CC BY
57
Из таблицы 1, видно, что зависимость изменения физико-механических свойств эпоксидных композиций носит сложный характер. Введение модификаторов в эпоксидный олигомер уже в количестве 3% (масс.) приводит к значительному возрастанию как ударной вязкости, так и адгезионной прочности. При введении 3% ЭТС-40 к массе ЭД-20, значение прочности при изгибе возрастает примерно в 1,4 раза, при дальнейшем увеличении содержания ЭТС-40 значения аи сохраняются примерно на том же уровне. При введении модификаторов происходит уменьшение значений асж, что характерно для каучуксодержа-щих композиций, и хорошо согласуется с литературными данными [4].
Таким образом, показано, что малеинизированный олигобутадиен (ПБН-М), этилсиликат-40 (ЭТС-40) и тетраэтоксисилан (ТЭОС) являются достаточно эффективными модификаторами эпоксидных олигомеров. Установлено, что ПБН-М ускоряет, а ЭТС-40 и ТЭОС замедляют процесс отверждения эпоксидного олигомера. Также ЭТС-40 и ТЭОС могут использоваться в качестве активных разбавителей при разработке композиционных материалов на основе эпоксидных олигомеров.
Список литературы
1. Благонравова, А.А. Лаковые эпоксидные смолы/ А.А.Благонравова, А.И. Непомнящий. - М., Химия, 1970.
2. Суменкова, О.Д. Разработка композиционных материалов на основе эпоксидного олиго-мера с регулируемыми эксплуатационными свойствами. Дисс. канд. хим. наук. - М., 2004.
3. Торопцева, А.М. Лабораторный практикум по химии и технологии высокомолекулярных соединений/ А.М.Торопцева, К.В.Белогородская, В.М.Бондаренко. - Л.: Химия, 1972.
4. Ли, Невилл. Справочное руководство по эпоксидным смолам. -М., Энергия, 1973.
УДК 677.017.6 : 539.217.1
П.В. Чвиров, Е.В. Житнова, А.С. Купава, Л.А.Щербина
Могилевский государственный университет продовольствия, Могилев, Республика Беларусь
ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ПРОМЫВКИ ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛЬНЫХ ВОЛОКОН, ФОРМИРУЕМЫХ ПО «ВОДНО-ДИМЕТИЛФОРМАМИДНОМУ» СПОСОБУ
The experimental studied packing density of structure elements and the change of fluid in polyacryloni-tryle gel-fibers for all process steps of "water-dimethylformamide" way. The diffusion coefficients of dimethyl-formamide from fiber for each step of process were determined.
Проведено экспериментальное изучение изменения плотности упаковки структурных элементов состава полиакрилонитрильных гель-волокон на всех стадиях формования по "водно-диметилформамидному" способу. Рассчитаны коэффициенты диффузии диметилформамида из волокна на каждой стадии технологического процесса.
Процесс формования полиакрилонитрильного (ПАН) волокна, получаемого по "водно-диметилформамидному" способу складывается из следующих последовательных этапов: — подготовка прядильного раствора; — прядение (нитеобразование); — первая стадия пластификационной вытяжки (в 3,2 раза); — противоточная промывка формуемого жгута деминерализованной водой в 15 промывных ваннах, расположенных в 3 яруса; - вторая стадия пластификационной вытяжки (в 1,6 раза); — инклюдационные
обработки (крашение и др.); — промывка от красителя, авиважная обработка; — сушка (с усадкой 20%).
Целью исследований явилось изучение взаимосвязи изменения плотности упаковки структурных элементов формуемого гель-волокна по всем переходам технологического процесса с соответствующим изменением скорости промывки волокна от остаточного растворителя — диметилформамида (ДМФ) — и анализ возможных путей интенсификации этой стадии формования.
Известно [1], что упаковка структурных элементов ПАН гель-волокон характеризуется высокими значениями удельной поверхности (Буд).
