Copolímero de acrilonitrilo y procedimiento para la fabricación del mismo, disolución de copolímero de acrilonitrilo y fibra de poliacrilonitrilo precursora para fibra de carbono y procedimiento para fabricar el mismo.

Un copolímero de acrilonitrilo que comprende un grupo sulfonato derivado de un iniciador delapolimerización,

en una cantidad de 1,0 x 10-5 eq/g o más, en el que el valor (relación en equivalentes) del contenido degrupo sulfato derivado del iniciador de la polimerización/contenido total de grupo sulfonato y grupo sulfato es 0,4 omenor, y en el que el contenido de grupo sulfonato es una cantidad tal que el contenido total del grupo sulfonato y gruposulfato en el copolímero de acrilonitrilo es menor de 4,0 x 10-5 eq/g.

Copolímero de acrilonitrilo y procedimiento para la fabricación del mismo, disolución de copolímero de acrilonitrilo y fibra de poliacrilonitrilo precursora para fibra de carbono y procedimiento para fabricar el mismo. 5

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a un copolímero de acrilonitrilo adecuado para fibra de poliacrilonitrilo, en particular, para la producción de fibra precursora (precursor) para fibra de carbono, a un procedimiento para producir el copolímero de acrilonitrilo, una disolución del copolímero de acrilonitrilo y una fibra de poliacrilonitrilo precursora para fibra de carbono y un procedimiento para producir la fibra de poliacrilonitrilo precursora para la fibra de carbono.

La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente japonesa n.º 2008-142.446 presentada el 30 de mayo, 2008, cuyo contenido se incorpora en el presente documento por referencia.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA

La fibra de poliacrilonitrilo tiene características tales como voluminosidad, textura y transparencia en el teñido similares a la lana, y se usa en una variedad de usos. La fibra de poliacrilonitrilo también se usa en general como precursora de la fibra de carbono.

La fibra de poliacrilonitrilo en general se produce por hilado en húmedo o en chorro seco y húmedo de la disolución de hilado, en el que un copolímero de acrilonitrilo se disuelve en un disolvente orgánico o inorgánico para la transformación de la disolución de hilado en fibra después de estiramiento, lavado y secado para la densificación de la fibra así

formada.

Como disolvente para la disolución de hilado, se usa ampliamente un disolvente tipo amida tal como dimetilformamida o dimetilacetamida, dimetilsulfóxido, o similares.

Sin embargo, hay el problema de que la estabilidad en el almacenamiento de la disolución de hilado no es buena cuando se usa un disolvente amida como disolvente para la disolución de hilado.

Como contramedida para dicho problema se describe, por ejemplo, una tecnología en el documento de patente 1 en el que se disuelve un copolímero de acrilonitrilo en un disolvente amida tal como dimetilacetamida en el que el contenido de dimetilamina no es mayor que una determinada cantidad y por lo tanto, se mejora la estabilidad de una disolución así obtenida (disolución de hilado) . Mediante dicha tecnología, se eliminan la gelación y coloración con el almacenamiento prolongado. Sin embargo, como para la disolución mencionada antes, hay casos en el que la estabilidad de la disolución a alta temperatura (estabilidad térmica) es insuficiente porque, por ejemplo, se produce la hidrólisis de la dimetilacetamida con el tiempo con una temperatura alta y se deja desarrollar una reacción de ciclación del polímero por la dimetilamina generada por la hidrólisis.

En el documento de patente 2, se describe que la fibra de poliacrilonitrilo se obtiene a partir de una disolución (disolución de hilado) en la que un copolímero de acrilonitrilo que no tiene menos de una cantidad fijada de grupo sulfato y/o grupo sulfonato en el extremo del polímero se disuelve en dimetilacetamida. La fibra de poliacrilonitrilo así obtenida 45 tiene una densidad excelente y es adecuada para la producción de fibra de carbono. Sin embargo, hay casos en el que la estabilidad térmica de la disolución es insuficiente, al igual que en el caso mencionado antes.

En el documento de patente 3, se describe que se suprime el cambio de viscosidad de una disolución (disolución de hilado) por disolución de un copolímero de acrilonitrilo que no tiene menos de una cantidad fijada de grupo sulfato y/o grupo sulfonato, en un disolvente tal como dimetilsulfóxido, que no tiene un enlace amida. Dicha disolución se prefiere desde el punto de vista de la estabilidad. Sin embargo, existe el problema de que la fibra de poliacrilonitrilo obtenida por el uso de la disolución mencionada antes es inferior en densidad que la obtenida usando un disolvente amida.

REFERENCIAS DE LA TÉCNICA ANTERIOR

DOCUMENTOS DE PATENTE

Documento de patente 1: Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público n.º Hei 9-13.220 Documento de patente 2: Publicación internacional n.º WO 1999/10.572 Documento de patente 3: Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público n.º Hei 11-200.140

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

PROBLEMA A RESOLVER POR LA INVENCIÓN

La presente invención se ha hecho en vista de las circunstancias mencionadas antes y los objetos de la presente invención son proporcionar un copolímero de acrilonitrilo con una excelente estabilidad térmica como disolución (disolución de hilado) cuando se disuelve en un disolvente amida y capaz de formar fibra de poliacrilonitrilo densa adecuada para producir fibra de carbono, y un procedimiento para producir la misma; una disolución de copolímero de acrilonitrilo en la que el copolímero de acrilonitrilo mencionado antes se disuelve en un disolvente amida; y fibra de

poliacrilonitrilo precursora para la fibra de carbono obtenida usando la disolución de copolímero de acrilonitrilo mencionada antes, y un procedimiento para producir la misma.

