Модифицирование поликапроамидных и вискозных волокон неорганическими и органическими низкомолекулярными соединениями тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.06 ВАК РФ

т:жда:ш ордена трудового красного 1ШГДАРСТШННАЯ ТШЛИЛЬНАЯ АШЕД1Д ИМЕНИ а. н. ж?ыш11а

П^'Л'ОВА ТАТЬЯНА ЕВГЕНЬЕВНА

ЬЗД;!<миГ0ВШЗ 1ЮЛЖШ0ШДНЬК и вискозных ВОЛОКОН НЕОРГАШЧЕСШШ И ОРГАШЧВС1ШШ Н1 ЗКОйЮЛЕКУШРНЬШ СОЕДИНЕНИЯМИ.

02.00.06. - химия высокомолекулярных соединений

Па правах рукописи

ЗД 677,01?.632.001.8:677.О?

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата хпшпескях наук

ССдБА - 1992г.

Работа выполнена в Московской ордена Трудового Красного Знамени Государственной текстильной академии им. А.Н.Косыгина.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Павлов Н.Н.

Научный консультант: кандидат химических нэук, доцент

Официальные оппоненты :

Доктор химических наук, профессор

Артемов а.В.

Замков Г.Е.

Кандидат технических наук, доцент

Слеткина Л.С.

ведущая организация:

Всероссийский научно-исследовательский институт Полимерных волокон (г. Мытищи ).

.защита состоится

оо

" ¿¿Л*? 1992г. в /9~

час.

'на заседании специализированного совета К'053.25.05 в Московской ордена Трудового Красного Знамени Государственной текстильной 'академии им. А.Н.Косыгина по адресу; 117918, г,Москва,'Малая Калужская ул.,-дом I.

С.диссертацией можно ознакомиться в библиотеке •" академии.

Автореферат разослан

■ Ученый секретарь I специализированного совета', . кандидат технических "каук, -•доцент , * [

Балашова Т.Д.

ОЕЩАЛ ШШОШШОД. РАБОТЫ

Актуальность тег«. По ь-.ере увеличения об;цего объема производства хиглчгсглх волокон к развития запросов их '/яогочислзнных и разнообразных потребителе;! все более необходимой становится проблема нрянципиалызого улучзгнля свойств химических волокон. Большие требования предъявляет л химическим подокнам текстильная проглшхенностЬ, что связало с необходимостью пр:дашш текстильны;,? штерлалам определенных гигиенических, органолептических и эстетических свойств. В связи с этим тема диссертации - достаточно актуальна, т.к. химическое модифицирование свойств полимеров является одним из важнейших путей придания материалам из них: волокнам,пленкам, нитям, тканям -новых заранее заданных свойств. Решение этой задачи мокет быть достигнуто с использованием широкого круга методов, позволяющих направленно изменять надмолекулярную структуру полимора, строение п свойства поверхности и др. В качестве модификаторов свойств полимеров (яолнкапроашда я вискозы) в данной работе рассматриваются вещества, различным образом влияющие па'свойства полимеров, но при этом относящиеся к одному классу - классу нлзкомолекулярнкх соединений (минеральные соли, карбамид, палеиновая кислота).

Цель работы. Химическое модифицирование свойств волокнообразу-гацих полимеров имеет разнообразные пути резания, т.к. предполагает направленное изменение свойств полимера или во время его синтеза я формования волокон (гомогенные системы), или в результате обработки другими ведястваш готовых полимерных материалов (гетерогенные системы). Целью работы явилось изучение влияния различных неорганических солей на такие свойства химических волокон, как их гндрофпль-ность и прочность. При этом в случае обработки волокон в гетерогенных условиях были лсследованн полякапроамидные.и лавсановые волокна, а в качестве модификаторов - соли более 15 металлов. В случае совмещения Еолокяообразущего полимера с добавками в гомогенных уело- . виях были исследованы вискозное волокна и плешек и в качестве кодификаторов - соли 10 металлов и такае иизкомолекулярные соединения ^ как карбамид я малеиновая кислота. Одновременно была решена задача количественного определения смачиваемости л капиллярности волокон и штеЯ по специально разработанной методике.

Научная новизна. На основании систематического исследования влияния моди':л1Ш1руидпх добавок неорганических и органических ведестз на свойства капроновых, лавсановых и вискозных еолокон были показаны принципиальные различая в эфозктах их обработай в зависимости от однородности (гомогенности или гетерогенности) системы. При этом установлено : агчтродк катиона и аялояа соли, концелтрац.г.: сел;:.

