Способ получения хемосорбционного карбоксилсодержащего волокна
Авторы патента:
Использование: в химической промышленности в качестве волокнистых ионообменных материалов. Сущность изобретения: полиакрилонитрильное волокно с 1,5 мас.% карбоксильных групп обрабатывают водным раствором, содержащим 8-15 мас. % гидразина и 1,0-2,0 мас.% гидроксида натрия, при 90-100oC в течение 120-150 мин. 1 табл.
Изобретение относится к области производства ионообменных химических волокон, а именно к способам получения хемосорбционного карбоксилсодержащего волокна с трехмерной химической сеткой.
Известен способ получения ионообменного полиакрилонитрильного волокна обработкой свежесформованного волокна раствором едкого натра и сульфата гидразина [1] Известный способ позволяет упростить и удешевить получения волокна и увеличить его сорбционные способности, однако волокно имеет достаточно низкие прочностные характеристики. Известен способ получения ионообменного волокна, использующий обработку полиакрилонитрильного волокна водным раствором гидразингидрата и раствором едкого натра [2] Известный способ позволяет получать волокна с высокой сорбционной способностью при достаточно низком времени обработки, однако прочностные характеристики волокна недостаточны. Известен способ получения ионообменного полиакрилонитрильного волокна обработкой волокна раствором производного гидразина и раствором едкого натра [3] В данном способе совмещение процессов гидразидирования и щелочного гидролиза в одну технологическую стадию позволяет сократить продолжительность обработок, технологический режим проще, чем в предыдущем способе, однако здесь требуется большой расход омыляющего и структурирующего реагентов (до 120 г/л каждого). Суммарная концентрация соли гидразина и NaOH составляет порядка 24 мас. Кроме того, в качестве исходного волокна в данном случае используется только свежеформованное невысушенное полиакрилонитрильное волокно, обладающее пористой структурой, которая обеспечивает проникновение гидразина к нитрильным группам полиакрилонитрила, что способствует образованию трехмерной химической сетки. Высушенное же (готовое) полиакрилонитрильное волокно такой способностью не обладает и поэтому при использовании в качестве исходного стандартного волокна нитрон образование трехмерной сетки не происходит. Известен способ получения хемосорбционного карбоксилсодержащего волокна обработкой полиакрилонитрильного волокна, содержащего не менее 1,5 мас. карбоксильных групп, водным раствором гидразина и гидроксида натрия при температуре 90oC [4] Известный способ осуществляется в две стадии, но имеет сравнительно небольшой расход реагентов. Известен способ получения хемосорбционного карбоксилсодержащего волокна обработкой полиакрилонитрильного волокна, содержащего не менее 1,5 мас. карбоксильных групп, водным раствором гидразинсодержащего соединения и гидроксида натрия при повышенной температуре в течение 120-150 минут [5] Известный способ выбран в качестве прототипа. Известный способ является одностадийным, но имеет значительный расход реагентов. Задачей настоящего изобретения является создание более эффективного способа получения хемосорбционного полиакрилонитрильного волокна на основе сополимера, содержащего в своем составе не менее 1,5 мас. мономера с карбоксильными группами (на основе волокна нитрон) с требуемыми физико-механическими и сорбционными свойствами, сокращение расхода исходных реагентов. Технический результат настоящего изобретения состоит в упрощении и удешевлении процесса получения хемосорбционного полиакрилонитрильного волокна с повышенными прочностными характеристиками. Это позволит осуществить технологический процесс получения хемосорбционного волокна не только на предприятиях, выпускающих полиакрилонитрильные волокна, но и на любом химическом производстве, используя промышленное волокно нитрон. Указанный эффект достигается путем одностадийной обработки полиакрилонитрильного волокна, имеющего в своем составе не менее 1,5 мас. мономера с карбоксильными группами, водным раствором 8-15 мас. гидразина и 1,0-2,0 мас. гидроксида натрия при температуре 90-100oC в течение 120-150 мин. Данные режимы обработки полиакрилонитрильного волокна (стандартного волокна нитрон), содержащего не менее 1,5 мас. мономера с карбоксильными группами, обеспечивают проникновение молекул гидразина к нитрильным группам исходного волокна и, тем самым, создают условия для образования трехмерной химической сетки. Наличие трехмерной структуры, как известно, предотвращает в последующем, как в процессе обработки волокна, так и при эксплуатации изделий из него, растворение полимера в воде и органических растворителях. Путем изменения различных параметров процесса (концентрации гидразина и гидроксида натрия, температуры и времени реакции) получены экспериментальные данные, которые представлены в таблице. Пример 1. Штапельное полиакрилонитрильное волокно нитрон загружают в перфорированную корзину реактора при орошении умягченной водой и механическом уплотнении. Корзину с волокном устанавливают в реакторе химической обработки, закрывают крышкой и заполняют нагретым водным раствором, содержащим 13 мас. гидразина и 1,5 мас. гидроксида натрия. Обработка волокна происходит при непрерывной циркуляции по замкнутому контуру: реактор насос теплообменник реактор. Температура процесса 95oC, продолжительность 150 мин. По окончании реакции отработанный раствор сливают в емкость для укрепления и последующего использования. Волокно в реакторе промывают умягченной водой при циркуляции. Время одной промывки 15-20 минут, температура комнатная, число промывок 5-7. Обработанное волокно выгружают из реактора и помещают в сушилку. Температура сушки 80-90oC. Волокно сушится до влажности не более 10 мас. Физико-механические и сорбционные свойства полученного карбоксилсодержащего волокна приведены в таблице (образец 3). Пример 2. Опыт проводят так же, как указано в примере 1, но вместо реактора химической обработки используют центрифу. Волокно обрабатывают раствором, содержащим 15 мас. гидразина и 1 мас. гидроксида натрия. Температура процесса 95oC, время 150 минут. Промывку