Получение гомо- и сополимеров четвертичных солей диметиламиноэтилметакрилата и их применение для улучшения технологических свойств хлопковых волокон тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.06 ВАК РФ

р Г Б ОД

1 о № Ш5

министерство высшего и среднего специального образования республики узбекистан

ташкентский химико-технологическии институт

ПОЛУЧЕНИЕ ГОМО- И СОПОЛИМЕРОВ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ СОЛЕИ ДИМЕ ТИЛАМИНОЭТИЛМЕТАКРИЛАТА И ИХ

ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ХЛОПКОВЫХ

ВОЛОКОН

02.00.06 - Химия высокомолекулярных соединений

АВТОР ЕФЕРА Т диссертации на соискание ученом степени кандидата технических наук

На правах рукописи Эргашева Дил.ьфуза Амиловна

Ташкент 1995

Работа выполнена на кафедре "Теоретическая химия* Ташкентского ордена Дружбы народов института текстильной и легкой промышленности им. О. лхунбабева и научно-исследовательской лаборатории полимеров Ташкентского химико-технологического института.

Научные руководители:

доктор химических наук. профессор Исмаилов И. И.

кандидат химических нале. с. и. с. максунова л. С.

Официальные оппоненты:

доктор химические наук, профессор Наджимудинов В.

кандидат технических нау*, доиент СайФутдинов Р.

Ведлзал оргаюгзашга:

Таакеитский институт ирригашт и механизации сельского хозяйства.

ш

Зашита состоится 1995 Г. В часов

на заседании специализированного совета Д 067.гч. 21 при Ташкентском химико-технологическом институте по адресу: 700029. Ташкент-29, ул. т. Иевченко, 1. ФХТСШ. ТХТИ.

Автореферат разослан "1

Ученый секретарь спевиаяиэироваиного совета доктор химических наук, профессор

'■v/MMSwb г. i

Руэиев Р.

Обяая характеристика работа

Актуальные проблемы, В настояиее время в области синтеза высокомолекулярных соединения все большее внимание уделяется разработке катиошшх полимерных матеряаяоз и изделий на их основе, что обусловлено как спеииФическимя особенностями реакпий образования полинеров этой группы, тал и их разнообразными пенными свойствами: В этой аспекте особый интерес представлял- исследования гоно- и сополимеризашга четвертичных солей на основе К. Н - диметал - и К. К - яиэти-ламиноэтилметакрилата. при относительно невысоких температурах, в результате которых получаются полимеры с высокой нолекудярной массой и регулярным расположением активных функциональных групп. Наличие в структуре четвертичных солей н. я - диалкиланиноалхилиетакрилатов реахпионноспособного четвертичного атона азота придает сополимерам ряд отличительных Физико-химических свойств, что обеспечивает их широкое примияение в качестве контактных линз, покрытий, бактерицидных препаратов. ФЛ0К7ЛЯНТ0В и т.д. Перспектавния в этой направлении представляется синтез новых мономерных солеа Н, Н-диметияамяноэтиянетаю>ялата и исследование закономерностей реакций их полимеризация, и сополииеризапии при относительно невысоких температурах. что представляет теоретический и практический интерес.

Диссертационная . работа выполнена согласно

тематического плана' Таакентского института текстильной и . легкой промшленности по теме: »Исследование модификации природных и синтетических полимеров с цель*» улучаения их эксплуатационных свойств" (номер Гос. регистрааяи 01340051966), координируемый научным советом по химии высокомолекулярных соединений АН Республики Узбекистан.

Цель Рзблты Синтез катионных полимеров на основе аммониевых солей 2-йодпропаяа и монойодуксуснокислого к -динетиламшоэтилнетакркзата I разработка на их основе водорастворимой композиции для облагораживания хлопковых волокон.

Поставленная аель достигается пгтем решения сяедуювдх

задач:

- исследование закономерностей у. неханизна образования полимеров г-яодг.ропгна и монокодуксуснокислого к. н-диметгдламяноэгилметакрил.-та к их сополимеров с к-вгнидпирролидоном;

- г -

- установление структура синтезированных гоне.- ' и сополимеров и изучение их Физико-химических свойств;

- разработка полимерной коисозивии на основе ионойод-уксуснокислого И, Н- динетиланиноэтилиетакрклата и ее применение для облагораживаний хлопкового волокна;

- разработка и промызлекное испытание рецептур полимерной кокпозядии на основе сиктезирозагеак полимеров.

Научная яоризна работ» закяючяается в тон, что в ней:

- показана возкохность осуиеетвйекия комплексно-радикальной аолгаеризавии четвертичной соли г- иодпро-пака, мояойодук^уснокисйого К, К- лиметияами-лоэтил-метахрилата, где реакяий протекает по донорио-акцепторнокг механизму;

- установлен на количественном уровне химический состаё и строение донорно-акцепторного комплекса. Предложен механизм и кинетическая схена наблюдаемой реакции;

- проведена соподимеризавия 2- йодшюпаяа. нонойодуксус-покислого К, Н- динетиланиио^таянетакрилата с }!-шшияпирралидонон. определены константу сополимеризавии л г, , факторы активности к полярности сонономеров;

- вычислены значения параметров к и оС в уравнения Карка-Куна-Хаувинка для сополимеров 2- яодпропана н. к- дккетиламиноэ'гилнетакрилата с й- е:шил'пирроли-яонон;

- на основе синтезированного полимера нонойодуксусио-кислого К, К- динетилакиноэтилметакрилата и .его сополимера с н- винияпирролидсном разработана конлоэииия для облагораживания хлопковых волокон;

- изУчека структурные характеристики коявФитяювакний хлопковой: ЬоА'О&'йй.

