Состав для получения дисперсии полиолефиновых волокон

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

«»659101 (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 10.01.75 (21) 2094234/28-05 (23) Приоритет — (32) 11.01.74 (31) 19329А/74 (ЗЗ) Италия (51) M. Кл.

Р 06 М 15/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 25.04.79. Бюллетень _#_å 15

Дата опубликования описания 26 .0 / 15 (53) УДК678.6 (088.8) Иностранцы

Лучано Бальди и Эмилио Мартини (Италия) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

«Монтэдисон С.ll.À.» (Италия) (71) Заявитель (54) СОСТАВ ДЛЯ !1ОЛУЧЕНИЯ ДИСГ!ЕРСИИ

Г11ОЛИОЛЕФИНОВЫХ ВОЛОКОН

Изобретение относится к обработке полиолефиновых волокон для улучшения их свойств при использовании их в процессе получения водных масс для производства синтетической или полусинтетической бумаги, в частности к составам на основе поливинилового спирта для получения дисперсии полиолефиновых волокон.

Возможность получения подобной бумаги, обладающей удовлетворительными гомогенностью и видом, с применением обычных оборудования и технологии зависит от способности фракции синтетических волокон быстро и гомогенно диспергироваться в воде.

Вызвать подобное поведение у водоотталкивающих веществ, например у полиолефинов, нелегко, необходимо наносить определенное количество гидрофильных групп на поверхность фибрилл. Эту задачу можно решать различными методами, например поверхностной модификацией фибрилл, химической обработкой, тщательным смешением исходного почиолефина с поверхностно-активными веществами или с полимерами, содержащими гидрофильные группы, или покрытием поверхности предварительно сформованных фибрнлл гндрофильными поличерами, Оказалось, что последнии спосоо леI I(. всего осх ществлять H;l 11!чактпке, так как водные растворы гндрофильных полимеров всегда являются, по меньшей мере, частично коллоиднычи, в результате чего при соприкосновении с вегцествоч, имеющнм большую удельную новеpxHocTb, например с фнбриллачи, определенное количество этих полимеров вследствие адсорбции прилипает к фибриллам и вызывает их диспергнрованне в водной среде.

Для применения в прочыш lcHII()xl часштабе способ адсорбции должен завершаться в довольно короткое вречя.

Пригодным и для этого способа поли мерами являются ачиносмолы, полиэтиленимины, поливинилпирролидон и модифицированные эпихлоргидрином полиамиды.

Процесс осуществляют днспергированием волокон в водной среде, содержащей покровное вещество и при желании растворители и/или связующие вещества различных типов и превращением суспензии в бумажные листы по обычной технологии (!1.

6591 01

Наиболее близким к предлагаемому является состав для получения дисперсии полиолефиновых волокон с удельной поверхностью 1,0 — -15,0 м2/г на основе поливинилового спирта, алифатического альдегида С вЂ”вЂ”

С и воды !2).

Однако указанный состав не обеспечивает достижения достаточной диспергирующей способности используемых полиолефиновых волокон.

Цель изобретения — повышение диспергирующей способности волокон.

Г!редлагаемый состав для получения дисперсии полиолефиновых волокон с удельной поверхностью 1.0 — -!5,0 м /г содержит продукт конденсации поливинилового спирта с алифатическим альдегидом С1 — С, имеющий 2 — 8 альдегидных остатков на 100 звеньев винилового мономера, в количестве

0,1 — 1,0 г/л воды.

Поливиниловый спирт в течение нескольких часов подвергают взаимодействию с альдегидом в количестве i — 10 вес /О, считая на многоатомный спирт, предпочтительно при температурах ниже 50 С в метиловом или этиловом спирте и полученный твердый продукт конденсации центрифугированием отделяют от реакционной смеси.

Можно использовать продукты конденсации поливинилового спирта с формальдегидом, ацетальдегидом, пропионовым альдегидом, масляным альдегидом, ацетальдолем или их смесями.

Получение полипропиленовых фибриллированных волокон. В автоклав емкостью 50 л, снабженный подогревательной ка мерой и мешалкой, подак>т 2„3 кг полипропилена (плотность 0,91, показатель плавления 10, т.пл. 170 С, изотактический показатель 94) и 30 л н-пентана. Смесь при температуре

170 С и давлении 20 кг/см нагревают до получения раствора полимера в н-пентане.

При указанных условиях раствор выводят в атмосферу через кольцевое сопло диаметром 2 мм и примерно на расстоянии 1 мм от выпускного отверстия сопла переводят в коллоидное состояние сухой насыщенной паровой струей, выходящей из сопла диаметром 4 мм и под, углом 85 к направлению потока выходящего полимерного раствора при скорости спуска 470 м/сек.

