Способ получения волокнистой массы — SU 514577 (original) (raw)
(31) 25.09.70 (33) ЯпонияОпубликовано 15.05.76. Б Гасударственные комит астров С Совета(53) УДК 539,217(088,8) о" чететть Мо 18 ло Лелаи изобретена и открытий) Авторы изобретения Иностранцыо Юеки и Есимицу(Япония)ностранная фирмая Одзи Юка Госей/ "" " (гКекюдзеф т. Заявителубусики СОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОЙ МАССЫ Изобт ение лентюсз , в ч синтетической сы. лательно использовать кристаллическии полимер. Поскольку этот полимер чаще вводят в виде водной дисперсной системы под давлением в условиях определенной температуры и с учетом возможного гидролиза, предпочтение следует отдавать полимеру, полученному полиприсоединением, а не полимеру, полученному поликонденсацией.К аким линейны полимерам можно отнес ти полиолефиновые, полихлорэтиленовые, поливиниловые ароматические, полпамп; ные, полиэфирные, полиимидные и поликарбонатные смолы, как гомополимеры, так и сополи.,теры.Применяемые в предлагаемом способе во досорбирующие вещества, находящиеся в каплях расплавленного полимера в водной дпсперсной системе, могут быть растворимыми, плохо растворимыми или нерастворимыми в растворителя берут больше воде.В качестве водопользуют неорганидинения, которыеили растворяют вония.Характернымирастворимых в восоединения, как нсульфиты, карбонагалоидные соединеземельных металл бу может быть мер, способный обполного использоой ориентации же По предлага взят любой ли разовывать во вания эффекта емому спос нейный поли локна. Для молекулярн относится к бумажной промыштности к способу получения бумажной (волокнистой) масИзвестен спосоо получения волокнистои массы для бумаги путем пропуска из зоны высокого давления в зону низкого давления полимерной дисперсии, состоящей из полимера, положительного растворителя, поверхностно-активного вещества, воды и водосорбирующего агента. При этом получают тонкофибриллярную структуру высадившихся полимерных частиц.Соотношение положительногои полимера в такой дисперсии1, преимущественно 1,5 - 1,6,Как оказалось, при использовании дисперсии с соотношением растворителя и полимера меньшим 100, но больше 0% (предпочтительно 20 - 50%) получают фибридную массу лучшего качества (выше прочность вследствие большей ориентации молекул при выходе в зону с низким давлением). Введение такого малого количества растворителя связано с добавлением в полимер сорбирующего воду вещества. сорбирующих веществ исеские и органические соели растворяются в воде, ду в зоне высокого давлепримерами неорганических де веществ являются такие итраты, ацетаты, сульфаты, ты, фосфаты, гпдроокисп и ния щелочных и щелочноов и аммония и их слож 5145773ные или двойные соли, например ХаХОз,СНзСООХа, Мд 804, МаСО, ХаНРО, 1 маОН,МаС 1, (МН 4) Л 1 1504),В качестве органических растворимых в воде соединений применяют карбоксиметилцеллюлозу, крахмал, аравийскую камедь, агарагар, полиакриламид, полиакриловую кислотуили ее натриевую соль, полиэтиленимин, окисьполиэтилена, поливинилпирролидон и поливиниловые спирты.В качестве неорганических и органическихвеществ, которые не растворяются в воде илирастворяют воду в зоне высокого давления,адсорбируют или абсорбируют воду, применяют такие наполнители, как кароонат кальция,нерастворимые в воде твердые вещества, например такие силикаты, как глины каолин),белый уголь (аморфная двуокись кремния),тальковая слюда и т, д.Для стабильного диспергирования расплавленного линейного полимера в воде в видежидких капель, а также для ускорения инфильтрации воды в измельченное водосорбирующее вещество к водной дисперсной системе добавляют растворитель, предпочтительнееположительный,Под применяемым в данном случае термином положительный растворитель следуетпонимать растворитель, в котором расплавленный полимер хотя бы частично растворим вусловиях зоны высокого давления и совсемне обязательно растворим в условиях зонынизкого давления или в нормальных условиях. В качестве положительных растворителейиспользуют все растворители, способствующиеинфильтрации воды (и эмульгатора) в каплирасплавленного полимера, например алифатические, алициклические, ароматические, галоидзамещенные углеводороды и т. п, Применяют самостоятельно или в смеси, напримеря-пентан, я-гексан, н-гептан, циклопентан,циклогексан, дихлорметан, бензол, толуол,ксилолы, декалин, тетрадин, нафталин.Характерными примерами подходящихэмульгаторов являются неионогенные анионные, катионные, амфотерные поверхностноактивные вещества, применяемые самостоятельно или в смесях.При практическом применении предлагаемого способа используют специальную воднуюдисперсную систему полимера, в которой капли расплавленного полимера содержат водосорбирующее вещество, в которое возмон(новключение воды.Вода существует в виде диспергированнойфазы в сплошной фазе расплавленного полимера или в состоянии, при котором она сообщается с внешней стороной полимерных капель ввиду затвердевания этой диспергированной фазы.П р и м е р 1, 50 вес. ч. линейного полиэтилена с индексом расплава 5 и плотностью0,965 г/см в виде порошка и 50 вес. ч. сульфата магния, высушенного в течение.4 ч при160 - 170 С, перемешивают в валковом сме о 1 э 20 25 зо 35 4 О45 50 55 оо 65 4сителе при температуре поверхности валков 175 С. Полученную таким образом смесь гранулируют и гранулы измельчают в порошок в мельнице.Отдельно берут 1 вес. ч. неионогенного эмульгатора, растворяют его в 83 вес. ч. воды и в полученный раствор добавляют 1 вес. ч, н-пентана для приготовления однородной эмульсии, В эту эмульсию добавляют 15 вес.