DE3515461A1 - Kunststoffmischfaser - Google Patents
KunststoffmischfaserInfo
- Publication number
- DE3515461A1 DE3515461A1 DE19853515461 DE3515461A DE3515461A1 DE 3515461 A1 DE3515461 A1 DE 3515461A1 DE 19853515461 DE19853515461 DE 19853515461 DE 3515461 A DE3515461 A DE 3515461A DE 3515461 A1 DE3515461 A1 DE 3515461A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- poly
- aromatic
- fiber
- aliphatic copolymer
- fibers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/88—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
- D01F6/90—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyamides
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/88—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
- D01F6/90—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyamides
- D01F6/905—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyamides of aromatic polyamides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L77/10—Polyamides derived from aromatically bound amino and carboxyl groups of amino-carboxylic acids or of polyamines and polycarboxylic acids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
- Y10T428/2929—Bicomponent, conjugate, composite or collateral fibers or filaments [i.e., coextruded sheath-core or side-by-side type]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Polyamides (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine eine ultrahohe Zähigkeit und einen ultrahohen Modul aufweisende Kunststoffmischfaser
aus einem vollständig aromatischen Polyamid und einem regelmäßig geordneten aromatischen-aliphatischen
15 Copolyamid.
Wenn p-orientierte, vollständig aromatische Polyamide, beispielsweise Poly-(p-phenylenphthalamid), Poly-(pbenzamid)
u.dgl. in hoher Konzentration in einem tertiären Aminlösungsmittel oder in konzentrierter
Schwefelsäure gelöst werden, bilden sie flüssige Kristalle. Insbesondere dann, wenn solche Polymerisate
mit einem hohen Polymerisationsgrad in dem flüssigen kristallinen Zustand versponnen werden, ist es
möglich, Fasern mit ultrahoher Zähigkeit und ultrahohem Modul herzustellen. Einschlägige Verfahren sind
aus den US-PS 3 671 542, 3 869 429 und 3 869 430 bekannt und werden nun großtechnisch durchgeführt. Die
dabei erhaltenen Produkte sind bereits im Handel er-
30 hältlich.
Die ultrahohe Zähigkeit und der ultrahohe Modul p-orientierter, vollständig aromatischer Polyamidfasern
dürften vermutlich darauf zurückzuführen sein, daß die solche Fasern bildenden Molekülketten in star-
rer, stabartiger Form vorliegen und daß die Moleküle der Fasern im Vergleich zu solchen von Fasern mit üblichen,
flexiblen, aliphatischen Molekülketten außerordentlich stark parallel ausgerichtet sind. Diese Fasern mit stabartigen
Molekülketten zeigen in Richtung der Faserachsen eine sehr hohe Zugfestigkeit und einen sehr hohen
Modul, sie sind jedoch senkrecht zu den Faserachsen von sehr geringer mechanischer Festigkeit. Dies ist auf eine
Fibrillierung der Fasern zurückzuführen.
Die Fibrillierung stellt bei p-orientierten, vollständig aromatischen Polyamidfasern ein ernstes Problem dar. Sie
ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß die Molekülketten der Fasern in der starren, stabartigen Form vorliegen
und eine fibrillenartige Orientierung aufweisen. Bei wiederholter Belastung oder Reibung können sich die
Fasern in eine Anzahl von Einzelfibrillen aufspalten,
wodurch ihre Zähigkeit und ihr Modul in hohem Maße beeinträchtigt werden. Diese Nachteile können den Gebrauch
von eine ultrahohe Zähigkeit und einen ultrahohen Modul aufweisenden Fasern erheblich beschränken.
Demzufolge wurden weltweit zahlreiche Untersuchungen zur Beseitigung dieser Nachteile durchgeführt.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, nicht mit den bekannten Nachteilen behaftete Kunststoffmischfasern
sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben.
Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß sich die gestellte Aufgabe lösen läßt, wenn man ein aromatisches
Polymerisat mit einem aromatisch-aliphatischen Mischpolymerisat in eine Polymerisatmischung überführt
und diese dann verspinnt.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Kunststoffmischfaser ultrahoher Zähigkeit und ultrahohen Moduls, welche
dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus 50 - 95 Gew.-% Poly-(p-phenylenterephthalamid) einer Eigenviskosität
von mindestens 5,0 und 5-50 Gew.-% eines regelmäßig geordneten aromatischen-aliphatischen Mischpolymerisats
einer Eigenviskosität von mindestens 2,0 der Formel:
HN
NHCO
CONH
worin χ für eine ganze Zahl, nämlich 4,6,8 oder 10
steht und R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt, besteht.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Kunststoffmischfaser, welches
dadurch gekennzeichnet ist, daß man 14-24 Gew.-% eines Gemischs aus 50 - 95 Gew.-% Poly-(p-phenylenterephthalamid)
einer Eigenviskosität von mindestens 5,0 und 5-50 Gew.-% eines regelmäßig geordneten aromatischen,
aliphatischen Mischpolymerisats einer Eigenviskosität von mindestens 2 der Formel:
MICO
CCNH
NHCC(CR2
worin χ für eine ganze Zahl, nämlich 4,6,8 oder 10 steht und R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe
darstellt, zur Bildung einer Spinnlösung an isotroper Einzelphase in 98- bis iO3%iger H3SO4 löst, die erhaltene
Lösung bei einer Temperatur von 80 - 100°C nach
einer üblichen Trockenstrahl-Naßspinntechnik zur Herstellung
einer Faser extrudiert, die erhaltene Faser anschließend koaguliert und mit Wasser wäscht und
schließlich die Faser bei einer Temperatur von 200 - 3000C
5 heißzieht und wärmebehandelt.
