RU2844975C1 - Method of modifying and dyeing aramid fibre - Google Patents
Method of modifying and dyeing aramid fibreInfo
- Publication number
- RU2844975C1 RU2844975C1 RU2024122403A RU2024122403A RU2844975C1 RU 2844975 C1 RU2844975 C1 RU 2844975C1 RU 2024122403 A RU2024122403 A RU 2024122403A RU 2024122403 A RU2024122403 A RU 2024122403A RU 2844975 C1 RU2844975 C1 RU 2844975C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- para
- meta
- dye
- aramid
- dyeing
- Prior art date
Links
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИAREA OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к области химии и химической технологии получения модифицированных в ходе синтеза термостойких арамидных нитей, нашедших широкое применение в различных областях промышленности, металлорганическим красителем.The invention relates to the field of chemistry and chemical technology for producing heat-resistant aramid threads modified during synthesis, which have found wide application in various areas of industry, with an organometallic dye.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY
Арамидные волокна обладают естественным желтоватым окрасом и высокой температурой стеклования, что делает их малопроницаемыми для красителей при обычных условиях окраски. Структура волокон формируется в процессе их производства и окончательно закрепляется на стадии высушивания и тепловой обработки.Aramid fibers have a natural yellowish color and a high glass transition temperature, which makes them poorly permeable to dyes under normal dyeing conditions. The fiber structure is formed during their production and is finally fixed at the stage of drying and heat treatment.
Высокие физико-химические, термические и баллистические свойства арамидных волокон позволяют использовать их в защитной одежде. В связи с этим, процесс окрашивания арамидных волокон и тканей требует обеспечения интенсивной, равномерной и стойкой окраски, сохраняя при этом функциональные характеристики текстиля. Окрашивание арамидных тканей является сложной задачей из-за их плотной структуры, высокой степени кристалличности полимера и низкого содержания функциональных групп, которые могут взаимодействовать с красителем.High physical, chemical, thermal and ballistic properties of aramid fibers allow their use in protective clothing. In this regard, the process of dyeing aramid fibers and fabrics requires providing intensive, uniform and stable dyeing, while maintaining the functional characteristics of the textile. Dyeing aramid fabrics is a complex task due to their dense structure, high degree of polymer crystallinity and low content of functional groups that can interact with the dye.
Чтобы облегчить окрашивание арамидных тканей возможно окрасить раствор полимера до формирования структуры нити, и затем сформовать окрашенные нити.To facilitate the dyeing of aramid fabrics, it is possible to dye the polymer solution before the formation of the thread structure, and then form the dyed threads.
В работе [Патент РФ №2744118 Лакунин В.А. и др. Способ крашения арамидного волокна, опубл. 02.03.2021., СПК D06M 13/298; D06M 13/402; D06P 1/6426] предложен способ крашения волокна кислотными металлосодержащими красителями, общей формулой Me(-O-)2Kp(-SO3Na)n, в количестве 0,5-5,0% от массы полимера. В изобретении предложено использовать анионные металлокомплексные азокрасители. Наличие активных металлов в составе данных азокрасителей и их возможная водорастворимость может проявить острою и хроническую токсичность в процессе формования и обработки волокна в случае выделения микроколичеств красителя, наличие сульфогрупп должно благоприятно влиять на растворимость в воде данных красителей [Szymczyk М., Freeman Н. Metal-complexed dyes // Rev Prog Color. - 2004. - T. 34. - №1. - C. 39e57].The paper [Patent of the Russian Federation No. 2744118 Lakunin V.A. et al. Method for dyeing aramid fiber, published 02.03.2021., SPK D06M 13/298; D06M 13/402; D06P 1/6426] proposes a method for dyeing fiber with acidic metal-containing dyes, with the general formula Me(-O-)2Kp(-SO 3 Na)n, in an amount of 0.5-5.0% of the polymer weight. The invention proposes to use anionic metal complex azo dyes. The presence of active metals in the composition of these azo dyes and their possible water solubility can cause acute and chronic toxicity during the process of forming and processing the fiber in the case of the release of microquantities of the dye; the presence of sulfo groups should have a favorable effect on the solubility of these dyes in water [Szymczyk M., Freeman H. Metal-complexed dyes // Rev Prog Color. - 2004. - V. 34. - №1. - P. 39e57].
