RU2574278C1 - Способ модификации поверхности нити полиэтилентерефталата - Google Patents
Способ модификации поверхности нити полиэтилентерефталата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574278C1 RU2574278C1 RU2014143862/05A RU2014143862A RU2574278C1 RU 2574278 C1 RU2574278 C1 RU 2574278C1 RU 2014143862/05 A RU2014143862/05 A RU 2014143862/05A RU 2014143862 A RU2014143862 A RU 2014143862A RU 2574278 C1 RU2574278 C1 RU 2574278C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thread
- trihydroperfluoropropanol
- pet
- polyethyeneterephthalate
- modification
- Prior art date
Links
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 title claims abstract description 42
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 230000004048 modification Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 title claims abstract description 10
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 4
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- GJRQFXCTYIZDPA-UHFFFAOYSA-L C(C)(=O)[O-].[Cu+2].C(C)(=O)[O-].[Cu+2] Chemical compound C(C)(=O)[O-].[Cu+2].C(C)(=O)[O-].[Cu+2] GJRQFXCTYIZDPA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 abstract description 2
- 230000003301 hydrolyzing Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009988 textile finishing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 229920001730 Moisture cure polyurethane Polymers 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N Anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L Copper(II) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 101700035943 PPS1 Proteins 0.000 description 2
- 101710038937 SPAC4A8.14 Proteins 0.000 description 2
- 125000004429 atoms Chemical group 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- ISPYQTSUDJAMAB-UHFFFAOYSA-N 2-Chlorophenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1Cl ISPYQTSUDJAMAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- 210000001736 Capillaries Anatomy 0.000 description 1
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N Caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910016519 CuK Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N Diphenylmethane p,p'-diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101710044903 FDX3 Proteins 0.000 description 1
- 101700086859 FER Proteins 0.000 description 1
- 238000005079 FT-Raman Methods 0.000 description 1
- RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N Hexamethylene diisocyanate Chemical compound O=C=NCCCCCCN=C=O RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 1
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 description 1
- 101710044576 SEND33 Proteins 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 240000003584 Ziziphus jujuba Species 0.000 description 1
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L cacl2 Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000001427 coherent Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 101710044577 zfx2 Proteins 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к способу модификации нити полиэтилентерефталата (ПЭТФ) функциональными добавками для повышения термо-, фото-, износо- и гидролитической стойкости и может быть использовано в текстильном отделочном производстве, в самолето-, автомобилестроении и резиновой промышленности. Способ модификации поверхности нити полиэтилентерефталата включает обработку полиэтилентерефталата 1,1,3-тригидроперфторпропанолом-1 при нагревании в среде растворителя в течение 2 ч. Предварительно нить полиэтилентерефталата обрабатывают смесью 1,1,3-тригидроперфторпропанола-1 и диацетата-ди-ε-капролактамата меди при 50°C в среде хлороформа при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Изобретение позволяет повысить степень кристалличности и термоокислительной устойчивости изделий из ПЭТФ. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области химии полимеров, а точнее к новому способу модификации нити полиэтилентерефталата (ПЭТФ) функциональными добавками для повышения термо-, фото-, износо- и гидролитической стойкости, что может быть использовано в текстильном отделочном производстве, в самолето-, автомобилестроении и резиновой промышленности.
Известен способ объемной модификации полимерных материалов (гранул, пленок, волокон) без изменения их геометрической формы (Патент РФ №2110404, B29C 71/00, C08J 7/12, опубл. 10.05.1998). Данный способ включает нагревание полимерного материала (ПЭТФ) в диапазоне от температуры первого релаксационного перехода до температуры меньше температуры плавления или температуры деструкции и обработку парами модифицирующего вещества (кристаллический антрацен) в соответствующем диапазоне температур при парциальном давлении воздуха не выше 10000 Па.
Недостатками указанного способа являются низкая адгезия модификатора к поверхности полимера, отсутствие совместимости между антраценом и ПЭТФ, неравномерность распределения модифицирующей добавки на поверхности полимера (модификации может подвергаться только участок материала), низкая степень кристалличности модифицированного ПЭТФ и, как следствие, отсутствие улучшения термических, механических и влагостойких свойств, а также технологические трудности для модификации полимера (использование модификатора в виде паров, необходимость применения вакуума).