Практическая пеШст'ь- -Мбо'Ш. ШШ$Ш

ионоиодуксуснокислого. н. к- диметилаи1:н0этил«етакрйяата и ёгб' сополимеры с К-винилпирролидоном использована В качестве" кодификаторов хлопковых волокон, в результате проведениях исследований на Вабкентской прадшльно-ткаикой Фабрике установлено, что обработка хлопкового волокна композициями на основе указанных гомо- и сополимеров способствует улучшению ее перерабатмваеиости при прядеики и физико-механических свойств пряхи, снижаются обрывность и выход угара.

лпробапия работы. Основные результата работы докладывались на Республиканской конференции "Химическая технология текстильных материалов" (Таакект. 1992 г. I. на Республиканской конференции по химии высокомолекулярных соединений "Узбекистан Макро-92" (Ташкент. 1992 г). на конференции молодых ученых по химии и Физике высокомолекулярных соединения (Ташкент, 1994 г. )

Публикад№?. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе получен патент СССР,

Структура и обьем работы, диссертационная работа состоит иэ введения, литературного обзора. методической части, обсуждения полученных результатов и выводов, изложена на 118 страницах машинописного текста, содержит 38 рисунков и 14 таблиц. Список литературы содержит 123 библиографических наименований.

Основные результаты работы

1. Синтез и радикальная яолимеризавия нономерних солей Н, И- дииетилакиноэтилнатакрилата

Синтезированы новые метакриловые мономеры Я. Я- диме-тияаниноэтилметакрялата с г-иодпропанон (ДКАЗКА«2ИШ и ионояодуксусноя кислотой (дназна-иук).

Х;:>шдаскс>е строение и состав нононеров подтверждены ДйР-, хяеларопическими методами и анализом элементного

-состава.

Установлено, что в первой случае образуются обычные нононерные четвертичные сояи. а во второй димерни! комплекс по следу»сея схеме:

сна : C(CHj) - COCCH-CHjKfCHj)^ ♦ JCH,COOK ----

jr

СН5-С(СН^)СОССНгСЯ2Н(СНл)3СК^СООНН(СНл)г CHjСК»ООС-С(СН,) = сн2

\

Предварительными исследованиями выло успаигангено. что указанные соли в отсутствии радикальных инициаторов, не полимер!.зуются. Однако, реакция полиге-ризатт' ДКАЭНА>2-ИП. ДКАЗИА- • /к осуществляется легко при* добавлении радикального югааиатора динитрил азобисизомасляной кислота (Дак> ери температуре исключающий его

термический распад. Причина образования активных центров указанной реакции, по-видимому связано с непосредственным взаимодействием кономерлоя сотс я инициатора с образованием комплекса с переносом заряда (КПЗ). Образование комплексных соединений объясняется спецификой электронного строения исходных компонентов и подтверждается окрашиванием системы при .сливании раствора нономериой соли и инициатора.

Для получения достоверной информации о процессе компяексообразоваиии кономерной соли с " ДАК проводились исследования нетодоя электронной спектроскопии в диапозоне длин волн 260-500 нм.

Показано, что в спектрах поглощения снесей появляются новые интенсивные полосы поглояеяия (для дмАЗИА»гЮ1 + дак Д-365 нм для ДКАЭКА-КУК ♦ ДЛЯ А-ЗТв ям). Появление козой полосы, согласно теории иалликена. обусловлено с возникновением в системе молекулярных комплексных соединений.

состав, комплекса исследовали методом "изонолярной серии". Диаграмма 1:зоколярных серий показала, что макс даун оптической плотности наблюдается при эквимоляряои соотношении реагентов и состав комплекса мономерная соль - ДАК равен 1:1. Константа коплексообразозания (К?), найденная графической интерпретацией уравнения Бенеии-Гильдебргнтда для системы ДНАЭНА гип оказалась расной . 1.69 л/моль, а коэффициент экстинкнии 14. 7 л/иоль си.

Рассчитаны ■ термодинанические паранетры реакции комплексообразования для системы ДИАЭМА 2Ш - ДАК - изменения энтальпии ( йн - -9.32 кДж/ноль), свободной энергии ( = -4.97 кДж/ноль) и энтропии (45» -3,5 э. е. >. Отрияательяк® значения полученных параметров свидетельстзу^т о- то»иЧГС® реакция комплексообразования протекает садапроиэводзяю с выделением тепла. Косвенше сведения о степени- тжизаяшв компонентов в результате их взаимодействия подучены пие измерении величины удельной электропроводности- < ЗС > совмещенных растворов нононерноя соли и ДАК в этаноле во времени. Кривая изменения электропроводности указанных растворов проходит через максимум и имеет четко выраженные три

участка. Время, в течении которого электропроводность раствора не меняется, отнесено к процессу образования стабильного комплекса, резкий подъем значения ЗС система - к накоплению продуктов ионого характера, а спад величины электропроводности к уменьшению концентрации в реахпионноя среде.