Существуют способы окрашивания арамидных волокон в процессе их синтеза. Один из таких способов описывается в патенте [РФ №2210649, Волохина А.В. и другие. Опубл. 20.08.2003, МПК: D06P 3/04, D06P 3/24, D01F 8/08.] Для формирования волокна из раствора апротонных амидсодержащих растворителей, используют смесь полимерных материалов, состоящих из ароматического полиамида и полиакрилонитрила. Содержание последнего варьируется от 1,5 до 20 массовых процентов. Затем смесь подвергается термообработке при температуре от 240 до 350°С в течение 20 минут. В результате арамидное волокно окрашивается в темно-коричневый или черный цвет, при этом его прочностные характеристики не только не ухудшаются, но и в некоторых случаях улучшаются. Существенным недостатком является то, что при термофиксации выделяются токсичные летучие вещества.There are methods for dyeing aramid fibers during their synthesis. One of these methods is described in the patent [RF No. 2210649, Volokhina A.V. et al. Published 20.08.2003, IPC: D06P 3/04, D06P 3/24, D01F 8/08.] To form fiber from a solution of aprotic amide-containing solvents, a mixture of polymeric materials consisting of aromatic polyamide and polyacrylonitrile is used. The content of the latter varies from 1.5 to 20 mass percent. Then the mixture is heat treated at a temperature of 240 to 350°C for 20 minutes. As a result, the aramid fiber is dyed dark brown or black, while its strength characteristics not only do not deteriorate, but in some cases improve. A significant disadvantage is that heat-setting releases toxic volatile substances.
Широкое применение нашли периодические и непрерывные способы крашения арамидных волокон с использованием интенсифицирующих агентов различной химической природы. В работе [Nechwatal A., Rossbach V. The carrier effect in the m-aramid fiber/cationic dye/benzyl alcohol system // Textile research journal Vl.69, Is.9, Sep.1999, 635-641] показана эффективность использования бензилового спирта, ацетофенона, диметилацетамида и диметилсульфоксида при крашении метаарамидных волокон катионными красителями. Предлагают использовать катионный краситель в количестве 2% от массы волокна и бензиловый спирт концентрацией 70 г/л для крашения из водного раствора в присутствии 20 г/л нитрата натрия и 2,5% уксусной кислоты при модуле ванны М=20. Крашение проводят на аппаратах периодического действия в течение 60 мин при 125°С. Основным недостатком предложенного метода является ухудшение прочностных и разрывных характеристик (на 18%).Batch and continuous methods of dyeing aramid fibers using intensifying agents of various chemical natures have found wide application. The work [Nechwatal A., Rossbach V. The carrier effect in the m-aramid fiber/cationic dye/benzyl alcohol system // Textile research journal Vol. 69, Is. 9, Sep. 1999, 635-641] shows the efficiency of using benzyl alcohol, acetophenone, dimethylacetamide, and dimethyl sulfoxide in dyeing meta-aramid fibers with cationic dyes. It is proposed to use a cationic dye in an amount of 2% of the fiber weight and benzyl alcohol with a concentration of 70 g/l for dyeing from an aqueous solution in the presence of 20 g/l sodium nitrate and 2.5% acetic acid with a bath modulus of M = 20. Dyeing is carried out on batch-type devices for 60 min at 125°C. The main disadvantage of the proposed method is the deterioration of strength and tensile characteristics (by 18%).
Процесс окрашивания или обработки антипиренами арамидных волокон, а также одновременного улучшения огнезащитных свойств поли(м-фениленизо)-фталамидных волокон описан в работе [Патент США №6840967. Riggins P., Hansen J. Dye diffusion promotion for aramids, опубл. 11.01.2005, МПК: D06P 1/64, D06P 3/24, D06P 3/26]. Процесс включает следующие шаги: введение волокна в раствор для окрашивания, содержащий достаточное количество красителя и выбранные промоторы диффузии красителей и, опционально, по крайней мере один антипирен, особенно хлороалкильные дифосфатные эфиры, такие как Antiblaze 100, также содержащий нитрат натрия, затем нагрев волокна и раствора при определенной температуре и в течение достаточного времени для окрашивания и обработки антипиренами (при наличии антипирена) волокон. Данный способ обеспечивает улучшение огнезащитных показателей (КИ) на 3-20%.A process for dyeing or treating aramid fibers with flame retardants, as well as simultaneously improving the flame retardant properties of poly(m-phenylene iso)-phthalamide fibers, is described in [US Patent No. 6840967. Riggins P., Hansen J. Dye diffusion promotion for aramids, published 11.01.2005, IPC: D06P 1/64, D06P 3/24, D06P 3/26]. The process includes the following steps: introducing the fiber into a dyeing solution containing a sufficient amount of dye and selected dye diffusion promoters and, optionally, at least one flame retardant, especially chloroalkyl diphosphate esters such as Antiblaze 100, also containing sodium nitrate, then heating the fiber and solution at a certain temperature and for a sufficient time to dye and treat the fibers with flame retardants (if a flame retardant is present). This method provides an improvement in fire protection indicators (FI) by 3-20%.
Предварительная обработка арамидных волокон жидким аммиаком повышает их способность к взаимодействию с основными красителями [Nicolai М., Nechwatal A. The swelling effect of liquid-ammoniain the dyeing of aramid // Journal of the society of dyers and colorists Vl. 110, Is. 7-8, Jul-Aug 1994, 228-230]. Предложенный метод удаления жидкого аммиака важен для правильного протекания этого процесса. Обработанные и окрашенные арамидные волокна демонстрируют уровень устойчивости, аналогичный волокнам, окрашенным традиционными основными красителями. Однако повышение накрашиваемости приводит к снижению физико-механической прочности.Preliminary treatment of aramid fibers with liquid ammonia increases their ability to interact with basic dyes [Nicolai M., Nechwatal A. The swelling effect of liquid-ammonia in the dyeing of aramid // Journal of the society of dyers and colorists Vl. 110, Is. 7-8, Jul-Aug 1994, 228-230]. The proposed method for removing liquid ammonia is important for the correct course of this process. Treated and dyed aramid fibers demonstrate a level of stability similar to fibers dyed with traditional basic dyes. However, increased dyeability leads to a decrease in physical and mechanical strength.
