LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

волокноутворення поліпропілену в масі співполіаміду, що проявляється в зменшенні (до 0,30 - 0,15 мкм) діаметрів мікроволокон, збільшенні їх числа та однорідності розподілу за діаметрами. Такі зміни призвели до одержання ПП мікроволокон з розвиненою поверхнею (352 м2/г). Механізм дії добавок аеросилу, полягає в тому, що тверда частинка нанодобавки гасить амплітуду хвилі руйнівного збудження і таким чином перешкоджає розпаду рідинних струменів ПП на краплі. Розроблена технологія одержання нанонаповнених фільтруючих матеріалів, які мають розвинену поверхню, високу продуктивність при тонкості очищення менше 0,3 мкм. На основі суміші зі специфічною взаємодією компонентів (ПОМ/СЕВА) створені фільтруючі матеріали з бактерицидною дією. Рекомендовані технологічні параметри переробки досліджених сумішей.

Ключові слова: Суміші полімерів, специфічне волокноутворення, компатибілізатор, аеросил, фільтрувальні матеріали.


Куваева Е.П. Разработка технологии новых тонковолокнистых материалов на основе компатибилизированных смесей полимеров. – Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.17.15 – Технология химических волокон. – Киевский национальный университет технологий и дизайна. Киев, 2006.

В диссертации представлено теоретическое обобщение и новое решение научной проблемы, которая заключается в реализации явления специфического волокнообразования при переработке расплавов компатибилизированных смесей полимеров, смесей со специфическим взаимодействием компонентов на границе раздела фаз, а также нанонаполненных смесей.

Впервые показана возможность реализации явления специфического волокнообразования при переработке смесей полиоксиметилен / сополиамид (ПОМ/СПА) и полиоксиметилен / сополимер этилена с винилацетатом (ПОМ/СЭВА) на промышленном экструзионном оборудовании. При этом происходит смещение области смены фаз в сторону более чем 50 масс. % содержания ПОМ в смеси. Установленные закономерности объясняются улучшением совместимости компонентов смеси за счет специфических взаимодействий.

В результате выполненных исследований показано, что использование полиэтиленгликоля (ПЭГ) в качестве компатибилизатора и бинарной смеси СЭВА/ПЭГ дает возможность реализовать явление специфического волокнообразования для соотношения компонентов полипропилен /сополиамид (ПП/СПА), отвечающего области смены фаз, а также в 16 - 34 раза повысить влагопоглощение полученных микроволокон. Механизм действия ПЭГ (и его смеси с СЭВА) заключается в снижении величины межфазного натяжения на границе раздела фаз и повышении стабильности жидких струй ПП в матрице СПА. Релаксационные спектры бинарных смесей и смесей ПП/СПА с добавками ПЭГ подобны, о чем свидетельствует возможность концентрационной суперпозиции в координатах Виноградова - Малкина. Проведена математическая оптимизация состава композиции ПП/СПА/ПЭГ симплексно - решетчатым методом в псевдокоординатах.

Впервые установлены закономерности течения и процессы структурообразования в расплавах смесей ПП/СПА, содержащих наполнитель в наносостоянии – аэросил. Показано, что, несмотря на твердое состояние добавки, вязкость расплавов смесей не возрастает (в условиях переработки), имеет место резкий рост прядомости расплава и улучшение процессов волокнообразования полипропилена в массе сополиамида, что проявляется в уменьшении (до 0,30 - 0,15 мкм) диаметров микроволокон, увеличении их количества и однородности распределения по диаметрам. Такие изменения привели к получению ПП микроволокон с развитой поверхностью (352 м2/г). Механизм действия аэросила заключается в том, что твердая частичка нанодобавки гасит амплитуду волны разрушающего возмущения и таким образом препятствует распаду жидких струй ПП на капли. В результате исследования влияния аэросилов на структуру и фазовые переходы в смесях полимеров ПП/СПА/аэросил показано, что нанодобавки являются центрами кристаллизации в процессе формования микроволокон.

Разработана технология получения нанонаполненных фильтрующих материалов с развитой поверхностью, которые имеют высокую производительность при тонкости отчистки менее 0,3 мкм. На основе смесей со специфическим взаимодействием компонентов (ПОМ/СЭВА) созданы фильтрующие материалы с бактерицидными свойствами. Рекомендованы технологические параметры переработки исследованных смесей, составлена технологическая карта процесса производства патронных фильтрующих элементов.

Ключевые слова: Смеси полимеров, специфическое волокнообразование, компатибилизатор, аэросил, фильтрующие материалы.



Kuvaeva Ye. P. Developing of the production technology of new thinfibrous materials based on compatibilized polymer mixtures. – Manuscript. Candidate degree thesis by speciality 05.17.15. – Technology of the chemical fibers. – Kyiv State University of Technology and Design, Kyiv, 2006.

The thesis is theoretical summarizing and new decision of scientific problem to realize the specific fiber-formation under processing of compatibilized polymer mixtures with specific interactions at the interface and polymer mixtures that contain nanoparticles of aerosil. For the first time it has been shown possibility to realize the specific fiber-formation in polyoxymethylene/copolyamide (POM/CPA) and POM/ ethylene and vinyl acetate copolymer (POM/EVAC) mixtures under processing by industrial extrusion equipment. At this the phase inversion region replaces of more than 50 %wt. POM in mixture. It has been shown that introducing of polyethylene glycol (PEG) and its binary mixtures with EVAC has permitted to realize the specific fiber-formation for polypropylene/copolyamide (PP/CPA) mixtures with ratios corresponding to the phase inversion region. The mechanism of compatibilization consists in decreasing of interfacial tension and increasing of liquid stream lifetime. Moreover the addition of PEG improved the moisture-absorption of PP microfibers. For the first time it has been investigated properties of PP/CPA mixture melts filled by the nanoparticles of aerosils. It has been shown that introducing of aerosils nanoparticles has permitted to increase of mixture spinnability and improve the specific fiber-formation (decreasing average microfibers diameter, increasing quantity and distribution homogenity on diameters of microfibers). Such changes have lead to receive microfibers with developed surface. The mechanism of effect of aerosil consists in extinguishing of destroyed indignation wave amplitude that prevents liquid stream fracture. The results of this dissertation work give the possibility to develop the production technology of new nanofilled materials and materials on the basis of ultrathin POM fibers with high productivity when purifying degree is less 0,3 μm.

Key words: polymer mixtures, specific fiber-formation, compatibilizator, aerosil, filter materials.