Результатами спектроскопических исследования и элементного анализа показано, что строение и состав полученных полинеров соответствуют исходным нономерным солям.

Установлено, что эффективные ингибиторы радикальной полимеризапии. такие как гидрохинон, кислород воздуха, иминоксильные радикалы 2.2. б, б- тетранетилпиперидил-1-оксил. останавливают полимеризацию исследуемых иононерных солей. Эти Факты свидетельствуют о том. что полимеризация синтезированных иононерных солей ДНАЗНА«2ИП. днаэка»иуз:. инипиро ванная донорно-акцепторный взаимодействием, имеет радикальную природу. Уравнение для начальной скорости полимеризация ДНА2МА 2ИП в присутствии ДАХ можно проверить экспериментально. В связи с этим нами были исследованы кинетические закономерности этой реанпии.

исследования проводились дилатометрическим нетодом до малых степеней превраше!шя 10 х в условиях гомогенности систенн в среде динетилсульфоксида.

Показано, что скорость полимеризации повышается с увеличением температуры я найденные значения энергии активация полимеризации дкАЭНА-гнп и ДМАЗМЛ-йук равны 41.8 кДж/моль и 49, з кдх/моль соответственно.

С повышением концентрации инициатора и мономерных солей начальная скорость реакгии полимеризапии возрастает. Логарифмическая зависимость скорости реакции от концентрация инициатора и мономера носит линейный характер. Найдено.что полимеризация ДНЛЭНА-гип, ДНАЭКА-ЯУК характеризуется порядком по мономеру равным 1.5 . 1.6 соответственно и порядком по инициатору равным 0,5. Это свидетельствует о бимолекулярном обрыве раступих цепей.

Завышенное значение порядка реакции по мононеру и низкое значение энергии активации еш? раз показывает, что лимитнруюяей -стадией процесса полимеризация ДИЛЭНЛ 2ИП и ДМАЭНА ИУК в присутствии ДАК при невысоких температурах является образование молекулярного комплекса.

Таким образом кинетические и спектроскопические исследования позволили предложить следуюлий механизм образования пояичетвертичных солей : на первой стадии

протекает реакция образования донорно-акцепториого комплекса между нонокерон и инициатором По достижении определенного времени происходит его распад с переносом электрона и образуются свободные радикалы, 'которые далее реагируя с мономером. начинают рост кепи.

£. Сополимеризашя нонокерних солей К, К -диметилами-нометакрилата и 2 -иодпропака. ионоиодуксусной кислоты

с К - вякиллирролидоном

Сополимеркзадией - К - винилпирролидоиа с различными полифункииокальнымя мономерами в частности с производными Н. н -динетиланикометакрилата, могут быть . синтезированы сополимеры, о&ладактеие пенными свойствами, вследствии наличия высокояояя^ных групп. в связи с этим нами был подробно изучен процесс полимеризации вп с диаэна-2ИП и дмаэна-иук.

Исследование сополимеризации указанных реагентов проводили в присутствии инициатора лак в среде органический растворителей при 303-323Х.

Хинический состав и структуру полученных сополилеРов подтверждали данными элементного анализа и ИК-спектроскопиеЙ. в 1Ж-спектрах продуктов реакции сополикериэапйи наблъдаЬтся линии поглощения в области 1100-1265 сн"' , относишься к валентный колебаниям слохнозФиркой группы и полоса Поглощения в области 1650 см""'. отвечающая валентным колебаниям карбонйла ( СО > пирролидонового никла. Полосы поглощения валентных колебаний двойной связи ( С = С .) отсутствуют. что подтверждает сополимериэапию по двойной связи. С нелью определения оптимальных условий процесса, иследовали влияние различных Факторов : соотношения исходной концентрация инициатора к нононерной смеси, природы растворителей й температуры.

Рис. 1. Зависййое¥Ь состава еь8ояййег>б8 от состава исхоШШ кономериой смеси:

1- дкаэма- иук с вп

2- диаэна.2ип с вп

^ су> про о,го (суцьшама. ь иксерюЛ ьмлеи

о

для определения влияния состава исходной концентрации мономеряой смеси на состав образующихся сополимеров реакцию проводили при различных мольный отношениях сомономеров. Результаты этих исследования представлены на рис. 1.

Диаграмма состава сополимеров (рис. 1) показала образование азеотропа для обоих систем: для ДМАЭИА'2Ш1 с ВП 0,43:0,67 моль.доли и -ДНАЭНА• яук 0.59:0,41 МОЛЬ. доли.

Известно, что определение значений констант относительных активностей мономеров позволяет охарактеризовать строение сополимеров и коррелировать состав образующихся соединения, создавая при этом возможность целенаправленного синтеза сополимера требуемого состава. Значения констант

сополинеризаиии определяли на ЭВМ по принилпу Флорк (табл. 1).