Eine Kunststoffmischfaser gemäß der Erfindung besitzt im Vergleich zu Fasern aus den die Kunststoffasermischung
bildenden Einzelkomponenten eine erheblich erhöhte Kristallinität und deutlich verbesserte Molekülkettenorientierungseigenschaften
und mechanische Eigenschaften, z.B. Zugfestigkeit und Modul. Darüber hinaus ist sie nicht mit dem Fibrillierungsphänomen belastet. Dies
dürfte ähnlich wie bei einer Metallegierung darauf zurückzuführen sein, daß ihre Eigenschaften in spezieller
Weise durch Ausbilden einer feinen Struktur einer neuen Zusammensetzung durch gründliches Vermischen zweier
oder mehrerer vollständig aromatischer Polyamidketten zurückzuführen sind.
Ein erfindungsgemäß verwendbares vollständig aromatisches
Polyamid ist beispielsweise Poly-(p-phenylenterephthalamid).
Erfindungsgemäß verwendbare aromatische-aliphatische,
geordnete Copolyamide sind beispielsweise Poly-(4,4'-terephthalanilidadipamid),
Poly-(4,4'-terephthalanilidsuberamid), Poly-(4,4'-terephthalanilidsebacamid)
und Poly-(4,4'-terephthalaniliddecandicarboxamid).
Bei der Herstellung erfindungsgemäßer Fasern durch geeignetes
Vermischen der Polymerisate sollte als Spinnlösungsmittel vorzugsweise eine 97- bis 103%ige konzentrierte
Schwefelsäure verwendet werden. Ferner bedient man sich vorzugsweise des aus der US-PS 3 414
bekannten Trockenstrahlnaßspinnverfahrens. Das Mi-
schungsverhältnis der Polymerisate beträgt vorzugsweise 5 - 30% mindestens eines regulär geordneten, aromatischen-aliphatischen
Copolyamide und 70 - 95% mindestens eines vollständig aromatischen Polymerisats.
5
5
Die am meisten bevorzugte Faser gemäß der Erfindung besteht
im wesentlichen aus 85% Poly-(p-phenylenphthalamid)
einer Eigenviskosität von 5,6 und 15% Poly-(4,4'-terephthalanilidadipamid)
einer Eigenviskosität von
10 3,50. Im Falle einer gesponnenen Faser kann diese
folgende physikalische Eigenschaften aufweisen: Zugfestigkeit: 24 g/den; Zugmodul: 1020 g/den;
Dehnung von weniger als 4,4%;
15 Kristallorientierungswinkel: weniger als 13°.
Eine gezogene und wärmebehandelte Faser kann folgende
Eigenschaften aufweisen:
Zugfestigkeit: 27,6 g/den;
Zugmodul: 1420 g/den;
Eigenschaften aufweisen:
Zugfestigkeit: 27,6 g/den;
Zugmodul: 1420 g/den;
20 Dehnung von weniger als 3,3%; Kristallorientierungswinkel: 6 °.
Ferner kann bei letzterer Faser die Fibrillierung weitestgehend in Grenzen gehalten werden.
Sämtliche bisher bekannten Fasern bestehen aus einem
einzelnen, linearen, kristallinen Polymerisat. Dies ist ein wesentlicher Faktor für Fasern, z.B. Industriefasern,
die eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen
sollen. Deshalb darf die Orientierung und Kristallinitat der Matrixpolymerisate nicht durch Zusatz eines
sollen. Deshalb darf die Orientierung und Kristallinitat der Matrixpolymerisate nicht durch Zusatz eines
dritten Materials beeinträchtigt werden. Bei Fasern für Kleidungsstücke kann den Matrixpolymerisaten oftmals
ein drittes Polymerisat zugesetzt werden, um die Fasern mit speziellen Eigenschaften, z.B. Flexibilität, Flammhemmeigenschaften und dergleichen, auszustatten. In die-
ein drittes Polymerisat zugesetzt werden, um die Fasern mit speziellen Eigenschaften, z.B. Flexibilität, Flammhemmeigenschaften und dergleichen, auszustatten. In die-
sem Falle ist es jedoch nicht möglich/ die physikalischen
Eigenschaften der Matrixpolymerisate gegen eine von der zugesetzten Menge an dem dritten Polymerisat
abhängige Beeinträchtigung zu schützen. Erfindungsgemaß werden nun zwei Polymerisate A und B, die sich voneinander
in ihren chemischen Komponenten und Molekülkettenstrukturen vollständig unterscheiden/ miteinander
in geeignetem Mengenverhältnis gemischt, wobei ein neues Polymerisatsystem C entsteht. Aus diesem erhält
man neue Kunststoffmischfasern, die im Vergleich zu Fasern aus den Einzelpolymerisaten A oder B deutlich
verbesserte physikalische Eigenschaften aufweisen.
