Полиакрилонитрил образование волокон

Напишите схему образования синтетического волокна полиакрилонитрила (нитрон) из акрилонитрила [c.734]

Привитой сополимер ацетилцеллюлозы и полиакрилонитрила получали также з в 60%-ном водном растворе хлористого цинка в присутствии 1% окиси цинка и 3% уксусной кислоты (чтобы предотвратить омыление ацетильных и нитрильных групп). В этом растворителе ацетилцеллюлоза, полиакрилонитрил и привитой сополимер образуют стабильные растворы. В растворе ацетилцеллюлозы проводят полимеризацию акрилонитрила с образованием небольшого количества (около 10% от смеси полимеров) привитого сополимера. Образование большого количества гомополимеров не является недостатком этого метода, так как в присутствии привитого сополимера смесь полимеров хорошо совмещается. Волокно формуют в осадительной ванне, состоящей из 36—38%-ного водного раствора хлористого цинка, при температуре ниже 0° С. Затем волокно промывают водой и вытягивают в воде при 100° С. Волокно, полученное из смеси трех полимеров (ацетилцеллюлозы, полиакрилонитрила и привитого сополимера), обладает большей однородностью, чем волокна из смеси тех же гомополимеров, вследствие лучшей совместимости компонентов, что наглядно видно из сравнения снимков, сделанных на электронном микроскопе (рис. 39). Соотношение полиакрилонитрила и ацетата целлюлозы волокне, полученном из смеси полимеров, составляло 3 2, в волокне, сформованном из смеси и привитого сополимера, — 5 1. [c.202]

Для некоторых растворов полимеров вязкость является решающим фактором при прядении. Найдено, что наивысшая вязкость, исключая гели, обеспечивает наилучшие условия прядения [51. Для других полимеров вязкость не имеет такого значения, поскольку в этих случаях, очевидно, существенную роль играет и ряд других факторов. При данном молекулярном весе полимера более высокие вязкости обусловлены более высокими концентрациями. Последние желательны, так как при этом, кроме облегчения образования волокна [46], увеличивается эффективность емкостей, используемых для хранения растворов полимеров, и уменьшается разбавление коагуляционной ванны во время прядения. Однако на практике существует определенный предел применяемой концентрации, который обусловливается трудностью фильтрации, транспортировки и продавливания очень вязких растворов. При любой температуре вязкость очень быстро увеличивается с ростом концентрации, причем это возрастание тем сильнее, чем выше молекулярный вес полимера [6]. Полиакрилонитрил с молекулярным весом 120 ООО и вязкостью 18%-ного раствора 450 пуаз при 100° 171 и полиакрилонитрил с молекулярным весом 89 000 и вязкостью 11%-ного раствора 180 пуаз при 140° [8] признаны пригодными для прядения. Повышение температуры уменьшает вязкость, и этот метод находит применение на практике, однако, он является ограниченным при любом способе мокрого прядения, [c.350]

Ориентационная вытяжка в 25 раз полиакрилонитрила перед термической обработкой волокон приводит к росту электрической проводимости примерно на порядок. Это обусловлено тем, что, как показали рентгенографические исследования, образование сопряженных связей в ориентированных волокнах полиакрилонитрила не вызывает существенного изменения ориентированного состояния. Интересно, что увеличение электрической проводимости в этом случае не сопровождается уменьшением ее энергии активации, а также знака и значения тер-мо-э. д. с. Поэтому Давыдов считает, что рост электрической проводимости при ориентации полиакрилонитрила обусловлен возрастанием подвижности носителей вследствие увеличения числа контактов между макромолекулами при неизменной концентрации носителей [45, с. 456]. [c.68]

Только после работ Рейна [37], который обнаружил, что полиакрилонитрил растворяется в гидротропных растворителях (например, в концентрированных растворах солей), начались -поиски высокополярных органических растворителей, способных к образованию прочных водородных связей между полимером и растворителем, в результате чего происходит растворение полимера. Открытие таких растворителей, как диметилформа-мид, дало возможность примерно с 1943 г. создать производство полиакрилонитрильного волокна [38]. [c.438]

Внутримолекулярное образование циклов не сопровождается потерей растворимости полимеров. Потеря растворимости полиакрилонитрила при нагревании может объясняться только-образованием пространственных сеток. На этой реакции основано получение из полиакрилонитрильного волокна орлон огнестойкой ткани, так называемого черного орлона . [c.62]