Как видно из таблицы, ДКАЗНА-гип является более активным мономером, чем &1АЭМА-ЯУК, сравнительно большие размеры которого затрудняют его подвижность. Из

произведения констант сополимеризааии следует, что оба типа образующихся радикалов значительно быстрее реагируют с чужим мономером, чем со своим, и в сополимере соблюдаются чередование ЗЕеньев (Г/ • г, < 1). Одной из причин такого явления, как известно является различие в полярности

мономеров и радикалов. Для определения Факторов активности мономеров было использовано уравнение ллфрея и Прайса, которое связывает удельную активность (он полярность (е) продукта присоединения радикала с относительными

активностями г, и г, .

Таблица 1.

Значения параметров сополимеризадии ДКАЭИА-гип и

лмазка-нтк с Н- еинилпирролидоном

ч : Г2 : 1/г, : 1/1% : : г,- г( : и ! ' : Ч

ДКАЭМА • 2ИП ♦ вп

0, 66 0. 34 1.7 2.9 0. 19 0. 32 0, 15 0. 14 -1, 14

ДМАЭИА • ИУХ + ВП

0, 16 0. 35 6,2 2,6 0, 056 0. 13 0, 56 0, $4 -1, 14

Для указанных бинарных сополимеров математической обработкой полученных данных построены графики зависимости дисперсии мономеров от начального нономерного -состава.

- в -

Показано, что в азеотропноа точкг дисперсия приближается к нулю, т. е. максимальное чередование звеньев в структуре имеет азеотролный сополимер. Такое положение отчетливо видно из значений вероятности образования различны:: яиадных и последовательностей звекьев в макроцепи сополимера, что и указывает для изученных систем рост макромолекулярной цепи происходит по типу -И/ -Н£ - или - в достаточно

еироког! диапозоке (0,3-0.8 ноя. доли) состава ьонокероз. а рост цепи по типу -И;- или -К»-И-- происходит только при большой содержании одного из компонентов.

3. Определение Физико-химических свойств синтезированных полимеров

Известно, что одним из захных характеристик полизлектролитоз. определяхжих комплекс их разнообразных свойств явлется молекулярная масса. Дяя определения значений молекулярной массы я констант Ни сА- в уравнении Карка-Куна-Хаувинка нами проведено фракционирование (методом дробного осаждения) сополимера ДКАЭНА-2ИП с Я -Бинилпирромедонон. Нстс.дон вискозометрии исследованы вязкости как фракционированных, так и не.фракционированных, образцов. По полученным данный слдементации (исследования проводились в институте химии и Физики полимеров АН РУз) и характеристической вязкости рассчитаны молекулярные' массы образцов и определены константы уравнения Марка-Кук а-Хаузинка для сополимера ДМАЭКА«2ИП с К - винилпирр-онедоном

С £ 1 - 4-. 36 • ю"5 пел1>. дл/г

При изучении вязкостных свойств разбавленных водных растворов полимеров и сополимеров ДЯАЭМА«ЕИП. ДИАЭМА•ПУК установлено, что они относятся к классу полиэлектрояитов.

Анализ иссдедоеакий электрохимических свойств синтезированных полимеров воказквает. что эквивалентная электропроводность возрастает с разбавлением. Изотермы электропроводности носят нелинейный характер, что указывает на ассоциацию ионов в растворе.

Известно, что полимеры аииноалкиловых нононеров нетоксичны, хороио растворяется в воде и могут проявлять антимикробные свойства. Проведено бактериологическое испытание сополимеров на основе иояпроизводных солей н, Я- динетилами-ноэтилметакрилата с .!- винилпирролидоном на кафедре "Иикробиология" Ташкентского первого медицинского института. Микробиологические исследования показали, что сополимеры ДЯАЗНА 2ИП обла!ают ноакым антибактериальным воздействием по сравнений с примеияемыи' в медицине хаиамипинон, ампициллином.

4. Разработка и применение полимера на основе моноиодуксускокислого диметиланиноэтилнетакрилата я его сополимера с К- винялпирролидояом для облагорахизания хлопкового волокна

Наличие бахтериошкных и полуэлектролитных сзоястз синтезированных полимеров обусловило их использование в качестве модификаторов з процессе хлопкопрядения. При этом изучено влияние синтезированных полимеров на параметра прядения. Физико-механические и структурные характеристики хлопкового волокна.

Особенно результативные показатели получены при применения полимера на основе монойодуксусяокислого н,и- днме-тдламиноэтиянетакрилата и его сополимера с н- еинилзирролидо-нон. В связи с этан в качестве объектов исследования, нами выбраны эти соединения.

Экспериментальные исследования- показали. • что I х-ные водные растзоги ^силТезирозанных полимеров на основе ДЛАЭКА» КУК и его сопояинера с к- вяниязирролидонон очень вязкие, что сээда»? значительные трудности для нанесения их под давлением схатого воздуха.

Кроне того, при высокой вязкости повстаетея коэффициент трения волокка-металл. что мохет еызеять обрыз нитей и волокон, а также часто высоковязкие растворы полимеров имеют тенденд-ло к образованию капель на поверхностях моечных ванн, что мозеет вызвать пятна на тканях. В связи с этим было исследовано влияние концентрации добавляемого полимера э композиции на прядиность и Физшсо-механические свойства хлопкового волокна на примере полимера монойодуксунокислого к. Н- диметиламиноотилметаетилата.

