RU2431004C2 - Способ получения целлюлозных многокомпонентных волокон - Google Patents

Способ получения целлюлозных многокомпонентных волокон Download PDF

Info

Publication number
RU2431004C2
RU2431004C2 RU2008148573/05A RU2008148573A RU2431004C2 RU 2431004 C2 RU2431004 C2 RU 2431004C2 RU 2008148573/05 A RU2008148573/05 A RU 2008148573/05A RU 2008148573 A RU2008148573 A RU 2008148573A RU 2431004 C2 RU2431004 C2 RU 2431004C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fiber
cellulose
multicomponent fibers
solution
fibers according
Prior art date
Application number
RU2008148573/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008148573A (ru
Inventor
Биргит КОЗАН (DE)
Биргит КОЗАН
Кристоф МИХЕЛЬС (DE)
Кристоф МИХЕЛЬС
Франк МАЙСТЕР (DE)
Франк Майстер
Ральф-Уве БАУЭР (DE)
Ральф-Уве БАУЭР
Original Assignee
Тюрингишес Институт Фюр Текстиль-Унд Кунстштофф-Форшунг Е.Ф.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тюрингишес Институт Фюр Текстиль-Унд Кунстштофф-Форшунг Е.Ф. filed Critical Тюрингишес Институт Фюр Текстиль-Унд Кунстштофф-Форшунг Е.Ф.
Publication of RU2008148573A publication Critical patent/RU2008148573A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2431004C2 publication Critical patent/RU2431004C2/ru

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F2/00Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F2/00Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof
    • D01F2/06Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof from viscose
    • D01F2/08Composition of the spinning solution or the bath
    • D01F2/10Addition to the spinning solution or spinning bath of substances which exert their effect equally well in either
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/44Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/54Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polymers of unsaturated nitriles
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/02Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from cellulose, cellulose derivatives, or proteins
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/08Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyacrylonitrile as constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технологии производства целлюлозных многокомпонентных волокон. Сначала получают микроскопически гомогенный раствор диспергированием 75-25 об.% целлюлозы и 25-75 об.%, по меньшей мере, одного другого волокнообразующего полимера в водосодержащей ионной жидкости при добавлении стабилизаторов и удалением полностью воды при помощи сдвига, температуры и вакуума. Раствор формуют через, по меньшей мере, одну фильеру в волокно/пучок волокон, направляют его через кондиционированный зазор при вытягивании для осаждения ориентированных струй раствора обработкой термостатированным раствором осадителя для целлюлозы и другого волокнообразующего полимера, смешанным с ионной жидкостью так, чтобы произошло спинодальное расслоение. Ориентированные струи раствора удаляют из осадительной ванны и подвергают последующей обработке. Полученное волокно обладает пониженной набухаемостью и повышенной стойкостью к мокрому истиранию. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 табл., 3 ил.

