Спосіб отримання комплексних ниток на основі ультратонких поліолефінових волокон

Спосіб отримання комплексних ниток на основі ультратонких поліолефінових волокон шляхом змішування волокноутворюючого, матричного полімерів та компатибілізатора в розплаві, формування композиційних ниток, їх термоорієнтаційного витягування та екстракції матричного полімеру, який відрізняється тим, що попередньо змішують в розплаві волокноутворюючий полімер з компатибілізатором, який є силоксановою рідиною і вводиться в кількості 0,1-1,5мас.%. Корисна модель відноситься до технології формування ультратонких синтетичних волокон (мікроволокон) шляхом переробки розплавів сумішей полімерів і може бути використана для створення товарів народного споживання з заданим комплексом властивостей: тканин, трикотажу, штучної замші тощо. Відомий спосіб отримання комплексних ниток на основі ультратонких поліпропіленових (ПП) волокон, який полягає в змішуванні волокноутворюючого, матричного полімерів та компатибілізатора в розплаві, формуванні композиційних ниток, їх термоорієнтаційному витягуванні та екстракції матричного полімеру [Хімічні волокна, 2002, №4, с.25-31]. Змішування всіх компонентів суміші здійснюється одночасно. Кількість компатибілізаторів складає 3-5мас.%. В якості компатибілізаторів використовують співполімер етилену з вінілацетатом (СЕВА) або олеат натрію. Одночасне змішування всіх компонентів в розплаві, при дуже малому вмісті добавок, не забезпечує необхідної однорідності. Запропоновані раніше компатибілізатори не мають поверхневої дії. Вони покращують процес волокноутворення, але не можуть підвищити стійкість ниток до стирання. За даним способом одержують волокна з не гладенькою структурою поверхні: кожне мікроволокно покрите по всій поверхні надтонкими мікрофібрилами. Наявність останніх знижує стійкість до стирання комплексних ниток на основі мікроволокон в порівнянні з нитками сформованими за традиційною технологією. В основу корисної моделі поставлена задача створити такий спосіб отримання комплексних ниток на основі ультратонких поліолефінових (ПО) волокон, в якому шляхом введення нової операції та вибору нового компатибілізатора забезпечувалось би одержання комплексних ниток із ультратонких ПО волокон з високою стійкістю до стирання, завдяки чому розширились би сировинна база текстильної промисловості та асортимент товарів народного споживання. Поставлена задача вирішена тим, що в способі отримання комплексних ниток на основі ультратонких поліолефінових волокон, в якому шляхом змішування волокноутворюючого, матричного полімерів та компатибілізатора в розплаві, формування композиційних ниток, їх термоорієнтаційного витягування та екстракції матричного полімеру, згідно з корисною моделлю, попередньо змішують в розплаві волокноутворюючий полімер з компатибілізатором, який є силоксановою рідиною і вводиться в кількості 0,1-1,5мас.%. Введення операції змішування волокноутворюючого полімеру та добавки силоксанової рідини дозволяє одержати комплексні нитки, які витримують в 2,6-10,1 рази більшу кількість циклів до стирання, а також зменшити середній діаметр ультратонких волокон в комплексній нитці, збільшити їх кількість та СО СО 5Г 9236 однорідність за поперечними розмірами, завдяки чому покращуються також механічні властивості комплексних ниток із мікроволокон та комбінованої пряжі, що розширює сировинну базу текстильної промисловості та асортимент товарів народного споживання Суть запропонованої корисної моделі полягає в тому, що за рахунок введення операції попереднього