Получают волокнистый продукт, который, как видно под оптическим микроскопом, состоит из отдельных фибрилл длиной 3 — 5 мм с видимым средним диаметром примерно !

О мкм и удельной поверхностью 1 — 5 м /г.

Получение полиэтиленовых фибриллированных волокон. Работают с описанным аппаратом, приготовляя фибриллы из раствора 3 кг полиэтилена (показатель плавления 5, т.пл. 135 С, плотность 0,95) в 35 л н-гексана при температуре 180 С, давлении

9 кг/см2 и используя в качестве жидкости для разбавления сухой насыщенный пар при тех же условиях, как для получения полипропиленовых фибрилл.

Получают полиэтиленовые волокна длиной 3 — 5 мм со средним диаметром примерно 10 мкм и площадью поверхности 1,0—

1 5,0 м /г.

Г1олиолефиновые волокна можно покрывать погружением при размешивании конденсата из поливинилового спирта и альдегида в водный раствор ппи температуре, не превышающей 100 С.

При данных условиях время пребывания волокон в растворе для достижения пригодного покрытия и быстрого диспергирования

10 в водной среде 5 — 30 мин.

Полученную суспензию волокон можно использовать как таковую для получения масс для полусинтетической бумаги, добавляя целлюлозные волокна, однако гораздо выгоднее применять ее для получения фильтрацией и частичной сушкой плит из полиолефиновых волокон, которые можно складировать, транспортировать и быстро диспергировать в воде для обработки в бумажных мельницах.

26

Пример 1. 10 г полнвинилового спирта (стспень гидролиза 98 — -100 и вязкость Гепплера при 20 С в 4%-ном водном растворе

22 — -28 спз) добавляют к 70 г метилового спирта и полученную смесь подкисляют 0,2 r л концентрированной серной кислоты. Затем, размешивая, добавляют 0,5 г масляного альдегида и всю смесь подвергают реакции в течение 2 ч примерно 40 С.

Получают конденсат из поливинилового спирта и масляного альдегида, который цент рифугнрованием выделяют из реакционной смеси. Как показывает анализ, он содержит

4,5 альдегидных радикала на 00 звеньев винильного мономера.

0,59 г конденсата растворяют в 2,5 л воды и раствор доводят до 90 С. Раствор при размешивании добавляют к 50 г полипропиленовых фибрилл, полученных согласно описанному способу. Через 15 мин фибриллы выделяют фильтрацией. Степень удержания (процент нанесенного конденсата) 53,40/р

Количество конденсата, нанесенного на волокна 0,62 г на 100 г волокна.

Пример 2. Приготовляют конденсат, состоящий из поливинилового спирта и пропионового альдегида содержащий 6 альдегидных радикалов на 100 звеньев винилового мономера, поступая аналогично примеру l для получения масляного производного, применяя для этой реакции 0,4 г пропионового альдегида на 10 г поливинилового спирта.

Указанным составом аналогично примеру 1 покрывают 50 г полиэтиленовых фибрилл, полученных аналогично описанному способу.

Степень удержания 67,8%, количество нанесенного конденсата 0,66 г на 100 г волокон.

Пример 8. 10 г поливинилового спирта из примера 1 подвергают взаимодействию с

О,? г 30%-ного водного раствора формаль56910

5 дегида описанным в примере 1 образом. Г!олучают продукт конденсации поливинилового спирта с формальдегидом, содержащий

3,8 альдегидных остатка на 100 звеньев винилового мономера.

50 г полиэтиленовых волокон (удельная поверхность 6 м /г, средний диаметр 20 мкм и длина 1 — 2 мм) обрабатывают раствором

0,7 г указанного конденсата в 2,5 л воды (0,24 г/л воды). Обработку ведут описанным в примере 1 образом. При этом получают следующие результаты: 16

Степень удержания, % 58

Количество конденсата, нанесенного на волокна, г/100 r волокон 0,69

Пример 4. 10 г поливинилового спирта из примера 1 подвергают взаимодействию с

0,67 г гексальдегида описанным в примере 1 образом. Получают продукт конденсации поливинилового спирта с гексальдегидом, содержащий 5,9 альдегидных остатка на 100 звеньев винилового мономера. о

50 г полиэтиленовых волокон (удельная поверхность 1,2 м /г, средний диаметр

18 мкм и длина 2 — 3мм) обрабатывают раствором 0,5 г указанного конденсата в 2,5 л воды (концентрация 0,2 г/л воды) описанным в примере 1 образом. При этом получают следующие результаты:

Степень удержания, 0/0

Количество конденсата, нанесенного на волокна, г/100гволокон 0,65

Пример б. 10 г поливинилового спирта из примера 1 подвергают взаимодействию с 0,14 г пропиональдегида описанным в примере 1 образом. Получают продукт конденсации поливинилового спирта с пропиональдегидом, содержащий 2 альдегидных остат- 55 ка на 100 звеньев винилового мономера.