В связи с этим было проведено определение 8уд ПАН гель-волокна по стадиям формования на промышленном агрегате производства Нитрон ОАО "Полимир" (г. Но-вополоцк) следующими методами: — по изотермам "сорбция — десорбция" азота при -196оС; — по изотермам сорбции основного красителя метиленового голубого (МГ) из водных растворов при 20оС (гидромодуль, Мг 100).
Среднестатистические результаты определения Буд по переходам технологического процесса получения волокна определенные различными методами приведены в табл. 1. Разница в данных по Буд полученных различными методами объясняется физико-химическими аспектами взаимодействия различных стандартных сорбатов с исследуемым гель волокном. Как видно из полученных результатов существенного изменения Буд гель-волокна после десятой промывной ванны не происходит.
Табл. 1. Удельная поверхность ПАН гель-волокна по переходам технологического процесса получения волокна нитрон-Д
Отбор пробы, после: с 2 оуд, м -1 •г
по МГ по азоту
Прядения (нитеобразования) 24,7 9,8
1-ая пластификационной вытяжки 23,4 9,3
Промывки гель-волокна
На 1 -ом ярусе (5 промывная ванна) 21,2 8,5
На 2-ом ярусе (10 промывная ванна) 17,8 7,2
На 3-ем ярусе (15 промывная ванна) 17,7 6,4
2-ой пластификационной вытяжка 17,6 6,2
В процессе формования состав и Буд гель-волокна изменяется в результате вымывания ДМФ. Среднестатистические результаты определения содержания ДМФ в промываемом жгуте по переходам реального технологического процесса приведены в табл. 2. Концентрация ДМФ в волокне определялась с помощью двух последовательных промывок волокна в воде при гидромодуле 50 (температура 25оС) и 25 (на кипу) соответственно и дальнейшим определением ДМФ в промывных водах методом [2].
Как видно из данных, приведенных в табл.2, содержание полимера в гель-волокне после 1 -ой пластификационной ванны практически остается постоянным. Однако содержание в волокне остаточного ДМФ непрерывно уменьшается.
По-видимому, процесс промывки формуемого волокна от остаточного растворителя представляет из себя достаточно сложный массообменный процесс, которай включает в себя диффузию ДМФ из филамента в промывные воды, состав которых изменяется в процессе промывки. После каждой ванны происходит отжим жгута на вальцах, поэтому динамика промывки определяется как интенсивностью диффузионных процессов, так и периодическим отжимом уносимых жгутом промывных вод.
Табл. 2. Состав формуемого волокна по переходам технологического процесса
Отбор пробы, после Содержание, % (масс.)
терсополимер вода ДМФ
Прядильный раствор 21,4 2,8 75,8
Прядения (нитеобразования) 28,6 27,8 43,6
1-ая пластификационной вытяжки 29,8 40,6 29,6
Промывки гель-волокна
На 1-ом ярусе (5 промывная ванна) 34,9 56,9 8,2
На 2-ом ярусе (10 промывная ванна) 34,9 62,8 2,3
На 3 -ем ярусе (15 промывная ванна) 33,9 65,5 0,6
2-ой пластификационной вытяжка 33,6 66,2 0,2
Был проведен расчет коэффициентов диффузии (О) ДМФ из филаментов по переходам технологического процесса. Для вычисления значений О было использовано уравнение Кренка [3]:
^=-4 .л Щ-41,
тх гг V ж
где и - содержание растворителя в момент времени I и на момент отбора
2 1
пробы соответственно; г-[- радиус филамента, м; О - коэффициент диффузии, м с- . Результаты вычислений приведены в табл. 3.
Табл. 3. Коэффициенты диффузии ДМФ по переходам технологического процесса
Отбор пробы, после Т, оС Содержание ДМФ в ванне, %(масс.) ОЮ13 2 -1 , м с
ДМФ вода
Прядения (нитеобразования) 12 59,1 266,9 0,9
1-ая пластификационной вытяжки 95 28,2 6,1 1,3
Промывки гель-волокна
На 1 -ом ярусе (5 промывная ванна) 50 7,3 52 ,1 2,0
На 2-ом ярусе (10 промывная ванна) 60 1,6 37,1 2,4
На 3 -ем ярусе (15 промывная ванна) 75 0,3 40,6 2,5
2-ой пластификационной вытяжка 94 0,1 14,6 1,6
Значения О ДМФ из волокна и воды в волокно в процессе промывки предопределяются в основном уплотнением структуры гель-волокна, а также изменением концентрации ДМФ в промывной воде после каждой стадии отжима жгута. Кроме того, уравнение Кренка, используемое для расчета О, справедливо лишь для начальных стадий процесса промывки, при углублении которой необходимо учитывать и его концентрационную зависимость.
