УДК 541 (64+127):678.7:01:139 ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО

УДК 541 (64+127):678.7:01:139
ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО - И СТРУКТУРНО - МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АЦЕТАТНЫХ
ВОЛОКОН
А.Э.Алимов
Гулистанский государственный университет
Е-mail: а[email protected]
Ацетатные волокна являются ценным сырьем для текстильной промышленности, к
достоинствам которых можно отнести приятный гриф, шелковистость, хорошую драпируемость и
ряд других ценных свойств. Однако, наряду с перечисленными достоинствами они имеют ряд
недостатков, основными из которых являются: низкая прочность, повышенная электризуемость,
хрупкость, низкая устойчивость к истиранию и многократным деформациям, высокая
сминаемость (образование так называемых заломов) и др. (Гуль, Кулезнев, 1972).
Для повышения конкурентоспособности ацетатных волокон среди других волокон
основное внимание должно быть уделено их химической модификации полимерными
композициями с целью повышения эксплуатационных их свойств. Следует отметить, что с
расширением и укреплением рыночных отношений доминирующее значение приобретают не
только увеличение количества, но и качества сырья, полуфабрикатов и готовых промышленных
изделий.
Анализ мировой литературы по производству синтетических волокон показывает, что
дальнейшая тенденция их развития, в основном, направлена на расширение ассортимента и
улучшение качества выпускаемых волокон путем совершенствования технологических процессов
и применения современных достижений в области химической и физической модификации
растворами полимеров (Наймарк и др. 1981; Тагер, 1978).
В данном работы рассмотрена возможность получения ацетатных волокон с добавками (до
10%) гибкоцепного сополимера акрилонитрила и метилакрилата в лабораторных условиях и
изучены их физико- и структурно-механические свойства. Предварительными исследованиями
было показано, что наиболее хорошим растворителем мокрого формования ацетатной текстильной
нити является диметилформамид.
Материал и методы
Для выбора оптимальной концентрации были приготовлены растворы ацетилцеллюлозы в
ДМФА концентрацией от 12 до 20% с учетом влажности ацетилцеллюлозы (2,1%). Результаты
определения вязкости растворов приведены в таблице 1. Как следует из таблицы, оптимальной
концентрацией ацетилцеллюлозы в ДМФА для формования волокна на малой лабораторной
установке (МУЛ) является - 16%.
Таблица 1.
Вязкость концентрированных растворов ацетилцеллюлозы в диметилформамиде.
Концентрация раствора в диметилформамиде, %
Вязкость, Па . с
12,0
0,39
14,0
0,79
15,0
1,20
16,0
1,81
18,0
4,70
20,0
6,80
Были приготовлены растворы из исходной ацетилцеллюлозы суммарной концентрацией
полимера 16%, с добавками сополимера акрилонитрила 1,2,3,5,10% от веса сухой
ацетилцеллюлозы. Результаты определения концентрации и вязкости этих растворов приведены в
таблице 2.
Формование
исходной и
модифицированных
нитей
проходило
стабильно.
Свежеформованные нити подвергались трехкратной промывке в дистиллированной воде и
сушились на воздухе. Результаты физико-механических испытаний полученных нитей приведены
в таблице 3.
Таблица 2.
Вязкость и концентрация растворов ацетилцеллюлозы с добавками сополимера акрилонитрила с
ЧС.
Содержание
0
1
2
3
5
10
сополимера АНЧС, %
Фактическая
16,1
16,2
16,3
15,9
16,3
16,1
концентрация
растворов, %
Вязкость, Па.с
1,81
1,67
2,25
2,77
2,27
3,12
Таблица 3.
Физико-механические свойства модифицированной ацетатной нити, сформованной по мокрому
способу.
Содержание
Линейная
Разрывная
Удлинение,%
Истирание, циклы при
сополимера
плотность,
нагрузка, сн/текс
нагр. 3 кг/мм2
АН-ЧС, %
текс
0
0,43
14,9
16,6
78043
1,0
0,43
13,9
14,4
300512
2,0
0,45
15,6
13,7
405443
3,0
0,45
15,8
13,3
464326
5,0
0,45
15,5
15,5
153012
10,0
0,50
14,3
15,6
132002
Полученные результаты и обсуждение
Как следует из таблицы, увеличение концентрации сополимера приводит к некоторому
возрастанию прочности модифицированной нити. Устойчивость к истиранию увеличивалась
почти в 6 раз по сравнению с исходным волокном. При дальнейшем повышении содержания
сополимера АН-ЧС прочностные показатели снижаются, что, по-видимому, связано с
разрыхлением структуры волокна. Изучение термомеханических свойств исходного и
модифицированных волокон показало, что температура стеклования с увеличением содержания
сополимера АН-ЧС монотонно понижается (рис.1,2), что характеризует межмолекулярную
пластификацию.
