[go: up one dir, main page]

RU2059027C1 - Pulp and a method of its producing - Google Patents

Pulp and a method of its producing Download PDF

Info

Publication number
RU2059027C1
RU2059027C1 SU4614588A RU2059027C1 RU 2059027 C1 RU2059027 C1 RU 2059027C1 SU 4614588 A SU4614588 A SU 4614588A RU 2059027 C1 RU2059027 C1 RU 2059027C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
pulp
gel
extrudate
viscosity
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Теодор Брайер Роланд
Клод Де Ла Викс Стефан
Е.Джири Джеймс (младший)
Мемеджер Весли (младший)
Л.Трансингер Майкл
Original Assignee
Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани filed Critical Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани
Application granted granted Critical
Publication of RU2059027C1 publication Critical patent/RU2059027C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Polyamides (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

FIELD: paper industry. SUBSTANCE: method involves the stirring stoichiometric quantity of haloid anhydride, aromatic dibasic acid and aromatic amine in anhydrous amide solvent in the presence of calcium chloride up to intrinsic viscosity value 2.0-4.5 and obtained solution of poly-para-phenyleneterephthalamide is extruded at 5-60 C. Extruded mass is kept at 26-60 C for 2-120 min at moment when viscosity is sufficient for stable orientation of polymeric chains. Obtained gel is cut for the short fibers (length is 0.2-35 mm). Extruding process can be carried out through the layer of noncoagulated liquid, for example, N-methylpyrrolidone, which is fed to device to decrease time contact of solution with internal surfaces. Obtained pulp is made of short fibers as bundles of individual fibers (diameter is 10-150 mcm, length is 0.2-35 mm, crystallinity degree is less than 50, crystal size is less than
Figure 00000002
, specific surface is above 2 m2/g). EFFECT: improved method of pulp production. 10 cl, 5 tbl

Description

Изобретение относится к технологии получения пульпы из коротких волокон на основе ароматического полиамида и может быть использовано в производстве бумаги, тонкослойных покрытий и композитов, при облицовке и прокладке трущихся деталей. The invention relates to a technology for producing pulp from short fibers based on aromatic polyamide and can be used in the manufacture of paper, thin-layer coatings and composites, during lining and laying of rubbing parts.

Известна пульпа, выполненная из коротких волокон на основе полипарафенилентерефталамида с характеристической вязкостью 2,0-4,5. Known pulp made of short fibers based on polyparaphenylene terephthalamide with a characteristic viscosity of 2.0-4.5.

Указанную параарамидную пульпу получают сначала при помощи формования ориентированных, непрерывных нитей из параарамидного полимера по способу мокрого формования сухой струей, а затем механическим превращением волокон в пульпу [1]
Однако формование параарамидов является дорогостоящим и сложным процессом. Способ заключается в том, что полимер растворяют в 100% серной кислоте, чтобы получить оптически анизотропный раствор для формования. Анизотропный раствор с характеристической вязкостью 2,0-4,5 для формования продавливают через фильеры при тщательно контролируемых условиях в ванну для коагуляции. Экструдат, содержащий домены полимерных цепей, ориентированных в направлении движения, выдерживают до образования геля (свежесформованного волокна). Сформованные нити промывают и сушат перед их механическим превращением в пульпу. Кроме того, обычно необходимо использовать специализированное оборудование для резки волокон с тем, чтобы разрезать непрерывные волокна на короткие части равной длины перед приготовлением пульпы.
The specified para-aramid pulp is obtained first by spinning oriented, continuous yarns from a para-aramid polymer by a wet spin dry-wet process, and then by mechanical transformation of the fibers into pulp [1]
However, the formation of para-aramids is an expensive and complex process. The method consists in the fact that the polymer is dissolved in 100% sulfuric acid to obtain an optically anisotropic solution for molding. An anisotropic solution with a characteristic viscosity of 2.0-4.5 for molding is pressed through dies under carefully controlled conditions into a coagulation bath. An extrudate containing domains of polymer chains oriented in the direction of motion is held until gel formation (freshly formed fiber). The formed filaments are washed and dried before being mechanically converted into pulp. In addition, it is usually necessary to use specialized fiber cutting equipment in order to cut continuous fibers into short pieces of equal length before preparing the pulp.

Несмотря на то, что были предприняты усилия с целью получения параарамидной пульпы без первой стадии формования волокон, до сих пор не был предложен промышленный способ для получения параарамидной пульпы, пригодной для употребления. Although efforts have been made to obtain a para-aramid pulp without a first fiber spinning step, no industrial method has yet been proposed for producing a para-aramid pulp suitable for consumption.

В известном способе полипарафенилентерефталамид сначала полимеризуют и изолируют из полимеризационной смеси, сушат, перерастворяют в серной кислоте, формуют в волокна и затем превращают в пульпу механически, при этом необходимо сложное оборудование и очень усложненный контроль способа, особенно в стадиях формования волокон. Кроме того, так как растворителем для формования волокон является концентрированная серная кислота, оборудование должно быть сооружено таким образом, чтобы противостоять коррозионному влиянию кислоты, что увеличивает стоимость оборудования. Удаление отработанного сернокислотного растворителя также является проблемой. Таким образом, стоимость параарамидной пульпы, полученной таким способом, достаточна высока. In the known method, polyparaphenylene terephthalamide is first polymerized and isolated from the polymerization mixture, dried, redissolved in sulfuric acid, formed into fibers and then mechanically converted into pulp, with the need for sophisticated equipment and very complicated process control, especially in the stages of forming the fibers. In addition, since concentrated sulfuric acid is the solvent for forming the fibers, the equipment must be constructed in such a way as to withstand the corrosive effects of the acid, which increases the cost of the equipment. Removal of spent sulfuric acid solvent is also a problem. Thus, the cost of para-aramid pulp obtained in this way is quite high.

Технической задачей изобретения является упрощение и удешевление технологического процесса. An object of the invention is to simplify and reduce the cost of the process.

Это достигается тем, что анизотропный раствор приготавливают в процессе синтеза полимера при перемешивании стехиометрических количеств галоидангидрида ароматической двухосновной кислоты и ароматического диамина в практически безводном амидном растворителе в присутствии хлористого кальция до установления характеристической вязкости 2,0-4,5. Раствор можно приготовить сначала растворением ароматического диамина и добавлением сначала 30-50 мас. галоидангидрида с получением форполимера, а затем остального необходимого до стехиометрического количества. This is achieved by the fact that an anisotropic solution is prepared in the process of polymer synthesis with mixing of stoichiometric amounts of aromatic dibasic acid halide and aromatic diamine in a practically anhydrous amide solvent in the presence of calcium chloride to establish an intrinsic viscosity of 2.0-4.5. The solution can be prepared first by dissolving the aromatic diamine and first adding 30-50 wt. halide to obtain a prepolymer, and then the rest necessary to a stoichiometric amount.

Раствор имеет концентрацию, равную 6-13 мас. The solution has a concentration of 6-13 wt.

По меньшей мере 80% ароматического диамина приходится на долю п-фенилендиамина, и по меньшей мере 80% галоидангидрида ароматической двухосновной кислоты на долю терефталоилгалогенида. Раствор экструдируют при 5-60оС, выдерживают экструдат при 20-60оС в течение 2-120 мин, причем начинают выдерживать тогда, когда вязкость экструдата достаточна для поддержания ориентации полимерных цепей.At least 80% of the aromatic diamine is in the proportion of p-phenylenediamine, and at least 80% of the aromatic dibasic acid halide is in the proportion of terephthaloyl halide. The solution was extruded at 5-60 ° C, the extrudate is maintained at 20-60 ° C for 2-120 min, and then begin to withstand when the viscosity of the extrudate is sufficient to maintain the orientation of the polymer chains.

Практически выдерживание раствора начинают сразу при поступлении экструдата из фильеры на горизонтальную поверхность, движущуюся со скоростью не ниже скорости поступления экструдата, или когда вязкость экструдата составляет 50-500 Па. Practically, the aging of the solution begins immediately upon receipt of the extrudate from the die on a horizontal surface moving at a speed not lower than the speed of receipt of the extrudate, or when the viscosity of the extrudate is 50-500 Pa.

Полученный гель разрезают в направлении, поперечном ориентации его полимерных цепей, на короткие волокна длиной 1-20 мм. The resulting gel is cut in the direction transverse to the orientation of its polymer chains into short fibers 1-20 mm long.