Похожим на предложенный способ является метод модификации волокна путем проведения реакции между арамидным волокном и хлорангидридом адипиновой кислоты, либо хлорангидридом бензойной кислоты [Yoo Hj., Ravichandran V., Ovendorf Sk. Pretreatments for improving the dyeability of p-aramid fiber // Textile research journal Vl. 64, Is.7, Jul.1994, 423-426]. Данный способ повышает накрашиваемость волокна, но требует очень трудозатратной подготовки. Предварительно волокно обрабатывают ДМСО, только затем проводят реакцию металлирования и последующую реакцию введения адипоилхлорида, бензоилхлорида или винилбензилхлорида. Привитые ткани многократно промывали ацетоном и дистиллированной водой, экстрагировали ацетоном в аппарате Сокслета в течение 3 часов и сушили в течение 2 часов при 100°С.Similar to the proposed method is a method of modifying the fiber by carrying out a reaction between aramid fiber and adipic acid chloride or benzoic acid chloride [Yoo Hj., Ravichandran V., Ovendorf Sk. Pretreatments for improving the dyeability of p-aramid fiber // Textile research journal Vl. 64, Is.7, Jul.1994, 423-426]. This method improves the dyeability of the fiber, but requires very labor-intensive preparation. First, the fiber is treated with DMSO, only then is the metallation reaction carried out and the subsequent reaction of introducing adipoyl chloride, benzoyl chloride or vinyl benzyl chloride. The grafted fabrics were repeatedly washed with acetone and distilled water, extracted with acetone in a Soxhlet apparatus for 3 hours and dried for 2 hours at 100°C.
Похожим является способ, предложенный в работах [Манюков Е.А. Обоснование и разработка рациональной технологии крашения отечественного термостойкого волокна арлана. - 2005], [Патент РФ №2255160, Способ крашения метапараарамидбензимидазольного волокна, Е.А. Манюков, опубл. 27.06.2005, МПК: D06P 3/04, D06P 3/24]. В первую очередь, проводят предварительную обработку мета-арамидного волокна Арлана специальной смесью, которая содержит растворитель диметилацетамид, или диметилформамид, или диметилсульфоксид, или их смесь, низший спирт метиловый, или этиловый, или этиленгликоль, или глицерин, или другой, и/или вода в различных соотношениях при 18-20°С в течение от 5 до 60 мин, с последующей промывкой или без промывки. Затем следует крашение дисперсными или катионными красителями периодическим способом при температуре кипения в течение 30-60 мин с последующей промывкой теплой и холодной водой в течение 10-15 мин. Этот метод обеспечивает насыщенные и стойкие цвета. Однако он имеет недостаток, связанный с использованием токсичных и легковоспламеняющихся веществ. Например, этиловый и метиловый спирты легко воспламеняются, причем последний является сильным ядом. Диметилацетамид, диметилформамид и диметилсульфоксид - это токсичные вещества третьего класса опасности (предельно допустимая концентрация 10 мг/м3). Согласно прототипу, составы создают неблагоприятные условия труда при подготовке ванны для предварительной обработки, обслуживании красильного оборудования и термической обработке материала. Более того, структурно связанный полярный растворитель остается на волокне после окрашивания и промывки и может выделять токсины в процессе использования.A similar method is proposed in the works [Manyukov E.A. Justification and development of a rational technology for dyeing domestic heat-resistant arlan fiber. - 2005], [Patent of the Russian Federation No. 2255160, Method for dyeing metapara-aramidbenzimidazole fiber, E.A. Manyukov, published 27.06.2005, IPC: D06P 3/04, D06P 3/24]. First of all, the Arlan meta-aramid fiber is pre-treated with a special mixture containing a solvent, dimethylacetamide, or dimethylformamide, or dimethylsulfoxide, or a mixture thereof, a lower methyl alcohol, or ethyl alcohol, or ethylene glycol, or glycerin, or another, and/or water in various proportions at 18-20°C for 5 to 60 minutes, with or without subsequent rinsing. This is followed by dyeing with dispersed or cationic dyes in a periodic manner at boiling temperature for 30-60 minutes, followed by rinsing with warm and cold water for 10-15 minutes. This method provides rich and durable colors. However, it has a disadvantage associated with the use of toxic and flammable substances. For example, ethyl and methyl alcohols are highly flammable, and the latter is a strong poison. Dimethylacetamide, dimethylformamide and dimethylsulfoxide are toxic substances of the third hazard class (maximum permissible concentration of 10 mg/ m3 ). According to the prototype, the compositions create unfavorable working conditions during the preparation of the bath for preliminary treatment, maintenance of dyeing equipment and thermal treatment of the material. Moreover, the structurally bound polar solvent remains on the fiber after dyeing and washing and can release toxins during use.