вида растворителя, продолжительности обработал на ег/лч'лваак.ость, капиллярность и п;очпость капроновых, лавсаиових и вискозных,волокон, а таюге изшкешхе <л"о'н;тв вискозних материалов в присутствия карбамида и ьшоииовсй кислоты. Обнаружены различи в распределения

■ катионов солси в капроновых ьолохнах е завис^эста от характера ¡пс взаикодвйсгвия и от растворителя. 3 работе впервые предлонены

" ориганальше методшш оценки гидрофильное ти для различных модифицированных материалов (волокон и нитей).

Практическая значимость работы. С.Ьор.ч/л'лронаншле в работа ярсд-' ставленая о структура л свойствах модифицированных неорганическиш • sï -органическими веществами колшльроЕ могут бить использованы при ■разработке методов и технологических процессов получения материалов ,Ус улучшенными свойствами: повышенно гидро^илыюсти капрона .: лавсана, увеличение прочности и водостойкости вясксзяих волокон л нитей. чД1а основании проведенной работы даны рекомендации по стабилизации а Уменьшения вязкости''-высококонцентрированных вискоз (с концентрацией '.целлюлозы 12 %), что позволяет получать вискозные волокна и нити по ¡более, экономичной технологии. Данные о структуре модифицированных ..полимеров и о характере взаимодействия неорганических и органических : добавок с полимером могут быть использованы при разработке методов " получения других полимерных синтет:1ческих материалов с улучшенныьш /гигиеническими свойствами, а также при выборе не органических и органических добавок для модифицирования Болоняообразувдих полимеров с цель» направленного изменения свойств волокон и тканей в зависи-'мости от их назначения.

• Апробация работы и публикации. Материалы диссертации докладывалась и обсуждались на Ш и 1У Всесовз.совещании "проблемы сольватации и комплбксообразования в растворах" (г.;1ваново, 1984, 1989гг.); •на Респ.науч.-техн.понф.: "Пути развития науч.-техн.прогресса в текстильной промышленности", "Пути повышения качества продукции в текстильной промышленности", "Наука и производство: проблемы, поиски, решения" (г.Тбилиси,' 1986, 1983, 1990 гг.); на Всесоюз.науч.-техн. конф..молодых исследователей по проблемам текстильной я легкой промышленности' (г.Москва, 1990 г.). Но теме диссертация имеется 16 публикаций. Результаты исследовании были использованы в научно-иссле-

■ довательской работе по дене; "Разработка методов модификации высо-, ^концентрированной вискозы с целью улучшения ее реологических

' свойств", выполненной по заказу ВШИ Полимерных волокон (г.Штищи). > \ Объем и структура 'работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, энсларшентральной частя (содержит четыре раздел^), выводов и'списка используемой литературы (187 источников).

Работа изложена на 250 страницах, содержит 64 рисунка и 29 таблиц. В литературном обзоре проведан анализ химического модифицирования полиамидов и гидрокспл- и карбогссилсодзрлащих полимеров неорганическими и органическими мцгстьдмн. в гомогзнных и гетерогенных системах, В экспериментальное частя описаны методики получения и характеристики исходных полимеров, попользованные е работа методы исследоза-им и обработка экспериментальных данных. В разделах 3.3. и 3.4. приведены я обсу.:сдеяы основное результаты исслздованкЯ свойств мо-дшЬицаровашшх н'дзхомолску.оярныш веществами полимерных материалов, структуры, характер взаимодействия полидара и добавки, ¿акторы, вли-ящвз на шд(Ц*«дцроваще, напечени пути практического применения по-Д:1 ['Iрордннсх лолшларнвх ¡.материалов.

ОСНОВНОЙ С0ДаР1АНМЕ РАБОТЫ.

I. Оценка гидрофплыюота текстильных материалов.

1.1. Оценка капиллярности текстильных материалов

по кинетике смачивания.'

Капиллярность, на:: производное гидрофильноети, является одним из вахненшпх показателей качества текстильных материалов - нитей, волокон, тканей. Существующий метод оценки капиллярности текстильных материалов имеет существенный недостаток - он не учитывает скорости подъема раствора красителя и ыокет быть использован лишь в том случае, если скорость подъема раствора красителя по образца?,! постоянна. Для оценки капиллярности нами измерялись скорости поднятия водного раствора красителя по вертикально расположенной нити, а затем на основании теории папиллярного впитывания я модифицированного метода Уошборна, для расчзта использовали уравнение, описывающее аз-стационарное ламинарное течение тадкости в цилиндрическом капилляра,, которое после преобразований в интегральной форме имеет вид: И = К-г , где Ь - высота подъема раствора по образцу, Т - время подъ-'л с мл, К - константа, характеризующая капиллярность. Точность расчета коэффициента К достаточно высока - + 0,01. Предлагаемый метод.позволяет полнее охарактеризовать используемый текстильный материал,:'--.', т.;;. дает возможность определять не только каксамальнуя высоту подъг-ема, но и скорость подъема зздкостл ао текстильному материалу. • '■:,

1.2. Определение смачиваемости поверхности волокон. "

Смачиваемость является важной характеристикой волокон, т;к.

