RU2687983C1 - Способ получения прядильного раствора для формования полиоксадиазольного волокна - Google Patents
Способ получения прядильного раствора для формования полиоксадиазольного волокна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2687983C1 RU2687983C1 RU2018116535A RU2018116535A RU2687983C1 RU 2687983 C1 RU2687983 C1 RU 2687983C1 RU 2018116535 A RU2018116535 A RU 2018116535A RU 2018116535 A RU2018116535 A RU 2018116535A RU 2687983 C1 RU2687983 C1 RU 2687983C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- hours
- sulfuric acid
- acid
- spinning
- Prior art date
Links
- 238000009987 spinning Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title description 28
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 79
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims abstract description 7
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Inorganic materials O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 64
- LPNBBFKOUUSUDB-UHFFFAOYSA-N p-toluic acid Chemical compound CC1=CC=C(C(O)=O)C=C1 LPNBBFKOUUSUDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- -1 arylene dicarboxylic acid Chemical compound 0.000 claims description 13
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000011149 active material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- ZGCHATBSUIJLRL-UHFFFAOYSA-N hydrazine sulfate Chemical compound NN.OS(O)(=O)=O ZGCHATBSUIJLRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N Disodium Chemical class [Na][Na] QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- KCIDZIIHRGYJAE-YGFYJFDDSA-L dipotassium;[(2r,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl] phosphate Chemical class [K+].[K+].OC[C@H]1O[C@H](OP([O-])([O-])=O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O KCIDZIIHRGYJAE-YGFYJFDDSA-L 0.000 description 2
- GPSDUZXPYCFOSQ-UHFFFAOYSA-N m-toluic acid Chemical compound CC1=CC=CC(C(O)=O)=C1 GPSDUZXPYCFOSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000012681 fiber drawing Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M methylene blue Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- FWFGVMYFCODZRD-UHFFFAOYSA-N oxidanium;hydrogen sulfate Chemical compound O.OS(O)(=O)=O FWFGVMYFCODZRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
- D01F6/74—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polycondensates of cyclic compounds, e.g. polyimides, polybenzimidazoles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области химической промышленности, а именно к получению полиоксадиазольных волокнистых материалов, используемых для получения, например, сорбционно-активных материалов. Техническим результатом заявляемого изобретения является улучшение технологичности процесса формования путем сохранения динамической вязкости при увеличении концентрации полезного вещества за счет введения добавки, состоящей из технического углерода и железа. Технический результат достигается тем, что в способе получения прядильного раствора, заключающегося в загрузке сначала серной кислоты, содержащую 17-65 мас. % свободного ангидрида, затем 0,02-22,9 мас. % арилендикарбоновой кислоты, представляющей собой терефталевую кислоту с 0,004-0,017 мас. % паратолуиловой кислоты, 3,1-27,4 мас. % гидразинсульфата с 0,05-34,0 мас. % воды и 0,05-21,8 мас. % метаазобензолдикарбоновой кислоты, нагревании полученного раствора при постоянном перемешивании до 50-90°С в течение 0,5-1,5 ч, выдерживании при этой температуре 3-12 ч до получения 6-20%-ного раствора олигомера, охлаждении его до 20-35°С со скоростью 0,5-5°С/мин, а затем введении 2-89% серной кислоты, содержащей 17-65 мас. % серного ангидрида, и выдерживании 3-5,5 ч при постоянном перемешивании до получения 5,0-14,8%-ного раствора олигомера, затем при постоянном перемешивании проведении поликонденсации, при нагревании раствора до 90-160°С в течение 0,5-1,5 ч, выдерживании при этой температуре 0,5-3 ч, затем охлаждении до 60-120°С и дополнительном введении 3,4-94,2 мас. % серной кислоты с 6-8 мас. %) воды, продолжая охлаждать полученный раствор до 20-35°С при постоянном перемешивании в течение 3,5-5,5 ч до получения прядильного раствора полимера в серной кислоте с вязкостью 2000-6000 П, при этом поликонденсацию проводя непрерывным способом при непрерывном дозировании серной кислоты с 6-8 мас. % воды в прядильный раствор, затем проводя дегазацию в аппарате непрерывного действия в течение 2-48 ч до достижения содержания воздуха в растворе 1-6 мл/л, после чего прядильный раствор подают на формование известным способом, причем в 3,4-94,2 мас% серную кислоту с 6-8 мас. % водой дополнительно вводят добавку в количестве 2,5-5 масс. %, представляющую из себя соединение железа с техническим углеродом в соотношении 0,05%÷99,95%, при этом добавку в кислоту вводят частями, сначала 1/3 от выбранного количества, а затем остальное при непрерывном перемешивании в два приема равными долями при постоянном перемешивании на ультразвуковом проточном диспергаторе при частоте 24 кГц в течение 2,5-5,5 ч, продолжая охлаждать полученный раствор при постоянном перемешивании до получения прядильного 15-19%-ого раствора полимера в серной кислоте с вязкостью 2000-6000 П. 2 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области химической промышленности, а именно к получению полиоксадиазольных волокнистых материалов, используемых для получения, например, сорбционно-активных материалов.
