Модификация вторичных полимеров Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Уменьшение разрывной нагрузки с увеличением концентрации соли можно объяснить тем, что с увеличением концентрации соли возрастает число дефектов структуры нити.

На основании изложенного материала можно сделать следующий вывод: обработка синтетических полимерных нитей водными растворами солей повышает гидрофильность полимерных нитей, приводит к изменению в структуре нитей (возникают дополнительные сшивки, изменяются радиусы капилляров) и к изменениям физико-механических характеристик нити. Эффект повышения гидрофильности зависит от типа нити, состава применяемой соли (в основном, от типа катиона), от времени обработки нити раствором соли и от концентрации раствора.

ЛИТЕРАТУРА

1. Павлов Н.Н., Платова Т.Е. Теория и практика модифицирования синтетических полимеров солями металлов // Вестник МГТА. 1994. С. 112-116.

2. Павлов Н.Н. и др. // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1999. №2 (248). С. 62-65.

3. Артемов А.В. и др. // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1998. №4. С. 101-106.

4. Фролов С.В., Артемов А.В., Кирюхин С.М Физико-механические и физико-химические свойства капроновых нитей, обработанных водными растворами солей металлов. // Тезисы докладов Всероссийской научно-технологической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности (текстиль 98)» М. 1998. МГТА. С. 195-196.

5. Фролов С.В., Артемов А.В., Кирюхин С.М. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1998.

№3. С. 10-13.

УДК 678.011

Д.В.НОСКОВ, С.Е.АРТЕМЕНКО, Г.П.ОВЧИННИКОВА МОДИФИКАЦИЯ ВТОРИЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ

(Энгельсский технологический институт Саратовского государственного технического университета)

Установлено, что физико-механические показатели вторичных полимеров из отходов производства на 25-50%, а из бытовых отходов на 40-80% ниже соответствующих показателей первичных полимеров. Показана возможность улучшения комплекса свойств вторичных полимеров обоих типов за счет использования методов физической (физико-химической модификации).

Отработанные полимеры в значительной степени стали загрязнителями окружающей среды [1]. Между тем сохраняемый такими полимерами комплекс технологических и эксплуатационных свойств может обеспечить возможность их повторного использования в полезных для народного хозяйства целях.

Из различных способов рециклинга вторичных полимеров, используемых в ряде стран (сырьевой рецикл, деструкция с образованием газообразных продуктов, сжигание, материальный рецикл), в нашей стране оптимальным является последний [2].

В Саратовском регионе имеется значительное количество полимерных отходов как производства, так и потребления. Это преимущественно термопластичные полимеры, способные к повторной переработке, особенно в случае их дополнительной модификации.

Целью проведенных исследований являлась апробация некоторых способов модификации

вторичных полимеров при получении из них композиций различного назначения.

В качестве объектов исследования использовались промышленные полимерные отходы в виде крошки, полученной при дроблении литников, облоя, некондиционных, загрязненных и бракованных изделий из термопластов (полиэтилена -ПЭ, поликапроамида - ПКА и АБС-пластика), и бытовые отходы из полиэтилентерефталата -ПЭТФ, ПЭ и полистирола - ПС (упаковочные материалы, мелкая тара, игрушки, грампластинки).

Качество вторичного полимерного сырья из бытовых отходов в значительной степени зависит от его предыстории, в частности от термоокислительной деструкции в процессе переработки первичного сырья (подготовка композиций, получение изделий) и последующей эксплуатации изделий, когда они подвергаются УФ-облучению и влиянию погодных условий, многократным деформациям при транспортировке, действию влажной и агрессивной сред, например морской и речной воды.

Действительно, как следует из таблиц 1 и 2, физико-механические показатели вторичных полимеров из промышленных отходов на 20-50%, а из бытовых (отходов потребления) - на 40-80% ниже соответствующих показателей первичных полимеров. Это обстоятельство необходимо учитывать при разработке способов материального рециклинга полимерных отходов различных видов.

Нами исследована возможность повыше -ния уровня свойств вторичных полимеров за счет введения наполнителей, технологических добавок (кубовой остаток - к.о, дибутилфталат ДБФ, поли-этилсилоксан - ПЭС - 5, стеарат кальция) и полимеров (натуральный - НК и бутадиенстирольный -СКС каучуки, акрилаты), а также обработки в коронном разряде.

В таблице 3 и 4 приведены свойства композиций на основе полимерных отходов с различными добавками.

Из этих композиций для повторной переработки мы рекомендуем следующие составы:

30% ПЭТФ + 70% ПЭ + 5% ДБФ; 92% АБС + 8% СКС;

ПЭ + 30% ПКА.

Композиции на основе АБС можно использовать для изготовления деталей в машино- и автомобилестроении [3].

Композицию на основе ПЭ можно рекомендовать для изготовления цветочных горшков, корзин для мусора и др.

В качестве физико-химического метода модификации была апробирована обработка полиэтиленовых пакетов из-под молока коронным разрядом.

Как известно, плазменную обработку поверхности полимеров используют для повышения адгезионной прочности при печати, склеивании, получении бикомпонентных волокон и сложных пленок без клеевых прослоек и др.

Таблица 1.

Некоторые свойства вторичных полимеров из отходов производства.

