Claims (3)
Изобретение относитс к получению гидратцеллюлозных волокон, в частности к получению волокон путем формовани из медноаммиачного пр дильного раствора целлюлозы. В насто щее врем одной из наиболее актуальных проблем в технологии получени гидратцеллюлозных волокон вл етс создание безвредного способа их получени в отличие от наиболее распространенного вискозного способа производства этих волокон , св занного с применением сильно токсичного вещества - сероуглерода. В св зи с этим в последние годы значительно возрос объем поисковых исследований по созданию новых или усоверщенствованию известных способов получени гидратцеллюлозных волокон. Известен способ получени медно-аммиачного волокна, в соответствии с которым формование осуществл ют в кислотно-солевую осадительную ванну 1. К недостаткам этого способа следует отнести относительно больщой расход реагентов , а также трудность получени гидратцеллюлозных волокон улучшенного качества . что обусловлено сравнительно жесткими услови ми формовани . Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс способ получени гидратцеллюлозного волокна посредством формовани .медно-аммиачного раствора целлюлозы в водно-органические осадительные ванны 2. Согласно этому способу волокно формуют в осадительную ванну, содержащую воду, аммиак и органический растворитель (в качестве органического растворител используют , например, диметилформамид, диметилсульфоксид , изопропиловый спирт или ацетон ). Свежесформованное волокно по выходе из осадительной ванны выт гивают вначале на воздухе, а затем дополнительно во второй пластификационной ванне, представл ющей собой гор чую воду или водный раствор неорганической кислоты при 60- 100°С. Выт жка волокна во второй ванне сочетаетс с полным разложением медноам .миачного комплекса целлюлозы (МАКЦ). После пластификационной ванны волокно обрабатывают раствором кислоты, промывают водой и высущивают. Известный способ обладает тем преимуществом , что позвол ет получать медноаммиачные волокна с использованием высокопроизводительного пр дильно-отделочного оборудовани , примен емого на вискозных производствах, при отсутствии образовани значительного количества побочных продуктов. Волокно, полученное по этому способу, имеет прочность 18-25 гс/текс при разрывном удлинении 15-35%. Относительна прочность в петле составл ет 35-40%, сохранение прочности в мокром состо нии 50-60%. Следовательно, по физико-механическим показател м волокно находитс практически на одном уровне с упрочненным вискозным волокном. Основным недостатком известного способа вл етс то, что полученное волокно имеет сравнительно низкий модуль раст жени в мокром состо нии (60-75 кг/мм при раст жении на 5%), не превышающий уровент , характерный дл обычного медно-аммиачного и вискозного волокон. Учитыва тот факт, что модуль раст жени в мокром состо нии определ ет такие важные свойства изделий из волокон, как усадка, стабильность формы, медно-аммиачное волокно, получаемое по известному способу, обладает недостатком, присущим обычному гидратцеллюлозному волокну и не может быть предназначено дл замены вискозных волокон с повышенным модулем в соответствующем ассортименте текстильных изделий. Целью изобретени вл етс повышение модул раст жени волокна в мокром состо нии . Поставленна цель достигаетс тем, что в способе получени гидратцеллюлозного волокна формованием медно-аммиачного раствора целлюлозы в водно-органическую осадительную ванну с последующей обработкой свежесформованного волокна в пластикационной ванне, используют пластификационную ванну, содержащую органический растворитель, выбранный из группы, включающей диметилформамид, диметилсульфоксид и изопропиловый спирт, сульфат меди, сульфат аммони , серную кислоту и воду при следующем соотношении компонентов: вес. %: Органический растворитель 5,0-25,0 Сульфат меди0,5-5,0 Сульфат аммони 5,0-15,0 Серна кислота0,5-5,0 ВодаОстальное Свежесформованное волокно, обладающее высокой пластичностью, выт гивают сначала на воздухе (на 50-100%), а затем в пластикационной ванне, в которой заканчиваетс процесс формовани структуры волокна и практически полностью разлагаетс МАКЦ. При этом в пластикационной ванне возможно одновременное присутствие органического растворител , серной кислоты, как реагента, разлагающего МАКЦ, и продуктов разложени комплекса (сульфатов меди и аммони ). Качество гидратцеллюлозного волокна, в частности такой важный его показатель, как модуль раст жени в мокром состо нии, может быть значительно увеличен (до 130- 180 кг/мм 2 при раст жении на 5%), если пластикационна ванна, в которой осуществл етс дополнительна выт жка свежесформованного волокна, имеет указанный состав. Оказалось, что применение пластификационной ванны указанного состава имеет исключительное значение дл получени волокна, обладающего равновесной структурой и необходимыми размерами структурных элементов и, следовательно, позвол ет существенно улучшить качество получаемого волокна . Следует отметить, что увеличение содержани органического растворител в пластификационной ванне выше 25% не приводит к дальнейшему улучшению модул раст жени и, кроме того, увеличение его содержани нецелесообразно из экономических соображений вследствие чрезмерного уноса растворител в промывные воды. Верх ние пределы других компонентов пластификационной ванны 5 и 15% соответственно прин ты в основном из экономических соображений . Указанные выше минимальные содержани органического растворител и сульфатов меди и аммони выбраны, кроме того, с учетом обеспечени определенного соотношени этих компонентов в волокне и пластификационной ванне, когда уже достигаетс существенное улучшение качества волокна. Концентраии серной кислоты установлены в пределах, обеспечивающих практически полное разложение МАКЦ и устра- н ющих возможность ухудшени свойств волокна в процессе дальнейших обработок (промывка, авиваж, сушка). Выт жку волокна в пластификационной ванне предпочтительно осуществл ть при 50--95°С. После пл-астификационной ванны волокно подвергаетс дополнительной обработке водным раствором серной кислоты, промываетс водой, обрабатываетс раствором авиважного препарата и высушиваетс . Пример I. Дл формовани волокна используют медно-аммиачный пр дильный раствор, который приготавливают из кордонной сульфатной целлюлозы (содержание л-целлюлозы 97%, степень полимеризации 870). Дл получени раствора используют гидроокись меди и 27%-ный водный раствор аммиака. Процесс; получени пр дильного раствора состоит из следующих стадий: загрузка - 0,5 ч, растворение - 2,0 ч, разбавление - 1,5 ч, перемешивание - 4 ч. Общий цикл приготовлени раствора составл ет 8 ч. По окончании перемешивани раствор подвергают 3-кратной фильтрации через капроновый нетканый материал, после чего обезвоздушивают в течение 6 ч при остаточном давлении 120 мм рт. ст. Полученный раствор имеет следующий состав, %: целлюлоза 14,7 медб 5,8; аммиак 9,4. В зкость раствора составл ет 650 с. СП целлюлозы в растворе - 315. Формование волокна осуществл ют в осадительную ванну, имеющую следующий состав, %: диметилформамид 80 вода 18; аммиак 2. Дл формовани используют фильеру с числом отверстий 200 при диаметре 70 мкм. Величина фильерной выт жки 110%. По выходе из осадительной ванны волокно выт гивают на воздухе на 6Q°/o и в пластификационной ванне (95°С) на 55%. Пластификационна ванна имеет следующий состав , %: диметилформамид 25; сульфат меди 3; сульфат аммони 5; серна кислота 4. После пластификационной ванны волокно подвергают обработке 1%-ным раствором серной кислоты в течение 10 мин, промывают водой, обрабатывают раствором авиважного препарата (водный раствор стеарокса-6 с концентрацией 0,5%) и высущивают. Скорость формовани составл ет 42 м/мин. Полученное волокно имеет линейную Плотность 0,240 текс, прочность в кондиционном состо нии .28,4 гс/текс при удлинении 18. Модуль раст жени в мокром состо нии (при 5%-ном раст жении) составл ет 145 кг/мм2, а сохранение прочности в мокром состо нии - 65%. Пример The invention relates to the production of cellulose hydrate fibers, in particular to the production of fibers by molding from a copper ammonium dope cellulose solution. At present, one of the most pressing problems in the technology of hydrated cellulose fibers is the creation of a harmless method for their preparation, unlike the most common viscose method of producing these fibers, associated with the use of a highly toxic substance - carbon disulfide. In this regard, in recent years, the volume of exploratory research to create new or improve the known methods for obtaining hydrated cellulose fibers has increased significantly. A known method for producing copper-ammonia fiber, according to which the molding is carried out in an acid-salt precipitation bath 1. The disadvantages of this method include the relatively large consumption of reagents, as well as the difficulty of obtaining improved quality of cellulose hydrate fibers. this is due to relatively harsh molding conditions. The closest to the technical essence of the invention is a method of obtaining cellulose hydrate fiber by molding a copper-ammonium solution of cellulose into aqueous organic precipitation baths 2. According to this method, the fiber is molded into a precipitation bath containing water, ammonia and an organic solvent (as an organic solvent for example, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, isopropyl alcohol or acetone are used). Upon leaving the precipitation bath, the freshly formed fiber is first drawn in air and then additionally in a second plasticizing bath, which is hot water or an aqueous solution of inorganic