Известен способ получения прядильного раствора для формования светостойкого полиоксадиазольного волокна в способе получения полиоксадиазольного волокна (пат. Р.Ф. 2213815, МПК D01F 6/74 (2000.01), дата подача заявки 2000.12.29, опубликовано 2003.10.10 «Способ получения полиоксадиазольного волокна или нити»), включающий получении полимерного прядильного раствора поликонденсацией при нагревании гидразинсульфата с арилендикарбоновой кислотой в среде концентрированной серной кислоты, содержащей свободный серный ангидрид, гомогенизацию прядильного раствора по концентрации и вязкости, фильтрацию, дегазацию, формование волокна в водно-сернокислотной осадительной ванне, вытяжку, отжим на орошаемых вальцах, промывку, нейтрализацию следов кислоты и термообработку, отличающийся тем, что в качестве арилендикарбоновой кислоты используют терефталевую кислоту с 0,004-0,017 мас. % паратолуиловой кислоты или смесь терефталевой кислоты и 0,5-99 мас. % изофталевой кислоты с 0,004-0,017 мас. % смеси паратолуиловой кислоты с 0,5-99 мас. % метатолуиловой кислоты, получение (со)полимерного прядильного раствора осуществляют сначала последовательно загружая при постоянном перемешивании в концентрированную серную кислоту, содержащую 17-65 мас. % свободного ангидрида, 0,02-22,9 мас. % указанной арилендикарбоновой кислоты, 3,1-27,4 мас. % гидразинсульфата с 0,05-34 мас. % воды и 0,05-21,8 мас. %) метаазобензолдикарбоновой кислоты или параазобензолдикарбоновой кислоты, или их смесь, или 0,06-25,3 мас. % их динатриевой соли, или 0,07-27,8 мас. % их дикалиевой соли, или 0,07-30,4 мас. %) смеси динатриевой соли азобензолдикарбоновых кислот с солями неорганических кислот или 0,08-33,4 мас. % смеси дикалиевой соли азобензолдикарбоновых кислот с солями неорганических кислот, нагревая полученный раствор при постоянном перемешивании до 50-90°С в течение 0,5-1,5 ч, выдерживая при этой температуре 3-12 ч до получения 6,0-20,0%-ного раствора олигомера, охлаждая его до 20-35°С со скоростью 0,5-5,0°С/мин, а затем вводят 2-89 мас. % серной кислоты, содержащей 17-65 мас. % серного ангидрида и выдерживают 3,0-5,5 ч при постоянном перемешивании до получения 5,0-14,8%-ного раствора олигомера, затем при постоянном перемешивании проводят (со)поликонденсацию, нагревая раствор до 90-160°С в течение 0,5-1,5 ч, выдерживая при этой температуре 0,5-3,0 ч, охлаждая до 60-120°С и дополнительно вводя 3,4-94,2 мас. % серной кислоты с 6-8 мас. % воды, полученный раствор охлаждают до 20-35°С и постоянно перемешивают в течение 3,5-5,5 ч до получения прядильного 3-14%-ного раствора полимера в серной кислоте с вязкостью 2000-6000 пуаз, дегазацию проводят в аппарате непрерывного действия в течение 2-48 ч до достижения содержания воздуха в растворе 1-6 мл/л, прядильный раствор подают на формование под давлением 7-20 ати в осадительную ванну, имеющую температуру 30-70°С и плотность, составляющую 0,65-0,85 от плотности прядильного раствора полимера, при прохождении свежесформованного волокна через нее в течение 2-17 с, вытяжку осуществляют в 2-6 раз в растворе серной кислоты с плотностью, превышающей плотность осадительной ванны на 4-14%.