Адсорбцию и закрепление катионных красителей полиакрило-нитрильными волокнами можно объяснить образованием солевых связей между катионами красителя и кислотными группами, расположенными на концах полимерной цепи 35]. Кроме основных красителей для крашения полиакрилонитрила в светлые тона применяются также дисперсные красители. [c.32]

Методы активации полимера (отщепление подвижного водорода и образование радикала) могут быть весьма разнообразными (обработка перекисями или озоном, солями Се, V, Ре и других металлов переменной валентности, радиоактивное облучение, термическая или световая активация и т. п.). Обработка активированных полимеров или волокон парами, растворами или жидкими виниловыми мономерами приводит к цепной полимеризации на активированных группах и образованию длинных привитых цепей (например, полиакрилонитрила, полистирола, полиакриловой кислоты или ее эфиров и т. п.). Привитые цепи могут быть значительно длиннее основной макромолекулярной цепи и обычно в волокне ориентируются вдоль основной цепи. [c.362]

Высокая термостойкость черного модифицированного полиакрилонитрильного волокна объясняется химическими изменениями полиакрилонитрила при термообработке и образованием в результате последовательных превращений устойчивой цикл г-ческой полимерной структуры - [c.190]

Введение в раствор вторичного ацетата целлюлозы или полиакрилонитрила в диметилформамиде небольших количеств полиуретанов значительно повышает устойчивость получаемого волокна к истиранию. Добавка каучука к раствору волокнообразующих полимеров повышает эластичные свойства волокна. Достигаемое в процессе формования волокна из растворов смесей полимеров смешивание волокнообразующих полимеров на уровне образования надмолекулярных структур обеспечивает, как правило, суммирование ценных свойств, характерных для каждого из полимеров, участвующих в образовании надмолекулярных структур. По-видимому, в ряде случаев улучшение требуемых свойств волокон, достигаемое этим методом, не может быть получено при использовании других методов модификации свойств волокон, в частности метода привитой сополимеризации. [c.151]

Большое количество таких традиционных полимеров, как ПВХ или полиакрилонитрил, перерабатывают в волокна в крупных масштабах в процессе сухого прядения. Суть этого процесса показана на рис. 15.17. Полимер растворяют в соответствующем растворителе с образованием высококонцентрированного раствора. Вязкость раствора регулируют увеличением температуры. Горячий вязкий раствор полимера продавливают через фильеры, получая таким образом тонкие непрерывные струйки. Волокно из этих струек образуется при простом испарении растворителя. Испарение растворителя может быть ускорено путей обдувания встречным потоком сухого азота. Волокна, образующиеся из раствора полимера, в конце концов наматывают на катушки. Скорость прядения волокон может достигать 1000 м/мин. Промышленные ацетатцеллюлозные волокна, полученные из 35%-ного раствора полимера в ацетоне при 40°С, служат типичным примером получения волокон методом сухого прядения. [c.367]

При проведении опытов исследовали полиакрилонитрил молекулярного веса 25-10 —100-10 , полученный в присутствии полифункциональных аминов . Благодаря тому, что этот полимер характеризуется малым содержанием низкомолекулярных фракций, удалось в значительной мере уменьшить их влияние на условия формования и свойства волокна. Молекулярный вес полимера определяли вискозиметрически . Для формования готовили экви-вязкие растворы полимера в диметилформамиде при 90 °С. Волокно формовали по схеме (рис. I), описанной ранее . Для характеристики процесса образования волокна в осадительной ванне свежесформованное невытянутое волокно подвергали анализу. Пробы волокна для анализа отбирали с приемной галеты, формование проводили при постоянной фильерной вытяжке. Состав волокна определяли методом, описанным в работе В. Д. Фихмана и др. избыток жидкости снимали с волокна фильтровальной бумагой сразу после съема его с галеты. Средняя квадратичная ошибка определения содержания полимера в волокне при этом не превышала 0,7%. Затем определяли плотность волокна Уф флотационным методом и объемный вес методом, описанным Г. Н. Ку-киным и др. По плотности волокна (уф) и по его геометрическим [c.166]