Известен способ переработки отходов ПЭТФ в волокнистые изделия, включающий очистку отходов, их измельчение, сушку, подготовку расплава, экструдирование его через фильеру с последующим вытягиванием и утонением сформованного волокна (Патент РФ №2188262, D01F 13/04, C08J 11/04, опубл. 27.08.2002).
Недостатками указанного способа являются высокая температура (190-350°C) и давление (не менее 1,5·104 Па), способствующие термической и термоокислительной деструкции ПЭТФ, а также необходимость дополнительного использования кристаллизующих добавок (минеральные наполнители).
Известны способы модификации поверхности гранулята ПЭТФ, включающие обработку фторсодержащим форполимером с изоцианатными группами при нагревании. В качестве фторсодержащих форполимеров используют: продукт взаимодействия полиметиленполифениленизоцианата с 1,1,9-тригидроперфторнонанолом-1 (Патент РФ №2494121, C08J 7/12, C08J 63/02, C08J 63/91, опубл. 27.09.2013), продукт взаимодействия полиметиленполифениленизоцианата с трифторуксусной кислотой (Патент РФ №2495884, C08G 63/91, C08G 63/88, C08G 63/183, C08J 7/12, C08F 8/00, опубл. 20.10.2013), продукты взаимодействия 4,4′-дифенилметанадиизоцианата с 1,1,5-тригидроперфторпентанолом-1 (Патент РФ №2495885, C08G 63/91, C08G 63/88, C08G 63/183, C08J 7/12, C08F 8/00, опубл. 20.10.2013), продукты взаимодействия тримера гексаметилендиизоцианата с 1,1,7-тригидропефторгептанолом-1 (Патент РФ №2509785, C08J 7/12, C08G 63/91, C08G 63/02, опубл. 20.03.2014).
Недостатками указанных способов являются высокая температура, длительность процесса модификации, необходимость использования катализатора и труднодоступность используемого форполимера с изоцианатными группами.
Наиболее близким является способ модификации поверхности пленки ПЭТФ, включающий ее обработку 1,1,3-тригидропефторпропанолом-1 в среде этанола при 40°C и частоте ультразвука 40 кГц в течение 2 ч (Патент РФ №2526385, C08J 7/12, C08G 63/183, C08G 63/91, опубл. 20.08.2014).
Недостатками указанного способа являются необходимость использования ультразвука и абсолютизированного этанола.
Задача: разработка технологичного способа модификации поверхности нити полиэтилентерефталата для получения полиэтилентерефталата с повышенной термоокислительной устойчивостью.
Техническим результатом заявляемого способа является повышение степени кристалличности и термоокислительной устойчивости изделий из ПЭТФ, а также расширение условий их эксплуатации.
Поставленный технический результат достигается в способе модификации поверхности нити полиэтилентерефталата, включающем обработку полиэтилентерефталата 1,1,3-тригидроперфторпропанолом-1 при нагревании в среде растворителя в течение 2 ч, причем нить полиэтилентерефталата обрабатывают смесью 1,1,3-тригидропефторпропанола-1 и диацетата-ди-ε-капролактамата меди при 50°C в среде хлороформа при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| нить полиэтилентерефталата | 99 |
| 1,1,3-тригидропефторпропанол-1 | 0,9 |
| диацетат-ди-ε-капролактамат меди | 0,1 |
Характерным свойством ПЭТФ является его способность к кристаллизации, т.е. к формированию областей с высокой степенью геометрической упорядоченности. Так, при модификации ПЭТФ смесью 1,1,3-тригидроперфторпропанола-1 и диацетата-ди-ε-капролактамата меди происходит возрастание степени кристалличности полиэфира с 50 до 55%. Такой результат связан с преимущественным увеличением областей когерентного рассеяния, т.е. поперечных и продольных размеров кристаллитов, что свидетельствует о совершенствовании стереохимической регулярности метастабильных ламелей в частично кристаллических областях полиэфира.
Преимуществами предлагаемого способа модификации поверхности нити ПЭТФ является отсутствие необходимости дополнительного введения катализатора, высокая структурная совместимость компонентов смеси 1,1,3-тригидроперфторпропанола-1 и диацетата-ди-ε-капролактамата меди с ПЭТФ, обусловленная взаимодействием протонов CH2 с ближайшими и удаленными атомами фтора CF2-групп и приводящая к ассоциации максимального числа разнополярных атомов в каждом элементарном звене, а также то, что хлороформ не оказывает влияние на кристаллизацию ПЭТФ в интервале температур 20-80°C.