от этого свойства зависит эффективность их дальнейшей обработки, а '•'}■ частности, крашения. По смачиваемости волокон ыо:.:но судить о величя- ; не энаргил адгезии (Е) волокна х скачиваэдей жидкости, на осковаиаг • чего можно характеризовать актягшость совархностл этих волокон. . 'Л

ъ

Предлагавши метод заключается в том, что на предметном стекле, расыоложаняоу горизонтально под объектом шкроскода, закрепляют элементарное волокно в натянутом виде. Наносят аа волокно капли окраазнной нидкости и фиксируют величину ее растекания (С ) вдоль волокна. Изменение длины I растекания капли, а такке изменение диаметра (с| ) волокна определяют с помощью делений,нанесенных на линзу окуляра микроскопа. Энергию адгезии волокон к окрашенной воде расчитывают по формуле Е = б"* ? • ЗГ .• с1 , где <о - удельная свобод> .нал поверхностная .энергия жидкости, которая может бить определена , рталагыометрическшд 'методом.

Используемый метод определения смачиваемости поверхности воло-,'коя отличается от существующих своей быстротой 2 доступностью, не ^требует,специального,сложного аппаратурного оформления и дает воз-Люяность определить''смачиваемость поверхности любого волокна. Дан-^ныв, полученные предложенным методом, позволяют не только сравнивать .активность поверхности разных волокон относительно растворителя, но дозволяют оперативно сравнивать эффективность специальных обработок •готовых'волокон. Численное значение дисперсии воспроизводимости -2 ' 10"^ - свидетельствует о высокой точности измерения величин. Результаты, полученные по предлагаемому методу,хорошо коррелируют "С литературными данными по гигроскопичности волокон.

_ 2. Предварительное испытания. , | В связи с новизной задачи по изучению влияния обработок раст-/в'орамз солей сянтатячаакнх волокон на их свойства и отсутствием в . литературе'каких-либо .сведений об этом, в работу был введен раздел "по предварительным испытаниям обработанных волокон для установления факторов, влияющих на эффективность обработки. ■ ' При исследовании.действия растворов хлоридов лития, кальция и алшиния в этанольноы и дяиетялформамидном (ДМФА) растворах на смачиваемость поверхности.лавсановых и капроновых волокон было установлено влияние таких.факторов, как природа растворителя и катиона со-1 ли. Влияние катионов.смей цр увеличению их способности к повышению смачиваемости1 волоком различных растворителях ыозно отразить сла-'дуацушг рядами: для 'даваада - дтанольные растворы: Ь;С1<Д1С1з< .

; | , \ ; V Д®1 капрона - этанолыше растворы: Д1С13< к»; С1 1 раС12; - дам-растворы"; А1С13< .V»-,С1 ж. СаС12. ¡йтевда видно, что наиболее "унцвррсадьрым" по э^фацту- повышения смачиваемости волокон , является иой Са2+.';.'-.-у' ; ; '

' , Проведенные иоследовшиявоказали, чтоцрела обработок раство-

рами солей с последулщей промывкой и сушкой происходит изменение по только смачиваемости ( ? ) волокон, но я их диаметра ( с{). Изменение ' с) волокон не коррелирует с приобретаемой ими Е . В ряде случаев, прослешвается тенденция обратиопроыорционалыюй зависимости, в изменении С и о| При сильном набухании ионы соли проникают вглубь, волокна, нарушая его структуру ( с1 растет) с "залечиванием" дефектов поверхности,из-за чего С уменьшается.-В ряде случаев невод' ные растроры солсй вызываит растворение ■ полимера практически без . его набухания. Для капрона в этанольном растворе СэС]^ это можно объяснить схемой, на_которой показано оиздение электронов в-сильном "+" поле ионов Сай+, приводящее к амидо-имицолыюй таутомерхзации и исчезновению ме;шолекулярш.:х Н-связей.

Л Со'" С0**

н ~с- _„ .

в Г 4

« 0 0

« ^ С - л-и

н Ц

В результате '--полимерные цепи,5 начиная с поверхности, переходят в раствор независимо от проникновения молекул растворителя в полимер, т.е. без его набухания. При такой обработке волокна его, с! уменьшается, а С шчет растя ;

В приготовленных, водных растворах солей, являющихся исходными, мольные соотношения воды с катионами соли составляли:

I в концентрированных - на I катион 10-16 молекул воды;

II в разбавленных - на I катион 60-90 молекул воды.