Description

Изобретение касается способа получения целлюлозных многокомпонентных волокон с уменьшенной набухаемостью и повышенной стойкостью к мокрому истиранию.
Уровень техники
Вискозные волокна вследствие включения второго компонента могут претерпевать значительное повышение набухаемости, проявляемое в возможности удерживания воды (WRV) (ВУВ) (M. Einzmann et al.; Lenzinger Berichte 84 (2005) 42-49). Примеры уменьшения ВУВ неизвестны.
Добавление второго полимера к раствору целлюлозы в N-метилморфолин-N-оксид-моногидрате (NMMO) способствует получению лиоцельных волокон с дискретным введением второго компонента в поры системы, которые имеют повышенную набухаемость независимо от того, обладает ли второй компонент гидрофильными или гидрофобными свойствами (M. Einzmann et al.; Lenzinger Berichte 84 (2005) 42-49; F. Meister et al.; Lenzinger Berichte 78 (1998) 59-64; Ch. Michels; Abschlussbericht zum BMWA-Projekt “Modelluntersuchungen zum Lyocell-Prozess”, Reg.Nr. 1077/03 (2005) 13-19).
В международной заявке WO 98/09009 описывают добавку линейных синтетических полимеров, например полиэтилена НП, к раствору целлюлозы в NММО. Хотя добавленный полимер является гидрофобным и при диспергировании существует в расплавленном виде (рабочие температуры выше температуры плавления добавляемого полимера), в этом случае также происходит образование островков матричной структуры с неизменной или повышенной набухаемостью. Исследования лиоцельных волокон или модифицированных лиоцельных волокон показали, что между их ВУВ и стойкостью к мокрому истиранию (NSB) (СМИ) существует двойная логарифмическая связь (Ch. Michels; Abschlussbericht zum BMWA-Projekt “Modelluntersuchungen zum Lyocell-Prozess”, Reg.Nr. 1077/03 (2005) 21).
Только с помощью последующего получения производных целлюлозного волокна с гидрофобными заместителями достигают снижения набухаемости и повышения СМИ.
Способы получения лиоцельных волокон из ионных жидкостей описаны в патенте Германии DE 10 2004 031 025 B3, причем эти целлюлозные волокна характеризуются набухаемостью, сравнимой с лиоцельными волокнами, изготовленными по процессу в NММО.
В международной заявке WO 2005/098546 А2 описывают получение смесей из, по меньшей мере, двух различных полимеров или сополимеров с, по меньшей мере, одной ионной жидкостью. При этом полимеры в отдельности растворяют непосредственно в почти безводных ионных жидкостях, полимерные растворы смешивают и получают поливные пленки из полимерной смеси осаждением с водными средами и характеризуют их. Получение волокон не описано, также не приводят свидетельств о набухаемости полученных полимерных смесей.
Задача изобретения
Задачей данного изобретения является создание простого способа получения целлюлозных многокомпонентных волокон с уменьшенной набухаемостью и повышенной стойкостью к мокрому истиранию.
Эта задача в способе согласно изобретению решается тем, что 75-25 объемных % целлюлозы и 25-75 объемных %, по меньшей мере, одного другого волокнообразующего полимерного компонента диспергируют в водосодержащей ионной жидкости при добавлении стабилизаторов, удаляют максимально воду при помощи сдвига, подвода тепла и вакуума, полученный микроскопически гомогенный раствор формуют через, по меньшей мере, одну фильеру в волокно/пучок волокон, направляют его через кондиционированный зазор при вытягивании, осаждают ориентированную струю раствора путем обработки термостатированным раствором, который смешивают с ионной жидкостью, который представляет собой осадитель для целлюлозы и другого волокнообразующего полимерного компонента, при спинодальном расслоении, удаляют ориентированные струи раствора из осадительной ванны и затем подвергают последующей обработке.
Неожиданно было найдено, что ионные жидкости, которые содержат целлюлозу и определенный волокнообразующий полимер, как, например, полиакрилонитрил (ПАН) или сополимер полиакрилонитрила, в известной области концентраций, в состоянии образовывать не матрично-островную структуру, а матрично-матричную структуру, т.е. две отдельные непрерывные фазы, которые при спинодальном расслоении при осаждении сохраняются. После отделения целлюлозы с помощью куоксама (реактива Швейцера) остается структура волокна из ПАН (сравнительная фиг.1). Очевидное следствие состоит в том, что набухаемость явно понижается, но СМИ возрастает. Как видно из примера 2 (фиг.2), здесь также сохраняется двойная логарифмическая связь, которая в области 0-75 об.% ПАН подчиняется уравнению
ln СМИ=39,772-8,686 (ln ВУВ)
с R=0,998. Из данных о прочности на разрыв сухого и мокрого (волокна) в зависимости от состава в об.% (фиг.3), можно сделать вывод, что при смешивании 50 об.% ПАН имеет место инверсия фаз. При доле >50 об.% целлюлозы соотношение σсухмокр≥1, при доле >50 об.% ПАН σсухмокр≤1.