50 г полиэтиленовых волокон (удельная поверхность 6,5 м2/г, средний диаметр 20 мкм, длина 1,5 — 2,5 мм) обрабатывают раствором 0,55 г указанного конденсата в 2,5 л воды (0,22 г/л) описанным в примере 1 образом. При этом получают следующие результаты:

Степень удержания, % 57

Количество конденсата, нанесенного на волокна, 45 г/100 г волокон: 0,63

Пример б. 10 г поливинилового спирта из примера 1 подвергают взаимодействию с

0,56 r пропиональдегида описанным в примере 1 образом. Получают продукт конден50 сации поливинилового спирта с пропиональдегидом, содержащий 8 альдегидных остатков на 100 звеньев винилового мономера.

50 г полипропиленовых волокон (удельная поверхность 5 м /г, средний диаметр

10 мкм и длина 3 — 5 мм) обрабатывают раст- 55 вором 0,5 г указанного конденсата в 2,5 л воды описанным в примере 1 образом. При этом получают следующие результаты:

6

Степень удержания, /р 48

Количество конденсата. нанесенного на волокна, г/100. г волокон 0,48

Пример 7 (для сравнения). 0,55 г поливинилового спирта (степень гндролиза

98 — !00 и вязкость Гепплера в 4", р-ном водном растворе при 20 С 22 — 28 спз! растворяют в 2.5 л воды. Раствор нагревают до

90 С и при размешивании добавлятот 50 г полиэтиленовых фибрилл, полученных по описанному способу. Через 15 мин выделяют фибриллы фильтрацией. Степень удержания

18,2 /0, количество нанесенного конденсата

0,19 r на 100 г волокон.

Пример 8. 0,25 г продукта конденсации поливинилового спирта с бутиральдегидом из примера 1 растворяют в 2,5 л дистиллированной воды 0,1 г/л) и раствор нагревают до 90 C. Размешивая, в этот раствор добавляют 50 г полииропиленовых волокон.

По истечении 15 мин волокна удаляют фильтрацией и сушат при 35 C. Степень удержания 75%. Количество нане cHHol n на волокна конденсата равно 0,35 I, 10((г волокон. Обработанные таким образом волокна можно сразу же переводить в высокостабильную дисперсию в воде.

Пример 9. 2,5 г продукта кондеHc;Il(HH поливинилового спирта с бутиральдегидом из примера растворяют в 2.5л дистиллированной воды (1,0 г/л) и раствор .нагревают до

50"C. Размешивая, в этот раствор добавляloT 50 г полиэтиленовых волокон. Гlо истечении 30 мин волокна удаляют I)>H;IbTp31(Hей и сушат при 40"С. Степень удержания

25Р/р. Количество конденсата, нанесенного на волокно,!,25 г/100 r волокна.

При,llep /0. Повторяк>т пример 1, но полиолефиновые волокна (удельная поверхность 15,0 м - /г, длина 2 — 3 мм и средний диаметр 17 мкмжд обрабатывают водным раствором, содержащим 0,22 г,1 продукта конденсации поливинилового спирта с бутира Ibдегидом, содержащим 4,2 а.1ьдегндных остатка на 100 звеньев винилового мономера. При этом получают следующие результаты:

Степень удержания, ", р, 0,9

Количество конденсата, нанесенного на волокно. г/100 г волокон 0,78

Таким образом. предлагаемый состав для получения дисперсии полиолефиновых волокон с удельной поверхностью 1,0 — !5,0 м -, г позволяет значительно повысить,1,HcneprHрующую способность этих волокон.

Формула изобретена»

Состав для получения дисперсии полиоле финовых волокон с удельной поверхностьк>

l,0 — 15,0 м /г на основе поливинилового спирта, алифатического альдегида С(— -С и воды, отлачаюа(айг» тем, что, с целью по659101

»» вышения дйсггерги рдеющей способности волокон, состав содержит продукт конденсации указанны "cîåäéHåíèé, имеющий 2 — 8 альдегидных остатков на 100 звеньев винилового мономера, в количестве 0,1 — 1,0 г/л воды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Патент ФРГ № 2208555, кл. 29 b 3/65, 1970.

2. Патент ФРГ № 1223494, кл. 29 b 3/65, 1967.

Составитель И. Девнина

Редактор О. Кузнецова Техред О. Луговая Корректор 4. Гриценко

Заказ 1891/60 Тираж 504 Подписное

11НИИПИ Государственного ком итета СССP по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4