Согласно другому аспекту изобретения раствор приготавливают в процессе синтеза при перемешивании стехиометрических количеств ароматического диамина и галоидангидрида ароматической двухосновной кислоты в практически безводной амидной системе до установления указанной характеристической вязкости. Экструдирование проводят при 5-60оC через слой некоагулирующей жидкости. Последнюю подают в устройство для уменьшения контакта раствора с его внутренними поверхностями. Выдерживание экструдата осуществляют при 25-60оС в течение 2-120 мин. Безводной амидной системой является N-метилпирролидон с хлористым кальцием, а в качестве некоагулирующей жидкости N-метилпирролидон.According to another aspect of the invention, a solution is prepared during the synthesis with mixing of stoichiometric amounts of aromatic diamine and aromatic dibasic acid halide in a practically anhydrous amide system until the indicated intrinsic viscosity is established. Extrusion is carried out at 5-60 about C through a layer of non-coagulating liquid. The latter is fed into the device to reduce the contact of the solution with its internal surfaces. Extrudate Curing is carried out at 25-60 ° C for 2-120 min. The anhydrous amide system is N-methylpyrrolidone with calcium chloride, and N-methylpyrrolidone as the non-coagulating liquid.

Полученная пульпа выполнена из коротких волокон в виде пучков индивидуальных нитей, волокна имеют диаметр 10-150 мкм, длину 0,2-35 мм, степень кристалличности менее 50 при размере кристаллов менее 40

Figure 00000003
и обладают удельной поверхностью более 2 м2/г.The resulting pulp is made of short fibers in the form of bundles of individual threads, the fibers have a diameter of 10-150 microns, a length of 0.2-35 mm, the degree of crystallinity is less than 50 with a crystal size of less than 40
Figure 00000003
and have a specific surface area of more than 2 m 2 / g.

Процедуры испытаний. Test Procedures

Характеристическая вязкость. Intrinsic viscosity.

Характеристическая вязкость (ХВ) определяется уравнением XB ln(ηrel)/c, где с концентрация (0,5 г полимера в 100 мл раствора) полимерного раствора; ηrel относительная вязкость (отношение между временами течения полимерного раствора и растворителя, измеренными при 30оС в капиллярном вискозиметре). Значения характеристической вязкости определяют с использованием концентрированной серной кислоты (96%-ной серной кислоты).The intrinsic viscosity (IV) is determined by the equation XB ln (ηrel) / c, where c is the concentration (0.5 g of polymer in 100 ml of solution) of the polymer solution; ηrel relative viscosity (ratio between the flow times of the polymer solution and the solvent, measured at 30 ° C in a capillary viscometer). Values of intrinsic viscosity are determined using concentrated sulfuric acid (96% sulfuric acid).

Показатель кристалличности и видимые размеры кристаллов. The crystallinity index and apparent crystal sizes.

Показатели кристалличности и видимые размеры кристаллов для полипарафенилентерефталамидной пульпы получают из дифракционной развертки в рентгеновских лучах материалов пульпы. Дифракционная решетка полипарафенилентерефталамида характеризуется экваториальными рентгеновскими отражениями с пиками, появляющимися в области примерно 20о и 23о (2θ).The crystallinity indices and apparent crystal sizes for polyparaphenylene terephthalamide pulp are obtained from X-ray diffraction scans of the pulp materials. Diffraction grating poliparafenilentereftalamida characterized equatorial X-ray reflections with peaks appearing in the range of about 20 and about 23 of (2θ).

Когда кристалличность увеличивается, относительное перекрытие этих пиков уменьшается, так как интенсивность пиков возрастает. Показатель кристалличности (ПК) полипарафенилентерефталамида определяется как отношение разности между значениями интенсивностей пика в области примерно 23о 2θ и минимумом в "долине" между пиками в области примерно 22о 2θ к интенсивности пика в области примерно 23о 2θ выраженное в процентах. Показатель кристалличности является эмпирическим значением и не может быть интерпретирован как кристалличность в процентах.When crystallinity increases, the relative overlap of these peaks decreases as the intensity of the peaks increases. The crystallinity index (PC) of polyparaphenylene terephthalamide is defined as the ratio of the difference between the peak intensities in the region of about 23 about 2θ and the minimum in the "valley" between the peaks in the region of about 22 about 2θ to the peak intensity in the region of about 23 about 2θ expressed as a percentage. The crystallinity index is an empirical value and cannot be interpreted as percent crystallinity.

Показатель кристалличности рассчитывается по следующей формуле:
Показатель кристалличности

Figure 00000004
где А пик в области примерно 23о
С минимум в долине в области примерно 22о
D базисная линия в области примерно 23о
Видимый размер кристаллов рассчитывают на основании измерений ширины полувысоты пика экваториальных дифракционных пиков в области примерно 20о и 23о (2θ). Первичный видимый размер кристаллов относится к размеру кристаллов, измеренному из первичного или более низкого угла отражения 2θ в области примерно 20о (2θ).The crystallinity index is calculated by the following formula:
Crystallinity
Figure 00000004
where A peak in the region of about 23 about
With a minimum in the valley in the region of approximately 22 about
D baseline in the region of approximately 23 about
Apparent crystallite size is calculated from measurements of the half-height peak width of the equatorial diffraction peaks in the range of about 20 and about 23 of (2θ). The primary apparent crystal size refers to the size of the crystals, measured from a primary or lower angle of reflection of 2θ in the region of about 20 about (2θ).

Так как два экваториальных пика перекрываются, измерение ширины полувысоты пика основано на половине ширины в половине высоты. Для пика в 20о рассчитывается положение высоты полумаксимума пика, а значение 2θ для этой интенсивности измеряют на нижней стороне угла. Разность между этим значением 2θ и значением 2θ в высоте максимального пика умножается на два, чтобы получить ширину полувысоты пика или "линий".Since the two equatorial peaks overlap, measuring the half-height of the peak is based on half the width at half the height. For the peak 20 of the calculated position of the half-maximum peak height and the 2θ value for this intensity is measured on the lower angle side. The difference between this 2θ value and the 2θ value at the height of the maximum peak is multiplied by two to obtain the half-width of the peak or “lines”.

В этом измерении поправка делается только на точность измерения инструментов, все другие ограничивающие эффекты предполагаются результатом размера кристаллов. Если В является измеренной шириной линии образца, скорректированной шириной линии β является
β=

Figure 00000005
, где В является постоянной погрешности инструмента; b определяется при помощи измерения ширины линии пика, расположенного в области приблизительно 28о 2θ в дифракционной решетке образца кристаллического порошка кремния.In this measurement, correction is made only for the accuracy of the measurement of instruments, all other limiting effects are assumed to be the result of crystal size. If B is the measured line width of the sample, the adjusted line width β is
β =
Figure 00000005
where B is the constant error of the tool; b is determined by measuring the line width of a peak located in the region of approximately 28 about 2θ in the diffraction grating of a sample of crystalline silicon powder.

Видимый размер кристалла задается при помощи ACS (K λ)/(β cosθ), в которой К берется как единица; λ- длина волны рентгеновского излучения (здесь 1,5418

Figure 00000006
); β- скорректированная ширина линии, рад; θ- половина угла Брэгга (половина значения 2θ выбранного пика, полученного из дифракционной решетки).The apparent crystal size is specified using ACS (K λ) / (β cosθ), in which K is taken as a unit; λ is the x-ray wavelength (here 1.5418
Figure 00000006
); β- corrected line width, rad; θ is half the Bragg angle (half the 2θ value of the selected peak obtained from the diffraction grating).

Как при измерении показателя кристалличности, так и видимого размера кристаллов, данные дифракции получены при помощи компьютерной программы, которая "сглаживает" данные, определяет базисную линию, положения пиков и высоты пиков, и положения и высоты долин. Both when measuring the crystallinity index and the apparent crystal size, the diffraction data were obtained using a computer program that “smooths” the data, determines the baseline, peak positions and peak heights, and valley positions and heights.

Дифракционные решетки в рентгеновских лучах образцов пульпы получены при помощи рентгеновского дифрактометра (фирма Филипс Электроник Инструментс, арт. N PW1075/00), работающего по принципу отражения. Данные относительно интенсивности получают при помощи измерителя скорости счета и записи с использованием системы сбора/восстановления компьютеризированных данных. Дифракционные решетки получают с использованием настроек инструмента, при этом скорость сканирования 1о 2θ в минуту; инкремент ступеньки 0,025о 2θ область сканирования 6-38о, 2θ анализатор высоты импульсов "Дифференциал".X-ray diffraction gratings of pulp samples were obtained using an X-ray diffractometer (Philips Electronics Instruments, art. N PW1075 / 00), operating on the principle of reflection. Intensity data is obtained using a meter for counting and recording using a computer data acquisition / recovery system. Diffraction gratings are obtained using the settings of the tool, while the scanning speed of 1 about 2θ per minute; increment steps 0.025 o 2θ scanning area 6-38 o , 2θ pulse height analyzer "Differential".

Удельная площадь поверхности. Specific surface area.