Далее, оказалось благоприятным, когда второй полимер один образует низковязкий раствор с ионной жидкостью и вследствие этого является легко диспергируемым. Соотношение вязкостей при нулевом сдвиге системы целлюлоза/второй полимер должно четко лежать выше 1, предпочтительно выше 10.
Пригодным целлюлозным компонентом оказалась клетчатка из древесины, хлопка и других однолетних растений, полученная по сульфитному, сульфатному или предгидролизному сульфатному способу. Способы отбеливания целлюлозы при этом имеют подчиненное значение.
В качестве второго полимера оптимальными оказались полиакрилонитрил (ПАН) и сополимеры полиакрилонитрила, например, с 6 масс.% метилового эфира акриловой кислоты. Второй компонент может быть в форме порошка или волокна (Dolanit®, Dolan®, Dralon®, Orlon®, волокно вольприла и т.д.) и предпочтительно должен обладать гидрофобными свойствами.
В качестве ионных жидкостей были опробованы производные имидазола, как 1-бутил-3-метилимидазолхлорид (BMIMCl), 1-этил-3-метилимидазолхлорид (EMIMCl), 1-бутил-3-метилимидазолацетат (BMIMAc), 1-этил-3-метилимидазолацетат (EMIMAc).
Стабилизация полимерных растворов происходит посредством регулирования в них концентрации ионов водорода (значения pH) нелетучим основанием, например гидроксидом натрия или полиэтиленимином и, в случае необходимости, добавки пропилгаллата или подобных стабилизаторов, как таннин, п-фенилендиамин, хинон.
В качестве осадителя пригодны вода и/или смешиваемые с водой спирты, которые могут содержать вплоть до 50% ионных жидкостей, используемых в качестве растворителя.
Изобретение может быть пояснено с помощью следующих примеров.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Получение растворов целлюлозы - второго полимера в ионных жидкостях и их характеристика и прядение волокон происходило по следующему общему способу.
Требуемое количество целлюлозы и волокон второго полимера смешивали соответственно заданному соотношению смеси, в модуле ванны (соотношение растворов) (Flottenverhältnis) 1:20 в воде размельчали посредством устройства Ultra-Turrax и обезвоживали отжиманием до около 35 мас.%. Необходимое количество отжатой полимерной смеси, соответствующее желаемому содержанию твердого вещества полимерного раствора, вносили в ионную жидкость, содержащую 20 мас.% воды и стабилизаторы, и диспергировали, и посредством добавки 0,1 молярного водного раствора NaOH устанавливали значение pH >8 водной суспензии.
Если второй полимер имел форму порошка, целлюлозу отдельно размельчали в воде и отжимали. Порошкообразный второй полимер диспергировали непосредственно в ионной жидкости, содержащей 30 мас.% воды и стабилизаторы, затем вводили отжатую целлюлозу и диспергировали, и посредством добавки 0,1 молярного водного раствора NaOH устанавливали значение pH >8 водной суспензии.
После помещения суспензии в вертикальный смеситель при сильном сдвиге, медленно повышающейся температуре от 90 до 130°С и пониженном давлении от 850 до 5 мбар при полном удалении воды получали гомогенный полимерный раствор. Время растворения во всех случаях составляло 90 мин. Растворы оценивали по их микрофотографиям в поляризованном свете и характеризовали реологически. Результаты приведены в таблице 1.
Таблица 1
Второй полимер - полимерное соотношение целлюлоза/второй полимер (мас.%) Растворитель Содержание твердого вещества (%) η 085°С
(Па·с)
1.1 Гомополимер ПАН - 80/20 BMIMCl 13,9 41760
1.2 Сополимер ПАН - 80/20 BMIMCl 14,1 39800
1.3 Гомополимер ПАН - 80/20 BMIMAc ПАН не растворяется
1.4 Гомополимер ПАН - 60/40 EMIMCl 20,3 28167
1.5 Целлюлоза-2,5-ацетат - 80/20 BMIMCl 13,1 33460
1.6 Хитин - 80/20 BMIMCl Хитин не растворяется
1.7 Хитин - 80/20 BMIMAc Хитин не растворяется
1.8 Хитозан - 80/20 BMIMCl Хитозан не растворяется
1.9 Хитозан - 80/20 BMIMAc Хитозан не растворяется
1.10 Полиамид 1465 - 80/20 BMIMCl 14,3 39380
1.11 ПЛА - 80/20 BMIMCl ПЛА не растворяется
1.12 ПЛА - 80/20 BMIMAc 13,8 325
1.13 ПЛА - 80/20 EMIMAc 14,0 650
1.14 Шерсть - 80/20 BMIMCl 12,9 8413
1.15 ПММА - 80/20 BMIMCl ПММА не растворяется
1.16 ПММА - 60/40 BMIMAc 16,8 215401
1.17 ПММА - 90/10 BMIMAc 11,0 3606
1 - Вязкость при нулевом сдвиге при 110°С
BMIMCl: 1-бутил-3-метилимидазолхлорид
EMIMCl: 1-этил-3-метилимидазолхлорид
BMIMAc: 1-бутил-3-метилимидазолацетат
EMIMAc: 1-этил-3-метилимидазолацетат
Гомополимер ПАН: Dolanit 10, полиакрилонитрильное волокно
Сополимер ПАН: сополимер с 6% метилового эфира акриловой кислоты
ПЛА: полилактид
ПММА: полиметилметакрилат