Das erfindungsgemäß verwendbare Polymerisat A, das man nach dem aus der US-PS 3 063 966 bekannten Verfahren
erhält, kann aus einem stabartige Molekülketten aufweisenden Poly-(p-phenylenterephthalamid) der Formel:
\ f
(A)
bestehen.
Das erfindungsgemäß verwendbare Polymerisat B kann aus einem Poly-(p-4,4'-terephthalanilidalkyldicarboxamid)
der Formel:
NHCO -/OV- CONH
(B) 35 bestehen.
Ι Im Molekül des Polymerisats B sind kurze stabartige Einheiten
(drei Phenylringe) mit einer flexiblen Kette (aliphatische Einheiten, die eine lange Molekülkette
bilden) verbunden.
Es hat sich gezeigt, daß diese beiden Polymerisate A und B jeweils beim Lösen in einem Lösungsmittel, wie
Schwefelsäure, einen lyotropen flüssigen Kristall bilden. Wenn diese beiden flüssigen Kristalle miteinander
gemischt werden, sind sie miteinander weitgehend verträglich und können bei einer gegebenen Konzentration
und Temperatur eine neue einzige flüssige Kristallphase bilden. Folglich erhält man eine einzige Phase
einer Spinnlösung durch Auflösen beider flüssiger Kristalle in einem gemeinsamen Lösungsmittel, beispielsweise
Schwefelsäure. Aus der Spinnlösung läßt sich dann eine Kunststoffmischfaser herstellen. Bei
Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung beträgt das bevorzugte Mischungsverhältnis der beiden
Polymerisate A und B, bezogen auf das Polymerisat A, etwa 30 Gew.-%, vorzugsweise 10-20 Gew.-%, Polymerisat
B. Zur Herstellung einer Hochleistungsfaser sollte das Gewichtsverhältnis, bezogen auf das Polymerisat
A, 15 Gew.-% eines Polymerisats B (der angegebenen Formel) mit χ = 4, betragen. Die Spinnlösung
kann aus einer Schwefelsäure einer 90- bis i03%igen Konzentration, vorzugsweise einer 99,9%igen Konzentration,
bestehen. Ferner kann man anstelle der Schwefelsäure auch Chlorsulfonsäure verwenden.
Die zur Herstellung einer Spinnlösung einer optisch anisotropen Einzelphase durch Auflösen der beiden
Polymerisate A und B in einem Lösungsmittel geeignete Konzentration an den Polymerisaten beträgt 14-24 Gew.-%.
Je nach dem Polymerisationsgrad der verwendeten Poly-
merisate kann die Konzentration innerhalb des angegebenen Bereichs variiert werden. Dies bedeutet, daß die
Konzentration innerhalb des angegebenen Bereichs derart gesteuert werden kann, daß die Polymerisatmischungen
eine zum Extrudieren bei einer Temperatur von 90°C geeigneten Viskosität aufweisen, damit die Polymerisate
in konzentrierter Schwefelsäure stabil bleiben. Der bevorzugte Konzentrationsbereich beträgt 18-20 Gew.-%. Da
der bevorzugte Temperaturbereich, bei dem die PoIymerisatmischung in konzentrierter Schwefelsäure gelöst
wird, 60 - 120°C beträgt, muß die Temperatur im Einzelfalle, je nach der zum Auflösen der Polymerisate in dem
Lösungsmittel erforderlichen Zeit variiert werden. In anderen Worten gesagt, muß die Lösung bei höherer
Temperatur innerhalb kürzerer Zeit beendet sein. Die erhaltene Spinnlösung der anisotropen Einzelphase kann
bei einer Temperatur unterhalb von 60°C fest und dann nicht mehr zum Extrudieren verwendet werden. Folglich
müssen notwendige Maßnahmen, z.B. der Transport und das Filtrieren der Lösung vor dem Extrudieren und dem anschließenden
Spinnextrudieren bei einer Temperatur von etwa 80 - 1000C durchgeführt werden. Das erfindungsgemäß
durchgeführte Spinnverfahren ist das aus der US-PS 3 414 645 bekannte Trockenstrahlnaßspinnverfahren. Dieses
Verfahren ist derart ausgestaltet, daß eine flüssige kristalline Spinnlösung in einem kurzen Raum zwischen
einer Spinndüse und einem Koagulationsflüssigkeitsbad strahlgestreckt wird. In der Regel beträgt der (Streck-)
Raum etwa 10 - 30 mm. Während des Durchtritts durch diesen Raum werden die Polymerisatmoleküle parallel ausgerichtet.
Beim Eintritt in das Koagulationsbad werden sie dann in dieser Form fixiert. Erfindungsgemäß beträgt
das Strahlstreckverhältnis das etwa 1- bis 10-fache.