В работе [Патент РФ №2362851, Способ крашения арамидных волокон. Михайловская А.П. и др., опубл. 27.07.2009, МПК: D06P 3/04, D06P 3/24]. Предложен способ получения окрашенных термо- и огнестойких арамидных волокон. Способ заключается в предварительной обработке волокна в ванне с использованием интенсификатора состава (мас. %): желатин - 20-25, комплексная соль на основе оксида алюминия - 1-3, уксусная кислота - 3-4, вода - остальное, после чего арамидное волокно окрашивают кислотными красителями в ванне при кипячении состава (масс. %): кислотный краситель - 2,5-10, уксусная кислота - 3-4, вода - остальное. Этот способ позволяет получить равномерные и интенсивные окраски широкой цветовой гаммы, устойчивые к стирке и трению при сохранении высоких физико-механических свойств. Кроме того, он повышает кислородный индекс и улучшает условия труда благодаря исключению токсичных веществ.In the work [Patent of the Russian Federation No. 2362851, Method of dyeing aramid fibers. Mikhailovskaya A.P. et al., published 27.07.2009, IPC: D06P 3/04, D06P 3/24]. A method for producing dyed heat- and fire-resistant aramid fibers is proposed. The method consists of pre-treating the fiber in a bath using an intensifier of the composition (wt. %): gelatin - 20-25, complex salt based on aluminum oxide - 1-3, acetic acid - 3-4, water - the rest, after which the aramid fiber is dyed with acid dyes in a bath while boiling the composition (wt. %): acid dye - 2.5-10, acetic acid - 3-4, water - the rest. This method allows to obtain uniform and intense colors of a wide color range, resistant to washing and friction while maintaining high physical and mechanical properties. In addition, it increases the oxygen index and improves working conditions due to the exclusion of toxic substances.
Техническая проблема, которая не была решена в уровне технике, заключается в ухудшении физико-механических свойств волокна при использовании известных красителей, используемых в технологии крашения арамидных волокон.The technical problem that has not been solved in the prior art is the deterioration of the physical and mechanical properties of the fiber when using known dyes used in the technology of dyeing aramid fibers.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF INVENTION
Технический результатTechnical result
Автором настоящего изобретения было неожиданно обнаружено, что использование металлосодержащего красителя формулы (I)The author of the present invention has unexpectedly discovered that the use of a metal-containing dye of formula (I)
где М - ион металла, выбранный из катиона цинка или меди: R представляет собой CONH2 или COCl; в процессе синтеза мета- или параарамидного волокна позволяет получить равномерные и интенсивные окраски сине-зеленой цветовой гаммы, устойчивые к обработке водными и органическими растворами, а также устойчивые к истиранию, с сохранением высоких физико-механических свойств: статического модуля упругости, разрывной нагрузки и др.where M is a metal ion selected from zinc or copper cations: R is CONH2 or COCl; in the process of synthesizing meta- or para-aramid fiber, it allows obtaining uniform and intense colors of blue-green color range, resistant to treatment with aqueous and organic solutions, as well as resistant to abrasion, while maintaining high physical and mechanical properties: static modulus of elasticity, tensile load, etc.
Таким образом, техническим результатом настоящего изобретения являетсяThus, the technical result of the present invention is
- получение равномерных и интенсивных окрасок сине-зеленой цветовой гаммы;- obtaining uniform and intense colors of the blue-green color range;
- краска является устойчивой к обработке водными и органическими растворами;- the paint is resistant to treatment with aqueous and organic solutions;
- краска устойчива к истиранию;- the paint is resistant to abrasion;
- краска сохраняет высокие физико-химические свойства.- the paint retains high physical and chemical properties.
- возможность проведения крашения как на стадии синтеза мета- или параарамидного волокна, так и после окончания синтеза мета- или параарамидного волокна.- the possibility of carrying out dyeing both at the stage of synthesis of meta- or para-aramid fiber, and after the completion of the synthesis of meta- or para-aramid fiber.
Существенным отличием заявляемого способа является крашение на стадии синтеза полимера или после окончания синтеза полимера металлокомплексным красителем формулы (I), который благодаря наличию активных амидных и/или хлорангидридных групп взаимодействует с молекулами полимера в реакционной массе, не вымывается в ходе формования полимера и сохраняет свои колористические свойства на всех этапах производства при сохранении высоких физико-механических свойств.A significant difference of the claimed method is dyeing at the stage of polymer synthesis or after completion of polymer synthesis with a metal complex dye of formula (I), which, due to the presence of active amide and/or acid chloride groups, interacts with polymer molecules in the reaction mass, is not washed out during polymer molding and retains its coloristic properties at all stages of production while maintaining high physical and mechanical properties.