Прядение полимерных растворов происходило согласно ниже описанным способам. Требуемое количество прядильного раствора (массовый поток) подавали с температурой массы 85°С через поршневой прядильный аппарат в прядильный пакет, фильтровали, нагревали в теплообменнике до температуры прядения Θпр, подвергали релаксации в камере-сборнике и с помощью форсунок с 30 прядильными капиллярами выдавливали с соотношением L/Da 1 и выходным диаметром Da 90 мкм. Струи раствора проходили через кондиционированный воздушный зазор длиной а и дополнительно обдувались воздухом с температурой 25°С и влажностью и количеством воздуха в соответствии с таблицей 2. Ориентированный свод нитей (семейство параллельных нитей, идущих на некотором расстоянии в одной плоскости) проводили при одновременном выделении полимерной сетки в осадительную ванну с температурой 20°С, выделяли из осадительной ванны со скоростью вытяжки va=30 м/мин под углом β≈40°С, вытягивали через галеты (Galetten) и подвергали дискретной, свободной от внутренних напряжений последующей обработке путем промывания и сушки. Условия прядения для некоторых полимерных смесей, описанных в таблице 1, приведены в таблице 2 под теми же номерами.
Таблица 2
Условия прядения
Температура пряд. массы
Θпр (°C)
Воздушный зазор а
(мм)
Количество воздуха
(л/мин)
Влажность воздуха
(г/м3)
Характеристика прядения
1.1 103,5 90 35 3,0 1,7/1,3 дтекс очень хорошее
1.2 102,0 80 35 3,8 1,7/1,3 дтекс очень хорошее
1.4 109,4 110 без 9,6 1,7 дтекс очень хорошее
1.5 100,0 80 70 3,2 1,7 дтекс прядется
1.10 104,1 90 50 3,0 1,7/1,3 дтекс очень хорошее
1.14 83,9 50 60 3,2 1,7 дтекс прядется
1.16 100-130 Не прядется
1.17 88,8 70 70 3,0 1,7 дтекс прядется
Пример 2
Эвкалиптовую клетчатку (показатель «Куоксам-DP»: 556) и волокно из гомополимера полиакрилонитрила (DOLANIT 10) смешивали в различных соотношениях смеси, в модуле ванны 1:20 в воде размельчали посредством устройства Ultra-Turrax и обезвоживали с помощью отжимания до около 35 мас.%. Необходимое количество отжатой полимерной смеси, соответствующее желаемому содержанию твердого вещества полимерного раствора, вносили в BMIMCl, содержащий 20 мас.% воды и 0,03 мас.% пропилового эфира галловой кислоты, и диспергировали и получали гомогенный полимерный раствор в соответствии с вариантами, описанными в примере 2. Результаты приведены в таблице 3.
Различные микрофотографии после получения растворов показали гомогенные растворы, которые не содержали никаких частей изломанных волокон от остатков целлюлозы или ПАН. Однако с увеличением содержания ПАН микроснимки показывали возникающий эффект Тиндаля. Растворы были реологически охарактеризованы перед прядением.
Определение волокна-DP происходило аналогично определению чистого целлюлозного волокна, принимая во внимание навеску целлюлозы согласно используемому соотношению смеси. Целлюлозу селективно выделяли из волокна с помощью куоксама, в то время как полиакрилонитрил (ПАН) в куоксаме нерастворим. При этом после селективного процесса растворения в куоксаме сохранялась структура волокна оставшегося ПАН (см. фиг.1).
Таблица 3
Растворы целлюлозы - ПАН, различающиеся соотношениями смеси.
Соотношение полимеров
целлюлоза/ПАН (мас.%)
Содержание твердого вещества в полимерном растворе (%) η085°С
(Па·с)
Волокно- DP
2.1 100/0 (сравнит. пример) 11,2 14530 509
2.2 90/10 12,1 14770 484
2.3 80/20 13,9 41760 465
2.4 70/30 15,2 29860 441
2.5 65/35 16,5 45574 447
2.6 60/40 17,2 39307 474
2.7 50/50 19,2 29500 430
Из полимерных растворов с помощью поршневого прядильного аппарата по сухому/мокрому процессу прядения в соответствии со способами, описанными в примере 1, пряли целлюлозные многокомпонентные волокна. Условия прядения и данные о волокне полученных волокон приведены далее и в таблице 4.
Общие условия прядения:
Диаметр устья сопла: 90 мкм
Число капилляров сопла: 30
Скорость вытягивания: 30 м/мин
Температура осадительной ванны: 20°С
Таблица 4
Условия прядения и данные о волокне
Пример 2.1
(ср.)
2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7
Целлюлоза/ПАН
Соотношение 100/0 90/10 80/20 70/30 65/35 60/40 50/50
Мас.% 100/0 87,4/ 75,4/ 64,1/ 58,7/ 53,5/ 43,4/
Об.% 14,6 24,6 35,9 41,3 46,5 56,6
Условия прядения:
Массовый поток (г/мин и сопло) 1,25 1,11 0,98 0,89 0,82 0,78 0,73
Температура прядения Θпр (°C) 93,5 90,0 103,5 104,7 103,3 103,9 114,2
Воздушный зазор а (мм) 80 80 90 90 90 125 90
Количество воздуха (л/мин) 60 35 35 20 25 20 5
Влажность воздуха (г/м3) 2,7 2,2 3,0 5,0 4,3 2,6 3
Свойства волокна:
Тонина (линейная плотность)(дтекс) 1,73 1,66 1,68 1,69 1,67 1,73 1,72
Прочность на разрыв, конд. (сН/текс) 50,3 44,6 35,1 30,4 27,3 23,9 19,4
Прочность на разрыв, мокр. (сН/текс) 43,7 37,5 34,2 28,0 27,7 26,7 19,5
Удлинение, конд. (%) 11,7 10,6 9,2 15,5 10,7 10,3 12,9
Удлинение, мокр. (%) 12,8 12,2 12,9 18,2 19,3 16,9 28,9
Разрывное усилие петли
(сН/текс)
22,2 19,5 18,6 16,6 15,5 11,0 13,1
Мокрое истирание1 (обороты) 28 36 59 114 221 618 4466