Die erfindungsgemäßen Kunststoffmischfasern besitzen
eine hohe Wärme-/ Lösungsmittel- und Chemikalienbeständigkeit. Nach dem Spinnen besitzen sie folgende
physikalische Eigenschaften:
Zugfestigkeit: mindestens 20 g/den;
Zugfestigkeit: mindestens 20 g/den;
5 Zugmodul: mindestens 1000 g/den; Dehnung von weniger als 10%; Orientierungswinkel: weniger als 16°.
Es hat sich auch gezeigt, daß die erfindungsgemäßen Fasern
fehlerfrei sind und an ihren Oberflächen nicht aufgespalten oder aufgefasert werden.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine Intensitätskurve eines Röntgenstrahlen-
beugungsmusters einer Poly-(p-phenylenterephthalamid)-Faser
A und einer Kunststoffmischfaser B aus a) Poly-(p-phenylenterephthalamid) und b)
Poly-(4/4'-phenylenterephthalanilidadipamid)
(a:b = 85:15 Gew.-%). Die Kurve zeigt, daß die
Kunststoffmischfaser eine höhere Kristallinität und eine höhere Kristallorientierung aufweist}
Fig. 2 eine Intensitätskurve eines Röntgenstrahlenbeugungsmusters
nach dem Heißziehen und einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 300°C der Kunststoffmischfaser B von Fig. 1. Die
Kurve zeigt, daß die Intensität und die Lage des Hauptbeugungsmusters ähnlich sind wie die
entsprechenden Parameter der Poly-(p-phenylen
terephthalamid) -Faser A; und
Fig. 3 ein Modell eines idealen Gesamtmolekülaufbaus
der Kunststoffmischfasern von Fig. 1 und 2. 35
Aus Fig. 1 geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Fasern selbst ohne Nachbehandlung, wie Heißziehen, eine
besonders gute Kristallinität und eine feine Kristallorientierung aufweisen. Fig. 2 zeigt, daß die erfindungsgemäßen
Fasern nach kurzzeitigem Erwärmen auf eine Temperatur von 300°C eine Intensität und die
Lage des Kristallbeugungsmusters ähnlich der Intensität und der Lage des Kristallbeugungsmusters eines
starren, vollständig aromatischen Polyamids, d.h. von Poly-(p-phenylenterephthalamid), zeigen.
Wenn man erfindungsgemäß die Fasern aus dem Spinnverfahren
bei einer Temperatur von 200 - 4000C heißzieht,
um ein Dehnungsverhältnis von unter 5,0% zu erreichen, können die Fasern folgende physikalische Eigenschaften
annehmen:
Zugfestigkeit: 25-3Og /den; Zugmodul: 1300 - 1500 g/den;
Dehnung von 3-4%;
20 Orientierungswinkel: 5-8°.
Aufgrund dieser Eigenschaften ist zu vermuten, daß in den erfindungsgemäßen Fasern die starren Molekülketten
vollständig aromatischer Polyamide prinzipiell als die faserbildenden Faktoren wirken und die flexibel starren
Molekülketten aromatischer-aliphatischer Polyamide die Bildung solcher Fasern und die Orientierung der Ketten
erleichtern. In anderen Worten gesagt: wenn man den hohen Orientierungszustand der Molekülketten in den
erfindungsgemäßen Fasern in Betracht zieht, dürften vermutlich, wie in Fig. 3 dargestellt, die starren Molekülketten
der vollständig aromatischen Polyamide parallel ausgerichtet sein und dabei für eine hohe
Kristallinität feiner Fibrillen sorgen. Der starre Teil der flexibel starren Molekülketten der aromatischen-aliphatischen
Polyamide trägt zusammen mit den
25
30
vollständig aromatischen Polyamiden zur Bildung einer kristallinen Struktur bei. Die flexiblen Teile treten
in die Stellen zwischen den feinen Fibrillen ein und binden dabei die Fibrillen.
5
5
Ein Modell der vermutlichen Molekülketten läßt sich gut mit Hilfe der physikalischen Eigenschaften der Kunststoffmischfasern
der aromatischen Polyamide erklären (vgl. die folgende Tabelle). Aus dieser Tabelle geht
hervor, daß die erfindungsgemäßen Fasern ausgezeichnete mechanische Eigenschaften aufweisen können. Diese
herausragenden Charakteristiken wurden bisher bei einschlägigen Untersuchungen noch nicht erkannt. Die
Tabelle veranschaulicht einen Vergleich verschiedener Eigenschaften von in üblicher bekannter Weise hergestellten
Vergleichsfasern und der erfindungsgemäß hergestellten Fasern bei wechselndem Mischungsverhältnis
der polymeren Komponenten.
