Вы здесь

Розробка технології формування модифікованих поліпропіленових волокон

Автор: 
Мельник Ірина Анатоліївна
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2008
Артикул:
0408U002738
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РОЗДІЛ 2
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА
2.1. Об'єкти дослідження.
Об'єктами дослідження служили суміші ПП та СПА складу 30/70; 40/60, ПП мікроволокна, фільтрувальні матеріали (ФМ), одержані шляхом переробки вказаних сумішей. Для вирішення завдання модифікації ПП ниток як об'єкти дослідження використовували ПП мононитки. Характеристики вихідних полімерів наведено в таблиці 2.1
Таблиця 2.1
Характеристика вихідних полімерів
Полі
мер
Хімічна будова
Тпл, єСВ'язкість, Па·с
при ф = 5,69·104 Па
Розбухання
екструдату
Режим течії
nПП[-CH2-CH(CH3)-]n1694202,12,0СПА
-[NH-(CH2)5-CО-NH-(CH2)6-NH-C0-CH2)4-CО]n-
166630
1,5
1,2
Вибір ПП (ГОСТ 26996-86, марок 2103016, А-7-84 ТУ 24.1-32369181-001:2005 виробництва Лисичанського хімічного заводу), як волокноутворюючого компоненту, обумовлений доступністю полімеру, простотою і малою енергоємністю технології його переробки, а також комплексом цінних властивостей ПП волокон та виробів на їх основі [3]. Співполіамід (СПА ОСТ 6-05-438-88, марка ПА-6/66-3 виробництва Уральського ПО "Пластик") - співполімер 50 % капролактаму і 50 % гексаметиленадипінату, є матричним полімером в сумішах ПП/СПА і відповідає всім вимогам, які пред'являються до матричного полімеру: близька до ПП температура плавлення та розчинність в дешевому і нетоксичному розчиннику - етиловому спирті або його сумішах з водою.
В результаті раніше виконаних досліджень розроблена технологія одержання ПП мікроволокон шляхом переробки розплавів сумішей ПП/СПА. Випускаються та впровадженні фільтри на основі ПП мікроволокон, які представляють значний інтерес, в першу чергу, для очищення питної води. З цієї точки зору важливо надати мікроволокнам та фільтрувальним матеріалам (ФМ) бактерицидні властивості. Тому в роботі використовували, як антимікробні, добавки полігексаметиленгуанідінхлориду (ПГГХ) та полігексаметиленгуанідінфосфату (ПГГФ). ПГГХ і ПГГФ - олігомерні сполуки виробництва ТОВ "Фарма - Покров"(м. Вороніж) з середньою молекулярною масою 5000. Випускаються згідно ТУ 9392 - 077- 21060124-94; ТУ 9392- 001- 329636622-99. Є дозвіл державної санітарно-гігієнічної експертизи, затверджений Міністерством охорони здоров'я України 21.12.1998, № 5.02.28/38 (додаток З).
З метою одержання мікроволокон з наповнювачем в наностані в суміші ПП/СПА вводили нанорозмірні добавки аеросилу з різними питомими поверхнями (75, 112, 142, 240, 342) м2/г та функціональними групами виробництва Калушського дослідно-експериментального заводу. Кремнеземам властива висока хімічна стійкість до дії більшості хімічних реагентів, тому їх застосовують як наповнювачі, загущувачі та як носії активних речовин (в медицині, парфумерії). Крім того, аеросили мають високу питому поверхню, проявляють різко виражений тиксотропний і загущуючий ефекти, добре диспергуються в полімерній матриці, утворюють сітчасту структуру за рахунок водневих зв'язків між силанольними групами, які розташовані на поверхні наночастинок [138]. При наповненні полімерів аеросилами зростають механічні властивості та зносостійкість виробів з них.
Особливий інтерес, як нанонаповнювач викликають вуглецеві нанотрубки (ВНТ). ВНТ - протяжні структури, які складаються із звернутих гексагональних сіток з атомами вуглецю у вузлах. Міцність ВНТ складає 10 - 500 ГПа [104]. В роботі використовувалися трьохшарові нанотрубки виробництва Інституту хімії поверхності НАН України з зовнішнім діаметром 3 - 10 нм, довжиною 30 - 40 нм і питомою поверхнею 244 м2 /г.
В раніше виконаних дослідженнях було показано [85-87], що такі речовини як СЕВА, олеат натрію, силоксанові рідини, ПЕГ виступають ефективними компатибілізаторами для суміші ПП/СПА. Відомо [146] також, що бінарні суміші компатибілізаторів є більш ефективні, ніж окремо взяті речовини. Тому об'єктами дослідження служили наступні суміші: ПП/СПА/аеросил/олеат натрію складу 30/70/0,5/0,5; 30/70/1,0/1,0; 30/70/0,5/1,5; 30/70/1,5/1,5; ПП/СПА/ВНТ/СЕВА 30/70/0,1/5,0; ПП/СПА/ВНТ/олеат натрію 30/70/0,1/1,0; ПП/СПА/ВНТ/ПМС-100 30/70/0,1/0,5. З метою оцінки впливу ступеня однорідності розподілу малих кількостей добавок на процеси структуроутворення проводили повторні екструзії компатибілізованих сумішей ПП/СПА/ПГГХ 30/70/1,0 та ПП/СПА/ВНТ 30/70/0,5.
Перераховані добавки можуть застосовуватися не тільки в ролі компатибілізаторів для сумішей полімерів, а й як модифікуючі добавки для окремо взятих полімерів. Тому представляло інтерес дослідити вплив даних добавок на властивості волокон, сформованих на основі модифікованого ПП.
В роботі використовувався ПЕГ марки ПЕГ-115 ТУ 6-14 826-86 виробництва Івано-Франківського заводу тонкого органічного синтезу. ПЕГ - двохатомний спирт, молекулярної маси ~ 5000. Він має по довжині ланцюгу групи -CH2-CH2-О- та дві кінцеві гідроксильні групи, що дозволяє йому виступати в ролі модифікатора ПП. ПЕГ є нетоксичною, поверхнево-активною сполукою і застосовується в текстильній промисловості, в медицині та косметиці.
Олеат натрію - (С18Н33О2Nа) - доступна, нетоксична речовина, розчинна у воді і спирті. За рахунок іонної пари СОО-... Nа +сіль утворює специфічні зв'зки з макромолекулами СПА, а довгий вуглецевий ланцюг - радикал С17Н33 забезпечує спорідненість до ПП. Для досліджень використовували натрій олеїновокислий виготовлений за ТУ 6-09- 1224- 84.
СЕВА - полярний полімер, характеризується високою хімічною стійкістю, використовується в харчовій та медичній промисловості. СЕВА легко переробляється через розплав, при додаванні його в розплав полімерів покращує їх переробку. СЕВА виробництва Казанського заводу "Оргсинтез" має такі характеристики: вміст вінілацетатних груп - 12%; густина - 932,5 кг/м3 .
В роботі використовували також кремнійорганічну рідину марки ПМС -100 з питомою густиною 910 кг/м3, масовою долею кремнію 35,5. Вона хімічно та біологічно інертна, стійка до високих температур, застосовується в легкій промисловості, косметиці і медицині. Сил