Используют технологические отходы производства ПЭТФ ЗАО «Газпромхимволокно» (г. Волжский) в виде вытянутой комплексной кордной ПЭТФ-нити (ТУ 6-13-53578992-87-2007).
Для модификации поверхности нити ПЭТФ применяют 1,1,3-тригидроперфторпропанол-1 HCF2CF2CH2OH (ПФС1) производства ОАО «ГалоПолимер» (ТУ 2412-001-23184793-99).
Диацетат-ди-ε-капролактамат меди 
получают при взаимодействии 1 моля диацетата меди и 2 молей ε-капролактама в хлороформе [Пат. 2425048 РФ, МПК C07F 1/08. Способ получения диацетата-ди-ε-капролактама меди. / Н.А. Рахимова, А.И. Рахимов, C.B. Кудашев; ВолгГТУ. - 2011].
В качестве растворителя используют хлороформ квалификации «Ч.Д.А.».
Соотношение массовых частей ПЭТФ-нитей, 1,1,3-тригидроперфторпропанола-1 и диацетата-ди-ε-капролактамата меди, температура и время проведения модификации составляли 99:0,9:0,1, 50°C и 2 ч соответственно, что обеспечивает возрастание степени кристалличности ПЭТФ при введении модификатора и благоприятно сказывается на повышении термоокислительной устойчивости ПЭТФ.
Способ модификации поверхности нити ПЭТФ иллюстрируется следующим примером.
Пример. В стеклянную колбу с обратным холодильником, снабженным хлоркальциевой трубкой, помещают 99 мас.ч. технологических отходов производства ПЭТФ в виде вытянутой комплексной кордной ПЭТФ-нити, 300 мас.ч. хлороформа, 0,9 мас.ч. 1,1,3-тригидроперфторпропанола-1 (ПФС1) и 0,1 мас.ч. диацетата-ди-ε-капролактамата меди (ДДКМ). Колбу термостатируют при температуре 50°C в течение 2 ч. Модифицированную нить промывают хлороформом (3 раза по 100 мас.ч.) и сушат под вакуумом при 40°C. Характеристическая вязкость модифицированного ПЭТФ 0,74 дл/г.
КР Фурье-спектр, ν, см-1: снижение доли гош-конформеров (моды: 1371,1 и 1375,1 см-1), составляющих преимущественно аморфную фазу и, наоборот, повышение содержания транс-конформеров (моды: 1341,3 и 1344,0 см-1), присутствующих в кристаллической фазе.
Сопоставительный анализ термоокислительной устойчивости исходной и модифицированной нитей ПЭТФ позволил установить, что в результате модификации смесью 1,1,3-тригидроперфторпропанола-1 и диацетата-ди-ε-капролактамата меди происходит повышение термоокислительной устойчивости ПЭТФ в 1,40 раза (см. таблицу).
Определение степени кристалличности проводили методом рентгеновской дифрактометрии «на отражение» в больших углах (автоматизированный дифрактометр ДРОН-3, излучение CuKα (λ=1,5418 Å), Ni-фильтр). Фурье-спектры комбинационного рассеивания (КР Фурье-спектр) снимали на спектрометре Nicolet NXR FT-Raman 9610. Остаточную прочность полиэтилентерефталатных нитей изучали в соответствии с ГОСТ 20403-75. Устойчивость нити к термоокислительной деструкции изучали в соответствии с методиками и рекомендациями (Аввакумова, Н.И. Практикум по химии и физике полимеров. / Н.И. Аввакумова [и др.] // Под ред. В.Ф. Куренкова. - М.: Химия, 1995. - 256 с.). Измерение характеристической вязкости осуществляли при 25°C с использованием стеклянного капиллярного вискозиметра Уббелоде (тип 1С по ИСО 3105) путем растворения навески полимера в о-хлорфеноле (0,5 мас.% раствор).
Таким образом, разработан способ модификации поверхности нити ПЭТФ смесью 1,1,3-тригидропефторпропанола-1 и диацетата-ди-ε-капролактамата меди, позволяющий увеличить степень кристалличности вытянутой комплексной кордной нити и получить изделия из ПЭТФ с повышенной термоокислительной устойчивостью.