Предложенное изобретение технической задачей ставит устранение ряда недостатков предшествующих уровней техники. Обеспечена экологичность и технологичность способа: не требуется смесь для активации волокна или интенсификации цвета, не требуется изменение существующего процесса, например, кипячения волокна в растворе красителя. Краситель не вымывается, не используются соли хрома и другие ядовитые металлы. Хорошая растворимость пигмента в используемом органическом растворителе позволяет получать интенсивную и равномерную окраску. Отсутствует переход красителя в осадительную ванну.The proposed invention sets the technical task of eliminating a number of shortcomings of the previous levels of technology. Environmental friendliness and technological effectiveness of the method are ensured: no mixture is required to activate the fiber or intensify the color, no change in the existing process is required, for example, boiling the fiber in a dye solution. The dye is not washed out, chromium salts and other toxic metals are not used. Good solubility of the pigment in the organic solvent used allows for obtaining an intense and uniform color. There is no transfer of the dye to the precipitation bath.
Способ крашения волокнаMethod of dyeing fiber
Настоящая техническая проблема решается, а указанные технические результаты достигаются благодаря способу крашения мета- или параарамидных волокон, включающему введение металлосодержащего красителя формулы (I)The present technical problem is solved and the said technical results are achieved thanks to a method for dyeing meta- or para-aramid fibers, which includes the introduction of a metal-containing dye of formula (I)
где М - ион металла, выбранный из катиона цинка или меди; R представляет собой CONH2 или COCl;where M is a metal ion selected from zinc or copper cation; R is CONH2 or COCl;
в апротонном амидном растворителе, вводимого в реакционную смесь на стадии синтеза мета- или параарамидного волокна или после окончания синтеза мета- или параарамидного волокна, при этом краситель берут в количестве 0,5-2,0 мас. % от массы полимера.in an aprotic amide solvent introduced into the reaction mixture at the stage of synthesis of meta- or para-aramid fiber or after completion of the synthesis of meta- or para-aramid fiber, while the dye is taken in an amount of 0.5-2.0 wt. % of the polymer mass.
Далее следует формование окрашенного мета- или параарамидного волокна из раствора мокрым или сухо-мокрым способом с последующей промывкой, сушкой и термообработкой.This is followed by the formation of dyed meta- or para-aramid fiber from the solution using a wet or dry-wet method, followed by washing, drying and heat treatment.
В предпочтительном варианте апротонный амидный растворитель выбран из группы, включающей диметилацетамид, диметилформамид, диметилсульфоксид и N-метилпирролидон.In a preferred embodiment, the aprotic amide solvent is selected from the group consisting of dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethylsulfoxide and N-methylpyrrolidone.
В другом предпочтительном варианте полимер из ароматического полиамида мета-, параструктуры синтезирован из следующих компонентов:In another preferred embodiment, the polymer of the aromatic polyamide of the meta-, para-structure is synthesized from the following components:
30-70 мол. % 5(6)-амино-2-парааминофенилбензимидазола; 30-70 мол. % парафенилендиамина или метафенилендиамина и 98-100 мол. % терефталоилхлорида или изофталоилхлорида.30-70 mol. % 5(6)-amino-2-para-aminophenylbenzimidazole; 30-70 mol. % paraphenylenediamine or metaphenylenediamine and 98-100 mol. % terephthaloyl chloride or isophthaloyl chloride.
Формование волокна может быть проведено из раствора мокрым или сухо-мокрым способом с последующей термообработкой при 180-400°С в течение 30-180 мин. В качестве красителя могут быть использованы органические молекулы: CAS Registry Number: 157060-19-0 (получен согласно работе doi: 10.1246/bcsj.62.3359), CAS Registry Number: 132613-06-0 (получен согласно способу CN 103772396 A), CAS Registry Number: 86143-17-1 (получен согласно работе doi:10.1246/bcsj.62.3359), CAS Registry Number: 160435-37-0 (получен согласно работе dok10.l111/j.1751-1097.1994.tb05112.x). При этом в качестве апротонного амидного растворителя, например, может быть использован диметилацетамид, диметилформамид, диметилсульфоксид.Fiber formation can be carried out from a solution using a wet or dry-wet method, followed by heat treatment at 180-400°C for 30-180 minutes. Organic molecules can be used as a dye: CAS Registry Number: 157060-19-0 (obtained according to the work doi: 10.1246/bcsj.62.3359), CAS Registry Number: 132613-06-0 (obtained according to the method CN 103772396 A), CAS Registry Number: 86143-17-1 (obtained according to the work doi:10.1246/bcsj.62.3359), CAS Registry Number: 160435-37-0 (obtained according to the work dok10.l111/j.1751-1097.1994.tb05112.x). In this case, dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide can be used as an aprotic amide solvent, for example.