и сушку волокна проводят при режимах, указанных в примере 1. Физико-механические и сорбционные свойства полученного волокна приведены в таблице (образец 2). Анализ приведенных в таблице экспериментальных данных показывает, что получение требуемых характеристик обеспечивается только при использовании водного раствора с содержанием гидразина 8-15 мас. гидроксида натрия 1,0-2,0 мас. в течение 120-150 минут при температуре 90-100oC. При концентрации гидразина выше 15 мас. волокно обладает низкой COE (образец 1), в то время как при концентрации гидразина ниже 8 мас. волокно получается с низкой разрывной прочностью (образцы 4-6). Повышение температуры реакции выше 100oC приводит к существенному снижению прочности волокна (образец 10), а снижение температуры ниже 90oC понижает показатель COE (образец 9). Практически так же влияет на величину разрывной прочности увеличение времени реакции более 150 минут (образец 12), в то время как сокращение его ниже 120 минут снижает COE (образец 11). Из приведенных данных видно также, что повышение концентрации гидроксида натрия более 2 мас. приводит к получению хемосорбционного волокна с низкой разрывной прочностью (образцы 6, 7), в то время как снижение концентрации менее 1,0 мас. при концентрации гидразина 13% уменьшает COE до 3,8 мг![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
Формула изобретения
Способ получения хемосорбционного карбоксилсодержащего волокна обработкой полиакрилонитрильного волокна, содержащего не менее 1,5 мас. карбоксильных групп, водным раствором гидразинсодержащего соединения и гидроксида натрия при повышенной температуре в течение 120 150 мин, отличающийся тем, что обработку проводят водным раствором, содержащим 8 15 мас. гидрозина и 1,0 2,0 мас. гидроксида натрия при 90 100oС.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Способ получения хемосорбционного волокна // 2067102
Изобретение относится к производству хемосорбционных волокон методом полиминералогичных превращений волокон на основе карбоцепных полимеров, в частности на основе полиакрилонитрила, сополимеров полиакрилонитрила или поливинилхлорида
Способ обработки полиакрилонитрильных нитей // 1835435
Изобретение относится к созданию сорбентов, активных по отношению к белкам, а именно к белкам аллантоисной жидкости, и может быть использовано в медицинской технологии, биологической практике, на заводах по производству химических волокон
Изобретение относится к получению хирургических шовных материалов на основе синтетических волокон, обладающих биологической активностью, которые могут быть использованы при хирургическом вмешательстве на органах и тканях с целью профилактики послеоперационных гнойных осложнений и создания оптимальных условий заживления ран
Способ модификации хемосорбционных волокон // 1750275
Изобретение относится к получению электропроводящих полимерных волокон, в частности к способу их получения на основе хемосорбционных волокон, которые могут быть использованы в различных областях электроники, электротехники, радиотехники и др
Способ получения синтетического волокна // 1625071
Изобретение относится к технологии получения синтетических волокон, которые могут быть использованы при получении нетканых электрофлокированных и клееных материалов
Способ получения антимикробных нитей // 1609212
Изобретение относится к технологии получения антимикробных полиамидных нитей, используемых в качестве шовного, перевязочного материала и т.п
Способ модификации поликапроамидных волокон // 1599454
Изобретение относится к получению модифицированных поликапроамидных (ПКА) волокон
Способ получения анионообменного волокна // 1578239
Изобретение относится к технологии получения ионообменных волокнистых материалов со специальными свойствами, в частности анионообменных волокон на основе гомои сополимеров акрилонитрила, и может быть использовано на заводах химических волокон, выпускающих и перерабатывающих полиакрилонитрильные волокна
Способ получения волокнистого ионита // 2101306
Изобретение относится к получению ионообменных структурированных волокнистых материалов и может быть использовано на заводах, выпускающих и перерабатывающих полиакрилонитрильные (ПАН) волокна с последующим применением ионита для улавливания реагента из сточных вод и вентвыбросов
Непрерывный способ получения сульфокатионита // 2085561
Изобретение относится к получению сульфированных катионообменных смол на основе сшитых сополимеров стирола и касается, в частности непрерывных процессов их получения
Изобретение относится к технологии получения полигалоидной анионообменной смолы, предназначенной для обеззараживания конденсатов в системах водообеспечения и питьевой воды
Способ получения сорбента // 2081130
Изобретение относится к получению селективных сорбентов для извлечения токсических, а также ценных компонентов из водных сред
Способ получения низкоосновных анионитов // 2080338
Изобретение относится к получению низкоосновных макропористых анионитов полимеризационного типа, которые могут быть использованы в различных реакциях ионного обмена для водоподготовительных установок атомных и тепловых электростанций, в бытовых фильтрах, для очистки промышленных стоков и газовых выбросов
Способ получения хемосорбционного волокна // 2067102
Изобретение относится к производству хемосорбционных волокон методом полиминералогичных превращений волокон на основе карбоцепных полимеров, в частности на основе полиакрилонитрила, сополимеров полиакрилонитрила или поливинилхлорида
Способ получения особо мелких сферических карбоксильных катионитов для микроколоночной хроматографии // 2058327
Изобретение относится к технологии получения хроматографических материалов, применяемых для изучения химического состава биологических объектов в химической, фармацевтической и пищевой промышленности
Изобретение относится к области химической технологии изготовления волокнистых ионообменных материалов и может быть использовано в атомной энергетике для контроля и очистки водного теплоносителя основного и вспомогательного контуров ядерной энергетической установки
Способ получения модифицированного сорбента // 2105015