Установлено, что когда облагораживание проводилось в отсутствии в композиции ПДКАЭНА'ИУК влажность.. хлопкового волокна оставалось на уровне контрольного образца. Также не наблюдается снижение обрывности ва кольпепрядильных машинах. После облагораживания число обрывности не превыяает во обрывов на юоо веретен/час при норме 90-100 обрывов на юоо веретен/час. В целом в результате облагораживания обрывность снижена на гб-гея .

проведением серии экспериментов определено оптимальное количество компонентов композиции в следлмяен соотношении (масс./.) : вода - 94,47: ЛМАЭНА'ИУК - 0.53; глицерин -5,0. Приготовленная кокпозивия наносилась в соотношении от массы хлопкового волокна, физико-механические свойства хлопкового волокна на основе оптимальных композиция приведены в табл. 2. 3.

Из данных таблиц г и 3 видно, что в контрольном образце полуфабрикатов влажность уменяается во всем технологическим переходам. . Облагораживание хлопкового

волокна по технологическим переходам имеет стабильную влажность по сравнению с контрольным, «то составляет 5. г-5. в у., это позволяет придать волокну эластичность и

улучшить технологический продесс прядения. Качество прочеса чесальных лент улучвается. количество узелков на площади 30x30 си /иеныаается на 22-25Z, коэффициент вариации чесальной ленты на ленточных машинах снижены на 35%. Снижение обрывности на кольпепрядилькых машинах приводит к Увеличению выхода пряжи из ровницы, повышению производительности оборудования к повышает качество выпускаемой продукции.

Таким образом,, сочетание в составе композиции полимера днаэна ♦ ПУК позволило значительно улучшить характеристики Физико-механических свойств хлопкового волокна.

Проведены опытно-промышленные испытания разработанной конпозипии на Вобкентской прядильно-ткапкой Фабрике Бухарского производственного хлопчато-бунажного объединения.

хаблииа г

Влияние состава водорастворимой полимерной композиции на основе £МАЭИА • ИУК на влажность, механические свойства и прядимость волокна

Состав эмульсии масс, у.

Наименование показателей волокна

Вода : разрыв :хоэФФ, :Разрыв:КоэФФ. :влаго-¡Число :ная :вариап:удлине:вариап;содер-:обрывов :наг- :яо раз:ние, я:по раз'.жания. :на ;рузка '.рыбной: :рыв. : г :пряд.

с. ¡нагруэ: : удлине: :мааинке

: ке. у. : '.нию, : :на юоо

; ; : : ; :вер./час

1. Контроль без обработка too

г. - - loo

3. 0.53

4. - 5.0 95

3.4 26. Т 13.0 19.9 4.3

3.5 28.5 13.0 20.6 4.4 99.77 4.0 27.0 12.0 20,0 4. ft

3.6 29.1 13.0 21,2 4,4

5. 0,53 5.0 94,47 4,5 24.1 14,0 16,0 5,8

6. 0,53 5.Q 94.47 4.4 24.4 13,9 18,2 5.7 Т. 0.5 3..0 95.45 4.2 24.5 13.3 18,9 5.5 в 0.4 5.0 94.6С 4.0 25.0 12.9 19.2 .5.2

137 135 108 126 60 81 90 120

- \г -

Таблица 3

Физико-механические показателя тонковолокнистого хлопкового волокна до и после облагораживания

НН '. Наименование показателя пп :

облагора-: После обяа-;лизания : гораживакия

1. Линэйная плотность холста г.

Коэффициент вариации холста, по 1 и отрезкам

3. Влажность холста, ч.

4. Качество прочеса часальнкх лент, в штук

5. Коэффициент вариации чесальных ленть, *

6. Влажность чесальных лент. '/■

Т. коэффициент вариации ленты на ленточню: масинаха переход).*

6. Коэффициент вариации ленты на ленточных машияахШ переход)

9. Влажность лент ленточных маиин, у.

10. Коэффициент вариации лент с дентосоесияительных иасин, У-

11. Влажность лен1-л,

12. Коэффициент вариация РОВНИЦЫ по ю м отрезкам,

13. Влажность ровницы, /■

г

558, 67 <0,00295)

1.45

4.9

154

4, 3 4, 6

2, 64

г, г 4, г

О, 62 4, 1

г, 1

4, 6

338.5 (0,00295)

1, го

5. 5

104

3. 3 5. 3

1.35

О. 58 5. 2

1. 8

Сконструирована установка для ' нанесения указанной композиции как на близком, так и на удаленной расстоянии от объекта в соответствии с требованиями, предъявляемыми прядильным производством текстильного комбината без изменения технологического рехима и производительности.

Обработка хлопкового Еолокиа производилась на питакеей решетке "РП-5" с'пгмосьо эмульсирующей установки, состоящей из четырех «¡орсунок с двухсторонняя распылениек.

При обработке хлопковое волокно на разглхлительно-трепальких агрегатах стабилизируется полимером комг.озипии. который увеличивает силы мехволохонного сцепления. Обработанное и необработанное хлопковое волокно подвергалось испытанию на прочность и удлинение (табл. -'п.