Однако данный способ используют для получения термостойкого, светостойкого волокна, которое не обладает сорбционными свойствами.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения прядильного раствора в способе получения полиоксадиазольного волокна (пат. 015707 МПК D01F 6/74 (2006/01), D01D 5/098 (2006/01), D01D 5/12 (2006/01), дата подачи заявки 2007.09.19, опубликовано 2011.10.31 «Способы получения полиоксадиазольной нити и полиоксадиазольного волокна, нить и волокно, полученные этими способами»), при котором получают полимерный прядильный раствор, для чего последовательно загружают сначала серную кислоту, содержащую 17-65 мас. % свободного ангидрида, затем 0,02-22,9 мас. % арилендикарбоновой кислоты, представляющей собой терефталевую кислоту с 0,004-0,017 мас. % паратолуиловой кислоты или смесь терефталевой кислоты и 0,5-99,0 мас. % изофталевой кислоты с 0,004-0,017 мас. %) смеси паратолуиловой кислоты с 0,5-99,0 мас. % метатолуиловой кислоты, 3,1-27,4 мас. % гидразинсульфата с 0,05-34,0 мас. % воды и 0,05-21,8 мас. % метаазобензолдикарбоновой кислоты и/или параазобензолдикарбоновой кислоты, или 0,06-25,3 мас. % их динатриевой соли, или 0,07-27,8 мас. % их дикалиевой соли, или 0,07-30,4 мас. % смеси динатриевой соли азобензолдикарбоновых кислот с солями неорганических кислот, или 0,08-33,4 мас. % смеси дикалиевой соли азобензолдикарбоновых кислот с солями неорганических кислот, при этом содержание соли неорганической кислоты в ее смеси с динатриевой или дикалиевой солью азобензолдикарбоновых кислот составляет 0,5-50,0 мас. %, нагревают полученный раствор при постоянном перемешивании до 50-90°С в течение 0,5-1,5 ч, выдерживают при этой температуре 3-12 ч до получения 6-20%-ного раствора олигомера, охлаждают его до 20-35°С со скоростью 0,5-5°С/мин, а затем вводят 2-89% серной кислоты, содержащей 17-65 мас. % серного ангидрида, и выдерживают 3-5,5 ч при постоянном перемешивании до получения 5,0-14,8%-ного раствора олигомера, затем при постоянном перемешивании проводят (со)поликонденсацию, для чего нагревают раствор до 90-160°С в течение 0,5-1,5 ч, выдерживают при этой температуре 0,5-3 ч, затем охлаждают до 60-120°С и дополнительно вводят 3,4-94,2 мас. % серной кислоты с 6-8 мас. % воды, продолжают охлаждать полученный раствор до 20-35°С при постоянном перемешивании в течение 3,5-5,5 ч до получения прядильного 3-14%-ного раствора полимера в серной кислоте с вязкостью 2000-6000 пуаз, при этом (со)поликонденсацию проводят непрерывным способом при непрерывном дозировании серной кислоты с 6-8 мас. % воды в прядильный раствор или периодическим способом, вводя серную кислоту с 6-8 мас. % воды в прядильный раствор сначала в количестве 0,1-0,5 от выбранного, а затем остальное при непрерывном перемешивании в два или три приема равными или неравными долями в течение 0,5-2 ч, затем проводят дегазацию в аппарате непрерывного действия в течение 2-48 ч до достижения содержания воздуха в растворе 1-6 мл/л, после чего прядильный раствор подают на фильерный комплект, содержащий 1-12 фильер с числом отверстий 200-4800 в каждой, и проводят формование под давлением 7-20 атм в осадительную ванну, содержащую концентрированную серную кислоту, при температуре 30-70°С и плотности 0,65-0,85 от плотности прядильного раствора полимера при прохождении свежесформованного волокна через нее в течение 2-17 с при вытяжке в 2-6 раз, затем полученное свежесформованное волокно отмывают от следов серной кислоты, отжимают, замасливают, гофрируют при температуре 25-250°С и сушат сначала при температуре 190-210°С, затем при 90-110°С и разрезают на штапельки, отличающийся тем, что вытяжку волокна в 2-6 раз проводят на воздухе, при подаче воздуха вдоль вытягиваемых волокон в направлении, противоположном их движению, со скоростью 5,0-5,2 м/мин. Полученное данным способом полиоксадиазольное волокно характеризующееся линейной плотностью элементарного волокна 0,17-0,7 текс, относительной разрывной нагрузкой 20-35 сН/текс, относительным разрывным удлинением 20-60%), усадкой при температуре 350°С 1%, сохранением прочности после выдержки при температуре 350°С в течение 25 ч на воздухе 85-95%, светостойкостью 75-90%, цветостойкостью окрашенного волокна 4-6 баллов, кислородным индексом 29-31%, наличием микрошероховатостей и содержанием на поверхности 0,4-0,6 ммоль/г кислородсодержащих групп.
