167044. lajstromszámú szabadalom • Üreges szálak és eljárás előállításukra
3 167044 4 c) koaguáltatják a szál belső és/vagy külső felületi rétegét. A gyakorlatban a besűrítést úgy végzik, hogy a bemerülő szálképző fejből kilépő, kialakulóban levő szálat levegőn vezetik át, a koaguálást pedig úgy, hogy a szálat egy koaguálószerrel hozzák érintkezésbe, amely nem oldja a szálat -alkotó polimert. Hasonló eljárást javasoltak cellulóz alakú szálak előállítására is [Encycl. Polymer Sei. Technol. 15, 263 (1971)], de így a sókat nagymértékben visszatartó inverz ozmózisos szálak képződnek. (Ismeretes, mint azt a 3 423 491 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás is megerősíti, hogy a szálak előállításmódja általában nagy mértékben befolyásolja a szálak tulajdonságait és/vagy teljesítőképességét.) Noha a kérges szálak lényeges haladást jelentenek, bizonyos esetekben fogyatékosságaik mutatkoznak. Ha ugyanis az üreges szálas készüléken átáramló folyadék örvénylését a szálak különféleképpen való alakításával, például huUámosításával, fodorításával, fonásával stb. fokozni kívánják, a szálak kérgének törékenysége a keringő folyadék káros elterelését, elszökését okozhatja. Az ilyen szálak törékenysége egyéb alkalmakkor is megnyilvánulhat, például ha automatikusan készülékekben kívánjak a szálakat kezelni, ahol nagy sebességgel és erős gyorsulással vagy lassulással mozognak, vagy ha a szálakat olyan körülmények között használják, hogy nyomáskülönbség van a szálak falának két oldala között. Az utóbbi esetben, amely például ultrafiitrációnál fordul elő, azt tapasztalhatjuk, hogy az üreges szálak annál törékenyebbek, minél nagyobb az akrilnitril ionos kopolimer tartalma, például meghaladja az 5%-ot monomer egységekben. A találmány célja tehát az ismert szálak fogyatékosságaitól mentes olyan üreges poliakrilnitril-szálak szolgáltatása, amelyeknek nincs kérge, és nagy a permeabilitása. Most sikerült olyan üreges szálakat kidolgoznunk — és ez a találmányunk tárgya —, amelyek a) anyaga akrilnitrilből és egy telítetlen nyiltláncú — adott esetben sóvá alakított — szulfoncsoportokat hordó monomerből (a továbbiakban „szulfonmonomer") álló kopolimer, b) mikroporózusak, és mikropórusaik közepes átmérője kisebb 0,01 £i-nál, c) faluk pórozitási foka 40-80%. Egy mikroporózus üreges szál falának porozitása a 100-1 képlettel fejezhető ki. Ebben a képletben Vi a mikroporózus üreges szál p súlyú Et mintája falának térfogata, és V2 a mikroporózus üreges szállal azonos polimerből álló tömör szerkezetű üreges szál p súlyú E2 mintája falának térfogata. Tömör szerkezetű üreges szálon 3 att belső . nyomáson vizet át nem eresztő üreges szálat értünk. A gyakorlatban a V! és V2 térfogatok az E,, illetve E2 minták hosszméretéből és belső és külső átmérőjéből számíthatók ki, ezek a méretek 10 egyszerűen vizuálisan állapíthatók meg (az átmérő mikroszkóppal), azonkívül egy V2 térfogatú tömör szerkezetű üreges szál E2 mintáját úgy kaphatjuk, hogy Vi térfogatú mikroporózus üreges szál Ej mintáját 60 C°-on 10 Torros vákuumj« ban szárítjuk. Míg az üreges szál mintájának méretei szárítás közben változnak (némi zsugorodás következik be), a szárított anyag p súlya nem változik, és az E2 minta V 2 térfogata azonos (éppen tömör szerkezete miatt) egy el-2Q képzelt E3 mintáéval, amelynek azonos a hosszúsága és a belső átmérője, mint az Ej mintáé, és csak külső átmérőjében különbözik az Ex mintától, ebből következik, hogy a pórozitási fok, / V A 25 100-1 (• , megfelel a térfogatcsökkenésnek, amely bekövetkezik a mikroporózus szerkezetről a tömör szerkezetre való átmenet következtében. Akrilnitril szulfonkomonomerjeként általában 30 CHR!=CR 3 -A-Y általános képletű termékeket használunk —ebben a képletben Y -S03 H vagy -SO3M általános képletű csoportot (M fématomot, előnyösen alkálifématomot jelent), Rí és R3 hidrogénatomot vagy metilcsoportot és A 35 vegyértékkötést vagy A' vagy -O-A' általános képletű csoportot jelent (A' telített vagy telítetlen, egyenes vagy elágazó szénláncú kétértékű alifás csoportot, szubsztituálatlan aromás csoportot vagy olyan monoaromás—monoalifás láncot jelent, amelyben az egyik vegyértékhez alifás szénatom, a másikhoz egy aromás gyűrű szénatomja kapcsolódik) —. Az akrilnitril szulfonkomonomerje például vinilszulfonsav, allil- vagy metallilszulfonsav, sztirolszulfonsav, viniloxibenzolszulfonsav, alliloxi- vagy metalliloxibenzolszulfonsav, alliloxi- vagy metalliloxietilszulfonsav, valamint mindezek sója, előnyösen alkálisója lehet. A szulfonkomonomer aránya az akrilnitrilkopolimerben általában 1-50%, előnyösen 5—15% szulfonmonomer-egységekben kifejezve. Az akrilnitril-kopolimerek fajlagos viszkozitása 25 C°-on -, literenként 2g kopolimer tartalmú dimetilformamid-oldatban mérve általában 0,1 és 3, előnyösen 0,5 és 1,5 közé esik. A találmány szerinti szálak mikropórusainak átmérőjét elektromikroszkóppal a szálak felületén 60 és/vagy metszetén állapítjuk meg. A mérést célszerűen 20 000-szeres nagyításnál végezzük. A találmány szerinti üreges szálak külső átmérője rendszerint 50 és 1000 /SÍ, előnyösen 100 és 600 ix között van, a fal vastagsága általában 65 5-40%-a, előnyösen 10-25%-a a külső átmérőnek.
