LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Розробка технології нових тонковолокнистих матеріалів на основі компатибілізованих сумішей полімерів

можливої фільєрної витяжки

розплавів сумішей ПП/СПА

складу 30/70 мас. % від вмісту А-300




Аналіз результатів дослідження мікроструктури сумішей ПП/СПА з нанорозмірними добавками дозволяє заключити, що добавки аеросилів покращують волокноутворення ПП в масі СПА та проявляють стабілізуючу дію на рідинні струмені поліпропілену. Так, електронна мікрофотографія ПП мікроволокон із вихідної суміші чітко показує їх варикозність як результат незакінченого розпаду (рис.10а). З введенням аеросилу, отримані мікроволокна рівномірні за діаметром по довжині (рис.10б). Обробка багаточисельних електронних мікрофотографій показала, що розмір ПП мікроволокон, сформованих з потрійних сумішей досягає 0,30 - 0,15 мкм.









а) б)

Рис. 10. Електронні мікрофотографії ультратонких поліпропіленових волокон, наповнених аеросилом марки А-300. Вміст добавки, мас. %: 0 (а) 1,0 (б)


В результаті дослідження впливу аеросилів на структуру та фазові переходи в сумішах полімерів ПП/СПА/аеросил встановлено, що нанодобавки є центрами кристалізації в процесі формування мікроволокон. Отже, введення високодисперсних аеросилів дійсно служить методом регулювання структуроутворення полімеру дисперсної фази в матричному компоненті.

В шостому розділі узагальнено результати досліджень властивостей фільтрувальних матеріалів на основі ПОМ та ПП мікроволокон, одержаних шляхом переробки запропонованих сумішей при встановлених технологічних параметрах (табл.5).

Таблиця 5

Технологічні параметри формування композиційної плівки


Назва параметру

Величина параметру


ФМ 0,3 мкм

ФМ 0,4 мкм

ФМ 0,4 мкм

ФМ 0,3 мкм

ФМ 0,3 мкм

Суміш

ПОМ/СЕВА

ПП/СПА

ПП/СПА

ПП/СПА

ПП/СПА

Склад суміші, мас. %

40/60

30/70

30/70

30/70

30/70

Добавка

ПЕГ

СЕВА/ПЕГ

А-300

метилаеро-сил

Кількість добавки, мас. %

0

1,0

1,0/1,0

1,0

1,0

Температури екструзії на ЛГП-25, С

125 - 192

135 - 186

130 - 186

140 - 190

130 - 196

Величина зазору між дисками, м 10-3

10,0

4,8

Температури екструзії на ЧП-4525,

140 - 190

140 - 220

140 - 220

140 - 216

140 - 220

Фільєрна витяжка, %

400

Товщина композиційної плівки, м 10-3

0,35

Показано, що введення компатибілізаторів та нанорозмірних добавок в суміші ПП/СПА не потребує суттєвих змін технологічної схеми виробництва мікроволокон. Відмінність полягає лише в тому, що для забезпечення тонкого диспергування компонентів суміші та рівномірного розподілу добавки попередньо вводять в розплав або матричного (у випадку використання ПЕГ та СЕВА/ПЕГ), або волокноутворюючого (при використанні аеросилу) полімеру на черв'ячно-дисковому екструдері ЛГП-25.

В результаті виконаних досліджень рекомендовано композиції та технологічні параметри процесу виробництва фільтруючих елементів, розроблена технологічна карта процесу виробництва, у відповідності до якої на обладнанні АТЗТ "Чернігівфільтр" вироблена дослідна партія фільтрів із композиційної плівки на основі сумішей ПП/СПА/А-300 складу 30/70/1,0 мас. %.


ВИСНОВКИ

1. В дисертації приведене теоретичне узагальнення та нове рішення наукової проблеми, що полягає в реалізації явища специфічного волокноутворення при переробці розплавів компатибілізованих сумішей полімерів, сумішей зі специфічною взаємодією компонентів на межі поділу фаз, а також нанонаповнених сумішей. В результаті виконаних наукових досліджень розроблена технологія виробництва фільтруючих матеріалів, що наближаються за своїми властивостями до мембран, але на відміну від них мають велику продуктивність, а також бактерицидних фільтруючих матеріалів.

2. Встановлені особливості реологічних властивостей розплавів сумішей ПОМ/СПА, ПОМ/СЕВА, які одержані на промисловому екструзійному обладнанні: зростання в'язкості розплаву при превалюванні процесів структуроутворення в розплаві ( за рахунок специфічних взаємодій між макромолекулами компонентів) та зниження в'язкості – при переважаючому впливі процесу волокноутворення полімеру дисперсної фази; зростанні еластичності розплавів сумішей – як результат реалізації явища специфічного волокноутворення.

3. Вперше показана можливість реалізації явища специфічного волокноутворення при переробці сумішей ПОМ/СПА та ПОМ/СЕВА на промисловому екструзійному обладнанні. При цьому має місце зменшення діаметру ПОМ мікроволокон до 1,1 мкм та зміщення області зміни фаз в бік більшого, ніж 50 мас. %, вмісту ПОМ. Встановлені закономірності пояснюються покращенням сумісності компонентів суміші за рахунок специфічних взаємодій.

4. Показано, що ПЕГ є ефективним компатибілізатором для суміші ПП/СПА, який дозволяє реалізувати явище специфічного волокноутворення в області зміни фаз (співвідношення ПП/СПА 50/50), а для суміші ПП/СПА складу 30/70 мас. % – зменшити діаметр мікроволокон до 2,1 мкм. Модифікуюча дія ПЕГ на властивості ПП мікроволокон проявляється в зростанні їх гігроскопічності в 16 - 34 рази. Механізм дії ПЕГ (та його сумішей з СЕВА) полягає в зменшенні величини міжфазового натягу на межі поділу фаз та підвищенні стабільності рідинних струменів ПП в матриці СПА. Релаксаційні спектри розплавів бінарних сумішей та сумішей ПП/СПА з добавками ПЕГ подібні, про що свідчить можливість концентраційної суперпозиції в координатах Виноградова - Малкіна.

5. Вперше встановлені закономірності одержання ПП мікроволокон з наповнювачем в наностані, в якості якого використані аеросили різних марок. Показано, що для нанорозмірних добавок характерні інші закономірності, ніж для добавок мікро- та макророзмірів: при введенні твердої добавки в'язкість розплаву суміші в умовах переробки не змінюється; має місце різке зростання здатності розплаву до поздовжнього деформування; зменшується діаметр ПП мікроволокон аж до 0,30 – 0,15 мкм і, як результат, питома поверхня волокон збільшується в 4,2 рази. Механізм дії добавки в наностані пов'язаний з тим, що вона гасить амплітуду руйнівного збудження і перешкоджає таким чином розпаду ПП рідинних струменів на краплі.

6. На основі виконаних досліджень розроблена технологія одержання нанонаповнених фільтруючих матеріалів, які мають розвинену поверхню, високу продуктивність при тонкості очищення менше 0,3 мкм. На основі суміші полімерів зі специфічною взаємодією макромолекул