Прядильный раствор с концентрацией 3-14% в предложенном способе обеспечивает получение светостойкого полиоксадиазольного волокна с повышенным кислородным индексом для волокна, микрошероховатостью на поверхности филаментов, образующих волокно, наличием кислородсодержащих функциональных групп на поверхности филаментов, при сохранении достигнутых показателей по относительной разрывной нагрузке 20-35 сН/текс. Данная прочность, на которую оказывает влияние недостаточное количество полезного вещества в прядильном растворе не позволяет получить полиоксадиазольные волокна, предназначенные для получения сорбционно-активных волокон.
Техническим результатом заявляемого изобретения является улучшение технологичности процесса формования путем сохранения динамической вязкости при увеличении концентрации полезного вещества за счет введения добавки, состоящей из технического углерода и железа.
Технический результат достигается за счет того, что способ получения прядильного раствора, заключается в загрузке сначала серной кислоты, содержащую 17-65 мас. % свободного ангидрида, затем 0,02-22,9 мас. % арилендикарбоновой кислоты, представляющей собой терефталевую кислоту с 0,004-0,017 мас. %) паратолуиловой кислоты, 3,1-27,4 мас. % гидразинсульфата с 0,05-34,0 мас. % воды и 0,05-21,8 мас. % метаазобензолдикарбоновой кислоты, нагревании полученного раствора при постоянном перемешивании до 50-90°С в течение 0,5-1,5 ч, выдерживании при этой температуре 3-12 ч до получения 6-20%-ного раствора олигомера, охлаждении его до 20-35°С со скоростью 0,5-5°С/мин, а затем введении 2-89% серной кислоты, содержащей 17-65 мас. % серного ангидрида, и выдерживании 3-5,5 ч при постоянном перемешивании до получения 5,0-14,8%-ного раствора олигомера, затем при постоянном перемешивании проведении поликонденсации, при нагревании раствора до 90-160°С в течение 0,5-1,5 ч, выдерживании при этой температуре 0,5-3 ч, затем охлаждении до 60-120°С и дополнительном введении 3,4-94,2 мас. % серной кислоты с 6-8 мас. % воды, продолжая охлаждать полученный раствор до 20-35°С при постоянном перемешивании в течение 3,5-5,5 ч до получения прядильного раствора полимера в серной кислоте с вязкостью 2000-6000 пуаз, при этом поликонденсацию проводя непрерывным способом при непрерывном дозировании серной кислоты с 6-8 мас. % воды в прядильный раствор, затем проводя дегазацию в аппарате непрерывного действия в течение 2-48 ч до достижения содержания воздуха в растворе 1-6 мл/л, после чего прядильный раствор подают на формование известным способом, отличающийся тем, что дополнительно в 3,4-94,2 мас% серную кислоту с 6-8 мас. % водой вводят добавку в количестве 2,5-5 масс. %, представляющую из себя соединение железа с техническим углеродом в соотношении 0,05%÷99,95%, при этом добавку в кислоту вводят частями, сначала 1/3 от выбранного количества, а затем остальное при непрерывном перемешивании в два приема равными долями при постоянном перемешивании на ультразвуковом проточном диспергаторе при частоте 24 кГц в течение 2,5-5,5 ч, продолжая охлаждать полученный раствор при постоянном перемешивании до получения прядильного 15-19%-ого раствора полимера в серной кислоте с вязкостью 2000-6000 пуаз.