20
35
Nicht-heißgezogene/
Heißgezogene/wärmebehandelte
5% | nicht-wärmebehandelte | Zug f e st igke it Dehnung Modul Denier Dichte Orientierungswinkel |
,2 | E | M (g/den) |
D (den) |
Fasern | 410 | O (Grad) |
Fasern* | 4 | E (% |
) | M (g/den) |
D (den) |
,1 | d (g/cm3) |
418 | CO . /η |
CJ) 9k |
I | |
T (g/den) |
,4 | 5,4 | 845 | 1,1 | d (g/cm3) |
414 | 21 | T (g/den) |
O | 4, | 5 | 943 | 1 | ,1 | 1 | 420 | O -A I (Grad) cn |
l\ | ||||
19 | ,1 | 4,7 | 870 | 1,1 | 1 | 415 | 16 | 20, | 2 | 4, | 3 | 984 | 1 | ,1 | 1 | 421 | 16 | |||||
Fasern | 20 | ,0 | 5,0 | 962 | 1,2 | 1 | 421 | 14 | 22, | 6 | 3, | 7 | 1 380 | 1 | ,1 | 1 | 425 | 11 | ||||
Faser aus A | 23 | ,2 | 4,4 | 1 020 | 1,1 | 1 | 411 | 13 | 25, | 4 | 3, | 3 | 1 420 | 1 | ,1 | 1 | 423 | 7 | ||||
A:: | 24 | ,8 | 5,2 | 970 | 1,1 | 1 | 407 | 13 | 27, | 7 | 3, | 4 | 1 305 | 1 | ,1 | 1 | 417 | 6 | ||||
21 | ,7 | 5,5 | 922 | 1,2 | 1 | 405 | 16 | 26, | 1 | 4, | 2 | 976 | 1 | ,2 | 1 | 410 | 8 | |||||
19 | 5,3 | 819 | 1,3 | 1 | 18 | 23, | 4, | 7 | 932 | 1 | 1 | 9 | ||||||||||
18 | 1 | 20, | 12 | |||||||||||||||||||
B = 95: 5 | ||||||||||||||||||||||
90:10 | ||||||||||||||||||||||
85:15 | ||||||||||||||||||||||
80:20 | ||||||||||||||||||||||
75:25 | ||||||||||||||||||||||
70:30 | ||||||||||||||||||||||
*Ziehverhältnis: | ||||||||||||||||||||||
T: E: M: D: d: O: |
||||||||||||||||||||||
A: Poly-(p-phenylenterephthalamid)-Faser einer Eigenviskosität von 5,66;
B: Poly-(4,4'-terephthalanilidadipamid)-Faser einer Eigenviskosität von 3,45
(Eigenviskosität = logarithmische Viskosität einer 0,5%igen Polymerisatlösung
in 97%iger Schwefelsäure (300C)
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen
.
1. Herstellung von Poly-(4,4'-Terephthalanilidadipamid),
Ein 1 1 fassender, mit einem Thermometer, einem Rührer, einem Stickstoffeinlaßrohr und Auslaßrohren ausgestatteter
4-Hals-Rundkolben wird mit 480 ml Dimethylacetamid,
19,2 g LiCl und 20,76 g (0,06 Mol) 4,4'-Diaminoterephthalanilid
(diese Verbindung wird gemäß KR-PS 11 475 hergestellt) beschickt, worauf das Gemisch unter
Rühren auf eine Temperatur von 800C erwärmt wird. Hier-
1^ bei erhält man eine klare Lösung. Diese wird abgekühlt
und bei 30°C gehalten, während ihr 33,2 ml Pyridin zugesetzt werden. Unter kräftigem Rühren werden nun
langsam 10,98 g (0,06 Mol) Adipoylchlorid zugegeben.
Hierbei erhöht sich die Viskosität des Reaktionssystems schrittweise, bis ein hochviskoses Reaktionsgemisch entsteht. Bei weiterem,mehr als 1-stündigem
Rühren verfestigt sich das Gemisch langsam. Danach wird das Reaktionsgemisch unter Ausschluß von Luft
mindestens 1 Tag lang stehengelassen. Bei Zugabe eines Überschusses an Wasser fällt das gebildete Polymerisat
aus.
Nach dem Abfiltrieren des Niederschlags wird das aufgefangene Polymerisat mit Aceton gewaschen und in
einem Vakuumgefäß bei 800C getrocknet, wobei 27,3 g eines fahlgelben pulverigen Polymerisats einer Eigenviskosität
von 3,5 erhalten werden.
1 2. Herstellung einer Kunststoffmischfaser (A:B = 85:15).
Ein Gemisch aus 34 g Poly-(p-phenylenterephthalamid)
einer Eigenviskosität von 5,66 (A) und 6,0 g Poly-(4,4'· terephthalanilidadipamid) einer Eigenviskosität von
3,45 (B) wird bei einer Temperatur von 60 - 90°C vollständig in 160 g einer 100%igen H3SO4 gelöst, wobei
eine flüssige kristalline Spinnlösung erhalten wird. Die erhaltene Spinnlösung besteht aus einer optisch
anisotropen einzigen Phase bei 90 - 15O°C und einer isotropen Phase bei höheren Temperaturen als 150°C. Die
Lösung wird - während sie auf einer Temperatur von 90 - 100°C gehalten wird - durch eine Spinndüse
(0,06 mm Durchmesser) mit 12 Löchern extrudiert, in einem Luftraum auf die 3,2-fache Länge gezogen und in
einem Koagulierbad mit 25% H2SO.-Lösung koaguliert. Die
hierbei erhaltene Faser wird mit Na-CO- neutralisiert, mehrere Male mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die
Faser besitzt eine Denierzahl von 1,1 und zeigt fol-
20 gende Eigenschaften: Zugfestigkeit: 23,1 g/den; Modul: 1010 g/den;
Dehnung von 4,6%; Orientierungswinkel: 16°.
Eine Betrachtung des Querschnitts der Faser zeigt keine Fibrillierung. Beim Heißziehen der Faser bei 3000C
(Ziehverhältnis: weniger als 5%) verändern sich die Eigenschaften wie folgt:
Zugfestigkeit: 27,4 g/den;
Zugfestigkeit: 27,4 g/den;
30 Modul: 1410 g/den; Dehnung von 3,1%;
Orientierungswinkel: 6 °.
1. Herstellung von Poly-(4,4'-terephthalanilidsuberamid)
Entsprechend Beispiel 1 wird durch Umsetzen von 20,76 g (0,06 Mol) 4,4'-Diaminoterephthalanilid mit 12,66 g
(0,06 Mol) Suberoylchlorid ein Poly-(4,4'-terephthalanilidsuberamid)
hergestellt. Die Ausbeute an letzterer Verbindung beträgt 28,9 g. Sie besitzt eine Eigenviskosität
von 2,84.
