загуститель водных сред.Carboxymethyl cellulose (TU 6-55-39-90) is used in synthetic detergents as a stabilizer, as a thickener for aqueous media.

Данный способ позволяет существенно упростить модификацию полиамидных волокон. Так для достижения положительного эффекта не требуется использования многокомпонентных и высококонцентрированных огнезащитных составов. Использование 20%-го водного раствора бората метилфосфита наиболее оптимально. Уменьшение концентрации бората метилфосфита не позволяет достичь эффекта самозатухания, а увеличение концентрации способствует снижению прочности волокон.This method can significantly simplify the modification of polyamide fibers. So to achieve a positive effect, it is not required to use multicomponent and highly concentrated flame retardants. The use of a 20% aqueous solution of methylphosphite borate is most optimal. A decrease in the concentration of methylphosphite borate does not allow the self-extinguishing effect to be achieved, and an increase in the concentration reduces the strength of the fibers.

При уменьшении или увеличении содержания триэтаноламина в огнезащитном составе ухудшаются огнезащитные и прочностные свойства полиамидных волокон, т.к. меняется кислотность среды.With a decrease or increase in the content of triethanolamine in the flame retardant composition, the flame retardant and strength properties of polyamide fibers deteriorate, because the acidity of the medium changes.

При увеличении содержания в пропиточном составе 1%-го водного раствора карбоксиметилцеллюлозы снижается огнестойкость волокна, а при уменьшении снижается прочность полиамидного волокна и стойкость к вымыванию пропиточного состава с поверхности волокна.With an increase in the content of a 1% aqueous solution of carboxymethyl cellulose in the impregnating composition, the fire resistance of the fiber decreases, and with a decrease in the strength of the polyamide fiber and the resistance to leaching of the impregnating composition from the surface of the fiber decreases.

При уменьшении времени модификации полиамидных волокон менее 1 минуты пропиточным составом значительно снижается огнезащитный эффект. Увеличение времени модификации более 1 минуты не целесообразно, т.к. степень огнезащиты не изменяется.When reducing the modification time of polyamide fibers less than 1 minute, the impregnating composition significantly reduces the fire retardant effect. An increase in the modification time of more than 1 minute is not advisable, because the degree of fire protection does not change.

Необходимо отметить, что данный способ модификации не требует сложного аппаратурного оформления.It should be noted that this method of modification does not require complex hardware design.

Обработку проводят следующим образом: исходные образцы полиамидных волокон обрабатывают составом, содержащим 20%-ный водный раствор бората метилфосфита, триэтаноламин и 1%-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлозы. Обработку проводят в течение 1 минуты при комнатной температуре и сушат до постоянной массы. Затем волокна термостатируют в течение 30 минут при 100°С.The treatment is carried out as follows: the initial samples of polyamide fibers are treated with a composition containing a 20% aqueous solution of methylphosphite borate, triethanolamine and a 1% aqueous solution of carboxymethyl cellulose. The treatment is carried out for 1 minute at room temperature and dried to constant weight. Then the fibers are thermostated for 30 minutes at 100 ° C.

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

Пример 1. Образцы полиамидных волокон (длиной 20 см) помещают на 1 минуту в 20%-ный водный раствор бората метилфосфита предварительно нейтрализованного триэтаноламином до ph 7 и содержащий 0,20 мас.ч. 1%-го водного раствора карбоксиметилцеллюлозы с последующей сушкой при комнатной температуре до постоянной массы, затем проводят термостатирование волокон в течение 30 минут при 100°С.Example 1. Samples of polyamide fibers (20 cm long) are placed for 1 minute in a 20% aqueous solution of methylphosphite borate previously neutralized with triethanolamine to ph 7 and containing 0.20 wt.h. 1% aqueous solution of carboxymethyl cellulose, followed by drying at room temperature to constant weight, then thermostat the fibers for 30 minutes at 100 ° C.

Примеры 2-3 осуществляются по примеру 1, изменяя содержание 1%-го водного раствора карбоксиметилцеллюлозы.Examples 2-3 are carried out as in example 1, changing the content of a 1% aqueous solution of carboxymethyl cellulose.

Получают пропиточные составы 1-3, рецептура которых приведена в таблице 1.Get impregnating compositions 1-3, the formulation of which is shown in table 1.