Пример 1
В барку для приготовления прядильного раствора последовательно загружают при перемешивании якорной мешалкой серную кислоту, содержащую 17-65 мас. % свободного ангидрида, 0,02-22,9 мас. % указанной арилендикарбоновой кислоты,, представляющей собой терефталевую кислоту с 0,004-0,017 мас. % паратолуиловой кислоты, 3,1-27,4 мас. % гидразинсульфата с 0,05-34,0 мас. % воды и 0,05-21,8 мас. % метаазобензолдикарбоновой кислоты. Исходный раствор нагревают при постоянном перемешивании до температуры 50-90°С в течение 0,5-1,5 ч, выдерживают при этой температуре 3-12 ч до получения 6-20%-ного раствора олигомера в серной кислоте, охлаждают его до 20-35°С со скоростью 0,5-5°С/мин. Затем на втором этапе в 6-20%-ный раствор олигомера дополнительно вводят 2-89% серной кислоты, содержащей 17-65 мас. %) серного ангидрида и раствор выдерживают 3-5,5 ч при постоянном перемешивании до получения 5-14,8%-ного раствора олигомера. Далее раствор при постоянном перемешивании передают шестеренчатым насосом в агрегат для поликонденсации. Нагревают раствор до 90-160°С в течение 0,5-1,5 ч, выдерживая при этой температуре 0,5-3 ч, охлаждают до 60-120°С и дополнительно вводят шестеренчатым насосом 3,4-94,2 мас. % серной кислоты с 6-8 мас. %) воды, содержащей добавку в количестве 3,75 мас. %, представляющую из себя соединение железа с техническим углеродом в соотношении 0,05%÷99,95%, при этом добавку вводят частями, сначала 1/3 от выбранного количества, а затем остальное при непрерывном перемешивании в два приема равными долями при постоянном перемешивании на ультразвуковом проточном диспергаторе при частоте 24 кГц в течение 4 ч, продолжая охлаждать полученный раствор до 20-35°С при постоянном перемешивании в течение 3,5-5,5 ч до получения прядильного 17%-ого раствора полимера в серной кислоте с вязкостью 3000 пуаз, при этом поликонденсацию проводят непрерывным способом при непрерывном дозировании серной кислоты с 6-8 мас. % воды с добавкой в количестве 3,75 мас. % в прядильный раствор, затем проводят дегазацию в аппарате непрерывного действия в течение 2-48 ч до достижения содержания воздуха в растворе 1-6 мл/л, после чего прядильный раствор подают на формование известным способом.
Полученное данным способом полиоксадиазольное волокно имеет следующие физико-механические показатели:
линейная плотность элементарного волокна 0,17-0,7 текс,
относительная разрывная нагрузка 42 сН/текс,
относительное разрывное удлинение 20-60%,
усадка при температуре 350°С 1%,
сохранение прочности после выдержки при температуре 350°С в течение 25 ч на воздухе 85-95%,
наличие микрошероховатостей на 1 мм длины 40.
Для получения сорбционно-активного углеродного волокна полученное волокно подают на карбонизацию, которая происходит в интервале температур 450-650°С, со скоростью продвижения волокна 8 м/ч, а затем карбонизованное волокно поступает на активацию в среде водяного пара при температуре 850°С в течение 8 минут.
В результате получают сорбционно-активное микропористое волокно с сорбционной емкостью по метиленовому голубому 450 мг/г, сорбционной емкостью по йоду 190%, степенью активации 58% и разрывной нагрузкой 30 сН/текс (таблица 2).
Остальные примеры выполнены в условиях ранее приведенного эксперимента с изменением количества добавки и времени перемешивания.
Анализ таблицы:
При минимальной концентрации добавки (примеры 2, 6, 7) концентрация полимера в растворе составляет 15%, но при увеличении времени перемешивания от 2,5 ч до 5,5 ч вязкость уменьшается и составляет при 2,5-6000 Пуаз, при 4 ч - 5500 Пуаз, при 5,5-5000 Пуаз.
При увеличении концентрации добавки до 3,75% (примеры 1,4,5) содержание полезного вещества увеличивается до 17%; вязкость раствора уменьшается при увеличении времени перемешивания: при 2,5 ч - 3500 Пуаз, 4 ч - 3000 Пуаз, 5,5 ч - 2000 Пуаз.