2. Herstellung einer Kunststoffmischfaser (AiB = 87,5:12,5).
Ein Gemisch aus 35 g Poly-(p-phenylenterephthalamid)
einer Eigenviskosität von 5,07 (A) und 5,0 g Poly-(4,4'-terephthalanilidsuberamid)
einer Eigenviskosität von 2,84 (B) wird bei einer Temperatur von 60 - 700C vollständig
in 160 g 100%iger H3SO4 gelöst, wobei man eine
flüssige kristalline Spinnlösung erhält. Diese wird ~ während sie auf 90 - 1000C gehalten wird - durch
eine Spinndüse extrudiert, in einem kurzen Luftraum auf die 3,1-fache Länge gezogen und schließlich in
einem flüssigen Koagulierbad koaguliert. Die hierbei erhaltene Faser wird mit Na3CO3 neutralisiert, mehrere
Male mit Wasser gewaschen und getrocknet. Danach besitzt die Faser eine Denierzahl von 1,2 und folgende
Eigenschaften:
Zugfestigkeit: 20,4 g/den;
Modul: 984 g/den;
Zugfestigkeit: 20,4 g/den;
Modul: 984 g/den;
30 Dehnung von 5,2%;
Orientierungswinkel: 15°.
1. Herstellung von Poly-(4,4'-terephthalanilidsebacaiaid)
Entsprechend Beispiel 1 werden durch Umsetzen von 2Of76 g
(0,06 Mol) 4,4'-Diaminoterephthalanxlid mit 14,34 g
(0,06 Mol) Sebacoylchlorid 30,6 g Poly-(4,4'-Terephthalanilidsebacamid)
einer Eigenviskosität von 2,7 hergestellt.
10
10
2. Herstellung einer Kunststoffmischfaser (A:B = 90:10)
Ein Gemisch aus 36 g Poly-(p-phenylenterephthalamid)
einer Eigenviskosität von 5,24 (A) und 4,0 g Poly-(4,4'-terephthalanilidsebacamid)
einer Eigenviskosität von 2,72 (B) wird bei einer Temperatur von 70 - 800C vollständig
in 160 g iOO%iger H3SO4 gelöst, wobei eine
flüssige kristalline Spinnlösung erhalten wird. Diese wird - während sie auf 90 - 1000C gehalten wird - durch
eine Spinndüse extrudiert, in einem kurzen Luftraum auf die 3,0-fache Länge gezogen und in einem flüssigen
Koagulierbad koaguliert. Die hierbei erhaltene Faser wird mit Na2CO3 neutralisiert, mehrere Male mit Wasser
gewaschen und getrocknet. Danach besitzt die Faser eine Denierzahl von 1,1 und folgende Eigenschaften:
Zugfestigkeit: 21,0 g/den;
Modul: 892 g/den;
Dehnung von 4,8%;
Orientierungswinkel: 15°.
Modul: 892 g/den;
Dehnung von 4,8%;
Orientierungswinkel: 15°.
- Leerseite -
Claims (10)
1. Kunststoffmischfaser ultrahoher Zähigkeit und ultrahohen
Moduls, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 50 - 95 Gew.-% Poly-(p-phenylenterephthalamid) einer
Eigenviskosität von mindestens 5,0 und 5-50 Gew.-% eines regelmäßig geordneten aromatischen-aliphatischen
Mischpolymerisats einer Eigenviskosität von mindestens 2,0 der Formel:
NHCO
CONH
NHCO(CR2 J
worin χ für eine ganze Zahl, nämlich 4,6,8 oder steht und R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe
darstellt, besteht.
2. Kunststoffmischfasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das aromatische-aliphatische Mischpolymerisat aus Poly-(4,4-terephthalanilidadipamid)
besteht.
3. Kunststoffmischfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das aromatische-aliphatische Mischpolymerisat aus Poly-(4,4'-terephthalanilidsuberamid)
besteht.
4. Kunststoffmischfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das aromatische-aliphatische Mischpolymerisat aus Poly-(4,4'-terephthalanilidsebacamid)
besteht.
5. Kunststoffmischfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das aromatische-aliphatische Mischpolymerisat aus Poly-(4,4'-terephthalaniliddecandicarboxamid)
besteht.
6. Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffmischfaser
ultrahoher Zähigkeit und ultrahohen Moduls, dadurch gekennzeichnet, daß man 14-24 Gew.-% eines Gemischs
aus 50 - 95 Gew.-% Poly-(p-phenylenterephthalamid) einer Eigenviskosität von mindestens 5,0 und
5-50 Gew.-% eines regelmäßig geordneten aromatischen, aliphatischen Mischpolymerisats einer Eigenviskosität
von mindestens 2 der Formel:
~ ^ CONH { (J V-NHCO(CR^)
worin χ für eine ganze Zahl, nämlich 4, 6,8 oder
steht und R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt, zur Bildung einer Spinnlösung an
isotroper Einzelphase in 98- bis 103%iger H3SO4 löst,
die erhaltene Lösung bei einer Temperatur von 80 - 100°C nach einer üblichen Trockenstrahl-Naßspinntechnik
zur Herstellung einer Faser extrudiert, die erhaltene Faser anschließend koaguliert und mit
Wasser wäscht und schließlich die Faser bei einer Temperatur von 200 - 3000C heißzieht und wärmebe-
35 handelt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische-aliphatische Mischpolymerisat
aus Poly-(4,4'-terephthalanilidadipamid) besteht.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das aromatische-aliphatische Mischpolymerisat aus Poly-(4,4'-terephthalanilidsuberamid) besteht.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische-aliphatische Mischpolymerisat
aus Poly-(4,4'-terephthalanilidsebacamid) besteht.
