151557. lajstromszámú szabadalom • Eljárás akrilnitril műszálak előállítására
1515, 5 ha a fonóoldat viszkozitása 2000 poise-nél nagyobb. Ha ui. a viszkozitás értéke a 2000 poise-f. meghaladja, akkor a fonóoldat csöveken való továbbítása, habzásának megszüntetése és szűrése nagyon megnehezül. A molekulasúly meg- 5 határozása legelőnyösebben a fényszóródás elvén alapuló módszerrel végezhető. A legalább 85% akrilnitrilt tartalmazó kívánt molekulasúlyú akrilnitrilpolimér belső viszkozitása dimetilformamid oldatban 35 C-on 115 gcmTM"'— 10 170 gcm~3 érték. Nem hátrányos az sem, ha az oldószerként használt salétromsav bizonyos mennyiségben és oly határig tartalmaz idegen anyagokat, amelyek a polimer oldott állapotát komoly mértékben nem befolyásolják. Az akril 15 műszálak előállítására alkalmazott eljárásokban szerves oldószerek felhasználása esetén, a polimer és oldószer közötti kémiai reakció lehetőségét nem kell egyáltalában tekintetbe venni. Ezért a kapott szálak kémiai tulajdonságai a 20 polimer eredeti tulajdonságaival függnek össze. Ezzel szemben, ha koncentrált salétromsavat alkalmazunk oldószerként, az akrilnitril polimer és a salétromsav között végbemenő reakcióval minden esetben számolni kell. 25 Ha például 66 súly% feletti salétromsavat alkalmazunk oldószerként, akkor elkerülhetetlenül kémiai reakció következik be az akrilnitril polimer molekula és a salétromsav között. Például a 2,928.715 (Harbig) amerikai szaba- 30 dalomban azt ismertetik, hogy a polimer nitrálási reakciója akkor következik be, ha 65%nál nagyobb koncentrációjú salétromsavat alkalmaznak. Azonban azt is megállapítot iák, hogy a kismértékű nitrálódás a műszál tulaj- 35 donságait nem változtatja meg és hatását tekintve jelentéktelen, összehasonlítva olyan behatásokkal, .mint pl. a polimer láncban levő nitrilek hidrolízise, keresztkötések kialakulása és a polimer lebomlása. 40 A kísérletekkel alátámasztott tapasztalataink szerint a következő tényekkel kell számolni: Az akrilnitril polimer nitrálási reakcióját 65%nál nagyobb koncentrációjú salétromsavban jelentéktelen kis mennyiségű salétromossav jelen- 45 léte (nitrogéndioxid) elősegíti, azonban teljesen megakadályozható a nitrálás az ipari gyártáshoz szükséges időre, pl. 200 órára akkor, ha a salétromsavból a salétromossavat 0i,0005%-nál kisebb értékig eltávolítjuk, célszerűen pedig 50 0.0003%-nál kisebb értékre szabályozzuk. Az említett nitrálási reakció teljes megakadályozására továbbá nemcsak a salétromossavat kell eltávolítani, hanem arról is gondoskodni kell, hogy a polimerek oldásának hőmérséklete, 55 a kapott fonóoldatok tárolása és továbbítása 5 C°-nál alacsonyabb hőmérsékleten, célszerűen 3 C° alatt történjen. A koaguláló fürdő hőmérséklete —30 C° volt a legalacsonyabb hőmérsékleten végrehajtott kísérletben, mivel ipari 60 és gazdasági szempontból különleges berendezések és feltételek szükségesek ahhoz, hogy a fürdőt —30 C° alá hűtsük, valamint arra is, hogy a szálat e hőmérséklet alatt fonjuk. A lehetséges fonási körülményeken belül, minél 65 i7 6 alacsonyabb a koaguláló fürdő hőmérséklete, annál jobb a kapott szál fogása. Mint már fentiekben kifejtettük, abból a célból, hogy 0,0005% alatti salétromossavat tartalmazó salétromsavat használjunk fel az akrilnitril polimer oldószereként, a sav tárolására igen nagy gondot kell fordítani. Például karbamid jelenléte állandóan szükségesnek mutatkozik abban a salétromsavban is, amelyből a salétromossavat már egyszer eltávolítottuk, ezenfelül a sav alacsony hőmérsékleten való tárolása is szükséges. Ennek folytán az oldó tartályba vezető csőrendszert is alacsony hőmérsékletre kell lehűteni. A salétromsav minőségét gondosan meg kell vizsgálni felhasználás előtt. Például sok esetben olyan salétromsav kerül forgalomba, amelyből szinte lehetetlen egyéb szennyezések jelenléte miatt a salétromossavat eltávolítani. A tapasztalat szerint ilyen salétromsavból, a salétromossav egyszeri teljes eltávolítása után is, könnyen salétromossav hasad le bomlás folytán. A jelen találmány szerinti eljárásnál mindenképpen olyan salétromsavat használjunk fel, amelyből a salétromossav könnyen eltávolítható. Az akrilnitril műszál gyártásnál olyan salétromsav alkalmazása bizonyult célszerűnek, amelyből 50 C°-on, üvegedényben kivitelezett levegőztetéssel a nitrogéndioxidot 0,01%-nál kisebb mennyiségre sikerült csökkenteni. Az előbb felsorolt okokból látható, hogyha az akrilnitril műszál gyártásnál salétromsavat használunk fel oldószerként, akkor a kísérleti körülményeket is szigorúan be kell tartani. A salétromsav koncentrációjáról, mint azt már az előzőekben is kifejtettük, annyit kell még megjegyezni, hogy mivel "az akrilnitril polimer oldhatóságának növekvő mértéke salétromsavban csökken, ha a salétromsav koncentrációja a 70 súly%-ot meghaladja, így semmi előny nem várható ennél nagyobb töménységű salétromsav alkalmazásától, mimellett még ilyen nagy koncentrációból gazdasági hátrányok is származnak. Ha a salétromsav koncentrációja meghaladja a 80'%-ot, akkor bár kis mértékben, de növekszik a nem kívánt reakciók lehetősége a még fel nem oldott pol akrilnitril molekulalánca és a salétromsav között. Ezek a bekövetkező reakciók igen nagy mértékben rontják a kapott akrilnitril műszál jó fogását. A fent említett reakciók miatt az oldószerként alkalmazott salétromsav felső határát 80%-ban szabtuk meg a jelen bejelentésben. A második igen fontos követelmény a találmány szerinti eljárás kivitelezésekor az, hogy a fenti körülmények között készített fonóoldatot oly módon fonjuk meg, hogy 28—<36% vizes salétromsavat tartalmazó koaguláló fürdőben extrudáljuk 5 C°~on vagy ez alatt. A polimer fonóoldatban levő oldott állapota és a koagulálás körülményei azok a fontos tényezők, amelyek befolyást gyakorolnak a koagulált műszál finom gélszerkezetére. Például, ha a koaguláló fürdő hőmérsékletét 5 C° felett vagy a fürdő salétrornsavtartalmát 2'8% alatt vagy 36% felett tartjuk, akkor a kapott eredmények 3