Удельные площади поверхности определяют с использованием БЕТ-процедуры абсорбции азота, используя измеритель удельной площади поверхности типа Стролейн фирмы "Стандарт Инструментэйшн Инк", Чарлстон, Западная Вирджиния. Промытые образцы пульпы сушат в тарированной колбе для проб, взвешенной и помещенной на установку. Азот абсорбируют при температуре жидкого азота. Абсорбцию измеряют через разность давлений между колбами с образцом и шаблоном (показания манометра), и удельную площадь поверхности рассчитывают, исходя из показаний манометра, барометрического давления и веса образца. Specific surface areas are determined using a BET nitrogen absorption procedure using a specific surface area meter of the Strolen type from Standard Instrumentation Inc., Charleston, West Virginia. The washed pulp samples are dried in a calibrated sample flask, weighed and placed on the installation. Nitrogen is absorbed at the temperature of liquid nitrogen. Absorption is measured through the pressure difference between the flasks with the sample and the template (pressure gauge), and the specific surface area is calculated based on the pressure gauge, barometric pressure and weight of the sample.

Измерения длины и диаметра. Measurements of length and diameter.

Примерно 5 мг высушенной и разрыхленной пульпы подготавливают и развертывают. Длины и диаметры волокон измеряют с использованием линзы с 12-кратным увеличением с прецизионной миллиметровой окулярной сеткой с линиями в 0,05 мм. Разрешающая способность составляет 0,01 мм. About 5 mg of dried and loosened pulp is prepared and spread. The lengths and diameters of the fibers are measured using a 12x magnification lens with a precision millimeter ocular network with 0.05 mm lines. The resolution is 0.01 mm.

П р и м е р 1. В этом примере описано получение полипарафенилентерефталамидной пульпы в растворителе НМП-CaCl2 с использованием лабораторной установки и применением полимеризации периодического действия и цилиндрического аппарата Куэтта для ориентации потока. Концентрация полимера составляет 9 мас. а концентрация CaCl2составляет 5,9% в пересчете на общий вес раствора.Example 1. This example describes the preparation of polyparaphenylene terephthalamide pulp in an NMP-CaCl 2 solvent using a laboratory unit and batch polymerization and a cylindrical couette apparatus for orienting the flow. The polymer concentration is 9 wt. and the concentration of CaCl 2 is 5.9%, calculated on the total weight of the solution.

Раствор хлорида кальция (65,8 г, 0,593 моль) в безводном N-метилпирролидоне (900 мл) получают при помощи перемешивания и нагревания до 85оС, чтобы растворить хлорид кальция. После охлаждения раствора до 25оС в колбе с круглым дном, снабженной расположенной сверху мешалкой, и продувки сухим азотом при перемешивании добавляют 45,81 г (0,4236 моль) парафенилендиамина, а полученный в результате раствор охлаждают до 10оС. При перемешивании добавляют безводный терефталоилхлорид (TCl) (43,0 г, 0,2118 моль), что приводит к подъему температуры до 42,1оС. Раствор охлаждают до 10оС и при энергичном перемешивании добавляют остаток TCl (43,00 г, 0,2118 моль), при этом адиабатическое нагревание приводит к увеличению температуры примерно до 12оС. Энергичное перемешивание продолжают, так как полимеризация продолжается.A solution of calcium chloride (65.8 g, 0.593 mol) in anhydrous N-methylpyrrolidone (900 ml) was prepared by mixing and heating to 85 ° C to dissolve the calcium chloride. After cooling the solution to 25 ° C in a round bottom flask equipped with an overhead stirrer, dry nitrogen purge and with stirring is added 45.81 g (0.4236 mol) of p-phenylene diamine, and the resulting solution was cooled to 10 ° C. With stirring, was added anhydrous terephthaloyl chloride (TCl) (43,0 g, 0.2118 mol), resulting in a temperature rise to 42.1 ° C. The solution was cooled to 10 ° C and under vigorous stirring TCl residue (43.00 g, 0 , 2118 mol), while adiabatic heating leads to an increase in temperature to about 12 about C. Vigorous stirring continues as polymerization continues.

Когда по-прежнему полимеризующаяся смесь становится полупрозрачной, затем спокойной и опаловой, и при перемешивании характеристическая вязкость полипарафенилентерефталамида в смеси становится выше примерно 1,5, перемешивание прекращают и раствор переносят в цилиндрический аппарат Куэтта. Цилиндрический аппарат Куэтта включает внешнюю трубу с внутренним диаметром 4 дюйма (10,16 см) и коаксиальный внутренний цилиндр, в результате чего образуется кольцо между внешней трубой и внутренним цилиндром, имеющее емкость примерно 600 см3 с толщиной 1,6 см. Это кольцо снабжено устройством для продувки азотом и в кольцо подают сухой азот. Внешняя труба снабжена водяной рубашкой с тем, чтобы контролировать температуру раствора в кольце. Температуру поддерживают на уровне примерно 30оС. Внутренний цилиндр вращают со скоростью 205 об/мин, чтобы подвергнуть раствор сдвигу, который в пересчете на средний сдвиг составил 60 с-1, при этом сдвиг на внутренней поверхности составляет 81,5 с-1, а на внешней поверхности 38,5 с-1. Когда вязкость достигает примерно 200 пуаз, рассчитанная на основе увеличения крутящего момента на роторе аппарата Куэтта, движение внутреннего цилиндра прерывают.When the still polymerizing mixture becomes translucent, then calm and opal, and with stirring the intrinsic viscosity of polyparaphenylene terephthalamide in the mixture becomes higher than about 1.5, stirring is stopped and the solution is transferred to a cylindrical couette apparatus. The cylindrical Couette apparatus includes an outer tube with an inner diameter of 4 inches (10.16 cm) and a coaxial inner cylinder, resulting in a ring between the outer tube and the inner cylinder having a capacity of about 600 cm 3 with a thickness of 1.6 cm. This ring is provided device for purging with nitrogen and dry nitrogen is fed into the ring. The outer tube is equipped with a water jacket in order to control the temperature of the solution in the ring. The temperature is maintained at about 30 ° C. The inner cylinder is rotated at a speed of 205 rpm in order to shear the solution, which, in terms of the average shift, is 60 s −1 , with a shift on the inner surface of 81.5 s −1 . and on the outer surface 38.5 s -1 . When the viscosity reaches about 200 poise, calculated on the basis of the increase in torque on the rotor of the Couette apparatus, the movement of the inner cylinder is interrupted.

Температуру воды в водяной рубашке Куэтта увеличивают от 30оС до 50оС и раствор инкубируют при этой температуре в течение 90 мин. Гель удаляют из аппарата Куэтта и разрезают на шесть колец приблизительно равных размеров на различных высотах в Куэтте (TI-В2 сверху вниз). Каждое кольцо далее разрезают на куски размером 0,63 см, причем срез делают в направлении поперек вращению в цилиндре Куэтта.The water temperature in the water jacket Couette flow is increased from 30 ° C to 50 ° C and the solution was incubated at this temperature for 90 min. The gel is removed from the Couette apparatus and cut into six rings of approximately equal size at different heights in the Couette (TI-B2 from top to bottom). Each ring is then cut into pieces of 0.63 cm in size, with the cut being made in the direction transverse to rotation in the Couette cylinder.

Пульпу изолируют из геля при помощи смещения кусков геля с 5%-ным раствором бикарбоната натрия (геля должно быть достаточно, чтобы получить 10 г сухой пульпы и 500 мл раствора бикарбоната) в смесителе Варинга (примерно 1800 об/мин) в течение 12 мин. Материал пульпы затем обезвоживают при помощи вакуумной фильтрации. Далее пульпу дважды промывают водой в смесителе, причем каждый раз выполняют обезвоживание. Пульпа, полученная из каждого из шести колец, состоит из тонких, сильно фибриллированных волокон, которые имеют свойства, перечисленные в табл.1. The pulp is isolated from the gel by moving pieces of gel with 5% sodium bicarbonate solution (the gel should be enough to get 10 g of dry pulp and 500 ml of bicarbonate solution) in a Waring mixer (about 1800 rpm) for 12 minutes. The pulp material is then dehydrated by vacuum filtration. Next, the pulp is washed twice with water in a mixer, and each time dehydration is performed. The pulp obtained from each of the six rings consists of thin, highly fibrillated fibers, which have the properties listed in Table 1.

Стандартную смесь, выполняющую тесто, получают с использованием следующего состава и формуют в 1/2 дюймовые формованные стержни при 180оС в течение 40 мин:
50% доломита 200 меш (0,074 мм), 15,2% сульфата бария (бармит XF), 15,2% Кардолита 104-40, 15,2% Кардолита 126, 3,8% пульпы, отобранной из образцов ТI-В2.
A standard blend, performs dough prepared with the following composition, and formed into 1/2 inch molded bars at 180 ° C for 40 minutes:
50% dolomite 200 mesh (0.074 mm), 15.2% barium sulfate (barmite XF), 15.2% cardolite 104-40, 15.2% cardolite 126, 3.8% pulp taken from TI-B2 samples.

