178416. lajstromszámú szabadalom • Eljárás akrilnitril polimer szálak előállítására kis mólsulyú polimerekből
3 178416 4 hetők az ismert eljárásokhoz kapcsolódó problémák, és egyúttal megfelelő fizikai jellemzőkkel rendelkező szálak alakíthatók ki a polimerből. Ez az eljárás régóta fennálló igényeket elégítene ki, és igen nagy haladást jelentene a műanyagiparban. A találmány tárgya eljárás az adott felhasználási terület követelményeinek megfelelő fizikai jellemzőkkel rendelkező akriínitril. szálak előállítására, amelynek során akriínitril kopolimerből és vízből a víz atmoszferikus nyomáson mért forráspontjánál magasabb hőmérsékleten és a víz folyékony halmazállapotban tartásához szükséges nyomáson» homogén fúziós ömledéket készítünk, a fúziós ömledéket fonófejen keresztül közvetlenül egy gőznyomás alatt tartott szilárdító térbe vezetjük, ahol a vizet a kívánt mértékben eltávolítjuk a fonófejet elhagyó primer extrudátumból, majd a szálakat nyújtjuk. A találmány értelmében kiindulási anyagként körülbelül 6000 és körülbelül 15 750 közötti átlagmólsúlyú akriínitril kopolimert használunk fel, a szálakat közvetlenül a szilárdító térben két egymást követő, egy kisebb nyújtási aránnyal és egy azt követő nagyobb nyújtási aránnyal végzett lépésben nyújtjuk, végül kívánt esetben a nyújtott szálakat utókezeljük. A szilárdító térben az extrudátumot a két nyújtási lépésben előnyösen együttvéve legalább 25-szörösére nyújtjuk. Ezután a szálakat kívánt esetben utókezelésnek vetjük alá. Egy előnyös utókezelési módszer szerint a nyújtott szálakat olyan hőmérsékletű és páratartalmú térben szárítjuk, ahol a víz anélkül távozik el a szálakból, hogy a szálakban különálló vizes fázis alakulna., ki. A szárított szálakat ezután előnyösen gőz jelenlétében, körülbelül 15—40%-os zsugorodást biztosító körülmények között megeresztjük. Oltalmi igényünk a lényegében körülbelül 6000 és körülbelül 15 750 közötti átlagmólsúlyú akriínitril polimerekből álló, a felhasználás igényeinek megfelelő fizikai jellemzőkkel rendelkező akriínitril polimer szálakra is kiterjed. A találmány szerinti eljárással előnyösen olyan szálakat állítunk elő, amelyek egyenes állapotban mért szakítószilárdsága legalább körülbelül 2;0 g/denier, egyenes állapotban mért megnyúlása legalább körülbelül 20%, hurkolt állapotban mért szakítószilárdsága pedig legalább körülbelül 1,8 g/denier. Rendkívül meglepő az a tapasztalatunk, hogy a találmány szerinti eljárással számos felhasználási terület céljainak megfelelő fizikai tulajdonságokkal rendelkező akriínitril polimer szálakat állíthatunk elő annak ellenére, hogy olyan átlagmólsúlyú polimerekből indulunk ki, amelyeket a szakirodalom szálképzésre teljesen alkalmatlanoknak tüntet fel. A találmány szerinti eljárással előállított szálak kedvező fizikai tulajdonságaik következtében — a szálakon végrehajtott utókezelési műveletektől függően — előnyösen alkalmazhatók az ipar számos területén és a textilgyártásban. A találmány szerint előnyösen olyan szálakat állítunk elő, amelyek fizikai jellemzői egyenértékűek a kereskedelmi forgalomban jelenleg beszerezhető akriínitril polimer szálak többségének jellemzőivel, és ennek megfelelően a kereskedelmi akriínitril polimer szálakéval azonos területeken használhatók fel. A találmány szerinti polimer szálakat például a textiliparban, a szőnyegszövésben, a papíriparban és egyéb iparágakban hasznosíthatjuk. A találmány szerinti eljárásban a száíképzéshez eddig felhasznált akriínitril polimerekénél kisebb átlagmólsúlyú polimerekből indulunk ki. A találmány szerinti eljárásban felhasznált akriínitril polimerek összetétele megegyezik az ismert módszerekben alkalmazott kiindulási anyagokéval; azaz a kiindulási anyagok csupán átlagmólsúlyuk tekintetében különböznek egymástól. Miként már említettük, a találmány szerinti eljárással körülbelül 6000 és 15 750 közötti átlagmólsúlyú akriínitril polimereket dolgozunk fel; a kiindulási polimerek átlagmólsúlya előnyösen körülbelül 7500 és 14 500 közötti érték lehet. A találmány szerinti eljárásban felhasználható akriínitril polimereket önmagában ismert polimerizációs eljárással állítjuk elő; a polimerizációt a kívánt átlagmólsúlyú termék képződéséig folytatjuk. A leírásban szereplő átlagmólsúly-értékeket gélpermeációs kromatográfiával határoztuk meg. Amenynyiben egyebet nem közlünk, a leírásban és az igénypontokban a „mólsúly” és „átlagmólsúly” megjelölésen a mólsúly szám szerinti átlagát (Mn) értjük. A mérésekhez Waters típusú gélpermeációs kromatográfot használtunk fel; oszlop-töltetként polisztirol gélt, oldószerként pedig 0,1 mólos dimetilformamidos lítiumbromid oldatot alkalmaztunk. A kromatográf kalibrálására négy ismert mólsúlyú akriínitril polimer mintát használtunk fel; a kalibráló minták esetén a mólsúly szám szerinti átlagát (Mn) és a mólsúly súly szerinti átlagát (MJ membrán-ozmometriás, illetve fényszórási mérésekkel határoztuk meg. A kromatográf kalibrációs állandóit úgy állapítottuk meg, hogy az előzetes mérésekkel meghatározott, ismert Mn és Mw értékek a lehető legpontosabban egybeessenek a polidiszperz minták kromatogramjai alapján számított Mn és Mw értékekkel. A találmány szerinti eljárásban a szálképzéshez akrilnitrilből és egy vagy több, akrilnitrillel kopoli-» merizálható komonomerből kialakított akriínitril kopolimereket használunk fel. E kopolimerek legalább körülbelül 1 mól%, előnyösen legalább körülbelül 3 mól% kopolimert, továbbá legalább körülbelül 50 mól%, előnyösen legalább körülbelül 70 mól% akrilnitrilt tartalmaznak. A találmány szerinti eljárás első műveletében vízből és a kiválasztott akriínitril polimerből a víz atmoszferikus nyomáson mért forráspontjánál magasabb hőmérsékleten, atmoszferikusnál nagyobb nyomáson homogén fúziós ömledéket készítünk. A hőmérséklet és a nyomás tényleges értékei a felhasznált polimer összetételétől függően széles határok között változhatnak, ezek az adatok azonban a szakirodalomban közölt útmutatások alapján könnyen meghatározhatók. A szakirodalom a homogén fúziós ömledékek kialakításához szükséges polimer/víz arányokat is közli. A kapott homogén fúziós ömledéket fonófejen keresztül közvetlenül egy gőznyomás alatt tartott szilárdító térbe extrudáljuk. A szilárdító térben uralkodó körülményeket olyan értékekre állítjuk be, hogy a víz megfelelő sebességgel, a fonófejet elhagyó extru* dátum deformálódása nélkül távozzon el a primer extrudátumból. Gőznyomás alatt tartott szilárdító tér alkalmazása nélkül a víz igen gyorsan elpárolog a primer extru« dátumból. A nagy sebességű párolgás következtében a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