Так, нам удавалось [265] получать из почти гомодисперсного полистирола с Л1 10 — правда, при огромных степенях вытяжки — волокна с прочностью л 1,5 ГПа при комнатных температурах и 4 ГПа — это уже почти половина теоретической прочности полистирола — при температуре жидкого азота. Сходные результаты ранее были нами получены на плохо кристаллизующемся полиакрилонитриле с М > 10 . Однако хотя и плохо, он все же кристаллизуется, и этот результат можно объяснить (см. разд. XVI. 3 именно потому что кристаллиты дефектны и заштрихованная область рис. XVI. 8, а достаточно обширна), а ориентация повышает и степень кристалличности образование дефектных КВЦ типа фибрилл Стэттона и большая протяженность цепей обеспечивают фиксацию. Правда, производительность подобного процесса очень мала (вытяжка ведется из разбавленного раствора) и целесообразность его определяется потребностью рекордных прочностных свойств именно полиакрилонитрила. [c.388]

Большой интерес к полиакрилонитрильным волокнам особенно ощущается в обширной патентной литературе по растворителям полимеров и сополимеров акрилонитрила. В качестве исходного критерия для решения вопроса о растворителях полиакрилонитрила берется склонность полимера к образованию водородных связей [84], которой и руководствуются при оценке растворяющей способности [531. Вопросы о растворяющей способности различных веществ в зависимости от их структуры в настоящее время не ясны. Многие жидкости, которые недостаточно хорошо растворяют полиакрилонитрил, могут тем не менее вызывать набухание волокон и тканей до нежелательной степени. Большинство растворителей полимеров и сополимеров акрилонитрила не дают растворов с относительно высоким содержанием акрилонитрила, но некоторые из них приобретают все большее значение в других областях производства и в ближайшем будущем станут довольно, распространенными. Следует отметить, что полиакрилонитрил растворяется в таких жидкостях,, как ацетонитрил, диметилформамид, этиленкарбонат, диметил- и диэтил сульфоны и суль-фоксиды, диметилацетамид, нитрил янтарной кислоты, адипонитрил, гидро-ксиацетонитрил, гидроксипропиопитрил, е-капролактам, -бутиролактон, нитрофенолы, хлорбензолы, диоксан, циклогексанон и в некоторых случаях более сложные кетоны. [c.451]

Используя методы радиационной привитой сополимеризации, введение в полимер групп, распадающихся с образованием радикалов, применяя мягкие окислители или смеси перекисных инициаторов с восстановителями удается осуществить М. готовых полимерных материалов и изделий. Так, промышленное значение получил способ прививки полиакрилонитрила к вискозному штапельному волокну путем его пропитки водорастворимой инициирующей системой (НгОа-Ь Ре+ ) и последующим взаимодействием с мономером. Такое волокно сочетает свойства гидратцеллюлозных волокон (высокая гидрофильность, накрашиваемость, устойчивость к истиранию и др.) со свойствами, типичными для полиакрилонитрильных волокон (шерстеподобный гриф, устойчивость к действию микроорганизмов, высокая светостойкость и др.). [c.135]

Формование полиакрилонитрильного волокна осуществляется из растворов в различных растворителях как мокрым , так и сухим методом. Котина и Шелепень [309], изучавшие условия формования волокна нитрон из раствор а в диметилформамиде, показали, что коагуляция прядильного раствора полиакрилонитрила в воде сопровождается образованием жесткой поверхностной рубашки , что приводит к рыхлой, пористой структуре волокна. При прядении в другие ванны (глицерин, адипиновая и олеиновая кислоты) образуется эластичная поверхностная рубашка , которая, деформируясь под влиянием внутренних напряжений, обусловливает более плотную структуру волокна. Наиболее пригодно для волокна нитрон прядение в органические осадительные ванны с темп. 80—100°. Элементарные волокна высоких номеров более микрооднородны, чем волокна низких номеров. [c.568]