Сопротивление изгибу измеряют при комнатной температуре и температуре 350оF (177оС), получая при этом следующие результаты: при комнатной температуре 398 кг/см2, при 350оF (177оС) 230 кг/см2.Bending resistance is measured at room temperature and a temperature of 350 about F (177 about C), while obtaining the following results: at room temperature 398 kg / cm 2 at 350 about F (177 about C) 230 kg / cm 2 .

Контрольные стержни из теста того же состава, содержащие производимую промышленностью пульпу из формованного волокна, продаваемую на рынке под наименованием Кевлар

Figure 00000007
фирмой "Е.И.Дю Пон де Немур энд Ко", дают следующие значения для сопротивления изгибу: 423,5 кг/см2 при комнатной температуре, 135 кг/см2 при 350оF (177оС).Dough control rods of the same composition containing industrial molded fiber pulp marketed under the name Kevlar
Figure 00000007
by "E.I.Dyu Pont de Nemours &Co.," give the following values for the bending resistance: 423.5 kg / cm 2 at room temperature, 135 kg / cm 2 at 350 ° F (177 ° C).

П р и м е р 2. Процедуры и аппарат, описанные в примере 1, используют для того, чтобы получить пульпу, обладающую свойствами, перечисленными в табл. 2, за тем исключением, что кольца ТI-В2 не разрезают на куски размером примерно 0,63 см, а вместо этого каждый разрезают на несколько кусков длиной в несколько сантиметров. PRI me R 2. The procedures and apparatus described in example 1, are used in order to obtain a pulp having the properties listed in table. 2, except that the TI-B2 rings are not cut into pieces of about 0.63 cm in size, but instead, each is cut into several pieces a few centimeters long.

П р и м е р 3. В этом примере описано получение полипарафенилентерефталамидной пульпы в растворителе НМП-CaCl2, применяя аппарат лабораторных размеров, использующий полимеризацию периодического действия и полунепрерывную экструзию. Концентрация полимера составляет 10 мас. а концентрация CaCl2 составляет 6,5% в пересчете на общий вес раствора.Example 3. This example describes the preparation of polyparaphenylene terephthalamide pulp in an NMP-CaCl 2 solvent using a laboratory-sized apparatus using batch polymerization and semi-continuous extrusion. The concentration of the polymer is 10 wt. and the concentration of CaCl 2 is 6.5%, calculated on the total weight of the solution.

Раствор хлорида кальция (42 г, 0,38 моль) в безводном N-метилпирролидоне (500 мл) получают при помощи перемешивания и нагревания до 90оС. После охлаждения раствора до 25оС в колбе с круглым дном, снабженной мешалкой в верхней части, и продувки сухим азотом при перемешивании добавляют 29,3 г (0,271 моль) парафенилендиамина и полученный в результате раствор охлаждают до 10оС. При перемешивании добавляют безводный терфталоил хлорид (TCl) (27,5 г, 0,136 моль), что вызывает подъем температуры до 47оС. После растворения TCl раствор охлаждают до 0оС и при энергичном перемешивании добавляют оставшееся количество TCl (27,5 г, 0,136 моль) до полного растворения. Энергичное перемешивание продолжают в течение всей полимеризации.A solution of calcium chloride (42 g, 0.38 mol) in anhydrous N-methylpyrrolidone (500 ml) was prepared by mixing and heating to 90 ° C. After cooling the solution to 25 ° C in a round bottom flask equipped with a stirrer in the upper part and purging with dry nitrogen is added with stirring 29.3 g (0.271 mol) of p-phenylene diamine and the resulting solution was cooled to 10 ° C. while stirring, anhydrous terftaloil chloride (TCl) (27,5 g, 0.136 mol), which causes rise temperature to 47 about C. After dissolving TCl, the solution is cooled to 0 about C and with vigorous p With stirring, the remaining amount of TCl (27.5 g, 0.136 mol) is added until complete dissolution. Vigorous stirring is continued throughout the polymerization.

Когда по-прежнему полимеризующаяся смесь становится полупрозрачной, затем неподвижной и опаловой при перемешивании (характеристическая вязкость полипарафенилентерефталамида в смеси становится выше примерно 1,5), раствор подвергают ориентации течением, подавая под давлением из колбы с круглым дном с объемной скоростью потока примерно 2,75 см3/с через насадку с линейной траекторией потока шириной 4 см, толщиной 4 мм и длиной 45 см для того, чтобы получить удлиненную массу оптически анизотропной вязкой жидкости. Пределы сдвигов в насадке изменяются от 0 с-1 в центральной плоскости траектории потока до максимума в примерно 30 с-1 у стенок насадки (средний сдвиг составляет примерно 15 с-1), температуру насадки поддерживают на уровне примерно 25оС. Выход из насадки расположен примерно на 0,6 см выше движущейся горизонтальной ленты, охватываемой сухим нагретым азотом при температуре примерно 50оС, и ориентированный анизотропный жидкий раствор откладывается на ленту для инкубирования. Лента имеет максимальное перемещение примерно на 45 см. Насадка наклонена относительно ленты так, что угол между насадкой и лентой, движущейся от насадки, составляет 115о. Скорость экструзии и скорость ленты поддерживают на уровне примерно 1,7 см/с. Ширина ленты та же, что и ширина насадки (4 см). Лента имеет поднятые края, с тем, чтобы предотвратить течение раствора в направлении, перпендикулярном направлению ее движения. Толщина раствора на ленте составляет примерно 3 мм. Вязкость раствора после экструзии составляет примерно 200-300 пуаз. Ленту останавливают и экструзию прекращают, когда достигают конца ленты.When the still polymerizing mixture becomes translucent, then stationary and opal with stirring (the intrinsic viscosity of polyparaphenylene terephthalamide in the mixture becomes higher than about 1.5), the solution is subjected to flow orientation, applying under pressure from a round-bottom flask with a volumetric flow rate of about 2.75 cm 3 / s through a nozzle with a linear flow path 4 cm wide, 4 mm thick and 45 cm long in order to obtain an elongated mass of an optically anisotropic viscous liquid. Range shift in the nozzle varies from 0 to -1 at the central plane of the flow path to a maximum of about 30 sec -1 in the nozzle walls (average shift of about 15 s -1), the nozzle temperature was maintained at about 25 C. The yield of the nozzle located approximately 0.6 cm above the horizontal moving belt covered with dry nitrogen, heated at a temperature of about 50 ° C, and oriented anisotropic liquid solution is deposited on the tape for incubation. The tape has a maximum movement of approximately 45 cm. The nozzle is inclined relative to the tape so that the angle between the nozzle and the tape moving from the nozzle is 115 about . The extrusion speed and belt speed are maintained at about 1.7 cm / s. The width of the tape is the same as the width of the nozzle (4 cm). The tape has raised edges in order to prevent the flow of the solution in the direction perpendicular to the direction of its movement. The thickness of the solution on the tape is approximately 3 mm. The viscosity of the solution after extrusion is approximately 200-300 poise. The tape is stopped and extrusion is stopped when the end of the tape is reached.

Раствор выдерживают на ленте с целью инкубирования в течение примерно 90 мин в атмосфере нагретого азота (55оС) до тех пор, пока он не становится твердым гелем. Реакция продолжается в геле до тех пор, пока не будет достигнута необходимая характеристическая вязкость. После инкубирования гель разрезают поперек на два куска L1 и L2 (см. табл.3), причем L1 указывает на ту часть геля, которую подвергают экструзии первой. Каждый кусок затем разрезают на несколько частей в несколько дюймов длиной каждая для изоляции пульпы.The solution was incubated on tape to incubate for about 90 minutes in an atmosphere of heated nitrogen (55 ° C) until it became a solid gel. The reaction continues in the gel until the desired intrinsic viscosity is achieved. After incubation, the gel is cut across into two pieces L1 and L2 (see Table 3), with L1 indicating the part of the gel that is extruded first. Each piece is then cut into several parts several inches long each to isolate the pulp.

