[发明专利]输送热不稳定粘性物质的方法

说明书

本发明涉及一种输送热不稳定粘性物质的方法。本发明尤其涉及一种输送含有纤维素和含水叔胺氧化物的模塑材料和纺丝原液的方法。

在本说明书和本专利权利要求的范围内，术语模塑材料和纺丝原液适用于任何含有纤维素和含水叔胺氧化物的粘性物质，而且它们可以加工成各种类型的纤维素模塑体，尤其是纤维和薄膜。

叔胺氧化物已知用作纤维素的可供选用的溶剂。例如由US-PS2179181已知，叔胺氧化物可以溶解纤维素而没有衍生物，由这些溶液通过沉淀可以得到纤维素模塑体，如纤维。由本申请人的EP-A-0553070已知另一些叔胺氧化物。下面为了简化起见只表示为NMMO(＝N-Methylmorpholin-N-oxid)，指的是所有能溶解纤维素的叔胺氧化物。

就纤维素无衍生物地被NMMO溶解这一点而言，与粘胶法相比，叔胺氧化物作为可选用的溶剂是有优点的，这样，纤维素不必化学地再生，NMMO化学上保持不变，并在沉淀时转移到沉淀槽中，可以从沉淀槽回收，以及为了制备新的溶液可以再次使用。因此这种NMMO法提供了一种闭式溶剂循环的可能性。除此之外，NMMO毒性极低。

然而，当纤维素在NMMO中溶解时，降低了纤维素的聚合度。此外，尤其是存在的金属离子(诸如Fe³⁺)导致引发激烈的链分裂，并因而导致显著的纤维素和溶剂降解(Buijtenhuijs等人“The Degradationand Stabilization of Cellulose Dissolved in N-Methylmorpholin-N-Oxide(NMM)”，发表在“Das Papier”中，年度刊物第40卷，12期，615-619页，1986年)。

另一方面，胺氧化物通常只有一种有限的热稳定性，它随其结构而改变。在正常的条件下，NMMO的一水化合物作为白色结晶固体存在，它在72℃时融化。反之，无水化合物到172℃才融化。在加热一水化合物时，从120/130℃起出现严重变色。从175℃起开始放热反应，融化物完全脱水以及产生大量气体并伴随有爆炸过程，在这种情况下温度上升到远高于250℃。

众所周知，金属铁和铜以及尤其是它们的盐，显著降低了NMMO的分解温度，而有关的分解速度却与此同时提高了。

此外，除上述问题还产生了另一个困难，亦即NMMO纤维素溶液本身受热不稳定。这里所说的是，在加工温度提高时(约110-120℃)，在溶液中引起不可控制的分解过程，由于形成气体，所以这些分解过程可能导致爆燃、燃烧和甚至爆炸。

显然，纤维素和胺氧化物的分解产物，对纤维素的模塑体的机械性能有不利的影响。这尤其发生在生产纤维和薄膜时。因此人们力图一方面通过添加稳定剂防止形成分解产物，另一方面将纤维素溶液至加工前的滞留时间保持得尽可能短。然而这些努力是有限的，因为按工业的规模通常每单位时间所生产的纤维素溶液，比例如能由喷丝头喷出的多得多。在使用多个喷丝头时又产生下列问题，即，必须分配纺丝原液，因此形成许多分流，其中进行不同的分解过程，它们的产物以不同的方式影响有关模塑体的机械性能。这再次意味着，不能保证通过工业方法能生产性能一致的模塑体。

本发明的目的是，提出一种输送热不稳定粘性物质的方法，尤其是一种输送含有纤维素和含水叔胺氧化物的模塑材料和纺丝原液的方法，这种方法没有上述问题。

按本发明通过管道输送一种热不稳定的粘性物质的方法其特征在于，

(a)在输送期间物质分为X₁个分流T₁，其中X₁由关系式

                X₁＝Q^(N-1)                      (I)算出，式中，Q和N是彼此独立的正整数，

以及

(b)粘性物质在这些分流中用相同的速度输送。

业已证实，当将物质分为分流时，极为重要的是要规定，在分流中的物质以同样的速度通过管道输送。以此方式保证，最终到达模具时的物质有相同的温度史，所以可形成有统一性能的模塑体。