P,r
80
1
2
3
60
4
5
40
20
313
353
393
433
473
T, K
Рис.1.Термомеханические свойства ВАЦ-волокон, модифицированных сополимером
акрилонитрила с ЧС, сформованных по мокрому способу. Исходное волокно - 1, содержание
сополимера 1% (2), 3% (3), 5% (4), 10% (5).
В последниее десятилетие, целлюлоза и ее производные нашли широкое применение в
различных отраслях народного хозяйства: в текстильной промышленности, в медицине, в
фармакологии и т. д. Более широкое применение их, в дальнейшем, может быть осуществлено не
только синтезом новых производных и нахождением новых областей применения, но и путем
высококачественной очистки уже имеющихся эфиров от различных примесей, путем четкого
фракционирования по степени замещения и молекулярной массе а также ориентированием
(структированием) имеющихся производных.
T ,K
453
443
433
423
0
2
4
6
8
10
C, %
Рис.2.Зависимость температуры стеклования от содержания сополимера АН-ЧС в волокне.
Заключение
Методом мокрого формования получены ацетатные волокна и исследованы их физикохимические и физико-механические свойства. Показано, что введение небольших количеств
звеньев как полимерной соли, так и их сополимеров с акрилонитрилом в ацетатные волокна
приводит к улучшению свойств конечного продукта. Полученные сополимеры на основе
поличетвертичной соли β-метакрилоилгидроксиэтил-(N-диметил,метиленкарбокси) аммоний
иодида с акрилонитрилом использованы в качестве модифицирующих добавок к ацетатам
целлюлозы. Проведены исследования по их термодинамической и кинетической совместимости с
привлечением метода вискозиметрии. Рассчитаны количественные параметры совместимости.
Список литературы
Гуль В.Е., Кулезнев В.Н. Структура и механические свойства полимеров. М.: Высшая школа,
1972. -320 с.
Наймарк Н.И., Кряжев В.Н., Фоминко Б.А., Погосов Ю.Л. Свойства пленок из ацетатов целлюлозы
// Пласт. массы, 1981, №3. - С.41-43.
Тагер А.А. Физико-химия полимеров. М.: Химия, 1978. - 536 с.
Аннотация
АЦЕТАТ ТОЛАЛАРИНИНГ ФИЗИК- ВА СТРУКТУРА - МЕХАНИК ХОССАЛАРИНИ
ЎРГАНИШ
А.Э.Алимов
Мақолада лаборатория шароитида ацетат толаларини сополимерли аралашмаларининг
физик - кимёвий хоссалари ўрганилган. Шунингдек, ацетат толаларини акрилонитрил ва
метилакрилат сополимери (10%) аралашмаларининг структура - механик хоссалари ҳам
ўрганилган.
Таянч сўзлар: шакл бериш, модификация, диацетат целлюлоза, полимерли компонент.
Аннотация
ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО- И СТРУКТУРНО - МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АЦЕТАТНЫХ
ВОЛОКОН
А.Э.Алимов
В данном разделе работы рассмотрена возможность получения ацетатных волокон с
добавками (до 10%) гибкоцепного сополимера акрилонитрила и метилакрилата в лабораторных
условиях и изучены их физико- и структурно-механические свойства.
Ключевые слова: формования, модификация, диацетат целлюлоза, компонент полимера.
Summary
LEARNING ACETATE FIBERS PHYSIC AND STRUCTURAL – MECHANICAL PROPERTIES
Alimov А.
In the current field of work have been studied the possibilities of receiving acetate fibers with
additions (till 10%) elasticity of sopolymers acrilonithryle and methylacrilate in laboratory conditions
and learnt their physic and structural – mechanical properties (features).
Key words: formation, modification, diacetate of cellulose, polymer components.