184184. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy zsugorodású, csökkentett gyúlékonyságú, magas fényű, módosított akrilszálak előállítására
1 184 1S4 2 A szakterület jelenlegi állása szerint nem ismert egyéb egyszerűbb módszer nagy zsugorodási! akril- és módosított akrilszálak előállítására és az ismert eljárásokban meg sincsen említve kis gyúlékonyságú akril- és módosított akrilszálak előállítása, legalább is, ami a határoxigén-indexet illeti, melynek az értéke legalább 26 kell legyen. Nyilvánvaló, hogy sokkal jobb lenne a nagy zsugorodási!, csökkentett gyúlékonyságú magas fényű és megfelelő mechanikai tulajdonságokkal rendelkező szálak gyártásához a polimereket, olyan eljárásban előállítani, mely elég egyszerű ahhoz, hogy a szokásos akril- és módosított akrilszálak gyártásához használt berendezésekben kivitelezhető legyen. A fenti problémát úgy oldottuk meg, hogy olyan eljárást alkalmaztunk a nagy zsugorodású, csökkentett gyúlékonyságú és kívánt tulajdonságokkal rendelkező szálak előállítására, mely az akril- és módosított akrilszálak gyártásához használt szokásos berendezésekben folytatható le, és melyek ezért sokkal egyszerűbbek a hasonló célra alkalmazott ismert eljárásoknál. A találmány a vegyidet és az eljárás tekintetében a gyakorlatban már alkalmazott tényeket vesz alapul, melyeket alább részletezünk. A találmány szerinti eljárásban a vízzel elegyedő, szálképzésre alkalmas szerves oldószer előnyösen dimetilformamid, de lehet más oldószer is, például dimetilacetamid vagy dimetilszufoxid. Az (1) általános képletű monomer olyan monomer, mely 2 X KT1 mól/líter koncentrációban, 6 mól/liter víz koncentrációjú dimetilformamid-oldatban, 2X 1 CT3 mól/liter mennyiségű azoizobutironitril jelenlétében, 67 °C hőmérsékleten 11 órán keresztül tartó poiimerízácíó után legalább 35%-ban átalakul. A fenti feltételeket kielégítő (I) általános képletű monomereket „kiválóan homopolimerizálható” monomereknek nevezzük, és ez a kifejezés azt jelenti, hogy a monomer a fentiekben meghatározott körülmények között és az ott megadott átalakulási százalékban polimerizál. A találmány szerinti termékek előállításához eddig alkalmazott szulfo-csoportot tartalmazó monomerek nem „kiválóan homopolimerizálható” monomerek, és a találmány szerinti eljárásban használt anyagokkal ellentétben nem, vagy csak sokkal kisebb mértékben rendelkeznek a szükséges tulajdonságokkal. Előnyösen az alábbi körülmények között dolgozunk: a) A vízben történő megnyújtás hőmérséklete előnyösen 80-100°C. b) A levegőn történő szárítás hőmérséklete előnyösen 110-120 °C. c) A forró levegőn történő megnyújtás hőmérséklete előnyösen 70-80 °C. A vízben történő megnyújtáshoz tartozó hőmérsékletek elég magasak ahhoz, hogy a szálak ne szakadjanak el. 1,5-ös nyújtási arányt általában már 30—40°C hőmérsékleten elérhetünk, míg nagyobb értékeket magasabb hőmérsékleten — egészen a forráspontig terjedően - kapunk. A legmegfelelőbb hőmérsékletek a forráspont és a t = 15.X + 17,5 képlet — ahol X jelentése a nyújtási arány - alapján számított hőmérséklet között vannak. A fent említett kopolimer keverék az oldatban előnyösen az oldat összsúlyára számított 20—30 súlyszázalék mennyiségben van jelen, és a polimerek összsúlyára vonatkoztatva a monomeregységeket a