При увеличении концентрации добавки до 5% (примеры 3,8,9) содержание полезного вещества полимера в прядильном растворе увеличивается до 19%, что позволяет получить растворы с минимальной вязкостью при времени перемешивания 2,5 ч - 3000 Пуаз, 4 ч - 2500 Пуаз, 5,5 ч - 2000 Пуаз.
Таким образом, совокупность всех показателей, т.е. введение добавки, содержащей ТУ и железо, в количестве от 2,5 до 5 масс. % при перемешивании в течение 2,5-5,5 ч позволяет получить прядильные растворы полимера с концентрацией 15-19% при сохранение вязкости растворов 2000-6000 Пуаз, при этом формуемое волокно имеет относительную разрывную нагрузку 38-45 сН/Текс.
Claims (1)
- Способ получения прядильного раствора, заключающийся в загрузке сначала серной кислоты, содержащей 17-65 мас. % свободного ангидрида, затем 0,02-22,9 мас. % арилендикарбоновой кислоты, представляющей собой терефталевую кислоту с 0,004-0,017 мас. % паратолуиловой кислоты, 3,1-27,4 мас. % гидразинсульфата с 0,05-34,0 мас. % воды и 0,05-21,8 мас. % метаазобензолдикарбоновой кислоты, нагревании полученного раствора при постоянном перемешивании до 50-90°С в течение 0,5-1,5 ч, выдерживании при этой температуре 3-12 ч до получения 6-20%-ного раствора олигомера, охлаждении его до 20-35°С со скоростью 0,5-5°С/мин, а затем введении 2-89% серной кислоты, содержащей 17-65 мас. % серного ангидрида, и выдерживании 3-5,5 ч при постоянном перемешивании до получения 5,0-14,8%-ного раствора олигомера, затем при постоянном перемешивании проведении поликонденсации, при нагревании раствора до 90-160°С в течение 0,5-1,5 ч, выдерживании при этой температуре 0,5-3 ч, затем охлаждении до 60-120°С и дополнительном введении 3,4-94,2 мас. % серной кислоты с 6-8 мас. % воды, продолжая охлаждать полученный раствор до 20-35°С при постоянном перемешивании в течение 3,5-5,5 ч до получения прядильного раствора полимера в серной кислоте с вязкостью 2000-6000 П, при этом поликонденсацию проводя непрерывным способом при непрерывном дозировании серной кислоты с 6-8 мас. % воды в прядильный раствор, затем проводя дегазацию в аппарате непрерывного действия в течение 2-48 ч до достижения содержания воздуха в растворе 1-6 мл/л, после чего прядильный раствор подают на формование известным способом, отличающийся тем, что дополнительно в 3,4-94,2 мас % серную кислоту с 6-8 мас. % водой вводят добавку в количестве 2,5-5 масс. %, представляющую из себя соединение железа с техническим углеродом в соотношении 0,05%÷99,95%, при этом добавку в кислоту вводят частями, сначала 1/3 от выбранного количества, а затем остальное при непрерывном перемешивании в два приема равными долями при постоянном перемешивании на ультразвуковом проточном диспергаторе при частоте 24 кГц в течение 2,5-5,5 ч, продолжая охлаждать полученный раствор при постоянном перемешивании до получения прядильного 15-19%-ого раствора полимера в серной кислоте с вязкостью 2000-6000 П.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018116535A RU2687983C1 (ru) | 2018-05-03 | 2018-05-03 | Способ получения прядильного раствора для формования полиоксадиазольного волокна |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018116535A RU2687983C1 (ru) | 2018-05-03 | 2018-05-03 | Способ получения прядильного раствора для формования полиоксадиазольного волокна |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2687983C1 true RU2687983C1 (ru) | 2019-05-17 |
Family