10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische-aliphatische Mischpolymerisat
aus Poly-(4,4*-terephthalaniliddecandicarboxamid) besteht.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019840003721A KR860001141B1 (ko) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 전방향족 폴리아미드와 방향족-지방족 규칙 배열 코폴리아미드로 구성된 고분자 혼성체 섬유의 제조 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3515461A1 true DE3515461A1 (de) | 1986-01-02 |
DE3515461C2 DE3515461C2 (de) | 1987-04-09 |
Family
ID=19234372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3515461A Expired DE3515461C2 (de) | 1984-06-29 | 1985-04-29 | Kunststoffmischfaser |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4622265A (de) |
JP (1) | JPS6119814A (de) |
KR (1) | KR860001141B1 (de) |
DE (1) | DE3515461C2 (de) |
FR (1) | FR2566809B1 (de) |
GB (1) | GB2160878B (de) |
NL (1) | NL186973C (de) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ATE42119T1 (de) * | 1985-08-23 | 1989-04-15 | Akzo Nv | Fasern und garne aus einer mischung von aromatischen polyamiden. |
NL8601159A (nl) * | 1986-05-06 | 1987-12-01 | Akzo Nv | Vezels en garens uit een mengsel van aromatische polyamiden. |
US4835223A (en) * | 1987-11-02 | 1989-05-30 | Akzo N.V. | Fibres and yarns from a blend of aromatic polyamides |
JPH01184241A (ja) * | 1988-01-18 | 1989-07-21 | Honda Motor Co Ltd | 複合材料用短繊維成形体、短繊維強化複合材料用素材および短繊維強化複合材料における短繊維の配向制御方法 |
US5093464A (en) * | 1988-12-01 | 1992-03-03 | Korea Institute Of Science And Technology | Wholly aromatic polyamide from N,N'-bis (4-amino phenyl)-isophthalamide |
US5135687A (en) * | 1989-06-05 | 1992-08-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for making PVP/para-aramid fibers |
US5073440A (en) * | 1989-06-05 | 1991-12-17 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Poly(vinyl pyrrolidone)/p-phenylene terephthalamide composite fibers (pvp/ppd-t) |
JPH05163610A (ja) * | 1991-12-18 | 1993-06-29 | Teijin Ltd | 芳香族ポリアミド偏平繊維 |
DE4403744C2 (de) * | 1994-02-07 | 1997-06-05 | Niro Bau Gmbh | Vorrichtung zum Herstellen von Puffware |
JPH0842995A (ja) * | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Yamaha Corp | 洋弓用弦 |
US5715804A (en) * | 1994-07-29 | 1998-02-10 | Yamaha Corporation | Hybrid bow string formed from strands of polyethylene resin and polyparabenzamide/polybenzobisoxazole resin |
RU2146729C1 (ru) * | 1995-03-30 | 2000-03-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт полимерных волокон с опытным заводом | Композиция прядильного раствора и нити, формуемые из него |
US5910231A (en) * | 1997-07-22 | 1999-06-08 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Aramid papers of improved solvent resistance and dimensionally stable laminates made therefrom |
EP1650251A1 (de) * | 2004-10-22 | 2006-04-26 | Teijin Twaron B.V. | Verfahren zum Lösen von PPTA in Schwefelsäure unter Verwendung eines Doppelschrauben-Extruders |
US7976943B2 (en) * | 2007-10-09 | 2011-07-12 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | High linear density, high modulus, high tenacity yarns and methods for making the yarns |
KR101219213B1 (ko) * | 2010-12-21 | 2013-01-07 | 코오롱인더스트리 주식회사 | 아라미드 섬유 제조방법 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3671542A (en) * | 1966-06-13 | 1972-06-20 | Du Pont | Optically anisotropic aromatic polyamide dopes |
US3869430A (en) * | 1971-08-17 | 1975-03-04 | Du Pont | High modulus, high tenacity poly(p-phenylene terephthalamide) fiber |
US3869429A (en) * | 1971-08-17 | 1975-03-04 | Du Pont | High strength polyamide fibers and films |
BE866408A (fr) * | 1977-04-27 | 1978-10-26 | Rhone Poulenc Textile | Procede d'obtention en discontinu de polymeres derives de la para-phenylenediamine |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3063966A (en) * | 1958-02-05 | 1962-11-13 | Du Pont | Process of making wholly aromatic polyamides |
CH545861A (de) * | 1971-02-11 | 1974-02-15 | ||
IL39188A (en) * | 1971-04-28 | 1976-02-29 | Du Pont | Poly(p-phenylene terephthalamide)fibers and their preparation |
US3869419A (en) * | 1972-10-27 | 1975-03-04 | Du Pont | Anisotropic dopes of polyamides from fumaric and/or mesaconic acid |
JPS5521406A (en) * | 1978-07-31 | 1980-02-15 | Teijin Ltd | Aromatic polyamide composition |
US4245066A (en) * | 1978-07-31 | 1981-01-13 | Teijin Limited | Wholly aromatic polyamide blend composition |
-
1984