acid at 60-100 ° C. The extraction of the fibers in the second bath is combined with the complete decomposition of the copper and cellulose complex (MACC). After the plasticization bath, the fiber is treated with an acid solution, washed with water and dried. The known method has the advantage that it allows the production of copper-ammonia fibers using high-performance spinning and finishing equipment used in viscose production, in the absence of the formation of a significant amount of by-products. The fiber obtained by this method has a strength of 18-25 gf / tex with a tensile elongation of 15-35%. The relative strength in the loop is 35-40%, maintaining the strength in the wet state 50-60%. Consequently, according to the physicomechanical indicators, the fiber is practically at the same level with reinforced viscose fiber. The main disadvantage of the known method is that the obtained fiber has a relatively low modulus of stretching in the wet state (60-75 kg / mm under stretching by 5%), not exceeding the level typical for ordinary copper-ammonia and viscose fibers. Considering the fact that the wet stretch modulus determines such important properties of fiber products as shrinkage, shape stability, copper-ammonia fiber obtained by a known method, has the disadvantage of conventional cellulose hydrate fiber and cannot be used for replacements of viscose fibers with a higher modulus in an appropriate assortment of textiles. The aim of the invention is to increase the modulus of fiber stretching in the wet state. This aim is achieved in that in the method for producing regenerated cellulose fibers by forming a copper-ammonia solution of cellulose in an aqueous organic coagulating bath followed by treatment svezhesformovannogo fiber plastikatsionnoy bath used plasticization bath containing organic solvent selected from the group consisting of dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, and isopropyl alcohol, copper sulfate, ammonium sulfate, sulfuric acid and water in the following ratio of components: weight. %: Organic solvent 5.0–25.0 Copper sulfate 0.5–5.0 Ammonium sulfate 5.0–15.0 Sulfuric acid 0.5–5.0 Water Remaining Freshly formed fiber, which has high plasticity, is first drawn in air ( 50-100%), and then in a plastic bath, in which the process of forming the fiber structure is completed and the MACC is almost completely decomposed. At the same time, in the plasticating bath it is possible the simultaneous presence of an organic solvent, sulfuric acid, as a reagent, decomposing MACC, and decomposition products of the complex (copper and ammonium sulfates). The quality of the hydrated cellulose fiber, in particular, such an important indicator, as the modulus of stretching in the wet state, can be significantly increased (up to 130-180 kg / mm 2 by 5% stretching), if the plastic bath in which additional extract of freshly formed fiber has the indicated composition. It turned out that the use of a plasticization bath of the composition indicated is of exceptional importance for obtaining fiber with an equilibrium structure and the required dimensions of the structural elements and, therefore, allows to significantly improve the quality of the fiber obtained. It should be noted that an increase in the organic solvent content in the plasticization bath above 25% does not lead to a further improvement in the modulus of stretching and, moreover, an increase in its content is impractical from economic considerations due to excessive loss of solvent in the wash water. The upper limits of the other components of the plasticization bath, 5 and 15%, respectively, are adopted mainly for economic reasons. The above-mentioned minimum contents of organic solvent and copper and ammonium sulphates were selected, moreover, in view of ensuring a certain ratio of these components in the fiber and plasticizing bath, when a significant improvement in the quality of the fiber is already achieved. Sulfuric acid concentrations are set within the limits that ensure the almost complete decomposition of MACC and eliminate the possibility of deterioration of fiber properties in the course of further treatments (washing, avivazh, drying). The fiber is stretched in the plasticizing bath preferably at 50--95 ° C. After the plating bath, the fiber is subjected to an additional treatment with an aqueous solution of sulfuric acid, washed with water, treated with a solution of an avian preparation, and dried. Example I. A copper ammonium spinning solution is used to form the fiber, which is prepared from cordon sulphate pulp (l-cellulose content is 97%, degree of polymerization is 870). Copper hydroxide and a 27% aqueous ammonia solution are used to prepare the solution. Process; the preparation of the