Пульпу выделяют из полностью инкубированных и отвержденных кусков геля в следующей последовательности. Куски геля смешивают с 5%-ным раствором бикарбоната натрия (геля должно быть достаточно, чтобы получить 10 г сухой пульпы и 500 мл раствора бикарбоната) в смесителе Варинга при высокой скорости (примерно 1800 об/мин) в течение 12 мин. Выделенный таким образом материал пульпы обезвоживают при помощи вакуумной фильтрации. Пульпу дважды промывают горячей водой в смесителе, причем после каждой промывки выполняют обезвоживание. Полученная таким образом пульпа состоит из тонких, сильно фибриллированных волокон и обладает свойствами, указанными в табл.3. The pulp is isolated from fully incubated and cured pieces of gel in the following sequence. The gel pieces are mixed with 5% sodium bicarbonate solution (the gel should be enough to get 10 g of dry pulp and 500 ml of bicarbonate solution) in a Waring mixer at high speed (about 1800 rpm) for 12 minutes. The pulp material thus isolated is dehydrated by vacuum filtration. The pulp is washed twice with hot water in a mixer, and dehydration is performed after each washing. The pulp thus obtained consists of thin, highly fibrillated fibers and has the properties indicated in Table 3.

Пульпу включают в стандартные смеси, напоминающие тесто, формуют из них стержни и испытывают в соответствии с процедурами из примера 1, чтобы получить следующие значения для сопротивления изгибу: 373,6 кг/см2при комнатной температуре, 130,5 кг/см2 при 350оF (177оС).The pulp is included in standard mixtures resembling dough, rods are formed from them and tested in accordance with the procedures of Example 1 to obtain the following values for bending resistance: 373.6 kg / cm 2 at room temperature, 130.5 kg / cm 2 at 350 about F (177 about C).

П р и м е р 4. В этом примере описано получение полипарафенилентерефталамидной пульпы в растворителе НМП-CaCl2 с использованием того же аппарата, что в примере 3 для полимеризации периодического действия и полунепрерывной экструзии. Куски геля L1 и L2 после инкубирования разрезают на полосы 0,63 см под углом 90о к длине геля перед выделением пульпы. Концентрация полимера составляет 7 мас. а концентрация CaCl2 составляет 3,8% от общего веса раствора.Example 4. This example describes the preparation of polyparaphenylene terephthalamide pulp in an NMP-CaCl 2 solvent using the same apparatus as in Example 3 for batch polymerization and semi-continuous extrusion. L1 and L2 after incubation of the gel pieces are cut into strips 0.63 cm by 90 about to the length of the gel prior to isolation of the pulp. The concentration of the polymer is 7 wt. and the concentration of CaCl 2 is 3.8% of the total weight of the solution.

Раствор хлорида кальция (24,30 г, 0,22 моль) в безводном N-метилпирролидоне (540 мл) получают при помощи перемешивания и нагревания до 75оС. После охлаждения раствора до 25оС в колбе с круглым дном, снабженной расположенной сверху мешалкой, и продувки сухим азотом при перемешивании добавляют 20,24 г (0,1872 моль) парафенилендиамина и полученный в результате раствор охлаждают до 10оС. При перемешивании добавляют безводный терфталоидхлорид (TCl) (19,00 г, 0,0936 моль), что приводит к подъему температуры до 35,3оС. После растворения TCl раствор охлаждают до 5оС и при энергичном перемешивании добавляют вторую порцию TCl (19,00 г, 0,0936 моль), добиваясь полного растворения. Энергичное перемешивание продолжают в течение начавшейся в результате полимеризации.A solution of calcium chloride (24.30 g, 0.22 mol) in anhydrous N-methylpyrrolidone (540 ml) was prepared by mixing and heating to 75 ° C. After cooling the solution to 25 ° C in a round bottom flask fitted with an overhead stirrer, dry nitrogen purge and with stirring is added 20.24 g (0.1872 mol) of p-phenylene diamine and the resulting solution was cooled to 10 ° C. while stirring, anhydrous terftaloidhlorid (TCl) (19,00 g, 0.0936 mol) , which leads to a rise in temperature to 35.3 about C. After dissolving TCl, the solution is cooled to 5 about With vigorously add a second portion of TCl (19.00 g, 0.0936 mol), achieving complete dissolution. Vigorous stirring is continued during the polymerization that began.

Когда по-прежнему полимеризующаяся смесь становится полупрозрачной, затем неподвижной и опаловой при перемешивании (характеристическая вязкость полипарафенилентерефталамида в смеси составляет более 1,5), раствор подвергают ориентирующему течению, подаваемого под давлением из колбы с круглым дном при объемной скорости примерно 1,85 см3/с через насадку с линейной траекторией потока шириной 4 см, толщиной 4 мм и длиной 45 см с тем, чтобы получить удлиненную массу оптически анизотропной вязкой жидкости. Пределы сдвига варьируют от 0 с-1 в центральной плоскости траектории потока в насадке до максимума в примерно 30 с-1 у стенок насадки (средний сдвиг 15 с-1). Температуру насадки поддерживают примерно 25оС. Выход насадки расположен на 0,6 см выше движущейся горизонтальной ленты, окруженной сухим горячим азотом, нагретым до температуры выше примерно 45оС, а ориентированный анизотропный жидкий раствор выкладывают на ленту для инкубирования. Лента имеет максимальное перемещение примерно 45 см. Насадка наклонена относительно ленты так, что между насадкой и лентой, движущейся от насадка, образуется угол в 115оС. Скорость экструзии оценивают в примерно 1,25 см/с, а скорость ленты поддерживают примерно 1,35 см/с. Ширина ленты равна ширине насадки (4 см), она имеет приподнятые края с тем, чтобы предотвратить течение раствора в направлении, перпендикулярном направлению движения ленты. Вязкость раствора после экструзии оценивают примерно в 300 пауз. Толщина раствора на ленте составляет примерно 2-4 мм. Ленту и экструзию останавливают, когда достигают конца ленты.When the polymerizing mixture is still translucent, then stationary and opal with stirring (the intrinsic viscosity of polyparaphenylene terephthalamide in the mixture is more than 1.5), the solution is subjected to an orienting flow, which is supplied under pressure from a round-bottom flask at a space velocity of about 1.85 cm 3 / s through a nozzle with a linear flow path 4 cm wide, 4 mm thick and 45 cm long in order to obtain an elongated mass of an optically anisotropic viscous fluid. Shear limits range from 0 s -1 in the central plane of the flow path in the nozzle to a maximum of about 30 s -1 at the walls of the nozzle (average shift 15 s -1 ). Nozzle temperature was maintained at about 25 C. Yield nozzle located at 0.6 cm above the moving horizontal belt, surrounded by the hot dry nitrogen gas, heated to a temperature above about 45 ° C, and oriented anisotropic liquid solution was spread on a tape for incubation. The tape has a maximum movement of approximately 45 cm. The nozzle is inclined relative to the tape so that an angle of 115 ° C is formed between the nozzle and the tape moving from the nozzle. The extrusion speed is estimated at about 1.25 cm / s and the tape speed is maintained at about 1. 35 cm / s. The width of the tape is equal to the width of the nozzle (4 cm), it has raised edges in order to prevent the flow of the solution in the direction perpendicular to the direction of movement of the tape. The viscosity of the solution after extrusion is estimated at about 300 pauses. The thickness of the solution on the tape is approximately 2-4 mm. The tape and extrusion are stopped when they reach the end of the tape.

Раствор выдерживают на ленте с целью инкубирования в течение примерно 120 мин в атмосфере нагретого азота (45оС) до тех пор, пока он не становится твердым гелем так, что реакция переходит в гель. Гель разрезают на два куска L1 и L2, причем L1 указывает на часть геля, которая подвергается экструзии первой. Затем гель разрезают на полоски шириной примерно 1/4 дюйма (0,63 см) под углом 90о к длине геля.The solution was incubated on tape to incubate for about 120 minutes in an atmosphere of heated nitrogen (45 ° C) until it became a solid gel so that the reaction turned into a gel. The gel is cut into two pieces L1 and L2, wherein L1 indicates the portion of the gel that is extruded first. Then the gel is cut into strips with a width of about 1/4 inch (0.63 cm) at an angle of 90 about the length of the gel.

Пульпу выделяют из полностью инкубированного и отвержденного геля в следующей последовательности. Куски геля смешивают с 5%-ным раствором бикарбоната натрия (геля должно быть достаточно, чтобы получить 10 г сухой пульпы и 500 мл раствора бикарбоната) в смесителе Варинга при высокой скорости (1800 об/мин) в течение 12 мин. Материал пульпы, выделенный таким образом, обезвоживают при помощи вакуумной фильтрации. Пульпу промывают дважды горячей водой в смесителе, причем после каждой промывки проводят обезвоживание. Полученная таким образом пульпа состоит из тонких, сильно фибриллированных волокон и имеет свойства, указанные в табл.4. The pulp is isolated from a fully incubated and cured gel in the following sequence. The gel pieces are mixed with a 5% sodium bicarbonate solution (the gel should be enough to get 10 g of dry pulp and 500 ml of bicarbonate solution) in a Waring mixer at high speed (1800 rpm) for 12 minutes. The pulp material thus isolated is dehydrated by vacuum filtration. The pulp is washed twice with hot water in the mixer, and after each washing, dehydration is carried out. The pulp thus obtained consists of thin, highly fibrillated fibers and has the properties indicated in Table 4.