ID=66578934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018116535A RU2687983C1 (ru) | 2018-05-03 | 2018-05-03 | Способ получения прядильного раствора для формования полиоксадиазольного волокна |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2687983C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1527352A (en) * | 1974-09-17 | 1978-10-04 | Ici Ltd | Shaped articles of polyoxadiazoles |
| SU840217A1 (ru) * | 1979-09-28 | 1981-06-23 | Предприятие П/Я А-3844 | Способ получени раствора дл формо-ВАНи пОлифЕНилЕНОКСАдиАзОльНыХ ВОлО-KOH и плЕНОК |
| RU2213815C2 (ru) * | 2000-12-29 | 2003-10-10 | ООО Научно-производственная фирма "Термостойкие изделия" | Способ получения полиоксадиазольного волокна или нити |
| RU2213814C2 (ru) * | 2000-12-29 | 2003-10-10 | ООО Научно-производственная фирма "Термостойкие изделия" | Способ получения полиоксадиазольного волокна или нити |
-
2018
- 2018-05-03 RU RU2018116535A patent/RU2687983C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1527352A (en) * | 1974-09-17 | 1978-10-04 | Ici Ltd | Shaped articles of polyoxadiazoles |
| SU840217A1 (ru) * | 1979-09-28 | 1981-06-23 | Предприятие П/Я А-3844 | Способ получени раствора дл формо-ВАНи пОлифЕНилЕНОКСАдиАзОльНыХ ВОлО-KOH и плЕНОК |
| RU2213815C2 (ru) * | 2000-12-29 | 2003-10-10 | ООО Научно-производственная фирма "Термостойкие изделия" | Способ получения полиоксадиазольного волокна или нити |
| RU2213814C2 (ru) * | 2000-12-29 | 2003-10-10 | ООО Научно-производственная фирма "Термостойкие изделия" | Способ получения полиоксадиазольного волокна или нити |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100364655B1 (ko) | 탄소섬유용 아크릴로니트릴계 전구체 섬유, 그 제조 방법및 그 전구체 섬유로부터 얻어지는 탄소섬유 | |
| CN109881280B (zh) | 一种聚丙烯腈纤维、制备方法及其碳纤维的制备方法 | |
| JPH0250209B2 (ru) | ||
| CN112226851B (zh) | 聚丙烯腈基碳纤维的制备方法 | |
| CN112410891A (zh) | 用于生产碳纤维的丙烯酸类纤维前体用纺丝溶液的制备优化方法，和相关碳纤维 | |
| WO2015005469A1 (ja) | 耐炎性ポリマー、ポリマー溶液、耐炎繊維、炭素繊維およびそれらの製造方法 | |
| RU2687983C1 (ru) | Способ получения прядильного раствора для формования полиоксадиазольного волокна | |
| EP0019566A1 (fr) | Solutions conformables, articles en forme obtenus à partir de ces solutions ainsi que leur procédé d'obtention | |
| RU2213814C2 (ru) | Способ получения полиоксадиазольного волокна или нити | |
| RU2213815C2 (ru) | Способ получения полиоксадиазольного волокна или нити | |
| JPH11229232A (ja) | 炭素繊維用アクリロニトリル系前駆体繊維の製造方法 | |
| JPS6128015A (ja) | ポリパラフエニレンベンゾビスチアゾ−ル繊維の製造方法 | |
| RU2712691C1 (ru) | Полимерная композиция и способ получения прядильного раствора на основе полимерной композиции | |
| RU2000133006A (ru) | Способ получения полиоксадиазольного волокна или нити | |
| KR20140074136A (ko) | 탄소섬유용 ｐａｎ계 프리커서 제조장치 | |
| RU2000133007A (ru) | Способ получения светостойкого полиоксадиазольного волокна или нити | |
| JP2022110723A (ja) | 炭素繊維前駆体繊維およびその製造方法 | |
| CN115434027B (zh) | 高强度致密聚丙烯腈纤维及聚丙烯腈基碳纤维的制备方法 | |
| CN112226829B (zh) | 高强型聚丙烯腈原丝的制备方法 | |
| CN115386980B (zh) | 一种石墨烯改性高强度低成本碳纤维的制备方法及其在工具产品中的应用 | |
| JP7420608B2 (ja) | 炭素繊維前駆体繊維の製造方法 | |
| JPH11200140A (ja) | アクリル系前駆体繊維の製造方法 | |
| JPS6317923B2 (ru) | ||
| EA015707B1 (ru) | Способы получения полиоксадиазольной нити и полиоксадиазольного волокна, нить и волокно, полученные этими способами | |
| Ismaila et al. | Effect of blending temperature on the characteristics of modified polyacrylonitrie homopolymer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200504 |