В работе [4] была предпринята попытка построения математической модели процесса, исходя из допущения об установлении на каждой стадии промывки динамического равновесия между промывной ванной, содержащей изменяющуюся концентрацию ДМФ, и остаточным растворителем в гель-волокне.
Как явствует из полученных нами данных, такая модель может быть справедлива лишь в первом приближении.
Для описания реального процесса промывки формуемого жгута необходимо, (по-видимому), учитывать изменение плотности упаковки структурных элементов гель-волокна и температурно-временных факторов.
Список литературы
1. Геллер, Б.Э. О некоторых закономерностях формования карбоцепных волокон по "мокрому" способу. Дис... докт. техн. наук. — Л.:1964. — 429 с.
2. Аналитический контроль производства химических волокон. — Под ред. А.С. Че-голи и Н.М. Кваша. — М.: Химия. — 1982. — 256 с.
3. Crank ,J. The Mathematics of Diffusion. Oxford.—1956. 574p.
4. Пакшвер, Э.А. Технологический расчет агрегата для промывки полиакрилонит-рильного волокна / Э.А. Пакшвер, Л.М. Бедер, Т.Я. Гришина, Л.Г. Харитонова. // Хим. волокна. -1959, №5. -С.24-29.
УДК 547(241+568):561-64
Е.М. Чистяков, В.В. Киреев, Ю.В. Биличенко, Н.С. Бредов.
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
МЕТАКРИЛОВЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ ОЛИГОМЕРНЫХ
АРИЛОКСИФОСФАЗЕНОВ
Oligomeric aryloxyphosphazenes were obtained using a phenolate method. Reacting of oligomeric products obtained with a methacryloyl chloride and a glycidyl methacrylate the methacrylic derivatives of aryloxyphosphazenes were synthesized. Copolimerization of methacrylic derivates of olygomeric aryloxyphosphazenes with monomers of methacrylic series was realized.
Фенолятным способом получены олигомерные арилоксифосфазены. Взаимодействием полученных олигомеров с метакрилоилхлоридом и глицидилметакрилатом синтезированы метакриловые производные арилокси фосфазенов. Проведена сополимеризация метакриловых производных олигомерных ари-локсифосфазенов с мономерами метакрилового ряда.
На сегодняшний день фосфазены и их производные [1] представляют собой интересный и малоизученный класс элементоорганических соединений. Особый интерес представляют олигомерные и полимерные производные фосфазенов на основе циклических гало-генфосфазенов и двухатомных фенолов, поскольку такие соединения, обладают рядом положительных качеств, таких как термо- и теплостойкость, гидролитическая устойчивость, хорошая перерабатываемость, а также возможность осуществлять их дальнейшую модификацию благодаря наличию свободных функциональных групп [2], что, по сути, раскрывает для данного класса высокомолекулярных соединений широкий спектр применения, в частности, в качестве компонента пломбировочных составов для стоматологии.
В соответствии с рядом требований, предъявляемых к современным стоматологическим композициям, а также для улучшения ряда их свойств, проведена работа по синтезу метакриловых производных олигомерных арилоксифосфазенов и их исследованию в качестве сшивающих агентов, посредством сополимеризации с метилметак-рилатом.
Для синтеза олигомерных производных арилоксифосфазенов были использованы дифенилолпропан (бисфенол А, ДФП, диан) и гексахлорциклотрифосфазен (ГХФ), что объясняется их сравнительной дешевизной и доступностью, а также их сравнительно низкой токсичностью:
