ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Прививка полимерных цепей к волокнам из по- ч ливинилового спирта, J1. А. Вольф из "Карбоцепные волокна" Из большого числа растворителей полиакрилонитрила для промышленного производства волокна применяются диметилформамид, диметилацетамид, диметилсульфоксид, этиленкарбонат, концентрированные водные растворы лиофильных солей (НаМСЗ, 2пС1..), азотная кислота. Растворители обладают неодинаковой растворяющей способностью по отношению к полиакрилонитрилу, что обусловливает различия в структуре и свойствах образующихся растворов, а это в свою очередь влияет на процесс формования, структуру и физико-механические свойства волокна. [c.158] Следует отметить, что единого мнения о влиянии растворителя на свойства полиакрилонитрильного волокна не существует . Анализ различных промышленных образцов полиакрилонитрильных волокон показывает, что такие свойства волокна, как эластичность, фибриллярность, белизна, грязеемкость , зависят от природы растворителя. [c.158] В настоящей статье описаны результаты исследования свойств растворов сополимера акрилонитрила (94 вес. %) с метилметакрилатом (6 вес. %) в различных растворителях диметилформамиде, диметилсульфоксиде, концентрированных водных растворах этиленкарбоната, роданистого натрия и азотной кислоты . [c.158] Сополимер растворяли на водяной бане при 70—80 °С (в азотной кислоте при О °С) в течение 3 ч. [c.158] Вязкость растворителей определяли вискозиметром Оствальда, вязкость растворов сополимера — методом падающего шарика. [c.159] Осадительные числа вычисляли из данных турбидиметрического титрования (20 сл1 1%-ного раствора сополимера титровали осадительной ванной до помутнения) на фотоэлектроколориметре-нефелометре ФЭКН-57. За величину осадительного числа принимали количество осадителя (в м.л), необходимое для того, чтобы вызвать помутнение 100 сж указанного раствора. [c.159] Свойства растворителей. Свойства чистых растворителей полиакрилонитрила представлены в табл. 1. [c.159] Роданистый натрий (водный раствор) Азотная кислота. То же. [c.159] Как видно из таблицы, все растворители являются высоко-кипящими сильнополярными веществами. Поэтому многие исследователи пытались объяснить их растворяющую способность по отношению к полиакрилонитрилу с энергетической точки зре-ния . Однако ни плотность энергии когезии, ни параметр растворимости пока не позволяют оценить качество растворителя. [c.159] Влияние структуры растворителя на его растворяющую способность было показано ранее на примере роданистого натрия. На рис. 3 эта зависимость представлена для этиленкарбоната и азотной кислоты. Кривые зависимости вязкости концентрированных растворов сополимера акрилонитрила с метилметакрилатом в водных растворах азотной кислоты и этиленкарбоната от состава растворителя имеют специфические минимумы при соответствующих концентрациях. [c.160] При производстве волокна технологически более выгодны прядильные растворы с максимальной концентрацией полимера при одинаковой вязкости. С этой точки зрения максимальная растворяющая способность (т. е. наименьшая вязкость растворов сополимера) роданистого натрия, этиленкарбоната и азотной кислоты наблюдается при концентрациях их в водных растворах 51,5, 87 и 67% соответственно. Поэтому в дальнейшем, говоря об этих растворителях, мы будем понимать именно указанные концентрации. Ниже приводятся важнейшие свойства концентрированных, растворов. [c.160] Вязкость. Изучение вязкостных характеристик растворов сополимера акрилонитрила с метилметакрилатом показало, что эквиконцентрированные растворы сополимера в разных растворителях имеют различную вязкость (табл. 2). [c.160] Концентрация раствора сополимера в диметилформамиде при равной вязкости в 1,5 и более раза выше, чем в роданистом натрии и этиленкарбона-те, и в 2 раза выше, чем в азотной кислоте. [c.161] БИЯ полимера. Из результатов исследования вязкости растворов сополимера акрилонитрила с метилметакрилатом при разных температурах были рассчитаны энергии активации вязкого течения (Е) растворов, растворителей и сополимера. На рис. 4 представлена зависимость энергии активации вязкого течения растворов сополимера от концентрации его в растворе. [c.162] Это свидетельствует о том, что в растворе сополимера в роданиде натрия наблюдается более развитая надмолекулярная структура, чем в растворе диметилформамида. Меньшая величина энергии вязкого течения полимера В ззотной кислоте связана, по-видимому, с химическими процессами, протекающими между полимером и растворителем. [c.163] Стабильность. Растворяющая способность исследуемых растворителей и структура концентрированных растворов сополимера акрилонитрила влияют на стабильность этих растворов. В течение 2—3 суток растворы сохраняют практически постоянную вязкость. Затем вязкость начинает увеличиваться вследствие дальнейшего образования надмолекулярной структуры (так называемое старение растворов). [c.163] Различие между растворителями особенно заметно проявляется при тепловом старении растворов, т. е. при выдерживании их при повышенных температурах. Например, вязкость растворов сополимера в диметилформамиде и диметилсульфоксиде после прогрева в течение 24 ч при 100 °С практически не изменяется, в этилен- карбонате она несколько снижается, очевидно, вследствие гидро- лиза этиленкарбоната, а в роданистом натрии в тех же условиях — возрастает почти вдвое. [c.163] Азотная кислота не относится к числу химически инертных растворителей полиакрилонитрила. Она вызывает гидролиз ни-трильных групп до амидных и карбоксильных. Скорость омыления уменьшается при понижении температуры, поэтому работать с такими растворами лучше при низких температурах (не выше О °С). Однако и в этом случае происходит омыление нитрильных групп полимера. Анализ показал, что при выдерживании раствора в течение 4 ч при О °С количество групп СООН в полимере увеличивается на 40%, а через сутки — на 100%. [c.163] Наличие кислых групп в полиакрилонитриле ухудшает свойства прядильных растворов — увеличиваются гелеобразование и степень структурирования, ухудшаются прядомость и окрашивае-мость волокна . Изменение количества кислых групп во времени может привести к получению волокна с неравномерной накраши-ваемостью. [c.163] Устойчивость к осаждению. Исследования показали, что устойчивость к осаждению растворов (осадительные числа) сополимера акрилонитрила с метилметакрилатом в диметилформамиде, диметилсульфоксиде, этиленкарбонате, роданистом натрии и азотной кислоте весьма различна. При увеличении концентрации растворителя в осадительной ванне осадительные числа возрастают (рис. 5). [c.163] Вернуться к основной статье