CC BY
10»I- *
AM*
О
й государственный технологический университет
реологические свойства творол на основе триацетата целлюлозы* Изучен® влияние типа и фикатора па степень аномалии вязкого течения* На основе даны рекомендации оптимальных составов и температурно-временпых чепип трыацеттщеллыттпых пленок.
твие практически неисчерпаемой
с
спективиои основой целого рада )
мтельскои
волокон, фильтров, мембран ш т.д. [
;ых ма~
В ЧИСТОЫ
ческий ¡
т по;
хлорид и этанол, следующего состава объемных частей, а -риде (ЫХ),
тары, этролов, чснных триацегатцеллюлозных пленок пока 1 что наиболее высокими при
мп обладают пленки, полученные из pací
риалов содержит в своем составе пластификаторы состава мстиленхяорид - этанол 9:1 ооъешшх
ку и снижающие частей.
[2], облегчающие их г хрупкость и модуль упругости Традиционные пластификаторь лозы - фталаты, фосфать сичны, либо являются ми [3]. В связи с этими ор! дешевого и имеющего
готовых изделии, ацетатов целлк> триацетии либо ток-
определялись в диапазоне температур
10 - 30 °с
гг
i относительно ie санитарно-
изменялись в интервале
г
/г • т г
ДОС
з
в составе ацетатцеллюлозных
представляет собой [4] смесь про
ж ж
2
которой является симметричным формаль диметилгидроксизтил-1,3 диоксан*
Для оптимизации технологических режимов получения пленочных материалов иа основе триацетата целлюлозы (ТАЦ) необходимо изучение реологических свойств их формовочных растворов в зависимости от состава, температуры и напряжения сдвига [5], что имеет определяющее значение для качества получаемой пленки.
Анализ литературных данных [6] показал, что для изготовления триацетятцеллшло'шых. пленок используется, как правило, емееевой растворитель метнленхлорид...... этанол е различным соотношением компонентов: от 9:1 до 3:1 объемных частей, при этом метился хлорид ш ригелем ТАЦ, а этанол является разбавителем, который обеспечивает снижение вязкости раствора и, кроме того, замедляет процесс удаления растворителя из формующейся пленки. За счет этого снижается усадка пленки, поэтому пленка пол уча-ется плотной и прочной.
Нами были изготовлены опытные образцы Д в смеси растворителей метилен-
& 4
С '
2
te течения раегшров
Рис. 1а 8 r/tüí) см" в лычных темп
Fig, la, flow curves oísohitions
cm* in mixture solvent MC - ethyl alcohol at d
%
m ТАЦ
л - УГЛНОП При
^ ■■■■ J.K ^ ^ Í5, 5 -
Ш concentras
it
X
1 1
:0
*
С
;e la
ТИПИЧ1
я ется раство- кривых течения три ацетатцеллюлозных растворов
и.
доватеяьно, для описания течения исследуемых
■в W
растворов можно применить степенной
V I
g, т = и ig у ^ ig где п - степе
И X
ЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2006 том 49
чения степени т о том.
аномалии течения сви
ie
ТАЦ близки по свойствам к ньютоновским жид-КОСТЯМ, ДЛЯ которых 11=1 [7]. В ИН1 г/100 см3 четкой зависимости п от температуры и концентрации раствора не наблюдается,
При увеличении концентрации раствора до 9 г/100 см3 зависимость т - у становится криволинейной. В этом случае, степенной закон не применим и свойства раствора ТАЦ сильно отличны от свойств ньютоновских жидкостей.
на
i**
s
CK !£
X
С
ш
X i**»
о
<«1
» .у—v;.;_vy,y-;.y 11 мамам lining шши^шу^ > i
* w,.
