170927. lajstromszámú szabadalom • Eljárás poliakrilnitrilszál előállítására
11 170927 12 nál megközelítőleg 5-10%-kal több. Az ABF vonalat tehát úgy állapítjuk meg, hogy meghatározzuk azt a pontot, amelynél a kisebb víztartalmú, polimerből és vízből álló minta egyfázisú ömledéket képez, vagyis ehhez a ponthoz is konkrét hőmérséklet- és koncentrációérték tartozik. Az ACG vonalat úgy határozzuk meg, hogy megállapítjuk azt a pontot, amelynél egy nagyobb víztartalmú (vagyis az A pontnak megfelelő koncentrációértéknél nagyobb koncentrációban vizet tartalmazó), polimerből és vízből álló mnfta kétfázisú folyadék-állapot után egyetlen fázist alkot. Tekintettel arra, hogy a cellában igen nehéz mechanikai keverést alkalmazni, az utóbbi pont meghatározása meglehetősen időtrabló. Az A pont, valamint az ABF és ACG vonalak meghatározása után a BC vonalat az A pontnak megfelelő hőmérsékletnél mintegy 30 C°-kal magasabb hőmérsékleten húzzuk meg. így határozzuk meg tehát az ömledékképzésnek kedvező ABC tartományt. Általában az egyfázisú ömledék képzésére alkalmas kompozíciókban a víztartalom mintegy 10% és mintegy 35%, míg ennek megfelelően az akrilnitril polimer mennyisége mintegy 65% és mintegy 90% között változik. Ha az egyfázisú megömlesztett kompozíció egy adott akrilnitril polimer esetében kielégítően alacsony olvadáspontú (azaz a polimer bomlási hőmérséklettartományánál alacsonyabb hőmérsékletű) különböző polimer- és vízkoncentrációk esetében is, akkor a találmány értelmében előnyös, ha a lehető legkisebb mennyiségű vizet tartalmazó kompozíciót alkalmazzuk. Bizonyos esetekben a polimer-víz kompozícióban a víz mennyisége a fentiekben említett koncentrációtartománynál kisebb vagy nagyobb lehet, és mégis ez esetben még egyfázisú megolvadt ömledék képződik. Több víz használható például, ha a kompozícióhoz olyan harmadik anyagot (így például valamilyen, vízben oldható polimert, vagy valamilyen, a vízzel ömledéket képező hidrofil polimert, valamilyen finoman eloszlatott, hidrofil szilárd anyagot, vagy valamilyen hidrofil folyadékot) adunk, amely megköti a fölöslegben levő vizes és ugyanakkor az akrilnitril polimert egyfázisú ömledékként hagyja. így nem szükséges, hogy ez a harmadik anyag jelentősen gátolja az egyfázisú ömledék képződését vízzel. Ez a harmadik anyag összeférhető lehet az akrilnitril polimerrel, és az előállított termékek azonos (egységes) összetételűek lehetnek ezt a harmadik anyagot folyamatosan zárványként tartalmazva. Másrészt ez a harmadik anyag lehet összeférhetetlen is, aminek hatására a kapott termékek könnyen rostosíthatók. Lehet továbbá ez a harmadik anyag könnyen eltávolítható is — például vízzel vagy valamilyen szerves folyadékkal végzett mosás útján —, aminek következtében az előállított szálak pórusos szerkezetűek lesznek. Harmadik anyagként használhatók tehát higroszkóp vízoldható polimerek, így például a polivinilalkohol, polietilénglikol, poliakrilamid és származékai, poliakrilsav, polivinilpirrolidon, polielektrolitok, fehérjék (azaz például a zselatin vagy a kazein) és finoman eloszlatott, higroszkóp szilárd anyagok, például a szilikagél, a keményítő, alu-6 mínium-klórhidrát, alumínium-oxid gél, diatómaföld, kaolintartalmú anyagok és molekulasziták, valamint más vízmegkötőanyagok, így anhidridek, például ecetsavanhidrid és szervetlen sók, például 5 vízmentes nátrium-szulfát, kalcium-klorid vagy nátrium-foszfát. Mint említettük, a találmány értelmében előnyösen akrilnitril polimerből és vízből álló, egyfázisú megolvadt ömledéket extrudálunk az ömle-10 dék olvadáspontjának megfelelő hőmérséklet feletti, előnyösen legfeljebb 30 C°-kal magasabb Tf hőmérsékleten fonórózsán át közvetlenül nyomás alatt tartott megszilárdulási zónába, ahol adott nyomást, hőmérsékletet és összetételt biztosítunk a képző-15 dött szálak vonatkozásában. Igen gyors nyújtást vagy húzást a megszilárdítási zónában olyan körülmények tesznek lehetővé, amelyeknél a képződött extrudátumban a szál keresztmetszete mentén az összetételprofil viszonylag lapos marad, miközben a 20 szál a fonórózsától távolodik, továbbá az extrudált szálban az ömledékképződést elősegítő adalékanyag viszonylag nagy koncentrációban marad vissza, és az extrudált szál hőmérséklete a Tf extrudálási hőmérsékletnél kisebb, azonban az M minimális 25 ömledék-hőmérsékletnél legfeljebb mintegy 20 C°-kal kisebb. Az „összetételprofil viszonylag lapos marad" kifejezés alatt azt értjük, hogy az extrudált szál felületéhez közel és a szál belsejében középtájt az akrilnitril polimer koncentrációja meg-30 közelítőleg azonos (azaz a polimer koncentrációjában legfeljebb mintegy 10%, de előnyösen legfeljebb mintegy 5% különbség mutatkozik) az extrudált szál bármely egyes keresztmetszetében. Tekintettel arra, hogy az extrudált szál egy adott ke-35 resztmetszete a fonórózsától eltávolodik a megszilárdítási zónában, a víz koncentrációja változhat benne, azonban az egyfázisú ömledék víztartalmának legalább 70%-a a szálban marad. A nyomás alatt tartott megszilárdítási zónában a fenti extru-40 dálási paraméterek tartására az alábbi körülményeket biztosítjuk, illetve tartjuk fenn. A zónában a vízgőz p abszolút parciális nyomása a Tf extrudálási hőmérsékletnek megfelelő abszolút víz-gőznyomásnak előnyösen az 56-110%-a, és különösen 45 előnyösen 80% és 100% közötti értékű. A nyomás alatt tartott megszilárdítási zónában a T hőmérséklet legalább egyenlő a víznek a megszilárdítási zónában mérhető p parciális nyomással egyenlő gőznyomásnál mért telítési hőmérsékletével, illetve 50 a T hőmérséklet addig a hőmérsékletig nőhet, ahol az extrudált szál bomlása már bekövetkezik, azonban előnyös, ha a T hőmérsékletet a jelzett hőmérséklettartomány alsó hatáiértékéhez közeli hőmérsékletre állítjuk be. A megszilárdítási zónában a P 55 össznyomás legalább egyenlő kell, hogy legyen a p parciális nyomással és legfeljebb előnyösen a p parciális nyomás huszonötszöröse lehet. Ennél még magasabb nyomásértékek is alkalmazhatók, azonban rendszerint nem szükséges ilyen magas nyo-60 másértékek használata. A P össznyomásnak a p parciális nyomásnál nagyobb hányadát - amennyiben P értéke p értékénél magasabb - például cseppfolyósított levegő, nitrogéngáz vagy kéndioxid bevezetése útján biztosíthatjuk. Előnyösen a P 65 összenyomás vagy egyenlő, vagy nem haladja meg
