Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 19. 10 maj 1955 - Framställning av syntetiska fiberpolymerer, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
10 maj 1955
44,")
nen inte kan avlägsnas fullständigt, genom
förlust av monomer och genom sidreaktioner.
Finns den ena monomeren i överskott i
reaktionsblandningen, begränsas polymerens molvikt
genom att en del av molekylerna får ändgrupper
av samma slag och därför inte kan reagera
vidare. Använder man t.ex. diamin i överskott vid
framställning av en polyamid, får dennas
molekyler NH2-grupper i båda ändar. Ett undantag
från denna regel är framställning av polyestrar
vid närvaro av överskott på en glykol med låg
molvikt. Denna kan nämligen avlägsnas från
polymermolekylernas ändar genom
omestrifie-ring och förskjutning av jämvikten genom dess
avdunstning; den begränsar därför inte
poly-merernas molvikt.
Vid polykondensation måste sidreaktioner
undvikas, om man vill ha en ren produkt med hög
molvikt. Skadliga reaktioner kan uppstå t.ex.
genom att två aminogrupper förlorar ammoniak
varvid en iminogrupp bildas. Denna kan tjäna
som utgångspunkt för en sidkedja; om en
cyklisk imin uppstår, går denna in som
änd-grupp och hindrar en polymermolekyls tillväxt.
Vidare kan dikarbonsyror vid hög temperatur ge
ketoner under förlust av vatten och koldioxid,
och glykoler kan övergå till etrar.
Genom polykondensation kan man framställa
polymerer med önskad molvikt genom att
avbryta upphettningen vid lämplig tidpunkt. Smälts
polymererna på nytt, vilket sker vid
smältspin-ning, fortsätter emellertid polymerisationen.
Härigenom ändras polymerens molvikt och därmed
antalet ändgrupper i den på ett icke reglerbart
sätt, och man får en ojämn slutprodukt. Detta
är av särskild betydelse vid framställning av
nylonfiber därför att antalet aminoändgrupper i
denna påverkar dess färgupptagning.
Ökning av polymerens molvikt vid smältning
kan emellertid undvikas genom att man vid
polymerisationen använder ett litet överskott av den
ena monomeren, nämligen av syra eller diamin
för polyamid och av syra för polyester. Ett annat
sätt att stabilisera polymerens molvikt är tillsats
av en liten mängd monofunktionell förening. På
detta sätt används ättiksyra vid tillverkning av
nylon 66. En del av polymermolekylerna får då
acetamidgrupp i sin ena ända varigenom
möjligheterna för polymerisation begränsas.
Praktiskt utförande
Fiberbildande polymerer av teknisk betydelse
är vanligen sega, fasta kroppar med mycket liten
löslighet i vanliga lösningsmedel. De har hög
smältpunkt och oxideras eller faller sönder vid
hög temperatur. Vinylpolymerer kan inte
smältas utan sönderdelning; polyestrar och
polyamider för fibrer smälter till viskösa vätskor vid
200—300°C och är då känsliga för oxidation.
Framställning av fiberpolymerer i teknisk skala
erbjuder därför vissa ovanliga problem vilka har
lösts på olika sätt för olika polymerer.
Akrylnitril polymeriseras med initiatorer som
ger fria radikaler. Man använder helst
vattenlösliga initiatorer, såsom väteperoxid,
ammonium-persulfat eller natriumperborat. Polymerisation
av akrylnitril i vattenlösning uppges nämligen
vara särskilt lämplig för arbete i stor skala
därför att reaktionen då kan regleras lättare;
poly-meren faller ut i finkornig form och kan lätt
frånfiltreras.
Reaktionen inhiberas av syre. Avlägsnas detta
inte fullständigt före polymerisationen, kan det
därför dröja länge innan reaktionen kommer i
gång. Den kan påskyndas betydligt genom
tillsats av ett ämne som oxideras av persulfat, t.ex.
natriumbisulfit eller natriumtiosulfat. I senare
fallet sker reaktionerna
S20" + S2032" —* S042" + Va S4082" H–S04"
— S04- + S2032" —► S042" + v* S4(V-
Den fria radikalen — S04~ eller — OH, som
bildas vid den förras reaktion med vatten, verkar
som initiator.
Polymerisationens hastighet är oberoende av
tiosulfatkoncentrationen men faller när
persulfatet förbrukas under polymerisationens gång.
Reaktionen mellan persulfat och tiosulfat
påskyndas betydligt av mycket små mängder
metalljoner, såsom Cu2+ eller Fe3+. Om t.ex.
0,0002 mol Cu2+ sätts till 1 mol persulfat och 1
mol tiosulfat, polymeriserar denna initiator
akrylnitril mycket snabbt under de första
minuterna, dvs. så länge tiosulfat är närvarande, men
sedan långsammare.
I industriell skala utförs polymerisationen bäst
kontinuerligt. Härvid får akrylnitril och
vattenlösningar av ammoniumpersulfat och t.ex.
natriumtiosulfat rinna med reglerade hastigheter
till ett kärl med omrörare. Förhållandet mellan
mängderna akrylnitril och vatten är ca 1 : 10.
Reaktionen mellan persulfat och tiosulfat beror
av lösningens pH som därför regleras genom
buffring. Flythastigheter, temperatur, de
reagerande ämnenas koncentrationer, lösningens pH
och graden av polymerisation ställs in så att en
produkt med önskad molvikt erhålles.
En polymer, lämplig för torrspinning, bör ha en
molvikt på 35 000—50 000. För våtspinning
fordras något större molvikt. Denna kan
bestämmas genom mätning av viskositeten hos
lösningar av polymeren i dimetylformamid. Produktens
molvikt beror av initiatorsystemets aktivitet,
po-lymerisationstemperaturen och av
monomerkon-centrationen. Den växer med fallande aktivitet
och temperatur samt med växande
koncentration. ökas därför initiatorns aktivitet genom
tillsats av kopparjoner, måste temperaturen sänkas.
Vinylklorid polymeriseras på i princip samma
sätt som akrylnitril. Utmärkande för den är
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