Возможность удерживания воды (%) 65,9 64,4 61,3 57,3 53,2 45,3 37,5
Сродство к красителю2 (мг/г) 50 54 54 54 52
1 Метод определения устойчивости к мокрому истиранию описан в публикации K.-P. Mieck, H. Langner; A. Nechwatal; Lenzinger Berichte 74 (1994) 61-68.
2 Сродство к красителю определяли в 6%-ном растворе красителя Direct Red 81 (условия реакции: 3 часа при 80°С, 14,2 г/л сульфата натрия). Волокно целлюлоза-ПАН проявляет по сравнению с чистым целлюлозным волокном незначительно повышенное сродство к красителю, в то время как используемое волокно ПАН Dolanit 10 не обладает никаким сродством к этому красителю (сродство к красителю: 0 мг/г).
Двойная логарифмическая связь между NSB (СМИ) и WRV (ВУВ), найденная для лиоцельных волокон из растворов целлюлозы/второго компонента в NММО, подтвердилась с помощью этого примера для лиоцельных волокон из целлюлозы/ПАН в ионных жидкостях исключительным образом (сравнительная фиг.2).
Изображение зависимости прочности на разрыв сухого и мокрого (способа) от состава в объемных % при привлечении данных волокна для смеси 24,7 об.% целлюлозы/75,5 об.% ПАН (пример 4, в таблице 4 не содержится) на фиг.3 показывает очень отчетливо инверсию фаз при объемном соотношении 50 к 50.
Пример 3
Массовое соотношение целлюлоза/ПАН (60:40)
Хлопковый линт целлюлозы (показатель «Куоксам-DP»: 454) и волокно из ПАН (Dolanit 10) в модуле ванны 1:20 в воде размельчали посредством устройства Ultra-Turrax до отдельных волокон и отжимали до доли твердого вещества 35 мас.%. 174 г отжатой смеси волокон вносили в 341,6 г 1-этил-3-метилимидазолхлорида (EMIMCl), содержащего 30 мас.% воды и 0,2 г пропилового эфира галловой кислоты, диспергировали, чтобы получить гомогенную суспензию, в которой с помощью 0,1 молярного водного раствора гидроксида натрия устанавливали pH>8. После помещения суспензии в вертикальный смеситель при сильном сдвиге, медленно повышающейся температуре от 90 до 125°С и пониженном давлении от 850 до 5 мбар при отгонке воды получали гомогенный полимерный раствор. Время растворения составляло 90 мин.
Аналитические характеристики полимерного раствора представлены следующими данными:
Содержание твердого вещества: 20,3%
Вязкость при нулевом сдвиге: (85°С): 28167 Па·с
Из полимерных растворов посредством сухого/мокрого процесса прядения пряли волокна. Условия прядения и размер волокна приведены в следующей таблице 5.
Таблица 5
Условия прядения и данные о волокне
Пример 3
Условия прядения:
Массовый поток (г/мин и сопло) 0,73
Температура прядения Θпр (°C) 109,4
Воздушный зазор а (мм) 110
Количество воздуха (л/мин) нет
Влажность воздуха (г/м3) 9,6
Свойства волокна:
Тонина (дтекс) 1,84
Прочность на разрыв, конд. (сН/текс) 25,4
Прочность на разрыв, мокр. (сН/текс) 21,8
Удлинение, конд. (%) 34,3
Удлинение, мокр. (%) 39,3
Разрывное усилие петли (сН/текс) 21,7
Мокрое истирание1 (обороты) 250
Волокно-DP 422
Пример 4
Массовое соотношение целлюлоза/ПАН (30:70)
12,0 г эвкалиптовой клетчатки (содержание сухого вещества: 95%, показатель «куоксам-DP»: 892) и 26,8 г волокна ПАН (Dolanit 10, содержание сухого вещества 99,25%) вместе в модуле ванны 1:20 в воде размельчали посредством Ultra-Turrax до отдельных волокон и отжимали до доли твердого вещества 25%. Отжатую смесь волокон вносили в 265 г 1-бутил-3-метилимидазолхлорида (BMIMCl), содержащего 20 мас.% воды и 0,1 г пропилового эфира галловой кислоты, и диспергировали, чтобы получить гомогенную суспензию, в которой с помощью нелетучего основания устанавливали pH>8. После помещения суспензии в вертикальный смеситель при сильном сдвиге, медленно повышающейся температуре от 90 до 135°С и пониженном давлении от 850 до 3 мбар при отгонке воды получали гомогенный полимерный раствор. Время растворения составляло 90 мин.
Аналитические характеристики полимерного раствора представлены следующими данными:
Содержание твердого вещества: 15,2%
Вязкость при нулевом сдвиге: (95°С): 927 Па·с
Из полимерных растворов посредством сухого/мокрого процесса прядения пряли волокна. Условия прядения и данные о волокне приведены в следующей таблице 6.
Таблица 6
Условия прядения и данные о волокне
Пример 4
Условия прядения:
Массовый поток (г/мин и сопло) 0,91
Температура прядения Θпр (°C) 98,8
Воздушный зазор а (мм) 90
Количество воздуха (л/мин) 17
Влажность воздуха (г/м3) 7,8
Свойства волокна:
Тонина (дтекс) 1,82
Прочность на разрыв, конд. (сН/текс) 12,2
Прочность на разрыв, мокр. (сН/текс) 12,7
Удлинение, конд. (%) 13
Удлинение, мокр. (%) 32
Разрывное усилие петли (сН/текс) 9,2
Мокрое истирание (обороты) >100001
Возможность удерживания воды (%) 17,6
1 При методе определения мокрого истирания измерения после 10000 оборотов прекращают, так что большие значения не могут быть определены.