П р и м е р 5. В этом примере описано получение полипарафенилентерефталимидной пульпы в растворителе НМП-CaCl2, используя тот же аппарат, что в примере 4 для процесса полимеризации периодического действия и полунепрерывной экструзии. Следуют процедурам из примера 4 за исключением того, что гель разрезают поперек перед продолжением инкубирования. Концентрация полимера, как в примере 4, равна 7 мас. а концентрация CaCl2 равна 3,8% в пересчете на общий вес раствора.Example 5. This example describes the preparation of polyparaphenylene terephthalimide pulp in an NMP-CaCl 2 solvent using the same apparatus as in Example 4 for a batch polymerisation process and semi-continuous extrusion. The procedures of Example 4 are followed except that the gel is cut transverse before incubation continues. The concentration of the polymer, as in example 4, is equal to 7 wt. and the concentration of CaCl 2 is 3.8%, calculated on the total weight of the solution.

Раствор поддерживают на ленте с целью инкубирования в течение примерно 8 мин (с того момента, как раствор помещен на ленту 90 разрезания) в атмосфере нагретого азота (50оС), т.е. до тех пор, пока он не переходит в твердый гель. Гель разрезают на два куска L1 и L2, а затем рассекают на полоски шириной примерно 7 мм под углом 90о к длине геля. После того, как реакция переходит в гель, инкубирование продолжают в течение приблизительно 110 мин при 50оС.The solution is maintained on the tape with the purpose of incubation for about 8 minutes (since the solution is placed on the cutting tape 90) in an atmosphere of heated nitrogen (50 ° C), i.e. until it turns into a solid gel. The gel is cut into two pieces L1 and L2, and then cut into strips with a width of about 7 mm at an angle of 90 about the length of the gel. After the reaction turns into a gel, incubation is continued for approximately 110 minutes at 50 about C.

Полученная таким образом пульпа состоит из тонких, сильно фибриллированных волокон, свойства которых указаны в табл.5. The pulp thus obtained consists of thin, highly fibrillated fibers, the properties of which are indicated in Table 5.

П р и м е р 6. В этом примере описан способ получения полипарафенилентерефталамидной (ППД-Т) пульпы с использованием устройства для ориентации удлиняющего потока, имеющего пористые стенки, которые обеспечивают создание слоя N-метилпирролидона на внутренних стенках, формирующих траекторию потока, с целью минимизации образования отложений. PRI me R 6. This example describes a method for producing polyparaphenylene terephthalamide (PPD-T) pulp using a device for orienting an extension flow having porous walls that provide a layer of N-methylpyrrolidone on the inner walls forming the flow path in order to minimize deposits.

Устройство для ориентации удлиняющего потока, имеющее линейно сужающийся прямоугольный канал для потока, состоящий из пористых металлических пластин, устанавливают на отверстии для выгрузки размером 5 дюймов (12,7 см) с двухшнекового полимеризатора с омыванием всей поверхности, имеющего рубашку, но функционирующего без охлаждающей жидкости. Устройство для ориентации потока имеет вертикальный, направленный вниз канал для потока длиной примерно 6,35 см с входным отверстием 1,12 х 4,83 см, служащим для непосредственного приема материала, выгружаемого из полимеризатора и выходным отверстием 0,58 х 4,82 см. Пористые пластины, образующие стенки, изготовлены из пористых пластин нержавеющей стали 316 толщиной примерно 0,31 см, имеющей пористость 0,2-1,0 мкм. Пластины поддерживаются в корпусе при помощи соответствующих трубопроводов, по которым подают N-метилпирролидон на внешние поверхности пластин. An extension flow orienting device having a linearly tapering rectangular flow channel, consisting of porous metal plates, is mounted on a 5 inch (12.7 cm) discharge opening from a twin-screw polymerizer with washing the entire surface having a jacket but functioning without coolant . The device for orienting the flow has a vertical, downward channel for the flow of a length of about 6.35 cm with an inlet of 1.12 x 4.83 cm, which serves to directly receive material discharged from the polymerization device and an outlet of 0.58 x 4.82 cm The porous plates forming the walls are made of porous plates of 316 stainless steel with a thickness of about 0.31 cm, having a porosity of 0.2-1.0 μm. The plates are supported in the housing by means of appropriate pipelines through which N-methylpyrrolidone is supplied to the outer surfaces of the plates.

Из полимеризатора выгружают активно полимеризующийся 9,2 мас. раствор полипарафенилентерефталамида в метипирролидоне (НМП) и хлориде кальция (молярное отношение CaCl2 к начальному количеству парафенилендиамина равно 1,38). При по-прежнему продолжающейся полимеризации ППЛ-Т-раствор продавливают через устройство для ориентации потока с объемной скоростью полимера 5,65 кг/ч. Внутреннюю поверхность пористых стенок непрерывно снабжают слоем НМП, который проступает через пористые металлические пластины с объемной скоростью приблизительно 1,7 мл/кв. дюйм/мин в пересчете на общую площадь пористых пластинок, находящуюся в контакте с ППД-Т-раствором. Характеристическая вязкость полипарафенилентерефталамида в растворе, вытекающем из устройства для ориентации потока, составляет приблизительно 2,3.Actively polymerizable 9.2 wt. a solution of polyparaphenylene terephthalamide in metipyrrolidone (NMP) and calcium chloride (molar ratio of CaCl 2 to the initial amount of paraphenylenediamine is 1.38). With the polymerization still continuing, the PPL-T solution is forced through a device for orienting the flow with a bulk velocity of the polymer of 5.65 kg / h. The inner surface of the porous walls is continuously provided with a layer of IMF, which emerges through the porous metal plates with a space velocity of approximately 1.7 ml / sq. inch / min in terms of the total area of porous plates in contact with the PPD-T solution. The intrinsic viscosity of polyparaphenylene terephthalamide in the solution flowing from the flow orientation device is approximately 2.3.

Вязкий, все еще жидкий раствор, вытекающий из устройства для ориентации потока, периодически собирают на горизонтальную пластину в то время, как пластина движется под выходным отверстием со скоростью, приблизительно равной скорости раствора, поступающего из выходного вышеупомянутого отверстия. Полоски раствора после экструзии шириной приблизительно 2 дюйма (5,08 см) инкубируют на пластине при окружающих условиях. В течение приблизительно 40 с они превращаются в мягкий гель. Этот гель затем разрезают на куски размером 0,95 см в направлении поперек течения. Разрезанные куски затем помещают в нагреватель на 1 ч при температуре приблизительно 44оС для повторного инкубирования.A viscous, still liquid solution flowing out of the flow orienting device is periodically collected on a horizontal plate while the plate moves under the outlet at a speed approximately equal to the velocity of the solution coming from the outlet of the aforementioned hole. Strips of solution after extrusion with a width of approximately 2 inches (5.08 cm) are incubated on the plate under ambient conditions. Within about 40 s, they turn into a soft gel. This gel is then cut into pieces of 0.95 cm in the transverse direction. The cut pieces are then placed in a heater for 1 hour at a temperature of about 44 ° C incubation for reuse.

Чтобы отделить пульпу, инкубированные куски помещают в воду в смесителе Варинга и перемешивают с высокой скоростью в течение нескольких минут. Пульпу периодически собирают на фильтре и возвращают в смеситель для короткого перемешивания с водой в течение пяти минут. Отделенный продукт пульпы состоит из высоко фибриллированной ППД-Т пульпы с характеристической вязкостью 3,1. To separate the pulp, the incubated pieces are placed in water in a Waring mixer and mixed at high speed for several minutes. The pulp is periodically collected on a filter and returned to the mixer for short mixing with water for five minutes. The separated pulp product consists of a highly fibrillated PPD-T pulp with a characteristic viscosity of 3.1.

П р и м е р 7. Используют то же оборудование и те же процедуры, что в примере 6, для получения раствора и осуществления экструзии с тем исключением, что раствор после экструзии получают с объемной скоростью полимера 5,6 кг/ч, а объемная скорость N-метилпирролидона составляет 4,4 мл/кв. дюйм/мин. Полимеризацию и экструзию осуществляют в течение 5 ч. Канал для потока в устройстве для ориентации остается в основном свободным от каких-либо отложений в течение 5 ч работы, но время от времени возникает небольшое частичное блокирование в области выхода из канала для потока, которое легко ликвидируют механическим способом и канал снова становится полностью свободным. PRI me R 7. Use the same equipment and the same procedures as in example 6, to obtain a solution and extrusion with the exception that the solution after extrusion is obtained with a polymer bulk velocity of 5.6 kg / h, and bulk the rate of N-methylpyrrolidone is 4.4 ml / sq. inch / min The polymerization and extrusion are carried out for 5 hours. The flow channel in the orientation device remains mostly free of any deposits for 5 hours, but from time to time there is a slight partial blockage in the area of the exit from the flow channel, which is easily eliminated mechanically and the channel again becomes completely free.