Гоблина 4

Влияние водорастворимой полимерной композиции на усталостние свойства хлопкового волокна

нн : Характеристика образцов ¡прочиост •ь'.Удлинение. Е.

пп : :р. сн : мм

1. Контрольное средпеволокннстое

волокно 3. 61 0.744

г. Облагораживание с ЛАЧАС.ЧА'ИУК 4. 10 0,85

3. Облагораживание с ШМАЗИА»ЕУК И ВП 4. 05 0.81

4. Контрольное тонковолокнистое

волокно 5. га 0,94

5. Облагораживание с ЛДКАЗКА'КУК 5. 79 1,03

6. Облагораживание с ПДНАЗКА- ¡ТУК К БП 5. 22 1,0

Из приведенных данных видно, что во всех случаях наблюдается заметное повышение прочности облагораженннх волокон. Особенно это наблюдается при облагораживании тонковолокнистого хлопкового волокна композиции на основе ШМАЭНА'ЯУК.

Таким образом, наличие в структуре полимера ДНАЭМА-ПУК, наряду с неподдельными парами электронов атомов азота, кислорода и двух ионных связей в элементарной эвене способствуют устранению механо-химических свойств выпускаемой

продукции.

- -

5. Исследование структурных характеристик модифицированных хлопковых волокон

При низкой относительной влажности наблюдается уменьшение способности сорбировать влагу как

средневолокнистого, так и тонковолокнистого хлопка, что очевидно связано с изменением структуры поверхности за счет нанесения полимера и глицерина из раствора при обработке, надо отметить, что максимальное уменьшение сорбиионнои способности хлопкопых волокон вызывает обработка раствором пдмазна-иук. затем раствором пачаэна-иук с ВП. Более низкие значения сорбции обработанными волокнами сохраняются в основном до 65У. относительной гласности. При более высоких значениях изотерма сорбции обработанных образцов круто поднимается вверх, что обусловлено сильным набуханиен и даже растворением гидрофильных добавок.

В этом случае значение сорбции зависит очевидно не только от гидроФильности их нанесения, что объясняется отсутствием четкой закономерности повышения сорбционной кривой для средневолокнистого и тонковолокнистого хлопка в зависимости от используемого полимера для тонковолокнистого -допка ПДМАЭМА-ИУК с ВП, ПДЧАЭМА'ИУК при 65Х относительной влажности сорбции составляет соответственно е.- б.б&о; Об* для средневолокнистого хлопка АЧАЗИА-ИУК, ДИАЭНА-йУК с ВП. т.е. при 65/ относительной влажности сорбдии соответственно.

Далее по данным сорбции паров воды нами были вычислены удельная поверхность Б , объем V и средняя эффективный радиус г субмикроскопических пор образцов. Значения посадочной пловдди одной молекулой воды равно 10. 51А* .

Полученные результат« показывают, что удельная поверхность, объем пор увеличивается как в тонко- так и средневолок-нистыя образцах в ряду г.лмазна- йук с вп, пдиаэна-иук.

следует отметить, что значение сорбвии паров и теплоты смачивания водой тонковолокнистым хлопковым волокном больше, чем в среднево.юкккстон хлопковом волокне, такая закономерность сохраняется и после обработхи полимером ДКАЭМА • ВУК и сополимером Д.ЧАЭМЛ ■ ИУК с ВП, что объясняется изменением плотности упаковки структур на поверхности волокна.

Таким образом, данные исследования свидетельствуют о тон, что при обработке хлопковых волокон водорастворимыми полимерами днлэиа-ПУК и ДНА?КА-ИУК с ВП значения параметров микроструктуры поверхности волокон увеличиваются.

Аля исследования структуры модифицированных токко- и средневолокнистых хлопковых волокон использованы методы электронной микроскопии ОН).

На Электронно-нккроскопических снимках исходный хлопок представляет собой извитые волокна разной толшины, на поверкности которых видны характерные для хлопковых волокон складки, расположенные под углом к оси волокна. После модификации полимерной композипиеи поверхность хлопковых волокон становится более однородной, и в обпем более сглаженной . Наряду с. сохранением участков с расположенными под углом складками, которые часто проявляются менее четко, наблюдаются участки с зернистой поверхностью наплывами, кусочками пленок, посторонними частицами и т. п. Более тонкие структурные особенности выявляется при ЭН- исследованиях йоверхности Хлопковых волокон, для средииволокнистого хлопка этот угол равен 30-40* , а у тонковолокнистого хлопка он более 6с¥Й& й составляет 10-15л . Встречаются таз'-'ле и погеречные складки, образующееся в Результате, как сказано, стирки хлопковых волокон, кроме того наблюдаются ямки, трскинк, бУгоркй.

После различных вйдов обработки топогра«ия поверхности хлопковых волокон в обдем не меняется, видны участки с йаралйельными й НопеРечными складками, желобками, которые как бы завуалированы, очевидно за счет глицерина и полимера. запблнямеГо углубления между складками, трещинами, ямками. ■ Есть участки со сглаженной и глобулярной структурой, глобулы различных размеров и распределены неоднородно по волокну. Возножно они соответствуют каплям глицерина или частичкам полимера.