Полученные образцы подвергают исследованию на стойкость к горению (ГОСТ 21793-76), прочность при разрывном напряжении (ГОСТ 20403-75), стойкость к термоокислительной деструкции (исследования проводились при температуре 300°С в течение 30 минут), водопоглощение (ГОСТ 4650-65). Прочность связи пропитанного корда с резиной на основе хлоропренового каучука (Ф.Ф.Кошелев и др. Общая технология резины. - М.: Химия, 1978, - с.85) определяли Н-методом (ГОСТ 23785.7-89) на разрывной машине РМИ-60. Полученные результаты приведены в таблице 2.The obtained samples are tested for resistance to combustion (GOST 21793-76), tensile strength (GOST 20403-75), resistance to thermal oxidative degradation (studies were carried out at a temperature of 300 ° C for 30 minutes), water absorption (GOST 4650-65 ) The bond strength of the impregnated cord with rubber based on chloroprene rubber (F.F.Koshelev et al. General technology of rubber. - M .: Chemistry, 1978, p.85) was determined by the N-method (GOST 23785.7-89) on a RMI tensile testing machine -60. The results are shown in table 2.

Из таблицы видно, что с уменьшением содержания 1%-го водного раствора карбоксиметилцеллюлозы улучшаются физико-механические показатели модифицированных волокон. Так при обработке полиамидного волокна огнезащитным составом по рецепту 1 разрывная нагрузка увеличивается с 17,5 кгс до 37,6 кгс. Кроме того, модифицированные волокна проявляют большую стойкость к термоокислительной деструкции. Снижение потери массы с 3,6% до 0,117% при 300° у полиамидного волокна свидетельствует об эффективном действии огнезащитного состава, как катализатора коксообразования при термоокислительной деструкции исследованных волокон. Применение указанного состава способствует увеличению прочности связи полиамидного волокна с резиной с 3,2 кгс до 4,3 кгс при использовании состава по рецепту 1.The table shows that with a decrease in the content of a 1% aqueous solution of carboxymethyl cellulose, the physical and mechanical properties of the modified fibers improve. So when processing polyamide fiber flame retardant according to the recipe 1, the breaking load increases from 17.5 kgf to 37.6 kgf. In addition, modified fibers exhibit greater resistance to thermal oxidative degradation. The decrease in weight loss from 3.6% to 0.117% at 300 ° for polyamide fiber indicates the effective action of the flame retardant, as a coke formation catalyst during thermal oxidative degradation of the studied fibers. The use of this composition helps to increase the bond strength of the polyamide fiber with rubber from 3.2 kgf to 4.3 kgf when using the composition of recipe 1.

Таблица 1Table 1 КомпонентComponent Содержание компонентов, мас.ч., в композицииThe content of components, parts by weight, in the composition 1one 22 33 Борат метилфосфитаMethyl Phosphite Borate 20,020,0 20,020,0 20,020,0 ВодаWater 80,080.0 80,080.0 80,080.0 ТриэтаноламинTriethanolamine 1,31.3 1,31.3 1,31.3 1%-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлозы1% aqueous carboxymethyl cellulose solution 0,200.20 0,330.33 0,650.65

Таблица 2table 2 Вид испытанийType of test Без пропиткиNo impregnation № образца по примерамSample No. for examples 1one 22 33 Разрывная нагрузка, кгсBreaking load, kgf 17,517.5 37,637.6 21,521.5 27,627.6 Удлинение, ммElongation mm 32,032,0 43,643.6 34,034.0 40,640.6 Водопоглощение, %Water absorption,% 17,417.4 -7,0-7.0 -12,4-12.4 -13,6-13.6 Потеря массы, %Mass loss% 3,63.6 0,1170.117 0,1200,120 1,1451,145 ОгнестойкостьFire resistance горитburns Самозатухает ч/з 5 сSelf-extinguishing w / s 5 s СамозатухаетSelf extinguishing Не восплам.Do not ignite. Адгезия к резине на основе ХК (Н-метод), кгсAdhesion to rubber based on HC (H-method), kgf 3,23.2 4,34.3 3,93.9 3,53,5

Технико-экономический эффект, полученный от применения данного способа модификации, заключается в том, что его применение позволяет значительно повысить огнестойкость, прочность, водотойкость, стойкость к термоокислительной деструкции и адгезию к резине полиамидных волокон, не требует сложного аппаратурного оформления, длительного времени обработки, что позволяет избежать многостадийности обработки.The technical and economic effect obtained from the application of this modification method consists in the fact that its application can significantly increase fire resistance, strength, water resistance, resistance to thermo-oxidative degradation and adhesion to polyamide fiber rubber, does not require complicated hardware design, long processing time, which avoids multi-stage processing.