П р и м е р 8. В этом примере описано получение полипарафенилентерефталамидной пульпы в растворителе НМП-CaCl2, используя пилотную установку для непрерывного получения.EXAMPLE 8. This example describes the preparation of polyparaphenylene terephthalamide pulp in an NMP-CaCl 2 solvent using a pilot plant for continuous production.

Парафенилендиаминовый раствор в НМП-CaCl2 при 10оС, содержащий 5,5 мас. п-фенилендиамина, 7,4% CaCl2, 87,1 НМП и менее чем 200 частей на миллион (ppm) воды, загружают в смеситель и перемешивают с расплавленным TCl в количестве, составляющем 35% от стехиометрической величины. Полученный в результате предполимер прокачивают через теплообменник, чтобы охладить его примерно до 5оС. Затем предполимер смешивают с расплавленным TCl со скоростью, которая давала бы стехиометрический баланс между TCl и диамином в смеси, используя известное устройство [2] Эту смесь непрерывно пропускают через двухдюймовый (5,08 см) смачивающий всю поверхность двухшнековый полимеризатор непрерывного действия, снабженный рубашкой, но функционирующий без охлаждающей жидкости. Используют количества реагентов, которые обеспечивают получение ППД-Т со скоростью примерно 4,53 кг/ч.Paraphenylenediamine solution in NMP-CaCl 2 at 10 about With containing 5.5 wt. p-phenylenediamine, 7.4% CaCl 2 , 87.1 NMP and less than 200 parts per million (ppm) of water are loaded into the mixer and mixed with molten TCl in an amount of 35% of the stoichiometric value. The resulting prepolymer is pumped through a heat exchanger to cool it to about 5 ° C. Then the prepolymer is mixed with molten TCl at a rate that would give a stoichiometric balance between TCl and diamine in the mixture using a known device [2]. This mixture is continuously passed through a two-inch (5.08 cm), a continuous twin-screw polymeriser wetting the entire surface, equipped with a jacket, but functioning without coolant. Use amounts of reagents that provide PPD-T at a rate of about 4.53 kg / h.

Жидкий раствор из полимеризатора поступает непосредственно в расположенное вблизи устройство для ориентации потока, затем на непрерывную ленту для транспортировки материала после экструзии. Использованы устройство для ориентации потока и полимеризатор того же типа с пористыми стенками, определяющими траекторию удлиняющего потока, входом канала с размерами 2 х 3,18 см, выходом с размерами 0,64 х 3,18 см и длиной траектории потока 11,4 см. N-метилпирролидон подают в устройство для ориентации потока с объемной скоростью, достаточной для образования и поддержания пограничного слоя между пористыми стенками и раствором. Лента имеет ширину 20,32 см, длину примерно 12 м и в общем случае расположена горизонтально. Поверхность ленты расположена примерно на 1,27 см ниже выхода из устройства для ориентации, а угол траектории потока устройства для ориентации потока относительно поверхности ленты составляет 90о. Вся площадь ленты и выход устройства для ориентации потока закрыты и окружены азотом, нагретым до 45оС. Из вышеупомянутого устройства раствор поступает полосой шириной приблизительно 3,18 см со скоростью приблизительно 3,5 м/мин.The liquid solution from the polymerizator flows directly into a nearby device for orienting the flow, then onto a continuous belt for transporting the material after extrusion. A device for orienting the flow and a polymerizer of the same type were used with porous walls defining an extension flow path, a channel inlet with dimensions of 2 x 3.18 cm, an outlet with dimensions of 0.64 x 3.18 cm and a flow path length of 11.4 cm. N-methylpyrrolidone is supplied to the device for orienting the flow with a space velocity sufficient to form and maintain a boundary layer between the porous walls and the solution. The tape has a width of 20.32 cm, a length of about 12 m and is generally horizontal. The surface of the tape is located approximately 1.27 cm below the exit from the device for orientation, and the angle of the flow path of the device for orienting the flow relative to the surface of the tape is 90 about . The entire area of the tape and the outlet of the device for orienting the flow are closed and surrounded by nitrogen heated to 45 ° C. From the aforementioned device, the solution enters in a strip of approximately 3.18 cm wide at a speed of approximately 3.5 m / min.

После транспортировки на ленте на расстояние в 10,6 м (примерно 3 мин) полоска раствора затвердевает. Режущее устройство типа гильотины с длиной хода, связанной со скоростью ленты, установлено в 7,62 см от конца горизонтальной поверхности ленты. Это режущее устройство режет гель на куски размером приблизительно 0,63 см под углом 90о к длине геля. Куски геля, достигшие конца горизонтального участка ленты, падают в корзины емкостью 5 галлонов (19 л). После заполнения корзины помещают в печь для дополнительного инкубирования при 45оС в течение 60 мин.After transportation on a tape at a distance of 10.6 m (about 3 minutes), the strip of solution hardens. A guillotine-type cutting device with a stroke length associated with the tape speed is set at 7.62 cm from the end of the horizontal surface of the tape. This cutting device cuts the gel into pieces measuring approximately 0.63 cm by 90 about to the length of the gel. The pieces of gel reaching the end of the horizontal portion of the tape fall into baskets with a capacity of 5 gallons (19 L). After filling the baskets placed in the oven for an additional incubation at 45 ° C for 60 min.

Корзины периодически извлекают из печи и содержимое ссыпают в глиномялки емкостью примерно 25 галлонов (94,6 л), которые заполняют разбавленным раствором каустической соды. Нейтрализацию и коагуляцию в глиномялке осуществляют одновременно с началом снижения размеров. Через выход глиномялки ее содержимое непрерывно подают в рафинер для последующего уменьшения размера. Выход рафинера соединен с резервуаром для шлама, имеющим емкость приблизительно 200 галлонов (757 л) и снабженным мешалкой. Шлам из резервуара для шлама непрерывно подают на горизонтальный фильтр длиной 10,7 м и шириной 43 см, где пульпу периодически промывают и обезвоживают под вакуумом 12 раз. Полученную в результате влажную лепешку затем непрерывно сушат в роторной сушилке, нагреваемой паром. The baskets are periodically removed from the oven and the contents are poured into clay balers with a capacity of approximately 25 gallons (94.6 L), which are filled with a dilute caustic soda solution. Neutralization and coagulation in the clay mill is carried out simultaneously with the onset of size reduction. Through the outlet of the clay mill, its contents are continuously fed into the refiner for subsequent size reduction. The refiner outlet is connected to a sludge tank having a capacity of approximately 200 gallons (757 L) and equipped with a stirrer. The sludge from the sludge tank is continuously fed to a horizontal filter 10.7 m long and 43 cm wide, where the pulp is periodically washed and dehydrated under vacuum 12 times. The resulting wet cake is then continuously dried in a steam heated rotary dryer.

Полученный продукт состоит из тонкой, сильно фибриллированной пульпы, диаметр которой меньше 0,15 мм, длина меньше или равна примерно 6 мм, а удельная площадь поверхности превышает 4,0 м2/г.The resulting product consists of a thin, highly fibrillated pulp, the diameter of which is less than 0.15 mm, the length is less than or equal to about 6 mm, and the specific surface area exceeds 4.0 m 2 / g.