змішування силоксанова рідина тонко диспергується і рівномірно розміщується в розплаві волокноутворюючого полімеру Завдяки тому, що силоксанові рідини не суміщаються з більшістю органічних речовин, будучи введені в композицію навіть в КІЛЬКОСТІ =10 4%, вони витісняються на межу поділу фаз волокноутворюючого і матричного полімерів, знижують поверхневий натяг та поверхневу енергію на міжфазній поверхні, чим сприяють збільшенню ступеню диспергування полімеру дисперсної фази та підвищенню кінетичної стабільності дисперсії в розплаві Останнє дозволяє зменшити середній діаметр мікроволокон, підвищити їх однорідність за розмірами та зменшити КІЛЬКІСТЬ ІНШИХ ТИПІВ структур, які погіршують механічні властивості комплексних ниток (короткі волокна, частинки, плівки) Силоксанові рідини мають низький поверхневий натяг, тому вони розподіляються на межі поділу фаз Після екстракції матричного полімеру з композиційної нитки розчинником, інертним по відношенню до волокноутворюючого полімеру та до силоксанової рідини, остання залишається на поверхні мікроволокон і, як хороший мастильник, знижують коефіцієнт тертя Останнє і забезпечує різке зростання СТІЙКОСТІ ДО стирання комплексних ниток, сформованих із сумішей полімерів, що містять силоксанові рідини В порівнянні з комплексними нитками із мікроволокон прототипу, нитки, одержані за даним способом, характеризуються меншим середнім діаметром та більшою однорідністю за поперечними розмірами Така структура зумовлює покращення механічних властивостей, а наявність на поверхні силоксанових рідин забезпечує підвищення СТІЙКОСТІ до стирання Операцію змішування здійснюють на екструзійному обладнанні, використовуючи черв'ячно-дискові або двочерв'ячні екструдери Силоксанову рідину додають в КІЛЬКОСТІ 0,11,5мас % При введенні в суміш полімерів добавки компатибілізатора менше 0,1мас% ефект зростання СТІЙКОСТІ до стирання проявляється слабо, через складність рівномірного змішування та незначної його КІЛЬКОСТІ на поверхні волокна Збільшення концентрації силоксанової рідини вище 1,5мас% не супроводжується підвищенням СТІЙКОСТІ ниток до стирання З літератури невідомо використання силоксанових рідин для підвищення СТІЙКОСТІ до стирання комплексних ниток із полюлефінових мікроволокон, сформованих із розплавів компатибшізованих сумішей полімерів Таким чином, за способом, що пропонується, отримують комплексні нитки на основі ультратонких полюлефінових волокон зі СТІЙКІСТЮ до стирання вищою в 2,6-0,1 рази ніж за способом прототипу Винахід пояснюється наступними прикладами Приклад 1 Для формування композиційної нитки брали наступні ВИХІДНІ компоненти поліпропілен (ПП) волокноутворюючий і співполіамід (СПА) матричний полімери та поліетилсилоксан марки ПЕС-5 як компатибілізатор Поліпропілен мав такі властивості характеристична в'язкість в декаліні при 135°С - 1,2, вміст атактичної фракції - 5%, температура плавлення - 169°С Співполіамід співполімер капролактаму (50%) та гексаметиленадипінату (50%), вміст низькомолекулярних сполук (НМС), які екстрагуються водою, 2-Змас% Поліетилсилоксан (ПЕС-5) з такими характеристиками питома густина, г/см3 - 0,861,18, масова доля кремнію, % - 19,6-28,0, температура кипіння при залишковому тиску 0,130,40мПа, °С - 250 Гранули ПП змішували з ПЕС-5 в розплаві на черв'ячно-дисковому екструдері марки ЛГП-25 Вихідний СПА попередньо сушили під вакуумом при температурі 90°С до вмісту НМС 0,05 мас %, а потім змішували на тому ж екструдері з одержаними гранулами ПП з добавкою ПЕС-5 З отриманої композиції на прядильній машині