Таким образом, из результатов структурных исследований выявлено наличие глицерина и полимера на поверхности хлопковых Волокон, хотя и неоднородно распределенных, но. очевидно, в достаточном количестве, чтобы улучшить перерабатываемость из-за сглаживанияы поверхности и сохранения повышенной влажности хлопковых волокон за счет использования гидрофильных добавок.

Промышленные испытания. проведенные на Вобкентсксй прядильно-ткаикой Фабрике Бухарского производственного хлопчато-бумажного объединения. показали высокую

эффективность применения синтезированных полимеров монойодуксуснокислого N. Н - диметиланиноэтилнетакрилата и его сополимера с Н - винилпнрронедоно, применяемых для облагораживания хлопкового волокна. Акты о проведемвис опытных и промышленных испытаниях прилагаются к диссертации.

ВЫВОДЫ

1. синтезированы и идентифицированы ненасыщенные аммониевые соли взаимодействием Н. н- диметиланиноэтилметакрилата с г- йодпропанон и монойодуксусной кислотой. Показано, что полимеризация аммониевых солей 2-йодяропана и монойодуксуснокислого Н, н- диметиланиноэтилметакрилата протекает при пониженных температурах в присутствии инициатора ДАК с образованием донорно-акцепторных комплексов между мономером и инициатором, определены константы конплексообразования и термодинамические параметры реакции. Предложена предполагаемая схема образования докорно-акцепторного комплекса. Проведены подробные кинетические исследования этой полимеризации.

2. Исследован процесс радикальной сополимеризаяии указанных аммониевых солей с К- винилпирролидоном. определены порядки реакции по суммарным концентрациям мономеров и инициатора, а также энергии активации процесса. Определены константы сополииеризашш. Факторы активности и полярности.

3. Исследованы вязкостные свойства водных растворов синтезированных полимеров, показано, что они обладают полиэлектролитными свойствами. Иетодои скоростной сединентатш и вискозиметрию! определены значения К и оС в уравнении Нарка-Куна-Хаувинка для сополимера ЛЧАЭМА-гип с вп. что составляет 4, 36. ю"^ и 0.64 соответственно.

4. Исследована и разработана аоликерная композиция на основе монойодуксуснокислого К. Н- динетидамииоэталметакрилата и его сополимера с К- винилпирролидонои для облагораживания хлопковых волокон.

5 ГТйказгано.. что- обработка хлопкового волокна композициями на основе указанных полимеров позволила улучвить ее пегерабатнваеность при прядении и увеличить Фнзико-неханические свойства. Обрывность на кольцепрядилыгах маиинах: и: коэффициент ненаиатывания снизились на 26г и; 32?..5/. сответственно, что в денежном выражении составляет'1. 533. 625 руб/год <в ценах 1993 года).

Основное содержание диссертации изложено в следуших публикациях

11.. Иаксумсва А. С. . Эргапева К. Л... Лулатова Ф. А. , Искаилов И. И. Способ получения реакционно-способных сояолкнеров // Патент СССР К1638334, БйЛ. № 32 отг 30. 06. 93 г.

Эргазева Д. А. .. Каксуновш е.., ¿жалилов л. Т. Некоторые особенности сошзлиисризашги н,н- динетил -Иг- изопропия; - н; - этилнетакрилоиламнония иодида с К-вшшлш5РРолиги>!10М': /лаяв ВУЗов "Химия и химическая технология"". -199г.. -1Н'-.. СТ.. £5-13.

а. зргашева. Д. А... Каксумовш А.с.,. Джглилов А.Т. Сополклериза-вия И, П- л-.шет.т - П.- язогоопил- Н- этялнетакрилоиламмония йодида. с винилпирролидангая // ДАН ?Уз. -1992. -1!1. с. 35-37. ' т.. эргашева Xл..Иудатова:а.. паке улова а.с.. Исиовяов и.и., Аскаров К. А. СФЕоллиержгадкя чегвгртичпых солей 11. Н-диметиламипоэтилметакрилагга N ДАН Р'/з. -1993. -к7, с. 25-за.

5.. Зи-ашева Д. д.. Иаксуиова; А. С.. Дулатова Ф. А. Некоторые есвбешгсспг сагаол.жризашш N. ¡1- динетил - Н- изопропил-К- этжяиетакржя'окланм'огойг йодида с и- винилпирролидонон //Сб.. "Механическая а химическая технология волокнистого сырь» ж материалов",. Ташкент, -1:993, -с. 91-96.

е-., эргашев® д*А..„ Каахумова А.. С. Исмоилоа И. И.. азизов И. А. Ейиплеккш-радикальназЕ пялкмеризапия К. К- динетил К- изо гсрашшг- Ш- зтаэтгетакрилоиламмоний йодида // Леп. язнотшти к16ез-- - 92. -1992. -12 с.

Т. Эргашева Д. А.. Наксумова А. С. . Пулатова Ф. А., Валиева Г. А.. Иснаилов и. и. Комплексно-радикальная полимеризация

мономеров, содержащих гетероатокы и их свойства //Тезисц докл. 1-ой республ. конф. по химии высоконолек. соед. "Узбекистон махро - 92". Ташкент.-1992. -с. 12-13.