Claims (9)

1. Пульпа, выполненная из коротких волокон на основе полипарафенилентерефталамида с характеристической вязкостью 2,0 4,5, отличающаяся тем, что волокна в виде пучков индивидуальных нитей имеют диаметр 10 150 мкм, длину 0,2 35 мм, степень кристалличности менее 50 при размере кристаллов менее
Figure 00000008
и обладают удельной поверхностью более 2 м2/г.
1. The pulp made of short fibers based on polyparaphenylene terephthalamide with a characteristic viscosity of 2.0 to 4.5, characterized in that the fibers in the form of bundles of individual threads have a diameter of 10 150 μm, a length of 0.2 35 mm, the degree of crystallinity is less than 50 at a size crystals less
Figure 00000008
and have a specific surface area of more than 2 m 2 / g.
2. Способ получения пульпы, включающий приготовление оптически анизотропного раствора полипарафенилентерефталамида с характеристической вязкостью 2,0 4,5 экструдированием его через фильеру, выдерживание экструдата, содержащего домены полимерных цепей, ориентированных в направлении движения, до образования геля и последующее разрезание на короткие волокна, отличающийся тем, что исходный раствор приготавливают в процессе синтеза полимера при перемешивании стехиометрических количеств галоидангидрида ароматической двухосновной кислоты и ароматического диамина в практически безводном амидном растворителе в присутствии хлористого кальция до установления указанной характеристической вязкости, экструдируют при 5 - 60oС, выдерживание осуществляют при 26 60oС в течение 2 120 мин, причем начинают его, когда вязкость экструдата достаточна для поддержания ориентации полимерных цепей, полученный гель разрезают в направлении, поперечном ориентации его полимерных цепей, на короткие волокна длиной 0,2 - 35 мм.2. A method of obtaining pulp, including the preparation of an optically anisotropic solution of polyparaphenylene terephthalamide with a characteristic viscosity of 2.0 to 4.5 by extruding it through a die, holding the extrudate containing the polymer chain domains oriented in the direction of movement until gel formation and subsequent cutting into short fibers, characterized the fact that the initial solution is prepared in the process of polymer synthesis with stirring of stoichiometric amounts of aromatic dibasic acid halide s and aromatic diamine in a practically anhydrous amide solvent in the presence of calcium chloride until the specified characteristic viscosity is established, extruded at 5 - 60 o C, keeping is carried out at 26 60 o C for 2 120 min, and begin it when the viscosity of the extrudate is sufficient to maintain orientation of the polymer chains, the resulting gel is cut in the direction transverse to the orientation of its polymer chains into short fibers 0.2 to 35 mm long. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что выдерживание раствора начинают сразу при поступлении экструдата из фильеры на горизонтальную поверхность, движущуюся со скоростью не ниже скорости поступления экструдата. 3. The method according to claim 2, characterized in that the aging of the solution begins immediately upon receipt of the extrudate from the die on a horizontal surface moving at a speed not lower than the speed of receipt of the extrudate. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что выдерживание начинают, когда вязкость экструдата составляет 50 500 Па. 4. The method according to claim 1, characterized in that the curing is started when the viscosity of the extrudate is 50 500 PA. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что приготовление раствора осуществляют сначала растворением ароматического диамина и добавлением 30 50 мас. галоидангидрида с получением форполимера, а затем добавлением необходимого до стехиометрического остаточного количества галоидангидрида. 5. The method according to claim 1, characterized in that the preparation of the solution is carried out first by dissolving the aromatic diamine and adding 30 to 50 wt. acid halide to obtain a prepolymer, and then adding the required up to stoichiometric residual amount of acid halide. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что приготавливают раствор с концентрацией 6 13 мас. 6. The method according to claim 1, characterized in that prepare a solution with a concentration of 6 to 13 wt. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере 80% ароматического диамина приходится на долю п-фенилендиамина и по меньшей мере 80% галоидангидрида ароматической двухосновной кислоты приходится на долю терефталоилгалогенида. 7. The method according to claim 1, characterized in that at least 80% of the aromatic diamine is in the proportion of p-phenylenediamine and at least 80% of the aromatic dibasic acid halide is in the proportion of terephthaloyl halide. 8. Способ получения пульпы, включающий приготовление анизотропного раствора полипарафенилентерефталамида с характеристической вязкостью 2,0 - 4,0, экструдирование его через устройство с последующим выдерживанием экструдата, содержащего домены полимерных цепей, ориентированных в направлении движения, до образования геля, отличающийся тем, что раствор приготавливают в процессе синтеза при перемешивании стехиометрических количеств ароматического диамина и галоидангидрида ароматической двухосновной кислоты в практически безводной амидной системе до установления указанной характеристической вязкости, экструдирование проводят при 5 60oС через слой некоагулирующей жидкости, подаваемой в устройство для уменьшения контакта раствора с его внутренними поверхностями, а выдерживание осуществляют при 25 - 60oС в течение 2 120 мин.8. A method of obtaining pulp, including the preparation of an anisotropic solution of polyparaphenylene terephthalamide with a characteristic viscosity of 2.0 to 4.0, extruding it through a device with subsequent aging of the extrudate containing the domains of the polymer chains oriented in the direction of movement until a gel is formed, characterized in that the solution prepared during the synthesis process with stirring of stoichiometric amounts of aromatic diamine and aromatic dibasic acid halide in a practically anhydrous amide extruding is carried out at 5-60 ° C through a layer of non-coagulating liquid supplied to the device to reduce the contact of the solution with its internal surfaces, and the aging is carried out at 25-60 ° С for 2 120 minutes. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве безводной амидной системы используют N-метилпирролидон с хлористым кальцием, а в качестве некоагулирующей жидкости N-метилпирролидон. 9. The method according to claim 8, characterized in that N-methylpyrrolidone with calcium chloride is used as an anhydrous amide system, and N-methylpyrrolidone as a non-coagulating liquid.
SU4614588 1988-06-30 1989-06-29 Pulp and a method of its producing RU2059027C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US21374188A 1988-06-30 1988-06-30
US213741 1988-06-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2059027C1 true RU2059027C1 (en) 1996-04-27

Family

ID=22796314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4614588 RU2059027C1 (en) 1988-06-30 1989-06-29 Pulp and a method of its producing

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN1031078C (en)
RU (1) RU2059027C1 (en)
ZA (1) ZA895002B (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2363780C2 (en) * 2003-12-09 2009-08-10 Тейджин Арамид Б.В. Aramid fibrils
RU2366670C2 (en) * 2003-12-09 2009-09-10 Тейджин Арамид Б.В. Para-aramide fibrid film
RU2472879C2 (en) * 2007-10-23 2013-01-20 Тейджин Арамид Гмбх Refined fibre

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5532059A (en) * 1994-09-29 1996-07-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Poly(p-phenylene terephthalamide) pulp

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент США N 3767756, кл. D 01F 7/00, опубл. 1972. 2. Патент США N 3849074, кл. B 01J 1/00, опубл. 1973. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2363780C2 (en) * 2003-12-09 2009-08-10 Тейджин Арамид Б.В. Aramid fibrils
RU2366670C2 (en) * 2003-12-09 2009-09-10 Тейджин Арамид Б.В. Para-aramide fibrid film
RU2472879C2 (en) * 2007-10-23 2013-01-20 Тейджин Арамид Гмбх Refined fibre

Also Published As

Publication number Publication date
CN1031078C (en) 1996-02-21
ZA895002B (en) 1991-03-27
CN1044135A (en) 1990-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0168631B1 (en) Method and apparatus for producing para-aramid pulp and pulp production
US3671542A (en) Optically anisotropic aromatic polyamide dopes
JP3527740B2 (en) Rigid rod polymers based on pyridobisimidazole
US3819587A (en) Wholly aromatic carbocyclic polycarbonamide fiber having orientation angle of less than about 45{20
US3869430A (en) High modulus, high tenacity poly(p-phenylene terephthalamide) fiber
US3600350A (en) Poly(p-benzamide) composition,process and product
US3817941A (en) Wholly aromatic carbocyclic poly-carbonamide fiber having initial modulus in excess of 170 gpd and orientation angle of up to 40 grad
UA44901C2 (en) OPTICALLY ANISOTROPIC SOLUTION, METHOD OF ITS OBTAINING, METHOD OF MANUFACTURE OF CELLULOSE EXTRUDATES, CELLULOSE FIBER, RUBBER TYPE
US5202184A (en) Method and apparatus for producing para-aramid pulp and pulp produced thereby
RU2059027C1 (en) Pulp and a method of its producing
NO136415B (en)
US3888965A (en) Method of increasing the initial modulus and reducing the orientation angle of undrawn poly (para-benzamide) fibers
RU2461585C2 (en) Method of dissolving aramid polymer in sulphuric acid using kneader with two guides
DE1810426B2 (en) Optically anisotropic mass containing aromatic polyamides
EP0103398B1 (en) Cellulosic fibers from anisotropic solutions
RU2114939C1 (en) Threads based on polycaprolactam with relative viscosity of 2,0-3,0, method of their production, yarn and flat articles produced from these threads
US5106560A (en) Producing para-aramid pulp by means of gravity-induced shear forces
USRE30352E (en) Optically anisotropic aromatic polyamide dopes
SU1618282A3 (en) Method of producing triacetate cellulose fibre
US4011203A (en) Aromatic polyamide from piperazine, p-phenylene diamine and terephthaloyl halide
KR800000177B1 (en) Method for producing polyamide fibers and films
CN116023653A (en) A method and system for continuously preparing para-aramid polymers
US5691443A (en) Drawable high tensile strength aramids
US5459231A (en) Drawable high tensile strength aramids
AT344868B (en) POLYAMIDE FIBERS AND FILMS AND THE METHOD OF MANUFACTURING THEREOF

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060630