ч. описанного выше порошка, равномерно диспергируют его и получают водную смесь.Водную смесь подают в герметически закрытый сосуд, внутреннее давление в котором доводят до 40 кг/см с помощью нагнетания азота. Затем при помешивании температуру смеси доводят до 180 С. Спустя 50 мин давление в сосуде поднимается вследствие нагрева до 53 кг/см, Внутреннюю часть герметически закрытого сосуда соединяют через шиберный затвор со щелевым соплом шириной 0,5 мм и длиной 10 мм.Спустя 50 мин давление системы снова повышают с помощью азота до 70 кг/см, после чего резко открывают шиберный затвор для выдавливания смеси в атмосферу. В результате получают массу тонкого волокна с высокоориентированной структурой.П р и м ер 2. 15 вес. ч, линейного полиэтилена с индексом расплава 5 и плотностью 0,965 г/см растворяют при температуре 120 - 140 С в 70 вес.ч.ксилола. В полученный раствор при одновременном и тщательном его помешивании добавляют 15 вес. ч. хлористого натрия просушенного в течение 4 ч при 160 - 170"С.После тщательного перемешивания полученную смесь постепенно выливают в метиловый спирт для осаждения смеси полиэтилена с хлористым натрием. Этот осадок размешивают в смесителе до получения порошка, который 2 - 3 раза промывают метиловым спиртом для удаления ксилола и просушивают при 60"С в течение 24 ч для полного удаления растворителей.15 вес. ч, полученной таким образом смеси добавляют в эмульсионную жидкость, состоящую из 81 вес. ч. воды, 3 вес. ч. и-пентана и 1 вес. ч. неионогенного эмульгатора, хорошо перемешивают и полученную смесь обрабатывают по методике примера 1. В результате проведенных операций получают волокно с трехмерной сетчатой структурой высокой степени ориентации.П р и м е р 3. 50 вес, ч. линейного полиэтилена с индексом расплава 5 и плотностью 0,965 г/см и 50 вес. ч. глины, высушенной в течение 4 ч при 160 - 170 С, перемешивают в валковом смесителе и полученную смесь размалывают в порошок.15 вес, ч. полученной смеси добавляют в эмульсионную жидкость, состоящую из 81 вес, ч. воды, 3 вес, ч. и-пентана и 1 вес. ч.неионогенного эмульгатора, для получения водной смеси, которую обрабатывают по методике примера 1. В результате проведенныхЗаказ 1841/6 Изд.1534 Тираж 520 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 операций получают тонковолокнистую структуру.П р и м е р 4. 50 вес. ч. порошка изотактического полипропилена с индексом расплава 9 и 50 вес. ч. сульфата магния, высушенного в течение 4 ч при температуре 160 - 170 С, перемешивают в валковом смесителе, температура поверхности валков которого 210 С, Полученную таким образом смесь гранулируют и размалывают в порошок,Отдельно готовят однородную эмульсионную смесь путем растворения 1 вес. ч. неионогенного эмульгатора в 83 вес. ч. воды с последующим добавлением 1 вес. ч, гептана в полученный раствор.В полученную эмульсию добавляют 15 вес. ч. описанного выше порошка и полученную водную смесь выдерживают в течение 50 мин в автоклаве при температуре 180 С и давлении 50 кг/см 2, после чего выдавливают в атмосферу. В результате получают тонкую волокнистую, жесткую массу.П р и м е р 5, 70 вес. ч. нейлонаи 30 вес, ч. сульфата натрия, высушенного в течение 4 ч при 160 - 170 С, гранулируют при максимальной температуре 270 С с помощью экструдера (45 мм) и полученные гранулы размалывают в порошок.Отдельно готовят однородную эмульсионную жидкость путем растворения 1 вес. ч. анионного поверхностно-активного вещества в 83,5 вес. ч. воды с последующим добавлением в полученный раствор 0,5 вес. ч. крезола.В полученной эмульсии равномерно диспергируют 15 вес. ч. описанного выше порошка для получения его водной смеси. Эту смесь помещают в герметически закрытый сосуд, внутреннее давление в котором с помощью азота доведено до 40 кг/смЯ, и при помешивании температуру водной смеси повышают до 240 С. Спустя 60 мин давление в сосуде повышается до 65 кг/см. В это время отгрузочный клапан сосуда быстро открывают для выдавливания водной эмульсионной жидкости полимера в атмосферу. В результате полу. чают тонкие волокна, обладающие высокоориентированной и фибриллированной структурой с достаточной жесткостью.П р и м е р 6. 15 вес. ч. смеси полиэтилена и 10 сульфата магния, приготовленной по примеру1, добавляют в раствор, приготовленный растворением 1 вес. ч. анионного поверхностно- активного эмульгатора в 84 вес. ч. воды, для образования водной смеси, в которой равно мерно диспергируют перемешанную смесь.Полученную водную смесь помещают в герметически закрытый сосуд и давление в сосуде путем нагнетания азота поднимают до 45 кг/см. Температуру водной смеси при по мешивании повышают до 180 С. Через 120 миндавление в сосуде поднимается до 55 кг/смЯ.В этот момент резко открывают выпускной клапан сосуда для выдавливания водной эмульсионной жидкости полимера в атмос феру. В результате получают тонкие волокнас фибриллированной структурой. Способ получения волокнистой массы путемподачи водной дисперсии, состоящей из полимера, положительного органического растворителя, не смешивающегося с водой, сорбиру ющего воду вещества и эмульгатора, из зонывысокого давления в зону низкого давления, отличающийся тем, что, с целью получения волокнистой массы с высокоориентированными частицами, используют дисперсию с 40 соотношением положительного растворителя иполимера 1 - 99: 100 вес. % соответственно.