Полимер Свойства

р, кг/м3 ПТР ауд, кДж/м2 Стр, МПа е,% Степень кристалличности

АБС 1060/1030 1,3/0,11 27/17,5 53/27 30/3,5 -

ПКА 1138/1102 43,6/20 38/8 54/39 181/170 -60/31

ПЭ 981/924 02-20/1,0 70/52 25/19,6 247/271 -60/-

Здесь и в табл. 2 свойства первичных полимеров - числитель, а вторичных - знаменатель.

Таблица 2.

Некоторые свойства вторичных полимеров из отходов потребления.

Полимер Свойства

р, кг/м3 ПТР, г/10мин ауд, кДж/м2 стр, МПа е,%

ПЭТФ 1455/918 -/1,5-2 15-30/3 50-70/27 -/8

ПЭ* 1020/862 0,2-20/1,64 70/- 17/11,5 5-20/89,7

ПС 1050/893 2-30/11 1,5-2/0,9 35-50/13 1,2-2/-

ПЭ* - полиэтиленовые пакеты для молока.

Таблица 3.

Свойства композиций на основе отходов производства.

Свойства

Композиция е,% ауд, кДж/м

стр, МПа сти, МПа стСж, МПа

АБС 28 35 - - 17,6

92%АБС+8%СКС 38 21 - - 43

90%АБС+10%НК+1%к.о. 28,2 18,5 - - 39

АБС+1,5-2%ПЭС-5 37,0 19 - - 35

АБС+5%ДБФ 32,0 16 - - 32

АБС+8%стеарата кальция 33,0 13 - - 34

ПЭНД 15 21 8,9 7,6 30,7

ПЭНД+30% осадка акрилатов 22 - 29 21 12

ПЭ (пленка-пл) 14,7 137/21 8,9 7,64 30,7

ПЭ(пл)+20% отх.ПКА 48,5 40,5 14,1 13,4 36,9

ПЭ (пл) + 30% отх.ПКА 41,2 42,8 21,7 12,1 38,2

90%ПЭ+10%каучука марки 9,3 76,2

БНКС-28

2

Таблица 4.

Свойства композиций на основе отходов потребления.

№ п/п Композиция Свойства

Стр, МПа е,% сти, МПа стСж, МПа ауд, кДж/м2

1 ПЭТФ 27 8 25 54 8

2 ПЭТФ+10%ДБФ 22 7,5 23 62 2

3 ПЭТФ+20%ДБФ 12 4 40 63 2

4 90%ПЭТФ+10%ПС 8 4 7 41 2

5 90%ПЭТФ+10%ПЭ* 13 4 11 21 2

6 30%ПЭТФ+70%ПЭ (пл) 22 8 15 22 4

7 30%ПЭТФ+70%ПЭ (пл) +5%ДБФ 19 9 16 15 5

8 ПЭ* 11,5 89,7 - - -

9 97%ПЭ*+3%ПЭ 12,5 72,7 - - -

Улучшение адгезионных свойств ПЭТФ и ПЭ достигается также воздействием на их поверхность ускоренными частицами или электромагнитным излучением. Прочность обработанного коронным разрядом ПЭ, а также его поверхностная активность зависят не столько от длительности обработки, сколько от величины тока разряда. Полученные данные представлены в таблице 5.

Таблица 5.

Влияние коронного разряда на свойства ПЭВД.

ПЭВД Свойства

стр, МПа е,%

до обработки 6,96 113,96

после обработки 9,22 185,76

Как следует из приведенных данных, обработка коронным разрядом увеличивает физико-механические показатели материала на 30-35%.

Вероятнее всего, это происходит за счет физико-химических изменений в поверхностном

слое полимера, связанных с разрывом С-С-связей макромолекул с образованием радикалов различного характера в зависимости от состава и режима обновления газовой фазы, контактирующей с полимером [4].

Таким образом, приведенные данные показывают, что на основе как промышленных, так и бытовых полимерных отходов возможно получение композиций с комплексом свойств, достаточным для производства изделий различного назначения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Любешкина Е.Г., Гуль В.Е. Пластические массы. 1992. № 2. С.3-10.

2. Штарке Л. Использование промышленных и бытовых отходов пластмасс./Пер. с нем. Под. ред. Михайлова В .В. Л.:Химия. 1987. -173с.

3. Артеменко С.Е. и др. Пластические массы. 1995. №3. С. 44-45.

4. Тобакарев В.Г. и др. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 1979. Т.22. Вып.2. С.184-187.

УДК 552.57:66.094.3

В.Ю. ПОЛЯКОВ, Н.Б. КОНДРИКОВ, Н.П. ШАПКИН

ОКИСЛЕНИЕ ИСКОПАЕМЫХ УГЛЕЙ КЛАССА ГУМИТОВ И САПРОПЕЛИТОВ В УСЛОВИЯХ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ГЕНЕРАЦИИ АКТИВНОГО ХЛОРА

(Дальневосточный государственный университет)

Проведено исследование процесса оксидеструкции ископаемых углей класса гуми-тов и сапропелитов в условиях электрохимической генерации окислителя - активного хлора. Установлена и доказана стадийность оксидеструктивных процессов. Получены и проанализированы несколько промежуточных продуктов окисления. Найдена зависимость их качественного и количественного выхода от различных факторов.

Электрохимическому окислению высоко- личных кислородсодержащих продуктов уделяет-углеродистых материалов с целью получения раз- ся значительное внимание [1,2]. Одними из наибо-