MEDIOS PARA RESOLVER EL PROBLEMA

El copolímero de acrilonitrilo de la presente invención es uno que comprende un grupo sulfonato derivado de un iniciador de la polimerización en una cantidad de 1, 0 x 10-5 equivalente/g o más, siendo el valor (relación en equivalentes) de (contenido de grupo sulfato derivado del iniciador de la polimerización/contenido total de grupo sulfonato y grupo sulfato) 0, 4 o menor.

El procedimiento para producir un copolímero de acrilonitrilo de la presente invención comprende copolimerizar acrilonitrilo con un monómero vinílico, usando un persulfato y un sulfito como iniciadores de la polimerización.

El procedimiento para producir un copolímero de acrilonitrilo de la presente invención comprende copolimerizar acrilonitrilo con un monómero vinílico, usando un persulfato y un sulfito como iniciadores de la polimerización, seguido de la hidrólisis del grupo sulfato en un copolímero así obtenido.

El procedimiento para producir un copolímero de acrilonitrilo de la presente invención comprende hidrolizar el grupo sulfato en un copolímero en una disolución del copolímero.

La disolución del copolímero de acrilonitrilo de la presente invención comprende el copolímero de acrilonitrilo mencionado antes y un disolvente amida.

El procedimiento para producir fibra de poliacrilonitrilo precursora para la fibra de carbono de la presente invención, comprende la etapa de hilar la disolución de copolímero de acrilonitrilo mencionada antes como disolución de hilado.

La fibra de poliacrilonitrilo precursora para la fibra de carbono de la presente invención comprende un copolímero de acrilonitrilo que tiene un grupo sulfonato derivado de un iniciador de la polimerización en una cantidad de 1, 0 x 10-5 eq/g, siendo el valor (relación en equivalentes) de (contenido del grupo sulfato derivado del iniciador de la polimerización/contenido total del grupo sulfonato y el grupo sulfato) 0, 4 o menor.

EFECTO DE LA INVENCIÓN

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un copolímero de acrilonitrilo con una excelente estabilidad térmica como disolución (disolución de hilado) cuando se disuelve en un disolvente amida y capaz de formar fibra de poliacrilonitrilo densa adecuada para producir fibra de carbono; un procedimiento para producir el copolímero de acrilonitrilo; una disolución de copolímero de acrilonitrilo en la que el copolímero de acrilonitrilo mencionado antes se disuelve en un disolvente amida; una fibra de poliacrilonitrilo precursora para la fibra de carbono, usando la fibra de poliacrilonitrilo precursora la disolución de copolímero de acrilonitrilo mencionada antes, y un procedimiento para producir la fibra de poliacrilonitrilo precursora.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Figura 1: Una imagen micrográfica de una sección transversal de una fibra coagulada obtenida por hilado de una disolución de copolímero mantenida a 85 ºC durante 21 días en el ejemplo 1.

Figura 2: Una imagen micrográfica de una sección transversal de una fibra coagulada obtenida por hilado de una disolución de copolímero mantenida a 85 ºC durante 21 días en el ejemplo 2.

Figura 3: Una imagen micrográfica de una sección transversal de una fibra coagulada obtenida por hilado de una 55 disolución de copolímero mantenida a 85 ºC durante 21 días en el ejemplo comparativo 1.

Figura 4: Una imagen micrográfica de una sección transversal de una fibra coagulada obtenida por hilado... [Seguir leyendo]

1. Un copolímero de acrilonitrilo que comprende un grupo sulfonato derivado de un iniciador de lapolimerización, en una cantidad de 1, 0 x 10-5 eq/g o más, en el que el valor (relación en equivalentes) del contenido de grupo sulfato derivado del iniciador de la polimerización/contenido total de grupo sulfonato y grupo sulfato es 0, 4 o menor, y en el que el contenido de grupo sulfonato es una cantidad tal que el contenido total del grupo sulfonato y grupo sulfato en el copolímero de acrilonitrilo es menor de 4, 0 x 10-5 eq/g.

2. Un procedimiento para producir el copolímero de acrilonitrilo de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende copolimerizar acrilonitrilo con un monómero vinílico, usando un persulfato y un sulfito como iniciadores de la polimerización.

3. Un procedimiento para producir el copolímero de acrilonitrilo de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende copolimerizar acrilonitrilo con un monómero vinílico, usando un persulfato y un sulfito como iniciadores de la 15 polimerización, seguido de hidrólisis de un grupo sulfato en un copolímero así obtenido.

4. El procedimiento para producir el copolímero de acrilonitrilo de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la hidrólisis del grupo sulfato en dicho copolímero se lleva a cabo en una disolución de dicho copolímero.

5. Una disolución de copolímero de acrilonitrilo que comprende el copolímero de acrilonitrilo de acuerdo con la reivindicación 1 y un disolvente amida.

6. La disolución de copolímero de acrilonitrilo de acuerdo con la reivindicación 5, en la que el disolvente amida es al menos uno de dimetilacetamida y dimetilformamida. 25

7. Un procedimiento para producir fibra de poliacrilonitrilo precursora para fibra de carbono, que comprende la etapa de hilar la disolución de copolímero de acrilonitrilo de acuerdo con la reivindicación 5 o 6 como disolución de hilado.

8. Fibra de acrilonitrilo precursora para fibra de carbono, que se obtiene a partir de fibra coagulada obtenida por hilado de una disolución de copolímero de acrilonitrilo como disolución de hilado, siendo un copolímero de acrilonitrilo en dicha fibra precursora el copolímero de acrilonitrilo de acuerdo con la reivindicación 1.