LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Розробка технології виробництва тонковолокнистих фільтруючих матеріалів із сумішей полімерів зі специфічною взаємодією компонентів












Рис.1 Значення розбухання екструдатівсумішей ПП/СПА/СЕВА при різному вмісті

СЕВА для ПП/СПА 40/60. Криві 1-3 відповідають методам змішування 1;2;3.

Найбільші величини "В" характерні для третього способу змішування, коли СЕВА спочатку змішували екструзійним способом зі СПА, а потім – при повторній екструзії – з ПП. Аналогічна акономірність спостерігається і для суміші 50/50 з введенням СЕВА. В останньому випадку для третього способу змішування максимальна величина розбухання становить 8 при вмісті СЕВА 5%. Вже на основі приведених даних можна зробити висновок, що добавки СЕВА сприяють реалізації явища специфічного волокноутворення навіть для складів сумішей, що відповідають області зміни фаз. Таку закономірність встановлено вперше і повністю підтверджено результатами прямих мікроскопічних досліджень (табл.1).

Таблиця 1

Кількісна характеристика мікроструктури екструдатів сумішей ПП/СПА/СЕВА


Вміст СЕВА %мас

Безперервні волокна

Короткі волокна

Частинки

Плівки

Зовнішня волокниста оболонка


đ,мкм

%мас

đ,мкм

%мас

đ,мкм

%мас

%мас

%мас

0

Залишок після екстракції СПА не диспергується

5

3,2

75

2,9

12

2,5

0,1

0,9

12

10

3,6

73

3,2

10

2,8

0,2

1,8

15


*співвідношення ПП/СПА 50/50


Аналіз даних мікро-скопії показав, що в екструдатах сумішей ПП/СПА 40/60; 50/50; 60/40 з вмістом СЕВА 5-15% (спосіб змішування 3) переважним типом структури є мікроволокна ПП безперервної довжини середнього диамеру đ=3,2-4,2мкм. Знайдена закономір-ність пояснюється тим, що СЕВА виступає як компати-білізатор, який покращує сумісність ПП і СПА, підвищує кінетичну стабільність ди-сперсії, зменшує міжфазо-вий натяг. Все це сприяє деформації ПП у рідинні струмені. Останні по виході розплаву з формуючого отвору перетворюються у мікроволокна. Відзначена роль СЕВА витікає з того, що він вступає у диполь-дипольну взаємодію з амідною групою СПА. В результаті СЕВА буде примусово деформуватися у суміші настільки ж, як і СПА. А так як СЕВА проявляє спорідненість до ПП за рахунок неполярної частини макромолекули, то сумісність ПП і СПА , а також здатність до деформування ПП у присутності СЕВА суттєво зростають. Тому фазове розділення у таких потрійних сумішах сповільнюється, і фазова інверсія не має місця.

Волокна безперервної довжини мають вузький розподіл за діаметрами.

Результати ДТА свідчать, що для трикомпонентних сумішей зростають теплоти і температури фазових переходів порівняно з бінарними сумішами. Це пояснюється підсиленням нуклеації при кристалізації ПП у присутності СЕВА. Наведені вище ре-зультати мікроскопічного аналізу вказують на те, що ПП у присутності СЕВА знахо-диться у високодисперсному стані (у вигляді мікроволокон), про що свідчать додаткові низькотемпературні піки кристалізації ПП на термограмах потрійних сумішей.

У п'ятому розділі представлено результати, що висвітлюють вплив добавок олеату натрію на закономірності течії та морфологію сумішей ПП/СПА складу 40/60 ; 50/50; 60/40. Олеат натрію – сіль ненасиченої органічної кислоти – полярна речовина з йонним зв'язком і довгим вуглеводневим радикалом (С17Н33). Тому ця низькомоле-кулярна речовина буде мати спорідненість як до макромолекул СПА, що містять полярні амідні зв'язки –СОNH-, так і до макромолекул ПП (за рахунок радикалу С17Н33). Отже, вибрана добавка цілком може виступати як компатибілізатор у суміші ПП/СПА. Одержані експериментальні результати підтвердили зроблене припущення.

Аналіз записаних ІЧ спектрів свідчить, що з введенням олеату натрію у бінарну суміш ПП/СПА спостерігаються такі ж зміни в області валентних коливань NH- і С=О груп, як і для сумішей з добавками СЕВА, а саме – розширення та зміщення у високочастотну область. Це можна пояснити утворенням водневих зв'язків з участю аніону О=С-О- солі і груп NH- співполіаміду (йон-молекулярні водневі зв'язки). Крім того, в присутності олеату натрію реалізуються також йон-дипольні зв'язки типу С=О...Na+. Вказані типи специфічних взаємодій структурують розплав СПА і розплав суміші в цілому, що призводить до росту в'язкості розплаву потрійної суміші порівняно з бінарною і незмінності енергії активації в'язкої течії розплавів.

З введенням солі зростає і еластичність розплавів сумішей ПП/СПА, що підтверджує вплив добавки на процеси структуроутворення. Якісний і кількісний аналіз мікроструктури екструдатів сумішей ПП/СПА 30/70, що містять (0,5-3)% солі свідчать, що переважним типом структури є ультратонкі ПП волокна безперервної довжини, зменшується їхній діаметр, дисперсія розподілу по діаметрах порявняно з бінарною сумішшю.

Особливий інтерес представляло дослідження процесів структуроутворення в екструдатах сумішей ПП/СПА 50/50 і 60/40, для яких волокноутворення ПП не реалізується. В ці суміші, використовуючи третій спосіб змішування, вводили 1; 2; 3; 6; 7% олеату натрію від маси ПП. При всіх перелічених кількостях солі реалізується явище специфічного волокноутворення, але оптимальна концентрація олеату натрію становить 3%. При цьому кількісні дані характеристики процесів структуроутворення близькі до даних, наведених у табл. 1: волокна безперервної довжини đ=3,0мкм складають більше 80%, утворюється (при течії) зовнішня тонковолокниста оболонка. Така структура має винятково велике значення при одержанні фільтруючих матеріалів. Таким чином, вперше показано, що використання олеату натрію як компатибілізатора, дає змогу реалізувати явище специфічного волокноутворення для співвідношень ПП/СПА, які відповідають області зміни фаз.

Обробка даних в'язкості розплавів сумішей ПП/СПА з вмістом олеату натрію 0; 0,5; 3; 7% у приведених координатах Виноградова-Малкіна показала відсутність інваріантності щодо різного вмісту солі. Це пояснюється відмінністю релаксаційних спектрів розплаву при вказаних концентраціях добавки. Температурна ж інваріантність для потрійних сумішей виконується: дані залежності в'язкості від градієнта швидкості зсуву при температурах: 180; 190; 200; 210; 220оС у приведених координатах (Dr і ηr) лягають на одну криву (рис.2), що описується рівнянням.