Claims (1)

Способ модификации полиамидных волокон путем обработки композицией, включающей фосфорсодержащее соединение и воду, с последующей сушкой на воздухе и термостатированием, отличающийся тем, что обработку осуществляют композицией, содержащей, мас.ч.: борат метилфосфита - 20, воду - 80, триэтаноламин - 1,3 и 1%-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлозы - 0,20-0,65, при 20°С в течение 1 мин, а термостатирование проводят в течение 30 мин при 100°С. A method of modifying polyamide fibers by treating with a composition comprising a phosphorus-containing compound and water, followed by drying in air and thermostating, characterized in that the treatment is carried out with a composition containing, by weight: methyl phosphite borate - 20, water - 80, triethanolamine - 1, 3 and 1% aqueous carboxymethyl cellulose solution - 0.20-0.65, at 20 ° C for 1 min, and thermostating is carried out for 30 min at 100 ° C.
RU2008129987/04A 2008-07-21 2008-07-21 Method for modification of polyamide fibres RU2378427C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008129987/04A RU2378427C1 (en) 2008-07-21 2008-07-21 Method for modification of polyamide fibres

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008129987/04A RU2378427C1 (en) 2008-07-21 2008-07-21 Method for modification of polyamide fibres

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2378427C1 true RU2378427C1 (en) 2010-01-10

Family

ID=41644216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008129987/04A RU2378427C1 (en) 2008-07-21 2008-07-21 Method for modification of polyamide fibres

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2378427C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2487205C1 (en) * 2012-03-29 2013-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method of modifying polyester fibre

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2487205C1 (en) * 2012-03-29 2013-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method of modifying polyester fibre

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Basak et al. Sustainable fire retardancy of textiles using bio-macromolecules
CN101871167B (en) A kind of preparation method of antibacterial cellulose fabric
Li et al. N-halamine-bonded cotton fabric with antimicrobial and easy-care properties
Mohsin et al. Maleic acid crosslinking of C-6 fluorocarbon as oil and water repellent finish on cellulosic fabrics
Ammayappan Eco-friendly surface modifications of wool fiber for its improved functionality: an overview
CN112647285B (en) Preparation process of anti-static high-strength polyester fabric
RU2662477C2 (en) Flame-resistant moulded cellulose bodies produced according to direct dissolving method
Mohsin et al. Performance enhancement of wool fabric with environmentally-friendly bio-cross-linker
CN104911910A (en) Preparation method of cellulose fabric having antibacterial and inflaming-retarding functions
KR20060121285A (en) Textile treatment solution, modified fiber cloth and manufacturing method thereof
RU2378427C1 (en) Method for modification of polyamide fibres
RU2418899C1 (en) Composition for fire-proof treatment of synthetic fibres
RU2481428C1 (en) Composition for fire-proof treatment of polyester fibres
RU2344215C1 (en) Composition for fireproof processing of polyamide fibres
CN105506951B (en) A kind of frivolous double-side hollowed-out fabric of vapor-permeable type
RU2346095C1 (en) Method for modification of polyamide fibers
Li et al. Biocidal activity of n-halamine methylenebisacrylamide grafted cotton
RU2378428C1 (en) Composition for fire-resistant treatment of polyamide fibres
CN113293604A (en) Antibacterial and hydrophilic non-woven fabric and preparation method and application thereof
RU2330136C1 (en) Method of modifying synthetic fibre
CN107119446A (en) A kind of method of the flame-retardant modified natural cellulosic fabrics of protein
RU2418897C1 (en) Composition for fire-proof treatment of synthetic fibres
JP5464424B2 (en) Flameproof fiber, flameproof fiber product, flameproof film, and method for producing the same
Gobalakrishnan et al. Sustainable finishing process using natural ingredients
RU2418898C1 (en) Composition for fire-proof treatment of polyamide fibres

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100722