гюг скорости сдвига
ше течений растворов ТАЦ, шшсгифн нога ЭДОСом (20 % масс.), в емеееиом раегжфитеж этанол при различных температурах: I- 30, 2 - 25* 3
4- 15,5» ICfC Fig, lb, Flow curves of СТА solutions, рЬшатЗ by 201 of EDOS m mixture solvent MC - ethyl alcohol at %Ы
lures: I - 30, 2 - 25, 3 - 20,4 - 15,5- I0°C
Кривые течения растворов ТА 14 пяастифи-ЭДОСом (рис, 16), описываются степенным законом, в том числе и при максимальной исследованной концентрации 9 г/100 см3, Значения теской константы п в этом случае ближе к и изменяются в более узких пределах, чем непластифшдированного ТАЦ, Таким об-введение в систему пластификатора привет свойства растворов ТАЦ к свойствам нью-жидкостей. Зависимости к к от темпе-
вязкости негш
I) и
гцеллюлозных растворов от напряжения сдвига я различных составов имеют одинаковый характер, ш их анализ показывает, что: - практически во всех случаях (Igt < 1,0) имеется участок течения с наи<юлыиеГ
чем выше концентрация раствора, тем более
с
гш больше, чем
внои вязко-тка в
в изученном диапазоне напряжении сдвига наиболее значительное падение вязкости наблюдается при больших напряжениях сдвига т у
растворов с максимальной концентрацией: К......9
г/100см\ В целом, чем выше концентрация, тем сильнее изменяется эффективная вязкость. Исключением является раствор с концентрацией 9 г/100см3. Это связано, вероятно, с тем, что его свойства отличаются от свойств ньютоновских
«
ш Л
О ***
CS
'<3
лог напряжения сдвига
Рис, 2, Зависимость пттст от ши ТАЦ при конпеитродии 6 г/!(Юсм'* i pax: I i0, 2 - !5? 3 - 20, Fig, 2. Viscosity vs. shift stress concentration ш the different temperan
сдвига распюра ри различных темнерату-I - 25, 5 - ЖС.
solution of 6 g/ I Wem1
1 О:
;ределах их вариаций
т растворов ТАЦ, содержащих 30 ~~ 40 % масс. ЭДОСа, наблюдается плавный росс вязкости с ростом концентрации раствора. Практически такие же зависимости наблюдаются для растворов с меньшим содержанием пластификатора в области ньютоновского течения. При большом напряжении сдвига (%т=2,5) зависимость вязкости от концентрации раствора приобретает аномальный характер, т.е. с ростом концентрации вязкость снижается или растет незначительно. Последнее связано либо с сильным ослаблением межмолекулярных, в частности водородных связей молекул ТАЦ в растворе, вследствие больших сдвиговых усилий, либо расслоением в системе - выделением в отдельную фазу слабоконцентрированного раствора ТАЦ в растворителе и пластификаторе --дисперсионной среды, и сильноконцентрирован-ного раствора ТАЦ в виде капель - дисперсной фазы. Общая вязкость такой расслоившейся си с-темы определяется вязкостью дисперсионно и ере-ды, т.е. достаточно мала.
Явление фазового разделения полимерных растворов под действием сдвиговых усилий известно н описано в работах [8, 9]. Отмечено, что
50
ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2006 ton 49 вып.
оно подоено кристаллизации полимеров под действием одноосного растяжения и оказывает отрицательное влияние на свойства изделия, получаемого из формовочного раствора. Таким образом, при больших напряжениях сдвига изучаемые растворы обнаруживают аномальные зависимости реологических характеристик, причем аномалии выражены тем больше, чем вы
ют и меньше
■if
приведены зависимости ц€ тр иа цетатце л л юл от ы к растворов от содержания пластификатора ЗДОС Наблюдается закономерное снижение вязкости с ростом содержание пластификатора, причем концентрация раствора влияет тем меньше, чем выше содержание
Рис. 3. Зависи торов ТАЦ ра:
пластификат Fig. 3, Maximutr concentration
гь наиоолыиси ньютоновской вгшосгн рае-юй концентрации {T - 30X1 от содержания I ~ 5, 2 - 6, 3-7,4-8,5-9 г/100см1
Newton viscosiiy of СТА solution of different
> j,
LC as a function of plasticizers content 1-5,2 ?,4.....8,5-9 R/lOOcnv4
С уменьшением концентрации растворов влияние температуры иа их вязкость закономерно уменьшается. На основе определения была рас-считана энергия активации Еакт. вязкого течения,
ле:
Л ft г
где ш а......тангенс угла на
натах Ы г^» ! /Т-1 0\
Полученные данные свидетельствуют, что энергия активации растет с увеличением концентрации раствора. 8 тоже время, содержание пластификатора однозначного влияния на энергию активации не оказывает, С ростом содержания пластификатора Г:,*, должна уменьшаться! за счет роста молекулярной подвижности и гибкости мо-ых пеней полимера. При концентрациях 5-8 г/1()0с&г и изменении содержания пластификатора от 10 до 40 масс, ч. эта законо-мерность наблюдается. В тоже время в области малых добавок ЗДОСа (10 масс, ч.) энергия акти-
ваий и вязкого течения закономерно растет в пределах всех изученных концентраций формовочных растворов. Это коррелирует с ростом модуля упругости пяток в этом интервале соотношения
6 4-S
ыть связано с высокой эффективностью межмолекулярных взаимодеист-вий ЭДОС - ТАЦ, в частности, образованием водородных связей.