В рамках данного изобретения термин «окрашенные в процессе формования арамидные волокна» относится к филаментным волокнам или филаментным пряжам, изготовленным из ароматического полиамида, который служит волокнообразующим полимером. Этот сополимер содержит минимум 85% амидных связей (-CO-NH-), непосредственно связанных с двумя ароматическими циклами.For the purposes of this invention, the term "spun-dyed aramid fibers" refers to filament fibers or filament yarns made from an aromatic polyamide which serves as a fiber-forming polymer. This copolymer contains at least 85% amide bonds (-CO-NH-) directly bonded to two aromatic rings.
В этом исследовании предпочтительными арамидными волокнами являются параарамидные волокна, особенно поли(пара-фенилентерефталамидные) волокна, доступные под торговой маркой РУСАР от компании АО НПП "Термотекс" (RU). Волокнообразующий полимер для поли(пара-фенилентерефталамидных) волокон получается путем полимеризации (моль:моль) пара-фенилендиамина, 5(6)-амино-2-парааминофенилбензимидазола и дихлорангидрида терефталевой кислоты.In this study, the preferred aramid fibers are para-aramid fibers, especially poly(para-phenylene terephthalamide) fibers available under the trade name RUSAR from JSC NPP Termotex (RU). The fiber-forming polymer for poly(para-phenylene terephthalamide) fibers is obtained by polymerizing (mol:mol) para-phenylenediamine, 5(6)-amino-2-para-aminophenylbenzimidazole, and terephthalic acid dichloride.
Кроме того, подходящие ароматические сополимеры, в которых пара-фенилендиамин и/или терефталевая кислота частично или полностью замещены другими ароматическими диаминами и/или дикарбоновыми кислотами, также хорошо подходят для волокнообразующего полимера в рамках этого изобретения.Furthermore, suitable aromatic copolymers in which para-phenylenediamine and/or terephthalic acid are partially or completely replaced by other aromatic diamines and/or dicarboxylic acids are also well suited for the fiber-forming polymer within the scope of this invention.
Характеристики окрашенных в процессе формования арамидных волокон, соответствующих этому изобретению, определяют их использование в различных областях, где применяются арамидные волокна.The characteristics of the spin-dyed aramid fibers according to this invention determine their use in various fields where aramid fibers are used.
В рамках данного изобретения термин «формование волокна из раствора» подразумевает под собой технологический процесс «экструзии» - продавливания раствора волокнообразующего полимера через крошечные отверстия в фильере для формирования непрерывных нитей полутвердого полимера.For the purposes of this invention, the term "solution spinning" refers to the process of "extrusion" - forcing a solution of a fiber-forming polymer through tiny holes in a spinneret to form continuous strands of semi-solid polymer.
Термин «мокрый и сухо-мокрый способ» подразумевает под собой процесс, когда прядильные нити полностью погружают в осадительную ванну, и по мере выхода нитей они высаживаются из раствора и затвердевают, или между поверхностью ванны и фильеры создают воздушный зазор соответственно.The term "wet and dry-wet process" refers to a process where the spinning threads are completely immersed in a precipitation bath, and as the threads emerge, they are precipitated from the solution and hardened, or an air gap is created between the surface of the bath and the spinneret, respectively.
Термин «термообработка» заключается в термической обработке полученного волокна при пониженном давлении в специальном аппарате.The term "heat treatment" refers to the thermal treatment of the resulting fiber under reduced pressure in a special apparatus.
Термин «металлокомплексный краситель» - органический краситель на основе координационного комплекса, состоящего из центрального атома или иона, который обычно является металлическим и называется координационным центром, и окружающего массива связанных молекул или ионов, которые, в свою очередь, известны как лиганды или комплексообразователи.The term "metal complex dye" is an organic dye based on a coordination complex consisting of a central atom or ion, which is usually metallic and is called the coordination center, and a surrounding array of bound molecules or ions, which in turn are known as ligands or complexing agents.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Настоящее изобретение дополнительно поясняется, но не ограничивается следующими примерами.The present invention is further illustrated, but not limited, by the following examples.
Пример 1. Окрашивание реакционного раствора полимераExample 1. Coloring of the reaction polymer solution
Раствор (20 мас. %) красителя цинка, [29Н,31Н-фталоцианин-2,9,16,23-тетракарбоксиамидат(2-)-N29,N30,N31,N32] в апротонном растворителе (диметилацетамиде, N-метилпирролидоне) вводят в прядильный раствор, содержащий смесь диаминов 5(6)-амино-2-парааминофенилбензимидазола (70% мольных) и парафенилендиамина(1,2155 моль / 30% мольных), количество красителя составляет 0,5 мас. % от массы получаемого полимера, далее вводят терефталоилхлорид (100% мольных).A solution (20 wt.%) of zinc dye, [29H,31H-phthalocyanine-2,9,16,23-tetracarboxyamidate(2-)-N 29 ,N 30 ,N 31 ,N 32 ] in an aprotic solvent (dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone) is introduced into a spinning solution containing a mixture of diamines 5(6)-amino-2-para-aminophenylbenzimidazole (70 mol%) and paraphenylenediamine (1.2155 mol / 30 mol%), the amount of dye is 0.5 wt.% of the mass of the resulting polymer, then terephthaloyl chloride (100 mol%) is introduced.