Claims (10)

1. Способ получения целлюлозных многокомпонентных волокон с уменьшенной набухаемостью из ионных жидкостей, отличающийся тем, что 75-25 об.% целлюлозы и 25-75 об.%, по меньшей мере, одного другого волокнообразующего полимерного компонента диспергируют в водосодержащей ионной жидкости при добавлении стабилизаторов, удаляют полностью воду при помощи сдвига, подвода тепла и вакуума, полученный микроскопически гомогенный раствор формуют через, по меньшей мере, одну фильеру в волокно/пучок волокон, направляют его через кондиционированный зазор при вытягивании, осаждают ориентированные струи раствора путем обработки термостатированным раствором, который смешивают с ионной жидкостью и который представляет собой осадитель для целлюлозы и другого волокнообразующего полимерного компонента, так чтобы произошло спинодальное расслоение, удаляют ориентированные струи раствора из осадительной ванны и затем подвергают последующей обработке.
2. Способ получения целлюлозных многокомпонентных волокон по п.1, отличающийся тем, что в качестве целлюлозного компонента используют клетчатку с показателем «куоксам-DP» в области 300-2000, полученную из древесины, хлопкового линта или других однолетних растений по сульфитному, сульфатному/предгидролизному сульфатному способу.
3. Способ получения целлюлозных многокомпонентных волокон по п.1, отличающийся тем, что в качестве другого волокнообразующего компонента используют полиакрилонитрил.
4. Способ получения целлюлозных многокомпонентных волокон по п.1, отличающийся тем, что в качестве другого волокнообразующего компонента используют сополимеры полиакрилонитрила.
5. Способ получения целлюлозных многокомпонентных волокон по п.1, отличающийся тем, что соотношение вязкостей при нулевом сдвиге растворов целлюлозы и второго полимера в ионной жидкости имеет значение исключительно выше 1.
6. Способ получения целлюлозных многокомпонентных волокон по п.1, отличающийся тем, что в качестве ионных жидкостей используют 1-бутил-3-метилимидазолхлорид (BMIMCl), и/или 1-этил-3-метилимидазолхлорид (EMIMCl), и/или 1-бутил-3-метилимидазолацетат (BMIMAc), и/или 1-этил-3-метилимидазолацетат (EMIMAc).
7. Способ получения целлюлозных многокомпонентных волокон по п.1, отличающийся тем, что в качестве стабилизаторов используют нелетучие основания в отдельности или в комбинации с пропилгаллатом, таннином, п-фенилендиамином или хиноном.
8. Способ получения целлюлозных многокомпонентных волокон по п.1, отличающийся тем, что в качестве нелетучих оснований используют гидроксиды щелочных металлов или полиэтиленимин.
9. Способ получения целлюлозных многокомпонентных волокон по п.1, отличающийся тем, что в качестве осадителей используют воду и/или смешиваемые с водой спирты, которые могут содержать вплоть до 50% ионной жидкости, используемой в качестве растворителя.
10. Целлюлозное многокомпонентное волокно с уменьшенной набухаемостью, полученное способом по одному из пп.1-9.
RU2008148573/05A 2006-05-10 2007-04-26 Способ получения целлюлозных многокомпонентных волокон RU2431004C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006022009A DE102006022009B3 (de) 2006-05-10 2006-05-10 Verfahren zur Herstellung cellulosischer Mehrkomponentenfasern
DE102006022009.9 2006-05-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008148573A RU2008148573A (ru) 2010-06-20
RU2431004C2 true RU2431004C2 (ru) 2011-10-10