spinning solution consists of the following stages: loading — 0.5 h, dissolution — 2.0 h, dilution — 1.5 h, stirring — 4 h. The total preparation cycle of the solution is 8 h. Upon completion of the stirring, the solution is subjected to -fold filtration through nylon non-woven material, then deaerated for 6 hours at a residual pressure of 120 mm Hg. Art. The resulting solution has the following composition,%: cellulose 14.7 medb 5.8; ammonia 9.4. The viscosity of the solution is 650 seconds. AP of cellulose in solution - 315. The formation of the fiber is carried out in a precipitation bath, having the following composition,%: dimethylformamide 80 water 18; ammonia 2. For molding, a die is used with a number of holes 200 with a diameter of 70 µm. The spin drawing amount is 110%. Upon leaving the precipitation bath, the fiber is drawn in air at 6Q ° / o and in the plasticizing bath (95 ° C) by 55%. The plasticizing bath has the following composition,%: dimethylformamide 25; copper sulfate 3; ammonium sulfate 5; sulfuric acid 4. After the plasticization bath, the fiber is treated with a 1% solution of sulfuric acid for 10 minutes, washed with water, treated with a solution of an avariable preparation (aqueous solution of stearox-6 with a concentration of 0.5%) and dried. The molding speed is 42 m / min. The obtained fiber has a linear density of 0.240 tex, strength in condition .28.4 g / tex at an elongation of 18. The modulus of stretching in the wet state (at 5% stretching) is 145 kg / mm2, and the strength retention in the wet state - 65%. Example
2. Медно-аммиачный пр дильный раствор готов т, как описано в примере 1. Полученный раствор формуют в осадительную ванну следующего состава, %: диметилсульфоксид 45; вода 54 аммиак 1. Формование волокна осуществл ют при следующих параметрах: температура осадительной ванны 25°С, фильерна выт жка 70%, выт жка на воздухе 90%, выт жка в пластификационной ванне 45%, скорость формовани 38 м/мин. Пластификационна ванна (87°С) имеет следующий состав, %: диметилсульфоксид 15; сульфат меди 5;сульфат аммони 10; серна кислота 0,5. По выходе из пластификационной ванны волокно подвергают обработке , как описано в примере 1. Полученное волокно имеет линейную .плотность 0,225 текс прочность в кондиционных услови х 29,7 гс/текс при удлинении 17,5%. Величина модул раст жени в мокром состо нии составл ет 155 кг/мм2, сохранение прочности в мокром состо нии - 65%. 2. A copper ammonium dope is prepared as described in Example 1. The resulting solution is molded into a precipitation bath of the following composition,%: dimethyl sulfoxide 45; water 54 ammonia 1. Forming the fiber is carried out with the following parameters: precipitation bath temperature 25 ° C, spin drawing 70%, stretching in air 90%, stretching in a plasticizing bath 45%, molding speed 38 m / min. The plasticization bath (87 ° C) has the following composition,%: dimethyl sulfoxide 15; copper sulfate 5; ammonium sulfate 10; sulfuric acid 0.5. Upon leaving the plasticizing bath, the fiber is processed as described in Example 1. The fiber obtained has a linear density of 0.225 tex and strength under standard conditions of 29.7 gf / tex at an elongation of 17.5%. The magnitude of the modulus of stretching in the wet state is 155 kg / mm2, the retention of strength in the wet state is 65%.
3. Медно-аммиачный пр дильный раствор получают, как описано в примере 1. Формование волокна осуществл ют через фильеру, имеющую 200 отверстий (диаметр отверЬтий 70 мкм) в осадительную ванну следующего состава, %: изопропиловый спирт 50; вода 48,5; аммиак 1,5. Температура осадительной ванны 25°С, величина фильерной . выт жки 110%. После осадительной ванны волокно выт гивают на воздухе на 60%, затем в пластификационной ванне (75°С) на 70%. Состав пластификационной ванны, %: изопропиловый спирт 5,0; сульфат меди 0,5; сульфат аммони 15; серна кислота 5,0. Скорость формовани составл ет 40 м/мин. После пластификационной ванны волокно подвергают отделке в услови х, описанных в примере 1. Полученное волокно имеет линейную плотность 0,166 текс, прочность в кондиционных услови х 33,2 гс/текс, удлинение 9,5°/о. Модуль раст жени в мокром состо нии составл ет 180 кг/мм, сохранение прочности в мокром состо нии 70%. Волокно обладает хорощей сцепл емостью, обусловленной высокой извитостью (степень извитости 11,6%, число витков на 1 см 3,2, устойчивость извитости волокна 43,6%), а также имеет при тный гриф. Преимуществом предлагаемого способа получени гидратцеллюлозных волокон по гидратцеллюлозных сравнению с известным способом вл етс возможность получени волокон с показател ми , близкими к свойствам высокомодульных вискозных волокон, в зависимости от условий осуществлени процесса формовани , характера примен емого органического растворител и состава пластификационной ванны может быть получено волокно, имеющее модуль раст жени в мокром состо нии 130-180 кг/мм, что в 2-3 раза превышает уровень этого показател дл обычных вискозных или медно-аммиачных волокон. Благодар этому волокно, полученное по предлагаемому способу, об.