Арамидную нить, сформованную сухо-мокрым способом из окрашенного в массе полимера, термообрабатывают при температуре 340-370°С в течение 120 минут. Полученная нить обладает следующими физико-механическими характеристиками:Aramid thread, formed by a dry-wet method from a polymer dyed in mass, is heat-treated at a temperature of 340-370°C for 120 minutes. The resulting thread has the following physical and mechanical characteristics:
Пример 2Example 2
Раствор (20 мас. %) красителя цинка, [29Н,31Н-фталоцианин-2,9,16,23-тетракарбонилтетрахлорид(2-)-N29,N30,N31,N32] в апротонном растворителе (диметилацетамиде, N-метилпирролидоне) вводят в прядильный раствор, содержащий смесь диаминов 5(6)-амино-2-парааминофенилбензимидазола (70% мольных) и парафенилендиамина(1,2155 моль / 30% мольных), количество красителя составляет 2,0 мас. % от массы получаемого полимера, далее вводят терефталоилхлорид (98-100% мольных).A solution (20 wt.%) of zinc dye, [29H,31H-phthalocyanine-2,9,16,23-tetracarbonyl tetrachloride(2-)-N 29 ,N 30 ,N 31 ,N 32 ] in an aprotic solvent (dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone) is introduced into a spinning solution containing a mixture of diamines 5(6)-amino-2-para-aminophenylbenzimidazole (70 mol%) and paraphenylenediamine (1.2155 mol / 30 mol%), the amount of dye is 2.0 wt.% of the mass of the resulting polymer, then terephthaloyl chloride (98-100 mol%) is introduced.
Арамидную нить, сформованную сухо-мокрым способом из окрашенного в массе полимера, термообрабатывают при температуре 340-370°С в течение 120 минут. Полученная нить обладает следующими физико-механическими характеристиками:Aramid thread, formed by a dry-wet method from a polymer dyed in mass, is heat-treated at a temperature of 340-370°C for 120 minutes. The resulting thread has the following physical and mechanical characteristics:
Пример 3Example 3
Раствор (20 мас. %) красителя меди, [29Н,31Н-фталоцианин-2,9,16,23-тетракарбонилтетрахлорид(2-)-N29,N30,N31,N32] в апротонном растворителе (диметилацетамиде, N-метилпирролидоне) вводят в прядильный раствор, содержащий смесь диаминов 5(6)-амино-2-парааминофенилбензимидазола (75% мольных) и парафенилендиамина(1,2155 моль / 25% мольных), количество красителя составляет 0,5 мас. % от массы получаемого полимера, далее вводят терефталоилхлорид (98-100% мольных).A solution (20 wt.%) of copper dye [29H,31H-phthalocyanine-2,9,16,23-tetracarbonyl tetrachloride(2-)-N 29 ,N 30 ,N 31 ,N 32 ] in an aprotic solvent (dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone) is introduced into a spinning solution containing a mixture of diamines 5(6)-amino-2-para-aminophenylbenzimidazole (75 mol%) and paraphenylenediamine (1.2155 mol / 25 mol%), the amount of dye is 0.5 wt.% of the mass of the resulting polymer, then terephthaloyl chloride (98-100 mol%) is introduced.
Арамидную нить, сформованную сухо-мокрым способом из окрашенного в массе полимера, термообрабатывают при температуре 340-370°С в течение 120 минут. Полученная нить обладает следующими физико-механическими характеристиками:Aramid thread, formed by a dry-wet method from a polymer dyed in mass, is heat-treated at a temperature of 340-370°C for 120 minutes. The resulting thread has the following physical and mechanical characteristics:
Пример 4Example 4
Раствор (20 мас. %) красителя меди, [29Н,31 Н-фталоцианин-2,9,16,23-тетракарбоксиамидат(2-)-N29,N30,N31,N32] в апротонном растворителе (диметилацетамиде, N-метилпирролидоне) вводят в прядильный раствор, содержащий смесь диаминов 5(6)-амино-2-парааминофенилбензимидазола (70% мольных) и парафенилендиамина (1,2155 моль / 30% мольных), количество красителя составляет 2,0 мас. % от массы получаемого полимера, далее вводят терефталоилхлорид (98-100% мольных).A solution (20 wt.%) of copper dye [29H,31 H-phthalocyanine-2,9,16,23-tetracarboxyamidate(2-)-N 29 ,N 30 ,N 31 ,N 32 ] in an aprotic solvent (dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone) is introduced into a spinning solution containing a mixture of diamines 5(6)-amino-2-para-aminophenylbenzimidazole (70 mol%) and paraphenylenediamine (1.2155 mol / 30 mol%), the amount of dye is 2.0 wt.% of the mass of the resulting polymer, then terephthaloyl chloride (98-100 mol%) is introduced.
