170030. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szintetikus szálak tulajdonságainak módosítására kémai iniciálással egybekötött ojtással
3 170030 4 szövetet K-styrolszulfonát vizes oldatával kezelték és ezt követően Co 60 gamma-sugárzással (15Mrad) besugározták. Az így gyártott ojtott kopolimer elektromos feltöltődése és elszennyeződése is csökkent, valamint javult a rugalmassága. 5 Hasonlóképpen lehet ojtani sugárkémiai iniciálással PA-ra a következő monomereket: akrilsavat és akrilsavésztert, metakrilsavat és metakrilsavésztert, 10 akrilnitrilt, akrilamidot és akrilamid származékokat N-formalinamidoakrilsavat, továbbá vinilvegyületeket. b) Ojtás sugárzás által iniciált polimerre. I5 Oxigén jelenlétében besugározva a polimert annak felületén peroxid, hidroperoxid, és diperoxid csoportok képződnek, melyek magasabb hőmérsékleten, vagy redoxi rendszer segítségével szabad gyö- 20 kökre bomlanak, és monomer jelenlétében iniciálják annak ojtásos polimerizációját az alappolimerre. 2. Termoóxidatív iniciálással 25 A polimert ózon, oxigén, vagy levegő jelenlétében hevítjük, azaz termikusan oxidáljuk. Ezáltal a makromolekulában peroxid és hidroperoxid csoportok képződnek, melyek megfelelő bomlás után a komonomer gyökös ojtásos polimerizációját indít- 30 jak el. így pl. a 872 515 sz. angol és 3 313 591 számú amerikai szabadalom poliamidok, mint például poliamid 66 stirollal történő ojtását írja le. Az első szabadalom szerint polihexametilénadipamidot 20 35 órán át levegőn atmoszférikus nyomásnál hevítettek, 50%-os metanolos stirol oldatban 55%-os/ ojtást értek el. A kapott ojtott kopolimert különösen szövetek, sátrak és szűrők gyártására használják. A második szabadalomban leírják, hogy polia- 40 mid 66-ból készült szövetdarabot stirollal 24 óráig átitatva, 30 C°-nál csökkentett nyomáson ojtottak. 3. Iniciálás mechanikai energia hatásán keresztül ultrahang, masztikálás, őrlés, keverés hatására szintén képződhetnek makrogyökök. 4$ 4. Kémiai iniciálás Itt a szabad gyököket kétféle úton állíthatjuk a) iniciátorok pl. (NH4 ) 2 S 2 0 8 , K 2 S 2 0 8 - dibenzoilperoxid, dilaurilperoxid, stb. termikus bomlása útján. Az iniciátor bomlásakor keletkezett szabad gyök labilis atomot hasít le az alappolimer 55 makromolekulájáról. RH R ••+ NH-CH2 -(CH 2 ) 4 -CO • 60 NH-CH-(CH2 ) 4 -CO A gyökös helyen azután a komonomer ojtásos polimerizációja megy végbe, (pl. vinilmonomer). 65 NH-CH-(CH2 ) 4 -CO + n CH 2 = CH -—• II B NH-CH-(CH2 ) 4 -CO I (CH2 -CH) n _i+CH 2 =CH I I B B b) iniciálás redox-rendszer segítségével. Az iniciáló szabad gyököt itt nem valamilyen kémiai kötés termikus bomlása révén, hanem kémiai úton redukáló-oxidáló folyamatban hozzák létre. Ezeket a rendszereket alacsony hőmérsékleten használják. Ilyen redoxi rendszerek, pl.: H2 0 2 -Fe 2+ H2 0 2 -K 2 Cr 2 0 7 H2 0 2 -NaC10 H2 0 2 -HC10 4 A H2 0 2 helyett más peroxid is alkalmazható. A kémiai iniciálás segítségével a sugárkémiai iniciálásnál említett vegyület típusokat poliamidra fel lehet ojtani. Egy belga (623 166) és egy amerikai (3 297 786) szabadalom számol be a PA 66 szövetnek maleinsav/akrilsav keverékkel történő átalakításáról láncátvivő reakció segítségével. Az ojtott kopolimer nedvesedő képessége és szívóképessége nőtt, valamint javult a fogása. A felsorolt iniciálási módszerek közül ipari alkalmazás szempontjából leginkább a kémiai iniciálás jöhet számításba, viszonylagos egyszerűsége és hatékonysága miatt. A sugárkémiai iniciálás a sugárforrás veszélyessége és költségessége miatt ipari kivitelezésre nem látszik gazdaságosnak. A termoóxidatív iniciálás módszere a mechanikai tulajdonságok romlásához vezet, a mechanikai hatásra keletkező gyökök koncentrációja pedig nem kielégítő. A fent említett okok miatt mi is a poliamid kémiai iniciálásos ojtását vizsgáltuk. A találmány célja, hogy a két fürdő alkalmazásának elkerülésével lényegesen lerövidítsük az ojtás folyamatát és ezzel csökkentsük a felhasznált energiahordozók mennyiségét, valamint javítsuk a reprodukálhatóságot, továbbá hogy a homopolimerizáció jelenségét is kiküszöböljük. A kitűzött célnak megfelelően kidolgozott megoldás eljárás szintetikus szálak tulajdonságainak, mint színezhetőség, nedvességfelvevő képesség, égési tulajdonságok, elektrosztatikus feltöltődésre való hajlam módosítására egyfürdős, egylépéses kémiai iniciálással egybekötött ojtással. Az eljárás azzal jellemezhető, hogy az ojtandó szálat, 0,001-3,0% iniciátort vagy iniciátorokat, 0,1-5,0% I általános képletű monomert vagy monomereket, ahol 2