Family

ID=38577277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008148573/05A RU2431004C2 (ru) 2006-05-10 2007-04-26 Способ получения целлюлозных многокомпонентных волокон

Country Status (5)

Country Link
AT (1) AT510254B1 (ru)
DE (2) DE102006022009B3 (ru)
GB (1) GB2451046B (ru)
RU (1) RU2431004C2 (ru)
WO (1) WO2007128268A2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2695665C1 (ru) * 2018-11-09 2019-07-25 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) Способ получения целлюлозного загустителя для пластичной смазки
RU2707600C1 (ru) * 2019-03-27 2019-11-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) Способ получения прядильных смесевых растворов целлюлозы и сополимера пан в n-метилморфолин-n-оксиде (варианты)

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008098032A2 (en) 2007-02-06 2008-08-14 North Carolina State University Use of lignocellulosics solvated in ionic liquids for production of biofuels
WO2008098036A1 (en) 2007-02-06 2008-08-14 North Carolina State University Product preparation and recovery from thermolysis of lignocellulosics in ionic liquids
US20080188636A1 (en) * 2007-02-06 2008-08-07 North Carolina State University Polymer derivatives and composites from the dissolution of lignocellulosics in ionic liquids
WO2008119770A1 (de) * 2007-03-30 2008-10-09 Basf Se Verfahren zur modifizierung der struktur eines cellulosematerials durch behandeln mit einer ionischen flüssigkeit
PT2235240E (pt) * 2008-01-16 2012-05-18 Chemiefaser Lenzing Ag Mistura de fibras, fios e tecidos fabricados a partir da mesma
WO2009101111A1 (de) * 2008-02-11 2009-08-20 Basf Se Verfahren zur herstellung poröser strukturen aus synthetischen polymeren
WO2009118262A1 (de) 2008-03-27 2009-10-01 Cordenka Gmbh Cellulosische formkörper
CN102232129A (zh) * 2008-09-12 2011-11-02 阿迪蒂亚博拉科技有限公司 一种将特性赋予剂加料至聚合物产物的方法
DE102009019120A1 (de) * 2009-04-29 2010-11-04 Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. Formkörper aus Polyacrylnitril und Verfahren zu deren Herstellung
WO2011027220A1 (en) 2009-09-01 2011-03-10 Paul O'connor Improved process for dissolving cellulose-containing biomass material in an ionic liquid medium
US8882924B2 (en) 2009-09-01 2014-11-11 Kior, Inc. Pretreatment of solid biomass material comprising cellulose with ionic liquid medium
CA2775909A1 (en) 2009-10-07 2011-04-28 Grasim Industries Limited Process of manufacturing low-fibrillating cellulosic fibers
WO2011048609A2 (en) 2009-10-07 2011-04-28 Grasim Industries Limited A process of manufacturing low fibrillating cellulose fibers
WO2011045231A1 (de) 2009-10-16 2011-04-21 Basf Se Verfahren zur entfernung von kationen aus celluloseformkörpern
GB2474694B (en) * 2009-10-23 2011-11-02 Innovia Films Ltd Biodegradable composites
WO2011067316A1 (de) 2009-12-04 2011-06-09 Basf Se Verfahren zur herstellung einer polymerisatdispersion
JP5762437B2 (ja) 2009-12-10 2015-08-12 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se 帯電防止熱可塑性組成物
US8884003B2 (en) 2010-01-15 2014-11-11 Basf Se Method of chlorinating polysaccharides or oligosaccharides
CN102712698A (zh) 2010-01-15 2012-10-03 巴斯夫欧洲公司 将多糖或寡糖氯化的方法
DE102011005441A1 (de) 2010-03-15 2011-09-15 Basf Se Korrosionsinhibitoren für ionische Flüssigkeiten
DE102011007566A1 (de) 2010-04-19 2012-01-19 Basf Se Verfahren zur Herstellung von Zusammensetzungen, welche Aluminiumtrihalogenide enthalten
DE102011007559A1 (de) 2010-04-19 2011-10-20 Basf Se Verfahren zur Herstellung von Elektrolyten für die Aluminiumabscheidung
DE102011007639A1 (de) 2010-04-23 2011-10-27 Basf Se Verfahren zur mechanischen Bearbeitung von Werkstücken mit einem Hochdruckstrahl
WO2011154890A1 (en) 2010-06-10 2011-12-15 Basf Se Process for reusing ionic liquids
US8563787B2 (en) 2010-10-05 2013-10-22 Basf Se Preparation of homoallyl alcohols in the presence of noncovalently supported ionic liquid phase catalysts under gas-phase reaction conditions
CN102199803B (zh) * 2011-03-22 2013-02-27 武汉纺织大学 一种高弹性免烫纤维素纤维及其制备方法
US20140316128A1 (en) 2011-10-04 2014-10-23 Basf Se Preparation Of Oligosaccharides Containing Amine Groups
DE102012004118A1 (de) 2011-10-26 2013-05-02 Deutsche Institute Für Textil- Und Faserforschung Denkendorf Carbonfasern, Carbonfasern-Precusoren sowie deren Herstellung
CN102660889B (zh) * 2012-04-13 2014-06-18 东华大学 一种絮纤悬浮液及其制备方法
CN102619143B (zh) * 2012-04-13 2014-07-23 东华大学 一种絮纤薄膜毡的制备方法
JP5993614B2 (ja) * 2012-05-21 2016-09-14 株式会社ブリヂストン 精製多糖類繊維、繊維−ゴム複合体及びタイヤの製造方法
JP5948147B2 (ja) * 2012-05-21 2016-07-06 株式会社ブリヂストン 精製多糖類繊維の製造方法、精製多糖類繊維、繊維−ゴム複合体、及びタイヤ
JP5948146B2 (ja) * 2012-05-21 2016-07-06 株式会社ブリヂストン 精製多糖類繊維の製造方法、精製多糖類繊維、繊維−ゴム複合体、及びタイヤ
US9670596B2 (en) 2012-05-21 2017-06-06 Bridgestone Corporation Production method for purified polysaccharide fibers, purified polysaccharide fibers, fiber-rubber complex, and tire
EP2861785A2 (en) 2012-06-15 2015-04-22 Basf Se Anodic oxidation of organic substrates in the presence of nucleophiles
CA2908764C (en) 2013-04-04 2021-07-27 Aalto University Foundation Process for the production of shaped cellulose articles
JP2014227619A (ja) 2013-05-21 2014-12-08 株式会社ブリヂストン 精製多糖類繊維の製造方法、精製多糖類繊維、及びタイヤ
CN105200558B (zh) * 2015-10-20 2017-09-15 江苏科技大学 一种蚕桑纤维材料的制备方法
WO2017137284A1 (de) * 2016-02-11 2017-08-17 Basf Se Verfahren zur herstellung von polymerfasern aus in ionischen flüssigkeiten gelösten polymeren durch einen luftspaltspinnprozess
US11549200B2 (en) 2017-01-30 2023-01-10 Aalto University Foundation Sr Process for making cellulose fibre or film
CN111101225A (zh) * 2020-01-03 2020-05-05 镇江市高等专科学校 一种聚丙烯腈纳米纤维的制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT401063B (de) * 1994-09-05 1996-06-25 Chemiefaser Lenzing Ag Verfahren zur herstellung von cellulosischen formkörpern
SE509894C2 (sv) * 1996-08-27 1999-03-15 Akzo Nobel Surface Chem Användning av en linjär syntetisk polymer för att förbättra egenskaperna hos en formkropp av cellulosa framställd genom en tertiär aminoxidprocess
JP3728862B2 (ja) * 1997-03-27 2005-12-21 日本エクスラン工業株式会社 吸水性アクリル繊維
US7888412B2 (en) * 2004-03-26 2011-02-15 Board Of Trustees Of The University Of Alabama Polymer dissolution and blend formation in ionic liquids
DE102004031025B3 (de) * 2004-06-26 2005-12-29 Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formkörpern aus Cellulose

