170927. lajstromszámú szabadalom • Eljárás poliakrilnitrilszál előállítására

7 170927 8 utólagosan másodlagos nyújtásnak vagy utóhúzásnak kell alávetni, hogy a szálakban a polimer molekulák egyirányban orientálódjanak, majd ezt a műveletet a relaxálási (fesztelenítési) lépés követi, amikor is a belső alakváltozás könnyebben végbemegy, így alakítják ki a szálak előnyös tulajdonságait. Meglepő és nem várt módon azt találtuk, hogy a találmány szerinti eljárással ömledékből kialakított szálaknál nincs szükség semmiféle másodlagos nyújtásra vagy utóhúzási műveletre. így az akrilnitril polimerekből készült szálakra jellemző jó tulajdonságok a találmány szerinti eljárással pusztán már azzal elérhetők, hogy a gyors nyújtási (húzási) művelet után a szálakat megemelt hőmérsékleten relaxálódni hagyjuk bármiféle utólagos nyújtási vagy húzási művelet nélkül. A találmány szerinti eljárásban akrilnitril polimerként olyan polimerek vagy polimerek keverékei alkalmazhatók, amelyek több, mint mintegy 50% mennyiségben tartalmaznak akrilnitrilt. Az akrilnitril homopolimerjén kívül alkalmazhatók az akrilnitril egy vagy több kopolimerizálható, monoolefinszerű monomerrel alkotott kopolimerjei is. Ilyen monomerként megemlíthetjük az akril-, a-klór-akril-és metakrilsavat, a metakrilátokat, például a metil-metakrilátokat, etil-metakrilátot, butil-metakrilátot, metoxi-metil-metakrilátot vagy a 0-klór-etil-metilakrilátot, továbbá az akrilsav és az a-klór-akrilsav megfelelő észtereit, vinil-bromidot, vinil-kloridot, vinil-fluoridot, vinilidén-bromidot, vinilidén-kloridot, allil-kloridot, 1-klór-l-bróm-etilént, metakrilonitrilt, allilalkoholt, akrilamidot, metakrilamidot és a-klór-akrilamidot vagy ezek monoalkilezett származékait, metil-vinil-ketont, vinilésztereket, például a vinil-formiátot, vinil-acetátot, vinil-klóracetátot, vinil-propionátot, vinil-sztearátot és a vinil-benzoátot, N-vinil-imideket, például az N-vinil-ftálimidet vagy az N-vinil-szukcinimidet, metilén-malonsavésztereket, itakonsavat és az itakonsavésztereket, N-vinil-karbazolt, vinil-furánt, alkil-vinil-étereket, vinil-szulfonsavakat, így például a vinil-szulfonsavat, sztirol-szulfonsavat, metallil-szulfonsavat, p-metalliloxi-benzol-szulfonsavat és sóikat, etilénszerűen telítetlen a,/3-dikarbonsavakat vagy anhidridjeiket vagy más származékaikat, így például a dietil-citrakonátot vagy a dietil-mezakönátot, sztirolt, dibróm-sztirolt vinil-naftalint, vinilcsoporttal helyettesített tercier heterociklusos aminokat, így a vinil-piridineket és az alkilcsoporttal helyettesített vinil-piridineket, például a 2-vinil-piridint, 4-vinil-piridint vagy a 2-metil-5-vinil-piridint, 1-vinil-imidazolt és az alkilcsoporttal helyettesített 1-vinil-imidazol-származékokat, például a 2-, 4- vagy 5-metil-l-vinil-imidazolt, vinil-pirrolidont, vinil-piperidont és más, monoolefinszerű kopolimerizálható monomereket. Az akrilnitril polimerek, vagy különböző polimerek keverékei változó mennyiségben tartalmazhatnak egy vagy több komonomert, például a polimer összsúlyára vonatkoztatva összesen mintegy 5, 10, 15, 20, 25, 30 vagy 40% komonomert tartalmazhatnak. Molekulasúlyuk 10 000 és 200 000 között változhat, és például mintegy 20 000, 40 000, 50 000, 