8. Эргаиева A А.. Валиева Г. А.. Пулатова А., Ибрагимов Р. И.. Каксумова А. С. особенности комплексно-радикальной гомо- и сополимеризаиии мономеров. содержание функпионально- активные группы //Тезисы докл. конФ. иолодых ученых по химичии и физике высокомолекулярных соединения. Ташкент - 1993. -с. 15.

9. Эргашева Д. А. . Яаксумова A.C., Киркамилова U.C., Исиаилов И. И. Полимерная композиая для облагораживания хлопковых волокон // Тезисы докл. Республиканской научио-техн. конФ. "Конпозиаионкые материалы и их применение". Ташкент -1994. -с. 256-253.

Н. Н- лпметиламинозтилметакрилатнинг туртламчи тузларидан гоно- ва сопо.икерлар олиз хамга улзрни пахта толасишгаг технологии хусуеиятларики яг-зиилашда куллани-.иси.

К, К- динетилам'.шоэтилнетакрилат ва 2- йодпропан, монойодуксус кислоталари асос;ма янги тузлар олйнди. Еу тузларнииг аолимерлангаз реакиияси паст хароратда, инициатор ЛАК иатирокида урганилди. Бунда мономер ва инициатор ораслда дсмор-акаептор комплекс хосил бУлигл билан бориш исботланди. Комплекс хосия " бУлиш коястаяталари ва реакаияяйРь'инг термодинамик параметрлари аникланди. Донор-акцептор комг.лексининг ¡50сш1 бУлиш схемаси таклиф- этилди. Еу .'¡олиморланка реакцияси-ййнг кинетик излакипларн батанеил баек килинган.

К?рсатила5тган аммоний тузлари билан II- еинилпирролндон-нинг радикал сополлмерлгнип хараени УРганнб чигсмди. сополи-керлаНИй жараёйнкинг иононер ва инициатор иякдори бУйкча реакция тартибй аникланди. еу билан бнрга харае.чнинг ЗктлйЛаНно зяергияси аникяашш. Сополм;ерлашш копстантал;^:: активлик ва кутблилнк ФакТорлари хпеобланди. ' Синтез килинган полимгрларкянг с у влаги- ори- иаларининг* козушг.с-клиги аникланди, улар лояиэлеютолнт хоссаснга зга зканлгтн аникланди. Седкентация петодига асосланиб К за Л. паркинг кийиатлари. нлрк-х/на-хаузинк тенглакас:дан сополимер ди -гип за ВП учун 4,36. ИГ-*" ва о. 84 Га тенгли/и аникланди.

Й. . и- ■ дйнетиланиноэтаякетаКРйЛатнй монойодсирка кксло-тасиля тузининг полкмерлари ва п-ш? _ К- винилпирролидон асо-сидагя сополимерлари иитирокида полимер композигияси иялаб чйкилди ва у табиий то/-ал ары: кодификация килишда иплатилди. £у композициялар бИЛан пахта толасини модификация килиш нати-жасида, толанинг кайта ишланйий, Физик-механик хусусиятлэри яхаклакади. ип ййгйрип мапи:таларида узилка ва уралнаслик коэф-{•рйдаептларн 2би ва 32. 5и Га хайайади. Иалаб чикарилган полимер коКп'озкйияларини Вобкент ип-йигирув фабрикасида жорий килиш йатйжасияа 1 йилда олинган экономик Форда 1585625 сУнни Таикил килди (1993 иил яархи буиича).

Production of homo- and copolymers ot quaternary salts ol dimethylauinoetnyl methacrylate aid their application for Improvement ol technological properties ol cotton fibre.

Hew non-saturadet ammonium salts were syntherised and identified by interaction of M.N-dimethylaminoetftyl methcrylate Tilth 2-iodpropane and monoiod acetic acide. It was shown, that polymerization ol smoniua salts oi 2-iodpropane and nonoiod acetate of N.K- dimethylaiJinoethyl methacrylate takes place at lowed temperatures at the presence oi initiator ol AAA with the formation oi donor-acceptor complete between monomer and initiator. Constants oi complexing and thermodynamic parameters of the reaction were conducted.

The process of redical copolymerisation oi the said aanaaim salts with Hr7inylpyrolidone was investigated. Orders of reaction on summarized concentrations of monorsers and initiators were determine as wall as energies of process activisation. Constants ■ of copolymerisation were determined, as well as factors of activity and polymerization were determined.

Viscosity properties of water solutions of synthesised polymers were investigated. It was shown, that they possess polyelectrolyte properties. Values of K and oi in equations of Mark-Kun-Hauvink for the copolymer D:-№iA were determined by method ol speed sedimetation. SIP and VP constitute 4..3S-105 and 0,84 accordingly.

Polymer composition on the basis ol mono loci acetate H.i!-d±rr.etiiyla!iiinoethyl matacrylate and Its copolymers v.lth ' H-vinylpyrolidDno for Improvement natural fields was ■ ersearched and developed.

It was shorn that processing of cotton fibre by composition on t;4e basis of pointed polymers promotes improvement of its processing abilities at spinning and Icrease of physico-cechanical properties. Breakage at ring-spinning frames and coefficient of xmsindlag-on isdr-cei on 26% and 32,53 accordingly. Actual economic effects of the development Introduction at Battent spinnisg-^eavlng mill constituted 1585625 roubles a year.