Claims (1)
- Способ модификации поверхности нити полиэтилентерефталата, включающий обработку полиэтилентерефталата 1,1,3-тригидроперфторпропанолом-1 при нагревании в среде растворителя в течение 2 ч, отличающийся тем, что нить полиэтилентерефталата обрабатывают смесью 1,1,3-тригидроперфторпропанола-1 и диацетата-ди-ε-капролактамата меди при 50°C в среде хлороформа при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
нить полиэтилентерефталата 99 1,1,3-тригидроперфторпропанол-1 0,9 диацетат-ди-ε-капролактамат меди 0,1
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2574278C1 true RU2574278C1 (ru) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998011293A1 (en) * | 1996-09-12 | 1998-03-19 | University Of Massachusetts Lowell | Modification of polymeric substrates using dense gas |
| RU2303609C2 (ru) * | 2003-06-30 | 2007-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ГИДРА ФИЛЬТР" | Способ модификации поверхности полимеров |
| RU2495884C1 (ru) * | 2012-07-11 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ модификации поверхности гранулята полиэтилентерефталата |
| RU2526385C1 (ru) * | 2013-03-22 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ модификации поверхности пленки полиэтилентерефталата |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998011293A1 (en) * | 1996-09-12 | 1998-03-19 | University Of Massachusetts Lowell | Modification of polymeric substrates using dense gas |
| RU2303609C2 (ru) * | 2003-06-30 | 2007-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ГИДРА ФИЛЬТР" | Способ модификации поверхности полимеров |
| RU2495884C1 (ru) * | 2012-07-11 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ модификации поверхности гранулята полиэтилентерефталата |
| RU2526385C1 (ru) * | 2013-03-22 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ модификации поверхности пленки полиэтилентерефталата |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101307513B (zh) | 低收缩聚酯工业丝的制备方法 | |
| CN103789869B (zh) | 一种利用pet生产扁丝的方法 | |
| CN102168319B (zh) | 高强力高模量低收缩聚酯工业丝的生产方法 | |
| CN102277646B (zh) | 高尺寸稳定性高模量低收缩聚酯工业丝的生产方法 | |
| JP3613719B2 (ja) | ポリベンザゾール繊維の製造方法 | |
| TWI288189B (en) | Polyketone fiber and method for production thereof | |
| JP7059446B2 (ja) | 高モジュラス・低収縮・活性化ポリエステル工業用糸およびその製造方法 | |
| CN106637447B (zh) | 一种多道高温分段牵伸制备高强度合成纤维的方法 | |
| KR101865394B1 (ko) | 폴리에스테르 섬유의 제조방법 | |
| RU2574278C1 (ru) | Способ модификации поверхности нити полиэтилентерефталата | |
| RU2574258C1 (ru) | Способ модификации поверхности нити полиэтилентерефталата | |
| EP3348679B1 (en) | Method for producing pef yarn, pef yarn, and tire | |
| CN1876906A (zh) | 聚苯硫醚长纤维的制造方法及设备 | |
| RU2561091C1 (ru) | Способ модификации поверхности нити полиэтилентерефталата | |
| RU2542307C1 (ru) | Способ модификации поверхности нити полиэтилентерефталата | |
| CN109763194B (zh) | 用于轮胎帘子线的涤纶工业丝的制备方法 | |
| US3233023A (en) | Spinning of polypropylene | |
| CN107109716B (zh) | 用于制造低收缩率的脂肪族聚酰胺纱线的方法和设备以及低收缩率的纱线 | |
| KR101429542B1 (ko) | 습식방사를 이용한 압전특성이 향상된 폴리비닐리덴 플루오라이드 압전섬유의 제조방법 | |
| RU2550382C1 (ru) | Способ модификации поверхности порошка полиэтилентерефталата | |
| RU2526385C1 (ru) | Способ модификации поверхности пленки полиэтилентерефталата | |
| RU2647386C1 (ru) | Система для промышленного производства пряжи из композиционного полиэтиленнафталатного материала | |
| KR20140059761A (ko) | 치수 안정성 폴리에스테르 사 및 이의 제조 | |
| JPS61108713A (ja) | 優れた繊維物性を有するポリビニルアルコ−ル系繊維およびその製造法 | |
| RU2784545C1 (ru) | Способ получения полиоксадиазольной нити |