- 1984-06-29 KR KR1019840003721A patent/KR860001141B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1984-12-20 JP JP59267595A patent/JPS6119814A/ja active Granted
-
1985
- 1985-02-11 US US06/699,726 patent/US4622265A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-04-29 DE DE3515461A patent/DE3515461C2/de not_active Expired
- 1985-05-03 GB GB08511331A patent/GB2160878B/en not_active Expired
- 1985-06-12 NL NLAANVRAGE8501696,A patent/NL186973C/xx not_active IP Right Cessation
- 1985-06-25 FR FR8509668A patent/FR2566809B1/fr not_active Expired
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3671542A (en) * | 1966-06-13 | 1972-06-20 | Du Pont | Optically anisotropic aromatic polyamide dopes |
US3869430A (en) * | 1971-08-17 | 1975-03-04 | Du Pont | High modulus, high tenacity poly(p-phenylene terephthalamide) fiber |
US3869429A (en) * | 1971-08-17 | 1975-03-04 | Du Pont | High strength polyamide fibers and films |
BE866408A (fr) * | 1977-04-27 | 1978-10-26 | Rhone Poulenc Textile | Procede d'obtention en discontinu de polymeres derives de la para-phenylenediamine |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Bl. f. MPZ 1987, 5359f zitierte Entscheidung des Bundes PatG v. 17.2.1987 (4W(pat)70/86) * |
Derwent Ref. Nr. 22842 A/12 von JP 53-0 14 828 * |
Derwent Ref. Nr. 71235 E/34 von JP 57-1 15 452 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL8501696A (nl) | 1986-01-16 |
GB2160878B (en) | 1987-11-04 |
FR2566809A1 (fr) | 1986-01-03 |
KR860001141B1 (ko) | 1986-08-16 |
US4622265A (en) | 1986-11-11 |
NL186973C (nl) | 1991-04-16 |
DE3515461C2 (de) | 1987-04-09 |
KR860000420A (ko) | 1986-01-28 |
NL186973B (nl) | 1990-11-16 |
GB8511331D0 (en) | 1985-06-12 |
JPS636649B2 (de) | 1988-02-10 |
FR2566809B1 (fr) | 1987-04-30 |
GB2160878A (en) | 1986-01-02 |
JPS6119814A (ja) | 1986-01-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69711754T2 (de) | Verfahren zum Nassspinnen von Aramid-Polymer welches Salze enthält | |
DE3515461C2 (de) | Kunststoffmischfaser | |
DE1494692A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von geformten Gegenstaenden aus Loesungen von vollstaendig aromatischen Polyamiden | |
DE1183196B (de) | Verfahren zur Herstellung kautschukelastischer Textilfaden | |
DE69027108T2 (de) | Aramidemonofilament und verfahren zur herstellung | |
DE3007063A1 (de) | Aromatisches copolyamid und verfahren zu seiner herstellung | |
EP0364892B1 (de) | Vollaromatische Polyamide, Verfahren zu ihrer Herstellung und daraus geformte Gebilde | |
DE2522919C2 (de) | ||
EP0364893B1 (de) | Vollaromatische Polyamide, Verfahren zu ihrer Herstellung und daraus geformte Gebilde | |
DE1807144A1 (de) | Fibrillierter Faden | |
EP0364891B1 (de) | Vollaromatische Polyamide, Verfahren zu ihrer Herstellung und daraus geformte Gebilde | |
DE2013993A1 (de) | Mischpolyamide und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE2144126C3 (de) | Hochmolekulare aromatische Polyamide und Fäden aus ihnen | |
DE69714954T2 (de) | Borste aus aromatischem polyamid | |
DE3914226A1 (de) | Fasermaterialien aus homogenen legierungen aus aromatischen polyamiden und poly-n-vinylpyrrolidon, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung | |
DE69015575T2 (de) | Vollaromatisches Copolyamid und damit hergestellte Artikel. | |
DE2646623A1 (de) | Verfahren zur herstellung von mehrfach orientierten fasern und filmen aus aliphatischen polyamiden | |
DE2232504B2 (de) | Fasern aus einem aromatischen Copolyhydrazid und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE2651534A1 (de) | Faserbildende ungeordnete polyamide | |
DE4007142A1 (de) | Aromatische copolyamide, verfahren zu ihrer herstellung und daraus geformte gebilde | |
DE69610894T2 (de) | Orientierte Polyamidfasern und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE68922190T2 (de) | Acrylvorläufer für Kohlenstoffasern und Verfahren zur Herstellung derselben. | |
DE2454119C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines hydrophilen Blockcopolymeren | |
DE3939656A1 (de) | Neue vollaromatische mischpolyamide, verfahren zu ihrer herstellung und verwendung derselben zur herstellung von fasern und filmen | |
DE2530875C3 (de) | Anisotrope Flüssigkeit von Polyamiden mit aromatischen und N-heterocycIischen Einheiten |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8368 | Opposition refused due to inadmissibility | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |