Технология производства химических волокон — 3-е изд. - Ряузов A.H.
Скачать (прямая ссылка):
в системе двух фаз. Формование волокна протекает в сложной системе со многими развитыми межфазными поверхностями: вискозы, фильеры, осадительной ванны и пленки образующейся нити.
Кратко рассмотрим применение поверхностно-активных веществ и модификаторов на отдельных стадиях вискозного производства.
Мерсеризация. Добавка поверхностно-активных веществ при мерсеризации приводит к более быстрому полному смачиванию целлюлозы, что позволяет получить целлюлозу с лучшей фильтруемостью. В качестве поверхностно-активных веществ для добавок в процессе мерсеризации анионоактивные или неионоген-ные вещества не используют. Лучшие результаты получаются при добавлении высокосульфиров'анного касторового масла. Практически в мерсеризационную щелочь такие добавки не вводят, так как это влечет за собой сильное вспенивание жидкости. Их добавляют при измельчении щелочной целлюлозы или вводят в исходную целлюлозу при ее получении на целлюлозных заводах.
Ксантогенирование. При мокром способе ксантогениро-вания в системе существуют три фазы: щелочная целлюлоза, раствор едкого натра и жидкий сероуглерод. Скорость реакции ксан-тогенирования в гетерогенной системе определяется концентрацией сероуглерода, эмульгированного в щелочи, и величиной его поверхности. Некоторые поверхностно-активные вещества являются хорошими эмульгаторами сероуглерода в щелочи и, увеличивая таким образом поверхность соприкосновения между фазами, ускоряют реакцию ксантогенирования. Таким веществом является высокосульфированное касторовое масло, которое добавляется в количестве 1—2% от массы сероуглерода.
Растворение и фильтрование. Добавка многих поверхностно-активных веществ способствует более полному растворению ксантогената и облегчает фильтрование вискозы. Повышение чистоты вискозы можно фиксировать по ее прозрачности. Хорошие результаты были получены при добавлении ализаринового масла (сульфированное касторовое масло с умеренной степенью сульфирования), оксиэтилированных алифатических аминов или спиртов и др. Эти вещества снижают также засоряемость фильер й могут служить модификаторами при получении высокопрочного корда.
Обезвоздушивание вискозы. Добавки поверхностно-активных веществ в вискозу на всех стадиях ее приготовления or рицательно влияют на процесс обезвоздушивания, вызывая сильное ценообразование. Поэтому выбор поверхностно-активного вещества зависит от устойчивости пены, которая образуется при ег° применении. Как установлено, количество пены и ее устойчивость зависят от химического строения добавляемого вещества. На'1' больший объем устойчивой пены образуется при добавке кастор0'
IH
вого масла и оксиэтилированных жирных спиртов. Оксиэтилиро-ванные жирные амины дают пену, обладающую минимальной усидчивостью, поэтому им отдается предпочтение.
формование нитей. В настоящее время довольно полно изучено влияние добавок поверхностно-активных веществ и модификаторов на следующие процессы: засорения отверстий фильер вследствие их зарастания сульфидом цинка; образования наплывов вискозы на фильере («завар» фильер) в результате повышенной адгезии между вискозой и материалом фильеры; замедления скорости разложения ксантогената (при добавках модификаторов) .
Добавки, предотвращающие засорение фильер, можно вводить в осадительную ванну или в вискозу. В ванну добавляют соли четвертичных аммониевых оснований (наиболее эффективное средство). В вискозу вводят оксиэтилированные спирты и амины. Применение этих добавок особенно важно при производстве высокопрочной кордной нити, при котором, как известно, применяется осадительная ванна с большим содержанием сульфата цинка, а ионы цинка в присутствии H2S образуют сульфид цинка, вызывающий усиленное засорение фильер.
Адгезия вискозы к фильере в значительной степени зависит от состава осадительной ванны. Она уменьшается с увеличением концентрации серной кислоты и увеличивается с повышением концентрации сульфатов натрия и цинка. Уменьшение адгезии вискозы к фильере и повышение устойчивости процесса формования волокна достигаются при введении добавок некоторых поверхностно-активных веществ в вискозу или осадительную ванну. Более всего влияют на снижение адгезии добавки катионоактивных веществ, меньше — неионогенные добавки; почти не оказывают влияния на адгезию анионоактивные вещества.
Особое положение занимают /модификаторы. При добавлении ш в небольших количествах резко замедляется скорость разложения ксантогената при формовании и благодаря этому получается структурно-однородная нить с высокими физико-механическими показателями, в частности с большой прочностью и высокими усталостными показателями. К числу таких соединений относятся алифатические и циклоалифатические амины, полиамины, этано-ламины, полиоксиэтилен и продукты его конденсации с жирными аминами, кислотами, спиртами, амидами, соли четвертичных аммониевых оснований, дитиокарбаматы, имидазол и его производ-Ные и многие другие.
Как видно из этого краткого перечня, большинство модифика-т°ров принадлежит к трем классам веществ: аминам, четвертичным аммониевым основаниям и полиоксиэтилпроизводным.