Исследование влияния мощности дозы на процесс газофазной привитой полимеризации показало, что в широком интервале значений мощности доз (5—500 рд/сек) для обеих исследованных систем скорость процесса пропорциональна корню квадратному из мощности дозы, т. е. имеет место био-молекулярный обрыв кинетических цепей за счет рекомбинации растущих полимерных радикалов, а рекомбинация первичных радикалов и взаимодействие первичных радикалов с полимерными радикалами заметной роли не играют. Совокупность установленных экспериментальных закономерностей, характеризующих процесс полимеризации акрилонитрила на полиэтиленовом и полиамидном волокнах, — одинаковое значение энергии активации и соблюдение закона V = Ы т, — свидетельствует о том, что механизм процесса, а именно характер элементарных реакций обрыва и роста цепей в обеих системах одинаков. Следовательно, более высокое значение скорости полимеризации акрилонитрила на полиэтиленовом волокне по сравнению с величиной скорости его полимеризации на] аниде связано с большим относите цьным выходом реакции инициирования. Снижение скорости полимеризации акрилонитрила на полиэтиленовом волокне по мере протекания реакции связано, по-видимому, с тем, что образование привитого слоя полиакрилонитрила уменьшает выход реакции инициирования и, следовательно, стационарную концентрацию радикалов, способных инициировать полимеризацию акрилонитрила в поверхностном слое волокна, в котором в основном протекает полимеризация. [c.141]

Приведены результаты количественного термического анализа пиролиза полиакрилонитрила (ПАН) и полиБинилового спирта (ПВС) б ориентированном и неориентированном состояниях. Показано, что теплота фазового перехода порошка ПВС меньше теплоты фазового перехода волокна, а велич1шы теплот эффектов процесса деструкции находятся в обратном соотношении. Методами термического анализа и ИК-спектроскопии показано, что экзотермический тепловой эффект пиролиза полиакрилонитрила возникает за счет энергии образования сопряженных двойных связей в реакциях циклизации. [c.305]

Для того чтобы расширить возможности использования волокон и улучшить их свойства, волокна различных типов обычно подвергаются механическому смешению. Но в принципе возможен и другой тип смешения, а именно смешение полимеров при получении самих волокон. Два полимера, растворимые в общем растворителе, могут быть растворены, смешаны с образованием трехкомпонентной смеси и сформованы в виде волокон Однако на практике часто оказывается, что растворы несовместимы и разделяются при смешении в этом случае прядение смешанных волокон невозможно. В этой статье рассматривается формование волокон из полиакрилонитрила (ПАН) и ацетилцеллюлозы (АЦ), из раствора в диметилформамиде (ДМФ), а также обсуждаются свойства этих волокон. [c.85]

Пожарная опасность и профилактика. Пожарная опасность цеха заключается в наличии значительного количества горючих веществ ПАН, ДМФ, концентрированного прядильного раствора (187о ПАН и 82% ДМФ )по весу). Пожароопасные свойства ПАН, применяемого для производства волокна в виде мелкозернистого порошка, рассмотрены выше. При транспортировании порошка полиакрилонитрила воздухом возникает опасность образования взрывчатых концентраций в воздуховодах, бункерах-дозаторах. [c.161]

Захваченные радикалы, образовавшиеся при облучении полимеров в отсутствие кислорода, могут инициировать гомогенную привитую полимеризацию добавленного мономера [28, 65, 70, 71]. Если полиэтиленовые пленки подвергнуть облучению до дозы 4,7 рад (мош-ность дозы 18-10 рад час) в атмосфере азота и затем погрузить в стирол, то через 10 дней образуется привитой сополимер, содержащий 55% стирола [28, 65]. Таким же методом можно привить винилацетат на волокна из полиэтилена, зефрана , полиакрилонитрила и полиэтилентерефталата. Последующий гидролиз боковых поли-винилацетатных цепей с образованием поливинилового спирта дает возможность получить привитые сополимеры, способные хорошо окрашиваться [72]. Тем же путем прививают стирол на пленки и волокна из полиэтилен-терефталата [83]. [c.191]

При формовании волокон необходимо учитывать возможное изменение цвета растворов сополимеров полиакрилонитрила, особенно гомополимера (при температурах выше 80°С) и волокна (при температурах выше 140—150°С). Причины появления желтой и оранжевой окраски прядильных растворов и волокон при нагревании не вполне выяснены, но, по-видимому, основной причиной является конденсация групп СК соседних макромолекул и образование азиновых или нафтиридиновых колец. Следы диметиламина, легко образующегося при гидролизе диметилформамида, усиливают образование желтой окраски из-за одновременного образования имидиновыХ группировок. [c.215]

Полиакрилонитрильные волокна. Наличие сильных циан-циановых межмолекулярных связей с энергией около 8 ккал1моль и жесткость макромолекулярных цепей обеспечивают стабильность структуры и достаточную формоустойчивость волокон при тепловых обработках. В то же время нагрев полиакрилонитрила до 150—160° С и выше ведет к отщеплению аммиака, образованию химических связей между соседними группами СМ, возникновению азиновых и других циклов и пожелтению волокна. [c.310]