60 000, 70 000, 85 000, 100 000 vagy 130 000 lehet. A komonomerek mennyisége és a molekulasúly lehet azonban a fentiekben említett határértékeknél kisebb vagy nagyobb, tekintettel arra, hogy a találmány szerinti eljárás foganatosításában ezek a paraméterek nem játszanak szerepet, bár a végtermékek tulajdonságaiban, különös 5 tekintettel a végső felhasználási célokra, ezek a paraméterek érvényre jutnak. Az akrilnitril polimerekre vonatkozó bomlási hőmérséklettartomány alatt olyan hőmérséklettartományt értünk, ahol az akrilnitril polimerek bomlást 10 szenvednek a polimer elfolyósításához és extrudálásához szükséges idő alatt. A bomlást rendszerint a polimer elszíneződésén észlelhetjük. Rendszerint ez a bomlási hőmérséklettartomány mintegy 180C° és mintegy 220 C° közötti hőmérsékleten 15 kezdődik a polimer összetételétől függően és magasabb hőmérsékletek felé nő. Ha a termékben a polimer minősége nem lényeges és bizonyos mértékű polimerbomlás még eltűrhető, akkor az egyfázisú megolvadt ömledéket a fentebb említett 20 bomlási hőmérséklettartományba eső valamelyik hőfokra hevíthetjük, azonban általában előnyösebb alacsonyabb hőmérsékleteken dolgozni a bomlás elkerülésére. Azokban az esztendőkben, amikor az akrilnitril 25 polimerekből készült szálak megjelentek kereskedelmi forgalomban száraz vagy nedves szálképzést hasznosító üzemek termékeként, sőt még ezt megelőzően, felismerték, hogy rendkívül előnyös több okból, ha a szálak lehetőség szerint mentesek pó-30 rusoktól és mikropórusoktól. Ilyen ok például az, hogy a szál jobban nyújtható és kevésbé koptatható, jobb a külseje és a pórusoktól mentes tömörebb szálak jobban festhetők. így a találmány célja többek között olyan akrilnitril polimerszálak gyár-35 tása ömledékből végzett szálképzés útján, amelyek lényegében mentesek pórusoktél vagy mikropórusoktól. Mint korábban említettük, akrilnitril polimerből és vízből álló, ömledékből végzett szálképzésre al-40 kalmas egyfázisú megolvadt Ömledék mintegy 10% és mintegy 35% közötti mennyiségben tartalmaz vizet, az akrilnitril polimer összetételétől és más változóktól függően. így az ömledékből végzett szálképzés során a fonórózsa nyílásain áthaladó 45 anyag, amelyből a szálak kialakulnak, mintegy 10% és mintegy 35% közötti mennyiségben tartalmaz vizet. Valamikor az ezt követő további feldolgozás során, függetlenül attól, hogy közvetlenül az extrudálás után vagy a későbbiekben, ezt a vizet el kell 50 távolítani, hogy száraz, akrilnitril polimerből készült szálakat kapjunk, amelyeket aztán késztermékekké, azaz például ruházati anyagokká, térítőkké vagy szőnyegekké feldolgozunk. A „száraz szál" kifejezés alatt olyan szálakat értünk, amelyek 55 a szobahőmérsékleten mérhető nedvességtartalomnak vagy e nedvességtartalomnál kisebb nedvességtartalomnak megfelelő mennyiségben (azaz ezekkel a nedvességtartalmakkal egyensúlyt tartva) tartalmaznak vizet. Akrilnitril polimerekből készült szá-60 lak esetében ez annyit jelent, hogy a száraz szálak mintegy 5%-nál kevesebb visszamaradt nedvességet tartalmaznak. Ennek kapcsán ismertük fel, hogy a szálakban a mikropórusok képződése éppen a képződő szálak nem megfelelő szárításának tudható 65 be. Ha az éppen kialakított (extrudált) szálat le-4