Арамидную нить, сформованную сухо-мокрым способом из окрашенного в массе полимера, термообрабатывают при температуре 340-370°С в течение 120 минут. Полученная нить обладает следующими физико-механическими характеристиками:Aramid thread, formed by a dry-wet method from a polymer dyed in mass, is heat-treated at a temperature of 340-370°C for 120 minutes. The resulting thread has the following physical and mechanical characteristics:
Claims (10)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2844975C1 true RU2844975C1 (en) | 2025-08-12 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3767756A (en) * | 1972-06-30 | 1973-10-23 | Du Pont | Dry jet wet spinning process |
| RU2210649C2 (en) * | 2001-05-10 | 2003-08-20 | Государственное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт полимерных волокон с опытным заводом | Aramide fiber dyeing method |
| JP3586016B2 (en) * | 1995-09-21 | 2004-11-10 | 帝人テクノプロダクツ株式会社 | Dyeing method for para-aramid fiber |
| RU2255160C1 (en) * | 2004-06-15 | 2005-06-27 | Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина | Method of dyeing metha-para-aramidebenzimidazole fibers |
| KR100762851B1 (en) * | 2007-04-24 | 2007-10-04 | 주식회사 삼광염직 | Method for dyeing meta-aramid fibers using cationic dyes |
| RU2362851C1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" | Method of dying aramid fibre |
| WO2012055685A1 (en) * | 2010-10-28 | 2012-05-03 | Teijin Aramid B.V. | Spun-dyed aramid fibers |
| RU2744118C1 (en) * | 2020-10-23 | 2021-03-02 | Акционерное общество «Каменскволокно» | Method for dying aramide fiber |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3767756A (en) * | 1972-06-30 | 1973-10-23 | Du Pont | Dry jet wet spinning process |
| JP3586016B2 (en) * | 1995-09-21 | 2004-11-10 | 帝人テクノプロダクツ株式会社 | Dyeing method for para-aramid fiber |
| RU2210649C2 (en) * | 2001-05-10 | 2003-08-20 | Государственное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт полимерных волокон с опытным заводом | Aramide fiber dyeing method |
| RU2255160C1 (en) * | 2004-06-15 | 2005-06-27 | Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина | Method of dyeing metha-para-aramidebenzimidazole fibers |
| KR100762851B1 (en) * | 2007-04-24 | 2007-10-04 | 주식회사 삼광염직 | Method for dyeing meta-aramid fibers using cationic dyes |
| RU2362851C1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" | Method of dying aramid fibre |
| WO2012055685A1 (en) * | 2010-10-28 | 2012-05-03 | Teijin Aramid B.V. | Spun-dyed aramid fibers |
| RU2744118C1 (en) * | 2020-10-23 | 2021-03-02 | Акционерное общество «Каменскволокно» | Method for dying aramide fiber |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4755335A (en) | Method of improving impregnation of poly (meta-phenylene isophthalamide) fibers | |
| US9243350B2 (en) | Meta-type wholly aromatic polyamide fiber | |
| HUT76069A (en) | Method for producing of solvent-spun | |
| CN87103493A (en) | Continuous dyeing method of poly (m-phenylene isophthalamide) fiber | |
| JPH07126917A (en) | Polyamide fiber and preparation thereof | |
| BR112016015170B1 (en) | MASS DYED COPOLYMERIZED ARAMID YARN AND RESPECTIVE PREPARATION METHOD | |
| CN1146684C (en) | Method for treating cellulose fibres and fibrous products made of such fibres | |
| RU2844975C1 (en) | Method of modifying and dyeing aramid fibre | |
| JP2019073834A (en) | Flame-retardant fabric and textile products | |
| JP7028682B2 (en) | Original meta-type all-aromatic polyamide fiber and its manufacturing method, and flame-retardant spun yarn and flame-retardant cut-off spun yarn made of the fiber. | |
| EP0228224B1 (en) | Aromatic polyamide fibers and processes for making such fibers | |
| JP2744702B2 (en) | Sulfonated poly (p-phenylene terephthalamide) fiber for textiles | |
| Ghazal | Microwave irradiation as a new novel dyeing of polyamide 6 fabrics by reactive dyes | |
| JP3296456B2 (en) | Heat and flame resistant fabric | |
| CN1314959A (en) | Polyparaphenylene terephthalamide fiber and method for producing the same | |
| JP3995551B2 (en) | Easy-dyeing meta-type aromatic polyamide fiber | |
| RU2180369C2 (en) | Heat-resistant fiber fabrication process | |
| RU2744118C1 (en) | Method for dying aramide fiber | |
| JP2787459B2 (en) | Dyeing method of aromatic polyamide fiber | |
| JP2020117831A (en) | Easily-dyeable meta-type wholly aromatic polyamide fiber, and method for producing the same | |
| JP4141104B2 (en) | Easy-dyeing meta-type aromatic polyamide fiber | |
| CN106835738A (en) | A kind of colouring method of aramid fiber and polyamide fibre blend fabric | |
| JP7715584B2 (en) | Fabrics and textiles | |
| JP2011252247A (en) | Aramid fiber with improved brightness and producing method of the same | |
| JP2011042907A (en) | Colored wholly aromatic polyamide fiber and method for producing the same |