következő súlyszázalékokban tartalmazza: akrilnitril 50—58%; vinilidénklorid 10,5-40,5%; (I) általános képletű monomer 1.5 -3,5%; metilakrilát, metilmetakrilát vagy vinil-acetát monomer 3 -6%. A szálképző oldatot az alábbi módszerek egyikével állíljuk elő: a) Két kopolimert állítunk elő külön-külön, előnyösen a szálképzésre alkalmas oldószerben történő kopolimeiizálással; ahol is a két kopolimer előnyös összetétele a következő: az egyik egy biner kopolimer, akrilnitrilből és egy (I) általános képletű monomerből áll és akopolimeiben az akrílnitril-tartalom 63—92 súlyszázalék, az (I) általános képletű monomer-tartalom 37-8 súlyszázalék között változik; a másik egy terner kopolimer, mely akr lnitrilbőf, vinilidén-kloridból és metilakrilátból, metilmetakrilátból vagy vinil-acetátből áll, és a kopolimerber az akrilnitril tartalom 32-36 súlyszázalék, a vinilidén-klorid-tartálom 20—57 súlyszázalék, a metakrilát-, metilmetakrilát- vagy vinil-acetát-tartalom 4-11 súlyszázalék között változik; majd a két kopolimert olyan arányban keverjük össze a szálképzésre alkalmas oldószerben, hogy a keletkező kopolimerkeverék előnyösen az alábbi összetételű legyen; akrilnitril-tartalom 50—85 súly szazai ck, vinilidénklorid-tartalom 10,5—40,5 súlyszázalék, (I) általános képletű monomer-tartalom 1,5 — 3.5 súlyszázaiék, a metilakrilát-, metilmetakrilát vagy vinil-acetát-tartalom 3-6 súlyszázalék; vagy adott esetben b) Az a) eljárásváltozat szerinti biner kopolimert először a szálképzésre alkalmas oldószerben oldatban kopolimerizáljuk, és az így kapott (A) oldatot hozzáadjuk a (B) oldathoz, mely az a) eljárásváltozatban definiált terner kopolimer komonomerjeit tartalmazza, és ezt a keveréket másodszor kopolímerizáljuk, ahol is az (A) oldatot olyan mennyiségben alkalmazzuk, hogy a keletkező polimer végtermék előnyösen a következő összetételű legyen: akrilnitril-tartalom 50—85 súlyszázalék, vinilidénkbrid-tartalom 10,5-40,5 súlyszázalék, (I) általános képletű monomer-tartalom 1,5—3,5 súlyszázalék metilakrilát; metilmetakrilát vagy vinil-acetát-tartalom 3-6 súly százai ék. A fenti módszerek egyikével előállított szálképző oldatnak a vízből és szálképzésre alkalmas oldószer Negyéből álló fürdőbe történő sajtolása és ezt követő koagulálása után a koagulált szálat előnyösen 2-4 nyújtási aránnyal megnyújtjuk vízben vagy víznek és az oldószernek az elegyében a fentiekben meghatározott hőmérsékleten, majd a megadott hőmérsékleteken szárítjuk forró levegővel, és egyidejűleg hagyjuk, hogy a szál mintegy 25-30 százalékkal zsugorodjon, majd a szálat ismét nyújtjuk a megadott hőmérsékleteken forró levegőben, 1.5-3 nyújtási aránnyal. A találmány szerinti kopolimerből olyan szálak állíthatók elő, melyek már a koaguíálás pillanatában pórusmentesek, és ezt a szerkezetüket a szálképzés minden fázisában megtartják, így fényes szálakat kapunk, melyek minden szükséges tulajdonsággal rendelkeznek. Ez az eredmény a technika eddigi ismeretei szerint nem volt e'érhető. Jelen leírásban — amennyiben nincsen másként meghatározva - „kopolimer” alatt olyan polimer terméket értünk, melynek képződésében egynél több monomer vesz részt. Az fi) általános képletű monomer előnyösen 2-akrilamído-2-metilpropánszuIfonsav. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
