157722. lajstromszámú szabadalom • Eljárás poliakrilnitril vagy poliakrilnitril-kopolimérek csekély monomértartalmú oldatainak folyamatos előállítására
5 1Ö7722 6 taini. Ha a monomer csaknem teljes eltávolítását igyekeznek elérni, úgy az oldat polimértartalma illetve viszkozitása nem 'kívánt magias értékekét érne el és ez az oldat feldolgozhatóságát korlátozná vagy korai gélesedés miatt lehetettenné tenné. A találmány, célja akrilnitrilpolimérek vagy -kopőlimérek javított tulajdonságú, alakítható oldatainak előállítása, a nem polimerizált monomereknek az oldatokból való messzemenő eltávolítása mellett. A találmány feladata eljárás kidolgozása a polimerizációnak és - a monomer eltávolításának kombinálására és kialakítására oly módon, hogy gyakorlatilag monomertől mentes, jól alakítható, megfelelő összetételű és minőségű fonóoldatokat kapjunk. Meglepő módon azt találtuk, hogy a monomer annál tökéletesebben eltávolítható, vagyis a fonóoldat annál kisebb manoimértartalommál állítható elő, viszonylag minél nagyobb a monomérmentesftésre kerülő polimerizált oldat monomer-tartalma, vagyis minél kisebb fokban megy végbe a polimerizáció. Ha a polimerizáció nagyfokú, úgy a bár csekély mennyiségben jelenlevő nem polimerizált monomert lényegesen nehezebb eltávolítani és így a maradék monomer-tartalom az oldatban igen jelentős lesz. Kiváltképpen ez a helyzet ha oldószertként dime-tilfonmamidöt használunk. Azt találtuk, hogy az át nem alakult monomer osákneni maradék nélkül eltávolítható az oldatnak a feldolgozáshoz szükséges paramétereinek betartása mellett, ha a polimerizációt megszakítjuk, mielőtt a monomér-polimér arány az oldatban < 1:2 lesz, vagyis 66%-os átalakulás előtt. Alsó határként az 50%-os átalakulást legalább be kell tartani. Kiváltképpen előnyösnek mutatkozik, ha az így kapott oldat poilimértartálma nem több mint 20%. A polimeirízációs idő emellett 10—30 órára korlátozódik, s az eljárást tökéletesen homogén fázisban kivitelezhetjük. Magát a polimerizációt ismert katalizátorok jelenlétében végezzük. Komonomérakként az a'krilnitrillel kopolimerizálható valamennyi telítetlen vegyület használható éspedig olyan mértékig, amennyire a reakciókeverékben oldhatók. Egyidjűleg több komonomér is alkalmazható. Azt találtuk továbbá, hogy a nem polimerizált monomerek csaknem tökéletesen eltávolíthatók, 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ha a leírt módon előállított poliméroldat és a monomertől mentesített oldat azonos körülmények között mért Viszkozitás-értékeinek aránya nem nagyobb mint 1:8. Ennék elérésiére a reakcióoüjdatot függőleges építésű filmbepárlóban, keverés közben, legfeljebb 5 mm filmvastagsággal, néhány másodperc és néhány perc közötti időtartam alatt viszkozitásánaik legfeljebb nyolcszorosára történő növekedéséig bepároljuk és egyidejűleg a nem polimerizált monomert eltávolítjuk. A bepárlás alatt a filmbepárlóiban a nyomás 10—100 torr. A monomertől mentesített oldatot ezt követően ismert módon fonóalakká és szálakká felfonjuk, ahol a vizes kicsapófürdőkben való fonáshoz 7 000—15 000 cP (50 C°-on mérve) viszkozitásérték kiváltképpen alkalmas. Azt találtuk, hogy az illékony maradék, monomer-tartalom az oldatnak a monomérmentesítés előtt és után mért viszkozitásainak arányától függ, és ezt iaz összefüggést .közelítőleg az alábbi képlet fejezi ki: A monomertől mentesített oldat maradék monomer-tartalma = cP a monomer eltávolítása előtt -"\ 2 -J ki cP a monomer eltávolítása után ks . ahol Cp a viszkozitás centipoise-ban. A kj és k2 konstansok értéke függőleges építésű fiimjbepárlóban, a monomerek dimetilformamid-oldatokból történő elpárologtatása esetében : Iki = 0,34 • 10~2 és k2 = 4,7-íl0-2 Az alábbi kiviteli módok dimetilformamid oldószer alkalmazására vonatkoznak. Az egyenlet kb. 1:2—1:15 viszkozitásarányokon belül érvényes. Ha feltételezzük, hogy az oldatban a maradék monomértartalom felső határa 0,25—0,30% lehet, (a teljes oldatmennyiségre számítva) úgy az egyenletből adódik, hogy ez a határ 1 : 8 viszkozitásarány mellett áll fenn. Ha az arány nagyobb lesz, úgy a maradék monomértartalom 0,25% alá csökken és a 0 felé tart. A következő táblázat a viszkozitási arány és a maradék monomértartalom közötti összefüggést szemlélteti. A maradék monamértartalomra vonatkozó értékek egyidejűleg számítás útján és kísérleti úton nyert, adatok. cP I. 1000 1500 2000 3000 cP II. Arány M,% Arány M,% Arány M,% Arány M,% 4000 1:4 1,3 1:2,7 2,8 1 :2 5,3 __ . , 6000 1 6 0,56 1:4 1,3 1:3 2,3 1 : 2 5,3 8000 . 1 8 0,26 1:5,3 0,70 1 :4 1,3 1 2,7 2,8 10000 1 10 0,13 1:6,7 0,40 1 :5 0,78 1 : 3,3 1,9 12000 1 12 0,07 1:8 0,26 1 : 6 0,56 1 :4 1,3 16000 — -— 1:10,7 0,11 1 :8 0,26 1 : 5,3 0,70 220000 — — — 1 :10 0,13 1 : 6,7 0,40