Частичное омыление. нитрильных групп полиакрилонитрила с получением амидных и карбоксильных групп, производимое с целью повышения накрашпваемости волокон. Этот метод применяется редко, так какой требует проведения отдельных технологических операций, а добиться того же эффекта можно применением со-полимеризации с другими мономерами. Более глубоким омылением полиакрилонитрила с образованием карбокоильных групп можно получать ионообменные волокна. [c.28]

Прививка этих полимеров приводит к снижению прочности и начального модуля волокна (при одновременном повыщении его удлинения). Образование боковых групп в результате введения даже жестких полимеров (например, полиакрилонитрила) не повышает термостойкости и теплостойкости полиолефинового волокна [37]. Следовательно, для улучшения этих практически ценных свойств волокна методы прививки не являются достаточно эффективными. Однако в результате прививки полимеров, содержащих реакционноспособные полярные функциональные группы (полиакриловая кислота и полиметилвинилпиридин), значительно повышается гигроскопичность волокна и улучшается накрашиваемость. Например, при прививке к полиэтиленовому волокну 20% (от массы волокна) полиакриловой кислоты, гигроскопичность его повышается в 10—15 раз и приближается к гигроскопичности хлопка [38]. Такое резкое изменение этого важного показателя имеет большое значение и создает предпосылки для дальнейшего расширения областей применения этих волокон. [c.290]

Окисление ПАН-волокна кислородом воздуха сопровождается большим числом реакций, основными из которых являются циклизация полиакрилонитрила (ПАН) с образованием лестничного полимера и присоединением кислорода, благодаря чему в процессе карбонизации облегчается дегидрирование полимера. По-видимому, наиболее достоверной является схема циклизации ПАН [36], согласно которой в зависимости от глубины протекания реакции образуются нафтиридиновые циклы (I), межмолекулярные связи между этими звеньями макромолекул (П) и гетероциклы (П1) [c.322]

Полиакрилонитрил и его сополимеры, содержащие до 5—15% другого компонента, растворяются в ограниченном круге растворителей (диметилформамид, диметилсульфоксид, диметилацетамид, концентрированные кислоты, концентрированные растворь[ родапидов металлов и хлорида цинка и т. п.). Это значительно усложняет технологию производства волокон из-за токсичности паров летучих растворителей и высокой коррозионной активности солей. Введение в сополимер больших количеств второго компонента, повышающего гибкость цепи, способствует повышению растворимости его в различных растворителях или даже приводит к получению таких продуктов, которые могут быть переработаны в волокно через расплав (сам полиакрилонитрил не переходит в вязкотекучее состояние, так как этому предшествует образование циклических сшитых соединений, которые не плавятся). Однако сополимеры с большим количеством других компонентов имеют очень низкую температуру стеклования и оказываются малопригодными для получения волокон с необходимыми потребительскими свойствами. Следовательно, для получения сополимера, обладающего хорошей растворимостью и высокими температурами переходов, необходим такой второй компонент, который, сохраняя достаточное внутрицепное взаимодействие, одновременно обеспечивал бы повышенное взаимодействие с молекулами обычных органических растворителей. В качестве примера можно привести сополимер акрилонитрила с винилхлоридом с содержанием акрилонитрильных групп до 60%, который растворим в ацетоне. Волокна из этого сополимера (виньон Н и дайнел) получают в промышленном масштабе и используют для изготовления тканей специального назначения и искусственного меха. [c.62]

Особенно больпюе значение принцип последовательности фазовых равновесий имеет при анализе формования волокон из растворов медленно кристаллизующихся полимеров, и в частности из растворов полиакрилонитрила. В этом случае наиболее отчетливо проявляются процессы синеретической усадки формующегося волокна, причем вследствие того, что процесс застудневания протекает очень быстро и поверхностный слой нити оказывается относительно прочным, возникающие высокие внутренние напряжения приводят к образованию вакуолей. Это наблюдалось при применении жестких осадительных ванн, состоящих из смеси растворителя и воды Наиболее подробно структура полиакрилонитрильных волокон, полученных на ваннах, содержащих смесь растворителя и воды, была описана, в работах [c.268]