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YOSHIYUKI NISHIO et all. «Blends of cellulose with polyacrilonitrile prepared from N,N-dimethylacetamide-lithium chloride solutions», J. Polymer, 1987, vol.28, July, p.1385-1390. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2695665C1 (ru) * 2018-11-09 2019-07-25 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) Способ получения целлюлозного загустителя для пластичной смазки
RU2707600C1 (ru) * 2019-03-27 2019-11-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) Способ получения прядильных смесевых растворов целлюлозы и сополимера пан в n-метилморфолин-n-оксиде (варианты)

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006022009B3 (de) 2007-12-06
GB2451046B (en) 2011-06-29
AT510254B1 (de) 2012-04-15
GB0821012D0 (en) 2008-12-24
RU2008148573A (ru) 2010-06-20
DE112007001615A5 (de) 2009-04-09
GB2451046A (en) 2009-01-14
WO2007128268A3 (de) 2008-01-03
WO2007128268A2 (de) 2007-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2431004C2 (ru) Способ получения целлюлозных многокомпонентных волокон
US10995427B2 (en) Polysaccharide fibers with an increased fibrillation tendency and method for the production thereof
US8741197B2 (en) Antimicrobial, antifungal and antiviral rayon fibers
US8827192B2 (en) Cellulose suspension and processes for its production
EP2683859B1 (en) Method for spinning anionically modified cellulose
CN110770373A (zh) 形成水凝胶的多组分纤维
Chen et al. Combined effects of raw materials and solvent systems on the preparation and properties of regenerated cellulose fibers
WO2007121609A1 (fr) Utilisation d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium et de sulfo-urée dans la production de produits cellulosiques à l'échelle pilote
TW201702296A (zh) 人造纖維素纖維之回收
US4367191A (en) Preparation of cellulose films or fibers from cellulose solutions
US8915457B2 (en) Cellulose fibrillation
WO2021038136A1 (en) Cellulose pretreatment
US20190127888A1 (en) Modified viscose fiber
BR112021011473A2 (pt) Separação de fibras
CN111788340A (zh) 具有粘胶样性质的莱赛尔纤维
Wendler et al. Cellulose products from solutions: film, fibres and aerogels
JPH06298999A (ja) セルロース成形用溶液及びそれを用いる成形方法
CN101555321A (zh) 溶剂组合物及其制备方法和用途
CN111788348B (zh) 具有减少的纤维素含量的浆粕和莱赛尔成型体
Zhang et al. Facilitated fibrillation of regenerated cellulose fibers by immiscible polymer blending using an ionic liquid
JPH029625B2 (ru)
CN101649574B (zh) 一种废玻璃纸回收利用的方法
JP5183329B2 (ja) 抗菌性アクリル繊維の湿式紡糸方法
JP2003266510A (ja) セルロース成形体の製造方法
CA1117722A (en) Rayon fibers containing starch

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120427