екструдерного типу формували композиційну мононитку і витягували при температурі 150°С Екстракцію матричного полімеру проводили водним розчином етилового спирту Характеристики комплексних ниток із поліпропіленових мікроволокон, сформованих із сумішей ПП/СПА/ПЕС-5, наведені в таблиці 1 Таблиця 1 СТІЙКІСТЬ ДО стирання комплексних ниток із ПП мікроволокон Склад суміші ПП/СПА, мас % 50,00/49,92 50,0/49,9 50,0/49,5 50,0/49,0 50,0/48,5 50,0/48,4 20,0/78,8 40,0/59,3 Прототип 20,00/78,00 КІЛЬКІСТЬ ПЕС-5, мас % 0,08 0,1 0,5 1,0 1,5 1,6 1,2 0,7 3,0* КІЛЬКІСТЬ ЦИКЛІВ до стирання 152 185 950 1350 1360 1365 1180 1240 Ступінь зростання 1,1 1,4 7,1 10,1 10,1 10,2 8,8 9,2 134 компатибілізатор - СЕВА Приклад 2 Для формування композиційної нитки використовували волокноутворюючий і матричний полімери, які описані в прикладі 1, при співвідношенні компонентів ПП/СПА/компатибілізатор 40,0/59,3/0,7 Як компатибілізатор використовували 9236 поліметилсилоксанову рідину марки ПМС-100 з наступними характеристиками питома густина, г/см - 0,91-0,98, масова доля кремнію, % - 36,539,0, температура кипіння при залишковому тиску 0,13-0,50мПа, °С не вище 300 Введення ПМС-100 в ПП, подальше змішування одержаних гранул з СПА та формування комплексної нитки із ПП мікроволокон здійснювали в умовах, описаних в прикладі 1 Проведені випробування показали, що комплексна нитка витримувала 1210 циклів до стирання Приклад З Суміш із волокноутворюючого, матричного полімерів та кремнійорганічної рідини складу 50,0/49,7/0,Змас % одержували шляхом змішування за допомогою двочерв'ячного екструдера марки "LSK-83" фірми "Werner Pfluderer" з двома зонами дегазації Наявність двох зон дегазації дозволяє виключити стадію попереднього сушіння вихідного СПА В якості волокноутворюючого компоненту суміші брали поліетилен високого тиску (ПЕВТ) з такими властивостями температура плавлення 123°С, ступінь кристалічності - 80% Матричний компонент (СПА) і компатибілізатор (ПЕС-5), як в прикладі 1 Із гранул суміші формували композиційну мононитку, екстрагували матричний полімер, як описано в прикладі 1 Після екстракції матричного полімеру одержали комплексну нитку Комп'ютерна верстка Н Лисенко із поліетиленових мікроволокон зі СТІЙКІСТЮ до стирання вищою, ніж у прототипа в 5,1 раз Приклад 4 Для формування комплексної нитки із ПП мікроволокон як волокноутворюючий полімер використовували поліпропілен і компатибілізатор ПЕС-5, властивості якого описані в прикладі 1 Матричним полімером був співполімер етилену з вінілацетатом (СЕВА) з температурою плавлення 85°С та вмістом вінілацетатних груп 12% Кремнійорганічну рідину ПЕС-5 попередньо змішували з ПП на лінії грануляції полімерів, а потім одержані гранули змішували з СЕВА на тому ж екструдері Композиційну мононитку формували із суміші ПП/СЕВА/ПЕС-5 складу 30,0/69,0/1,0 на обладнанні і в умовах, описаних в прикладі 1 Для одержання комплексної нитки із ПП мікроволокон екстракцію матричного полімеру (СЕВА) проводили бензолом Комплексні нитки із ПП мікроволокон витримували 1240 тисяч циклів до стирання Аналіз результатів свідчить, що запропонований спосіб дає можливість отримувати комплексні нитки на основі полюлефінових мікроволокон при переробці розплавів сумішей полімерів, які містять (2050)мас % волокноутворюючого полімеру, як і в прототипі, та з більшою в (2,6-10,1) раз СТІЙКІСТЮ до стирання в порівнянні з прототипом Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45 м Київ МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності' вул Глазунова, 1, м Київ-42, 01601