аадает пониженной усадкой, а издели из него отличаютс высокой стабильностью размеров. Преимуществом изобретени вл етс также улучщение прочностных характеристик получаемого волокна как в кондиционно .м, так и в мокром состо ни х. К достоинству предлагаемого способа следует отнести также возможность осуществлени его на высокопроизводительном пр дильно-отделочном оборудовании, используемом при получении высокомодульных гидратцеллюлозных волокон по вискозному способу. Формула изобретени Способ получени гидратцеллюлозного волокна формованием медно-аммиачного раствора целлюлозы в водно-органическую осадительную ванну с последующей обработкой свежесформованного волокна в пластификационной ванне, отличающийс тем, что, с целью повыщени модул раст жени волокна в мокром состо нии, используют пластификационную ванну, содержащую органический растворитель, выбранный из группы, включающей диметилформамид, диметилсульфоксид и изопропиловый спирт, сульфат меди, сульфат аммони , серную 783. A copper ammonium dope is prepared as described in Example 1. The fiber is formed through a spinneret having 200 holes (orifice diameter 70 µm) into a precipitation bath of the following composition,%: isopropyl alcohol 50; water 48.5; ammonia 1.5. The temperature of the precipitation bath is 25 ° C, the spin-down value. stretching 110%. After the sedimentation bath, the fiber is drawn in air by 60%, then in a plasticizing bath (75 ° C) by 70%. The composition of the plasticization bath,%: isopropyl alcohol 5.0; copper sulfate 0.5; ammonium sulfate 15; sulfuric acid 5.0. The molding speed is 40 m / min. After the plasticization bath, the fiber is subjected to finishing under the conditions described in Example 1. The fiber obtained has a linear density of 0.166 tex, conditional strength is 33.2 gf / tex, an elongation of 9.5 ° / o. The modulus of stretching in the wet state is 180 kg / mm, maintaining the strength in the wet state 70%. The fiber has a good adhesion due to high crimpiness (degree of tortuosity 11.6%, number of turns per 1 cm 3.2, stability of crimpiness of the fiber 43.6%), and also has a nice neck. The advantage of the proposed method of obtaining hydrated cellulose fibers by hydrated cellulose compared with a known method is the possibility of obtaining fibers with indicators close to the properties of high modulus viscose fibers, depending on the conditions of the molding process, the nature of the organic solvent used and the composition of the plasticizing bath, having a wet stretch module of 130-180 kg / mm, which is 2 to 3 times the level of this indicator for ordinary viscosity or copper-ammonia fibers. Due to this, the fiber obtained by the proposed method has a low shrinkage, and its products are characterized by high dimensional stability. An advantage of the invention is also the improvement of the strength characteristics of the fiber produced in both conditional and wet conditions. The advantage of the proposed method should also include the possibility of its implementation on high-performance spinning and finishing equipment used in obtaining high-modulus cellulose hydrate fibers by the viscose method. Claim method A method of producing cellulose fiber hydrate by molding a copper / ammonium cellulose solution into an aqueous organic precipitation bath followed by processing freshly formed fiber in a plasticizing bath, characterized in that, in order to increase the modulus of fiber stretching in the wet state, a plasticizing bath containing organic is used. solvent selected from the group including dimethylformamide, dimethyl sulfoxide and isopropyl alcohol, copper sulfate, ammonium sulfate, sulfuric 78
кислоту и воду при следующемсоотношенииИсточники информации,acid and water at the following relationshipSources of information
компонентов, вес. /о;прин тые во внимание при экспертизеcomponents weight. / o; taken into account in the examination
Органический растворитель5,0-25,01. Авторское свидетельство СССР по заСульфатмеди0 ,5-5,0 вке № 2527701/23-05, кл. D 01 F 2/04, 1977.Organic solvent 5,0-25,01. USSR Author's Certificate for Safety, 5-5.0 VC No. 2527701 / 23-05, cl. D 01 F 2/04, 1977.
Сульфат аммони 5,0-15,02. Авторское свидетельство СССР по заСерна кислота0,5-5,05 вке № 2772757/23-05, кл. D 01 F 2/04, 1979Ammonium sulphate 5.0-15.02. USSR Author's Certificate for Seed Serum Acid No. 0.5-5.05 VC No. 2772757 / 23-05, cl. D 01 F 2/04, 1979
ВодаОстальное(прототип).Water Else (prototype).
. .
953024 953024