170927. lajstromszámú szabadalom • Eljárás poliakrilnitrilszál előállítására
5 170927 6 A fenti kritériumokat kielégítő és viszonylag illékony anyagok, azaz olyan anyagok, amelyek atmoszférikus nyomáson mérhető forráspontja alacsonyabb annál a hőmérsékletnél, amelyre ezek az anyagok az akrilnitril polimer olvadáspontját lecsökkentik, és ezért forráspontjuk ugyanakkor alacsonyabb a képződő egyfázisú megolvadt ömledék extrudálási hőmérsékleténél, számos vegyületcsoport, így például az alkoholok, halogénatommal vagy -atomokkal helyettesített alkoholok, aminocsoporttal vagy -csoportokkal helyettesített alkoholok, nitro-alkánok, heterociklusos nitrogénvegyületek, ciano-alkánok, zsírsavak, acil-acetonok, aldehidek, alkenil-szulfonok, alkinil-szulfonok, egyszeresen éterezett glikolok, merkaptánok, tiociano-alkánok, gyűrűs éterek vagy aminők alacsony molekulasúlyú tagjai közül választhatók ki. Atmoszférikus nyomáson viszonylag alacsony forráspontú cs hidroxilcsoportot tartalmazó vegyületek a fentiekben felsorolt vegyületcsoportok egy különösen előnyös alosztályát képezik, tekintettel arra, hogy a hidroxilcsoport megléte következtében a molekulának dipólusmomentuma van, hidrogén-híd kötéseket alkothat és jók az oldhatósági paraméterei is. Általában ezek a típusú vegyületek kívánt esetben a forráspontjuk csökkentése céljából még további helyettesítőket hordozhatnak. Az egyfázisú megolvad ömledékek olvadáspontjának csökkentésére vagy forráspontjuk csökkentésére alkalmazhatók ilyen vegyületek egymással alkotott elegyei, vízzel alkotott elegyei vagy más vegyületekkel alkotott elegyei. Az ömledékképződést elősegítő adalékanyag elegyíthető kis mennyiségben (azaz 50%-nál kisebb mennyiségben) a polimer olvadáspontjának csökkentésére olyan anyagokkal is, amelyek az akrilnitril polimert oldják. A találmány értelmében ömledékből végzett szálképzésben használható, a fentiekben ismertetett elvek alapján kiválasztott ömledékképződést elősegítő adalékanyagok közé tartozik tehát például a víz, metanol, etanol, n-propanol, izopropanol, n-butanol, izobutanol, szek-butanol, terc-butanol, nitro-metán, nitro-etán, piridin, piperidin, morfolin, n-butil-amin, izobutil-amin, szek-butil-amin, terc-butil-amin, acetonitril, propionitril, ecetsav, hangyasav, acetil-aceton, etilénglikol-monoetiléter, 1,3-dioxán, dimetil-furán, a-metil-furán, l-klór-2--hidroxi-etán, propil-merkaptán, butil-merkaptán, metil-tiocianát vagy a diallil-szulfon, továbbá ezek a vegyületek egymással alkotott elegyei, vagy az akrilnitril polimerek ismert oldószereivel vagy duzzasztószereivel alkotott elegyei, így például dimetil-formamid és víz, acetonitril és víz, dimetil-acetamid és víz, metanol és víz, metanol és dimetil-formamid, fenol és víz, fenol és metanol, glikol és víz, valamint glicerin és víz elegye, továbbá például nátrium-tiocianát, cink-klorid, lítium-bromid, guanidin-tiocianát vagy salétromsav híg vizes oldatai. Bár a nagy műveleti sebességben és az extrém nagy nyújtási arányban vagy „fonási sebességben" jelentkező, ömledékből végzett szálképzéssel járó előnyök elérésére a találmány értelmében bármely, a fentiekben felsorolt, ömledékképződést elősegítő adalékanyag alkalmazható, a víz az az ömledékképződést elősegítő adalékanyag, amely igen előnyösen használható, tekintettel arra, hogy használata esetében az ömledékből végzett szálképzés fentiekben említett előnyei mellett még az a járulékos előny is jelentkezik, hogy nincs szükség a 5 termékből az ömledékképződést elősegítő adalékanyag kimosására, illetve ezért nincs szükség az ömledékképződést elősegítő adalékanyag elkülönítésére és újrafelhasználására alkalmas rendszer, illetve berendezés használatára. 10 A fentiek alapján a találmány tárgya eljárás hőálló polimerekből készülő alaktestek ömledékből végzett kialakítására. A találmány értelmében lényegében valamilyen hőálló polimerből és valamilyen, ömledékképződést elősegítő adalékanyagból 15 álló egyfázisú megolvadt ömledéket T f hőmérsékleten, amely az egyfázisú megolvadt ömledék M olvadáspontja feletti hőmérséklet és magasabb az alkalmazott ömledékképződést elősegítő adalékanyag atmoszférikus nyomáson mérhető forrás-20 pontjánál is, extrudálunk fonórózsán át közvetlenül olyan, nyomás alatt tartott megszilárdítási zónába, amelyben az így képződött extrudátum keresztmetszete mentén az összetétel profil viszonylag egyenletes, a képződött extrudátumban vissza-25 maradó, ömledékképződést elősegítő adalékanyag koncentrációja az ömledékképződést elősegítő adalékanyagnak az egyfázisú megolvadt ömledékben mérhető koncentrációjának legalább 70%-a, és a képződött extrudátum hőmérséklete alacsonyabb a 30 Tf hőmérsékletnél, és legfeljebb mintegy 20 C°-kal alacsonyabb az M hőmérsékletnél. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módja értelmében akrilnitril polimerekből készülő alaktesteket ömledékből úgy alakítunk ki, 35 hogy lényegében akrilnitrilből és vízből álló egyfázisú megolvadt ömledéket Tf hőmérsékleten, amely ebben az esetben az egyfázisú megolvadt . ömledék M olvadáspontja feletti hőmérséklet és magasabb a víz atmoszférikus nyomáson mérhető 40 olvadáspontjánál is, extrudálunk fonórózsán át közvetlenül olyan, nyomás alatt tartott megszilárdítási zónába, amelyben a vízgőz parciális nyomása a víz Tf hőmérsékleten mérhető gőznyomásának az 56%-a és 100%-a közötti érték, a p parciális nyo-45 mással azonos gőznyomásnál a T hőmérséklet legalább egyenlő a víznek ezen a gőznyomáson mérhető telítési hőmérsékletével, és a P össznyomás legalább egyenlő a p parciális nyomással, valamint a képződött extrudátumot a nyomás alatt tartott 50 megszilárdítási zónában 25—250 értékű nyújtási arány mellett húzzuk. A találmány szerinti eljárás egy további előnyös foganatosítási módja értelmében az így húzott szálakat 90 C° feletti hőmérsékleten megszárítjuk, miköz-55 ben megakadályozzuk, hogy az ömledékből éppen kialakított szálak 90 C°-nál alacsonyabb hőmérsékleten vizet veszítsenek a szárítási lépés előtt, miáltal minimalizáljuk annak lehetőségét, hogy a szálakban pórusok vagy mikropórusok képződjenek. 60 Ömledékből végzett szálképzés útján feldolgozható szerves polimerekből, így például poliamidokból, poliészterekből vagy poliolefinekből, továbbá száraz szálképzés vagy nedves szálképzés útján feldolgozható akrilnitril polimerekből előállított szá-65 lakat az extrudálás és nyújtás vagy feszítés után 3