В зависимости от концентрации (I или П) катионы солей по их влиянию на увеличение 2 волокон располагают в следующие ряды: '

Лавсан - этанолыдай раствор: I - и + < Са2+ < А13+,

. П - Ц + < М3+ < Са2+;

- дал раствор: I - Са2+< А13+ ^ и\

а - А13+< ь; + < Са2+; Капрон - этанольный раствор: I— А13+< Ь; + < Са2+,

а - и; +< А13+ ^ Са^;

- даФА раствор: 1-А13+<ь; + «г Са2'1",

Я - Са2+< А13+ с Ь! + . На капиллярность (К) капроновой нити существенное влияние оказывает продолжительность ее ввдерзелвания ( и , в кпн.) в растворе соли - рис.1. Для достижения максимальной ¿1 достаточно 5-ти шнуткот го издергивания волокон (нитей) в растворе соля при кокяатиой тёкпз-ратуре. Из рис.I видно, что зависимость К от тг делятся на три ян- . тзркэла: в интервала I - "индукционном" - раствор смачпзает поверх-

в

ность волокна, набухание а разрыхление последующей диффузией ионов

соли в волокно еще не "'достигло максимум. Интервал II - процессы разрыхления поверхностных слоев волокон и диффузия соли в них достигают максимума, одновременно начинает протекать процесс вымывания низкоиолекулярных фракций из волокна, что е совокупности приводит к повышению капиллярности. В интервале Ш - поверхностные слои волокна насыщаются ионами соли, низкомолекулярные фракции практически удаляются, что в целом снижает капиллярность волокон.

Исследования показали, что капиллярность капроновой нити, обработанной растворами солей с различными анионами, практически не ,зависит от природы аниона. Для дальнейших исследований, в основном, использовали хлореды металлов как соли,' не являющиеся окислителями, хорошо растворимые и наиболее доступные.

. 3. Изучение действия неорганических и органических веществ на. полимерные материалы в гомогенных системах.

Совмещение модифицирующих добавок с Еолокнообразущими полимерами в гомогэшшх системах производилось при их смешивании'в виде растворов/в общих'растворителях. Для этого была взята высококои^,визированная вискоза (В1Ш) и различные соли, а такяе органические вещества: полиэщзденгликаяи (ПЭГ), различной молекулярной массы, гли цзрин, палаши,.формальдегид, карбамид и малеиновая кислота. Установлено, что ПЭГ, введенные на различной стадии зрелости ВКВ и в .разных количествах-не оказывают существенного влияния на снижение . ддатмцческой вязкости системы и ее реологические свойства, также как ¿' введение, солей: КВч, Ка & СИ, А1С13, 2.п & 04, МпС12,

Ыа2 «5 203, СНзСрОЫа, $ Увеличение концентрации добавок от 'р,1 % до 5 % от массы «с - целлюлозы приводит к возрастанию вязкости. При совместна введении ПЭГ и названных солей вязкость ВКВ уве-: 'Задавалась при всеас.варааятах рецептур.

..] V; . Полученные результаты .трудно объяснимые с позиции "сеточной концепции" ВКВ, могут-быть объяснены на основании очевидного предположения о том, чтоглобулидация макромолекул приводит к уменьшения ме«молекулярного взаимодействия. В этом случае вязкость растворов

N

1 О-

I 1 11

о 1,0 2,0 1,0 4,0 едт

Рис.1

.Кконстанта капиллярности.

минимальна - ряс.2~а. Яря распрямлении макромолекул-(агрегатов) число контактов мезду ними способно возрастать - ряс.2-6, и тогда

вязкость долхна увеличиваться. В Щ * ~—" ^ случае ксаятогената целлюлозы одно-

а) ^ ^ именно зарякенше -0--С- 5 На- группы,

расположенные вдоль £ цепи

макромолекулы, из-за взаимного от-

гэдратные

тадкигаяяя способствуют ее распрям-

\

оболочки

лению - ряс.£-в, и б то ixe время

f сникают мекмолекулярноа взаимодейс-

лолярные группы ТЕие,из-за чего не происходит сниие-

нье вязкости раствора. В результате,

а -"глобулярное, б- вытянутое, ^ромолекулы (агрегаты) ксаятогена-в- промежуточные формы, та целлюлозы обладают променуточной

