LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


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














Рис.2 Температурно-інваріантна крива залежності в'язкості розплаву суміші

ПП/СПА/сіль 30/70/3 від швидкості зсуву в приведених координатах.

Точки 1-5 відповідають температурам, оС: 180;190; 200;210;220.




Це рівняння дає змогу розрахувати в'язкість потрійної суміші в широкому діапазоні температур і градієнтів швидкості зсуву.

Оскільки переробка розплавів сумішей полімерів ведеться у полі не тільки зсувового, але й поздовжнього деформування, вплив добавок олеату натрію на прядо-мість розплавів ПП/СПА оцінювали за величиною максимально можливої фільєрної витяжки (Фmax).

Результати, подані в табл. 2, показують, що максимальну здатність до переробки має розплав СПА. Фmax для бінарної суміщі ПП/СПА різко падає, що пов'язане з її двофазністю, наявністю перехідного шару з ослабленою взаємодією компонентів у ньому. Введення (0,5-3)% солі різко покращує волокно-утворюючі властивості розплаву суміші ПП/СПА, що пояснюється уже розглянутим впливом олеату натрію на міжфазові явища. Розплав суміші ПП/СПА/сіль 30/70/0,5 має Фmax, близьку до Фmax розплаву СПА. Таку закономірність встановлено вперше. Це не тільки науковий, але й вагомий практичний результат.

Таблиця 2

Значення Фmax для розплавів ПП, СПА, бінарних і потрійних сумішей*


Полімер, суміш полімерів

Фmax, %

ПП

20 000

СПА

25 400

ПП/СПА

7 630

ПП/СПА/0,5% солі

23 000

ПП/СПА/3% солі

20 000

ПП/СПА/7% солі

7 400


при Т=180оС, співвідношення ПП/СПА – 30/70


У шостому розділі розглядаються волокноутворюючі властивості розплавів сумішей полімерів і властивості волокон на їхній основі. На прикладі сумішей ПП/ПВС, ПП/СЕВА, СЕВА/СПА показано, що волокноутворюючі властивості розплавів сумішей залежать від ступеня сумісності полімерів і реалізації специфічних взаємодій між компанентами у міжфазовому шарі. Сумішам зі специфічною взаємодією компонентів властива майже така прядомість, як і вихідним компонентам.

Вперше досліджено режими формування, структура і властивості комплексних ниток з ПП мікроволокон.

В результаті виконаних досліджень показано можливість одержання комплексної нитки з десятків тисяч ПП мікроволокон діаметром 0,5-0,6мкм при формуванні через один отвір. Фізико-механічні властивості такої нитки знаходяться на рівні властивостей звичайних текстильних синтетичних ниток. Оптимальними технологічними параметрами формування комплексної нитки з ПП мікроволокон є: склад суміші ПП/СПА/СЕВА/ПЕГ 20/80/10/3; діаметр отвору фільєри 820мкм, температура 190оС, фільєрна витяжка 1000%, температура прийому струменя, що виходить із фільєри, близька до 0оС.

Одержані комплексні нитки з ПП мікроволокон бавовно- та вовноподібні, мають виключну м'якість, приємний гриф, об'ємність без спеціальних прийомів текстуру-вання та надання звитості, добре зчеплення між волокнами, екстремально високе відношення поверхні до об'єму, підвищену сорбційну здатність. Усі вищезазначені особливості пояснюються унікальною структурою поверхні волокон: кожне волокно мікронних розмірів покрите по всій поверхні мікрофібрилами, що відходять від основного волокна. Таких волокон нема в природі, і вони не можуть бути одержані за традиційними технологіями. ПП нитки з мікроволокон добре переробляються у трикотаж на звичайних машинах. Виготовлено зразки трикотажу з ПП ниток та із змішаної пряжі з коротковолокнистим льоном. Для виробництва змішаної пряжі можуть бути використані відходи будь-яких природних і хімічних волокон.

При переробці розплавів сумішей ПП/СЕВА у композиційну нитку реалізовано явище самоармування одного полімера мікроволокнами іншого.

У сьомому розділі узагальнено результати досліджень реологічних властивостей розплавів і мікроструктури екструдатів сумішей ПП/СПА/ПОМ.

Відомо, що макромолекули ПОМ і СПА утворюють водневі зв'язки, тому суміші ПП/СПА/ПОМ належать до таких, у яких реалізуються специфічні взаємодії. Крім того, використання цих сумішей дає можливість одержання бактерицидних фільтруючих матеріалів за рахунок незначної кылькості формальдегіду, що виділяє ПОМ у вологих середовищах. Введення ПОМ аналогічно добавкам СЕВА та олеату натрію призводить до зростання в'язкості розплаву сумішей ПП/СПА. Залежність "В" від вмісту ПОМ виражається кривими з максимумом (рис.3).













Рис.3 Залежність розбухання екструдатів суміші ПП/СПА/ПОМ від вмісту ПОМ.

Співвідношення ПП/СПА 40/60.


Такий характер даної залежності свідчить, що добавки 5-10% ПОМ покращують волокноутворення ПП в масі СПА. Останнє підтверджується прямим кількісним і якісним аналізом мікростукрури екструдатів бінарних і трикомпонентних сумішей.

За рахунок специфічних взаємодій при течії розплавів трикомпонентних сумішей ПОМ деформується у тонкі струмені. Наявність анізотропних структур суттєво посилює здатність до деформування (волокноутворення) основного полімера дисперсної фази (ПП) у матриці СПА, навіть при співвідношенні ПП/СПА 40/60. Останнє проявляється у збільшенні Фmax з введенням ПОМ. Характер залежностей "В" – вміст ПОМ і Фmax – вміст ПОМ повністю співпадають, а значить найвищою прядомістю характеризуються розплави сумішей, для яких у найвищій мірі реалізується явище специфічного волокноутворення.

У восьмому розділі подано узагальнені результати щодо технологічних параметрів одержання, властивостей і галузей застосування розроблених фільтруючих матеріалів (ФМ) на основі ультратонких ПП мікроволокон.

У даній дисертаційній роботі з метою створення ФМ з тонкістю очистки 0,45 і 0,3мкм запроваджено використання сумішей полімерів зі збільшеним до 40-60% вмістом волокноутворюючого полімера. Для реалізації явища специфічного волокноутворення у таких сумішах рекомендовано використання компатибілізаторів: олеату натрію і СЕВА. Механізм дії цих добавок уже детально розглядався. Переробка трикомпонентних сумішей суттєво не змінює існуючу технологічну лінію виробництва фільтрів з тонкістю очистки 1мкм. Відмінність складається лише у необхідності введення добавки у бінарну суміш і її тонкого диспергування. Крім того, значно спрощуються процеси екстракції та регенерації матричного полімера, зменшуються енергозатрати, зростає вихід ультратонких волокон. Фільтруючий шар з безлічі надтонких орієнтованих у напрямку екструзії ПП волокон утворюється при проходженні розплаву суміші через