Т&бяицв /
Энергия активации течении растворов TA1JU етнфнмированного ЭДОСоы в шестом растворителе (MX - этанол) Table 1. Activation energy of СТА solution flow pfasti-eked with EDOS in a mixture solvent (MC - ethyl alcohol
Таким образом, обнаружена аномальная
зависимость кости триацетатцеллюлоэных
граций при
.у
без него, а также ори (lg т=2,5). Высказано расслоении в этих
содержал ни напряже-
х, вызван
ми сдвиговыми усилиями.
о том» что чения FAL
капгора Э
логарифм
3
4,.
И Т Е Р А Т У р
ВЖ Эфиру целлюлозы и крахмала: синто, свойства, применение: Материалы Веерос. н - т тиф. с адеждунар» участием. Владимир. 2002. Типр A.A. // Пластические массы, !9Ш> Jfe 4. С 48-50. Соколова Ю*А*, Гоглиб Е.М. Ктлтуттоттт материалы т тпот модифицированных поттсрош, М:
В rod ша it BAVM Devme М.Р^ Ciurbarg МЛ\
Ро I у hi . Scl 1976, Vol 20. N 2. P. 569*570. Сяобникова €XA,f Штехттпй АЛ« Рашшг cmnctm расплавов тпотттых ттстт\т лтцтшжшютумтх шмшззтшй> Ттнсы докладов Ш
CHMiHKti
у о.
Тшхтжи Г, Пленки m полимеров. Л,: Хинин. 197
А,Д. Фазовые рашювссня гидродинамическом ноле, JL;
Заирев ВХ\, Васильев Ю.В* // Химические тткт.
9, Михайлов ЮМ., Смирнов B.C., Гздшна Л.В, /7 Высо
^ сосл-, А. 1994. Т. 36, С 1325 ...... i 356.
Кафедра химии и технологии одеокомолекуяяриых соединений
СМ» Лтшрев^ В*В. Мамонтов, CJB. Ковалев
ВОДЫ НА ОБРАТНООСМОТИЧЕСКОИ УСТАНОВКЕ
государственный техническим университ
Проаналтированы и получены экспериментальные данные nú очистке технической воды Тамбовской ТЭЦ обратным осмосом на установке плоскокамерпого тина. Исследования проводились при постоянной концентрации и температуре технической воды и при различных значениях рабочего давления: 2f J, 4, 5 МПа» Установлено, что с увеличением давления коэффициент задерживания мембран МГА-95 и ОПМ-К но Са2*, Fe *, Fe**, Cf, SO/~ уменьшается. Так же установлено, что увеличение датения ведет к
росту производительности.
воды технического и оытового ис , связанная с ее высокой сеГ
очистки и регенерации такой воды. Так же ори
в химической
химическому составу, жесткости и т.п. что так же сказывается на ее себестоимости.
Эту проблему можно решить путем внедрения более экономичных методов очистки во-
исследования по очистке и регенерации воды от
юренных веществ ) применяемой ш тепловых
а
Рис. I. Схт
тноосмотнчсетн уст* ттсттшцтот типа оf labortitory reverse osmosis fiai chambcr 'о п<
элеггроцентра- Из расходной емкости (E¡), через сисл
лей высокого давления рабочий расп
венти-нагнета-
[сследовання по определению козффици- ется в камеру разделения плунжерным насосом
00/63 (Н|). Пройдя рабочую ячейку (Я), дрос-
(РмХ
на на рис.
и
раствор по шлангу емкость (Е|), Для сглаживания
и
ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2006 том 49 вып. 9