"х" - ивгаыгакулярнвв связи форкой мвзду ГЛОбулярной и вытянутой, и меяду ниш существует редкая сетка ые;лмолекулярных связей. Такое состояние является тармодинмш-чзски неустойчивым я система стремится к более устойчивому состоянию за счет дегидротации ионогенных групп и нейтрализации их зарядов,'что должно приводить к увеличению числа поперечных Н-ссязей и росту вязкости раствора. На основании этого можно заключить, что при введе- • нии добавок в системе ВКВ происходят 3. процесса: I - десольватация (дегядротацяя) ионогешшх и полярных групп, что увеличивает взаимодействие ''.езду макромолекулами и повыаает вязкость раствора; П -нейтрализация заряда ионогенных групп, что уменьшает отталкивание мавду макромолекулами и вздет к росту межыолзкуллрного взаимодействии и вязкости, по с другой стороны, способствует глобулизации мак->01юлекул, вызывающей снижение вязкости; Ш - разрыв мекколекулярянх Н-связей, что уменьшает взаимодействие мезду макромолекулами и снижает вязкость раствора. В большинстве случаев вязкость . ВКВ при введении добавок не изменяется или возрастает, что говорит о наи~ Г большем вкладе в вязкость ВКВ гидратация молекул.

Кроме ПЭГ и минеральных солей было изучено влияние ряда других соединений: глицерина, формальдегида,' маламлка, карбамида.. Глицерин..' и формальдегид увеличивают вязкость ВКВ, меламин - не изменяет. Введение карбамида в различных концентрациях и яря различной степени '■ зрелости ВКВ, делают систему более стабильной во времени,- а в от- j: дельных случаях уменьшают вязкость на 10-12

Было изучено влияние добавок различных вецеств на механические .' свойства (разрывная нагрузка - Р, разрывное удлиненна - £р ) пленок

из ВКВ. Получали пленки, содержащие е качестве добавок алюминат натрия, малеиновуя кислоту, Карбамид в различных концентрациях. Рис.3

и 4.

10,0 -

5.0

0.5

Рис. 4

1,0 С.г/юог

Рис.3 V - 4,0 С'Г/,0°Г ° .

I - алщлнат натрия, П - карбамид, Ш - шлеинозад.кислота

Из приведенных данных видно, что пленки, полученные из модифицированной добавками ВКВ,имеют лучше показатели прочности, чем контрольные образцы. Экстремальный характер зависимостей Р и Ср от концентрации добавок монет быть объяснен изменением надмолекулярной структуры получаемого материала. Для алюмината натрия взаимодействия с ксантогенатом целлюлозы осуществляются путем вовлечения во внутреннюю координационную сферу полягедроксокомллекса алгашшя первичных ОН-групп целллзлозы. Карбамид СКА> в растворах г.:о,:;ет существовать как в ассоциированной, так и ь ^ассоциированной формах, что зависит от его концентрации в растворе.

Рис.5 Рис.С Рис.7

Неассоциированше молекулы КА не способны образовывать "сшнв-кии, т.к.-расстояния мезду полимерными цепями значительно превышают размеры молекул КА, поэтому молекула КА образует с макромолекулой полимера одну Н-связь по одной из -НН2 группами КА, рис.5. При повышении концентрации КА с 2 г КА / I кг ВКВ до 5 г КА / I кг ВКВ КА образует ассоциаты, размеры которых достаточны для образования "сшивок", рис.6. При этом вязкость растворов повышается,•а плинки сформованные из них повышают прочность до 26 %. Дальнейшее повышенна концентраций КА, более 5 г КА / I кг ВКВ, приводит к распаду ассоциированных молекул КА при спиралевидной ориентации их вдоль цепей полимера с образованием И-связей по -НН2 группам, рис.7. Прочность плевок, полученных из таких растворов, снижается, вязкость практически 'не меняется или незначительно понижается.

Были такне сформованы пленки из ВКВ с добавлением солей г.;зтал-лов. Растворение солей щелочных растворов ВКВ идет медленно, особенно при увеличении концентрации соли. Из растворов ШУ, содеряадах

соли Со~+, Си2+, Сч3+ получались окрашенные планки. Прочность пленок увеличивалась только при введении в раствор ВДВ хлорида Со (П).

4. Изучение действия неорганических и органических веществ на полимзрнва материалы в гетерогенных системах.

Исследование действия модифицирующих добавок в гетерогенных системах осуществлялась путем выдерживания сформованных волокон в растворах вибрашшх веществ а последующей промывкой и' суокой волокся. Было изучено влияние катиона соли яа гидрофильноеть полакапро-амидных (ПКА) волокон, для этого осуществлена обработка ЯКА нитей водными pacTBopai.ni различных неоргаяичесних солей, Ка основе экспериментальных данных построена зависимость капиллярности (К) от ра-, диуса (В) катионов металлов. По этому показателю все катионы делятся на три группы: I - соли, обработка водными растворами которых приводит к увеличению капиллярности ПКА адти. Это - соли лития, рубидия, цезия, кальция; П - соли, обработка которыми приводит к незначительному уменьшению капиллярности. Это - соли натрия, калия, ' магния, стронция, бария; Щ - соли, обработка водными растворами которых приводит к значительному уменьшении капиллярности. Это - соля кобальта, марганца, никеля, хрома, алюминия, меди, г'.е. соли глетал-г лов, катионы которых являются сильными комшгексообразователяш.

Исследование методом рентгеяоетруктурного анализа образцов 1ША волокон, обработанных водными растворами неорганических солей показало, что глубоких структурных изменений а волокне не происходит, процессы, в основном, проходят на поверхности и в слоях близких е. поверхности волокон. Рентгенофдуоресцеятный анализ показал присутствие ионов металлов в^ГНА волокнах, причем, такие катионы матал-лов как Си2+, 2п~+, 8ч'с+, хорошо удерщгваются волокяои, а Ва2*, На* - обнаружить не удалось. '

Для изучения причин,, вызывавших повнаенае или понижение гидро-фильностп ПКА волокон при обработке их соляш металлов, был иссло-довая химический состав по слоям ПКА волокон, обработанных хлори- ; ; дами кальция и хрома (Ш). Исследования проводили методом электронно -зондового микроанализа. Выбор таких химических элементов как Са2?;, и Сч3+ основан на том, что Са значительно увеличивает гидрофнль-''. яоеть, а Сч3+ - ее уменьшает. На диаграмма ряс. 8 представлено ,ра6г* пределенпе катионов хрома (Ш) - I и кальция - 2 а модифлцнроваяных' -ПКА волокнах.

I. 2.

Рис. 8.

а - волокно обработано водным раствором соли, б - волокно обработано водно-этанолышм раствором соли.

Рептгзнофлуоресцентнкй анализ был проведен и для образцов вискозных волокон, обработанных хлоридами различных металлов, который показал, что катионы Си2+, 1 ir+, Ы12+, Со2+, Йч2+, C4d+ хорошо удер-. живаются вискозным волокном, что связано со способностью этих металлов к комдлексообразовашю, а ионы Ва2+, Ка+ - обнаружить не удалось. Изучение механических свойств модифицированных этики солями металлов вискозных нитей показал, что прочность и удлинение повышается (Р на 30-40/?), в 5-2 рааа) при обработке нитей такими многозаряднымя ионами как Со^+, f:irr+, Сч3+, AI^+,Ca'c+, M^t Это связано с изменением состояния поверхности вискозных волокон либо за счет образования "сшивок" с полимером катионов металлов, либо за счет разрыва катионами металлов (Са°+, Ы-связеМ кеэду цепями полимера и образованием при их вымывании более плотных структур. Были такке неучены механические свойства вискозных нитей после обработок растворами малеиновой кислоты и карбамида различной концентрация. С малеиновой кислотой прочность достигает максимума при концентрации добавки 2.5 г/л. Обработка бискозной нити КЛ с концентрацией от 0,5 до 3 г/л и от 6 до 10 г/л приводит к повышению прочности, а при концентрации КА от 3 до 6 г/л - к ее понижению.

Интересные экспериментальные данные были получены при испытании прочности модифицированных КА вискозных нитей в мокром состоянии. Для всех исследованных образцов прочность в мокром состоянии была выше, чем у исходного. Ыозно предположить, что сухке модифицированные нити содержат КА в связанном состоянии, о чем свидетельствуют термогравяметричеслие испытания. Ври помещении образцов в воду начинается проникновение воды в поверхностные слои волокна, расстояние мезду макромолекулами целлюлозы увеличиваются. Одновременно-происходит ассоциация отдельных молекул КА. е его концентрированном - растворе при проникновении в волокно молекул воды. Ассоцкаты IU способны образовывать "сшивки" мевду макромолекулами полимера, л рег

¡ультате чего происходит повышение прочности волокон в мокром сос-юяши, т.е. водостойкость обработанных КА волокон растет.

выводи

Предложен метод определения смачиваемости поверхности волокон, который отличается от существующих своей быстротой и доступностью, ■ не требует специального сложного аппаратурного оформления и дает возможность определить смачиваемость поверхности любого волокна и энергию адгезии к его поверхности любой жидкости. I. -Установлено влияние природы растворителя я катдона соли на смачи-газмость обработанных лавсановых и капроновых волокон. При этом наиболее "универсальными" по эффекту повышения смачиваемости волокон являются пони Са^+.

Показано, что после обработок раствора!,ш солей металлов происходит изменение диаметра волокон, при этом в ряде случаев прослеживается обратная зависимость в изменении смачиваемости л диаметра волокон.

3. Установлено, что на смачиваемость волокон существенное влияние оказывает концентрация соли б растворе. Составлены ряды катионов солей по их елиянию на смачиваемость волокон в зависимости от концентрации, при ртом зависимость смачиваемости волокон от концентрации соли имеет сло::;шгй экстремальный характер.

Установлено, что капиллярность капроновой нити, обработанной растворами солей с различными анионами, практически не зависит от природы аниона. Анионы солей оказывают заметное влияние на механические свойства капроновой нити.

4. Определено время выдергивания капроновой нити в растворе солй для достижения ею максимальной капиллярности.

5. Показано, что по влиянии на гидрофильность капронопих. волокон катионы солей кошт разделить на три группы:

I группа - соли, обработка водными растворами которых приводит к увеличению капиллярности ( соля лития, рубидия, цезия, кальция); Л группа - соли, обработка водными растворами которых приводит к незначительному уменьшению капиллярности ( соли натрия, калия, магния, стронция и бария);

Щ группа - соли, обработка водными растворами которых приводят к. существенному уменьшению капиллярности (соли кобальта (¡1), марганца (И), никеля (Д), меди (П), хрома (Ш), алюминия (Ш)). ' ■•

6. Установлено методом ренггеяоетруктурного анализа, что глубоких: структурных изменений капроновых волокон при их обработка раство-

рами солей металлов не происходят, все процессы протекают на поверхности и в слоях близких к поверхности.

Подтверждено данными рзатгеноцЛуоресцентного анализа присутствие ионов металлов в цоликадроашдном волокне после обработок. Электронно-зондовым микроанализом установлены различия в распределении ионов и Сч + по слоям капроновых волокон; eijcoko-зарядные катионы хрома (Ш) концентрируются на аовзрхности волокна, а катионы кальция (Я) способны проникать вглубь волокна и остается там после промывки водой.

7. Обнаружено, что прочность капроновых волокон и нитей после обработок неорганическими солями сохраняется, а в некоторых случаях увеличивается до -20 А,

Установлено, что полученные из растворов вискозы пленки при определенных количествах добавок алюмината натрия, мадепновой кислоты или карбамида имеют лучше механические свойства, чем контрольные образцы. При этом присутствие этих веществ в определенных количествах увеличивает равномерность гидратцеллшозноп структуры.

Показано значительное повышение разрывной нагрузки ( па 20-40 %) .и разрывного удлинения ( в 1,5-2 paya; при обработке вискозных нитей солями многозарядных металлов - NICIg. СоС12, MiiCI^, C4CI3, AlCîg. Присутствие ионов металлов в вискозном волокне после обработок .-подтверждают данные рантгенопшуоресцентного анализа.

8. Установлено термогравиметрическим анализом, что модифицированные растворами карбамида вискозные нити, после промывки и высушивания, содержат карбамид з связанном состоянии.

9. Экспериментально установлено, что путем обработок капроновых волокон и нити растворами неорганических соединений можно получать текстильные материалы с улучшенными гидрофильными свойствами, а при обработке вискозных волокон и нитей неоргаяичеинша и органическими нязкомолекуллршми соединениями получать вискозные нити

с повышенной механической прочностью и водостойкостью, что гложет быть рекомендовано предприятиям химических волокон для улучшения потребительских свойсте капроновых и вискозных волокон и расширения областей их применения.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Платова Т.Е., Павлов H.H. Исследование действия растворов солей в смешанных растворителях на поверхность синтетических волокон. Тез.докл.: О Осесоюз.совещания по сольватации в растворах. -г.Лвапово, 1904, т.2, с.64.

2. Платова Т.Е., Павлов H.H., Артемов A.B.. Изучение влияния добавок солей .металлов на смачиваемость капронового волокна. Тез.докл.: Реснуил.пауч.-техн.конф. "Пути развития научно-технического прогресса в текстильной промышленности" - г.Тбилиси, Ï986, с.140.

3. Платова Т.Е., Павлов H.H., Артемов A.B. Влияние солей металлов

на смачиваемость синтетических волокон. 1'ез.докл.: Всесоюз.науч.-тех.кон?). молодых ученых. - г.Иваново, 1987, с.53.

•1. Карева S.A., Павлов H.H., Платова Т.З, Изучение смачиваемости капронового волокна, обработанного растворам! хлоридов металлов. Тез.докл.: Моск.гор.науч.-практ.конф. "Лучшие работы студентов -народному хозяйству Москвы". - г.Москва, IS87, с.64.

5. Платова Т.Е., Павлов H.H., Артемов A.B. Влияние солей металлов на смачиваемость синтетических волокон. - ж. Химические волокла, I96Ü, Гс 2, с.35. .

5. Павлов H.H., Артемов A.B., Платова Т.Е., Павлова В.В., Сидоро- , ■ ва Т.П., Могальшцкая И.Л. Оценка капиллярности текстильных материалов по кинетике смачивания. - я. Химические волокна, 1988, а 4, с.22.

?. Павлов H.H.,.Артемов A.B., Платова Т.Е., Павлова В.В., Сидорова Т.П., ¡'логильницкая II.П. Оценка капиллярности: волокнистых материалов. - Тез.докл.: Ресаубл.науч.-техн.кон$. "Пути повышения качества продукции в текстильной промышленности" - г.Тбилиси, 1988,

" C.II6-I18. '

8. Артемов A.B., Балабанова Л.В., Павлов H.H., Фролов В.И., Платова Т.Е., Никулина И.В. Исследование донорно-акцепторного взаимодействия хлоридов Со (П), Сч (II), Си (Я) с полиэтиленгликолем в ; водно-ДЛФА растворах. - а. Известия ВУЗов, Химия и химическая технология, 1988, т.31, ït 9, ' с.115-116. '

9. Карева Е.А., Платова Т.Е., Павлов H.H., Артемов A.B. Модификация, полиамидных волокон и нитей с цельи улучшения смачиваемости. -. Ыежвуз.сборник науч.трудов "Разработка новых технологических процессов, оборудования и материалов для текстильной и легкой про-' мшвлешюсти" - г.Москва, 1989, с.61-62.

10. Фролов В.Л., Платова Т.Е., Коротченко H.A., Козлова Л. А. исследование возможности использования некоторых окислителей для

■ очистки оборудования от меди. - Сборник науч.труд. ВИИ колике пых волокон. - г.Мытищи, 13У9, с.116-119.

11. Павлов H.H., Платова Т.Е. Расчеты составов гетеросольватных комплексов ионов металлов в бинарных координирующих растворите лях. - Тез.докл.:1У Bcccora:;. совещания "Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах". - г.Иваново, J.9B9, с.49.

12. Землянская К.В., Курохтина Т.;'.".., Платова Т.Е. Изучение влияния солей металлов и органических добавок на механические свойства вискозных пленок. - Тез.до/л.: Всесоюз.науч.-т_-хп.конф. молод!

. исследователей' по проблемам текстильной и легкой промшлзннос! - г.Ыосква,. 1990, с.68.

13. Павлов H.H., Артемов A.B., Платова Т.Е., Курохтина Т.;,;., ¿ешь екая Е.В. Влияние неорганических и органических добавок на механические свойства материалов из вискозы. - Тез.дскл.: Pecnyi науч.-техн.конф. "Наука л произемство: проблемы, пояски, реи ния". - г.Тбилиси, 1990, с.123-125.

14. Платова Т.Е., Курохтина Т.М., Будкова 11.Т., Прозорова r.JJ. 13л яние модифицируицик добавок на вязкость высококонцзптркроганн вискозы. - Ыесвуз.сборник "Химическое модифипирова'шв полимер ных материалов, поверхностно-активные вещества и дисперсии не лимеров в текстильной и легкой промышленности и в про/л-шодсм химических волокон". - r.iiocKB'i, IüSO, c.3o-39.

15. Артемов A.B., Павлов H.H., Личкоп 3.Ü., Шевелев В.ъ., Ллаторг О взаимодействии карбамида с цепными молекулами. - .:. 11с 1-то;:-

г о „

ХШ1Jlf ± w ^J. , ... v , ^ r . _

16. Платова Т.Е., Землянская й.В., Павлов H.H., Артемов A.b., Курохтина Т.М. Влияние некоторых добавок на физико-маханическт свойства пленок, подученных из висококонцентрирова/шол япско

■ Тез.докл.: Всесоюз.науч.конф. "Проблемы модификации цриродип синтетических волокнообразующих полимеров" - г.Москва, 1S3I,

' с.126-127.

Подписано в печать 06.04.92. Сдано в производство 08.04.92 Формат бумаги 60x84/16 Бумага шюк.

Усл.печ.л. Уч.-изд.л.

■> Заказ 289 Тира?. 90

Ротапринт ЫГТА^ 117419, Москва, Донская ул., 26