Исследование влияния хлоридов металлов на свойства пленок на основе полиэфируретана тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.15, кандидат химических наук Дубанкова, Наталья Павловна

• Дубанкова, Наталья Павловна
• кандидат химических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат химических наук Дубанкова, Наталья Павловна

Введение

Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Применение полиэфируретанов (ПЗУ) в качестве гидрофильных полимеров.

1.1.1. Причины гидрофильности полимерных материалов.

1.1.2. Получение и свойства полиуретанов.

1.2. Модифицирование свойств полимеров солями металлов.

1.2.1. Модифицирование свойств полиамидов солями хрома.

1.2.2. Модифицирование свойств полиамидов солями алюминия и железа (III).

1.2.3. Модифицирование свойств ПЭУ-пленок солями металлов.

Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО

ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Характеристика материалов, используемых в работе

2.2. Методика получения ПЭУ-пленок.

2.2.1. Формирование ПЭУ-пленок термическим методом.

2.2.2. Формирование ПЭУ-пленок коагуляционным методом.

2.2.3. Методика получения ПЭУ-покрытий на ткани.

2.3. Методика определения физико-механических свойств ПЭУ-композиций и пленок

2.3.1. Методика определения паропроницаемости, гигроскопичности и влагопоглощения.

2.3.2. Методика определения вязкости ПЭУ-растворов.

2.3.3. Рентгеноэлектронная спектроскопия ПЭУ-пленок, содержащих СоСЬ.

2.3.4. Методика определения содержания соли кобальта.

2.3.5. Методика определения содержания соли хрома.

2.3.6. Методика определения тепловых эффектов растворения

СоС12 в диметилформамиде (ДМФА) и в ПЭУ.

2.3.7. Определение физико-механических свойств пористых и монолитных пленок.

2.3.8. Определение усадки пленок.

2.3.9. Методика термогравиметрических исследований.

Глава III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

3.1. Реологические свойства ПЭУ-растворов, содержащих СоС/2.

3.2. Исследование влияния воды в осадительной ванне на гигроскопичность (Г) и влагоотдачу (В) ПЭУ-пленок.

3.3. Влияние добавок хлоридов кобальта (II), хрома (III), алюминия и меди (II) на гидрофильные свойства пленок из полиэфируретана "Санпрен LQ Е-18"

3.3.1. Получение ПЭУ-пленок, содержащих хлорид кобальта (II)

3.3.2. Гидрофильные свойства ПЭУ-пленок, содержащих хлорид кобальта (II).

3.3.3. Влияние хлорида хрома (III) на гидрофильные свойства и усадку ПЭУ-пленок.

3.3.4. Влияние хлоридов алюминия и меди (И) на физико-химические свойства ПЭУ-пленок.

3.4. Влияние хлорида кобальта (II) на физико-механические свойства ПЭУ-пленок.

3.4.1. Влияние хлорида кобальта (II) на усадку ПЭУ-пленок.

3.4.2. Влияние хлорида кобальта на физико-механические свойства ПЭУ-пленок.

3.5.Рентгеноэлектронная спектроскопия ПЭУ-пленок, содержащих хлорид кобальта (II).

3.6. Исследование межмолекулярного взаимодействия в системах "ПЭУ-СоС//.

3.7. Исследование модифицированных пленок методом термографии

3.8. Исследование влияния солей на микроструктуру ПЭУ-пленок.

3.9. Исследование возможности получения отделочных ПЭУ-покрытий на тканях.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование влияния хлоридов металлов на свойства пленок на основе полиэфируретана»

Изыскание эффективных способов модифицирования свойств уже существующих полимеров не только с целью их улучшения, но и для придания им принципиально новых свойств, всегда, а в настоящее время - особенно, является актуальной задачей химических исследований. Это значительно расширяет возможности применения высокомолекулярных соединений в производстве текстильных и пленочных материалов. В работе рассматриваются вопросы модифицирования свойств полиуретановых пленок солями некоторых металлов.

Механические и физико-химические свойства полимеров, в первую очередь, зависят от состава и формы цепей макромолекул и от характера взаимодействия между ними. Естественно, что структурирование ("сшивание") полимеров - процесс, приводящий к изменению этих двух факторов, резко меняет и весь комплекс свойств материала. Поэтому процессы структурирования являются основными технологическими операциями при переработке полимеров. Структурирование полимеров изменяет характер взаимодействия между элементами структуры полимера; в простом случае приводит к образованию трехмерной структуры при взаимодействии между макромолекулами непосредственно или через структурирующий агент.

При решении вопроса получения полимерных материалов с необходимыми гигиеническими свойствами основное внимание уделяется доступности и простоте специальных обработок модифицирующими добавками, не требующими коренной перестройки существующей технологии производства.

Работы по модифицированию свойств полиамидных волокон и пленок солями различных металлов показали богатые возможности этого способа модификации полимеров, в связи с чем в данной работе с целью разработки новых составов для получения полиэфируретановых пленок, позволяющих 5 улучшить потребительские свойства искусственных кож (влагоотдачу, гигроскопичность, паропроницаемость) были проведены комплексные исследования по влиянию добавок солей кобальта (II), хрома (III), меди (II) на физико-химические и механические свойства полиэфируретанов с определением оптимальных вариантов, и даны рекомендации по практическому использованию полученных результатов. Одновременно изучалась возможность использования композиций на основе полиэфируретанов для получения декоративной отделки текстильных материалов (тканей).

Заключение диссертации по теме «Технология химических волокон и пленок», Дубанкова, Наталья Павловна

ВЫВОДЫ

1. На основании анализа литературных данных по модифицированию свойств смешанных полиамидов (и отчасти - полиэфируретанов) неорганическими солями металлов показана целесообразность подобных обработок гидрофильных полимеров, в первую очередь, для повышения гигиенических свойств (гигроскопичности, влагоотдачи) материалов, изготовленных на их основе.

2. Изучено влияние добавок хлорида кобальта (II) на реологические свойства ПЭУ-растворов и по характеру изменения их вязкости показано влияние соли на конформацию структурных единиц полимера, что отражается на текучести раствора и толщине получаемой пленки, на основании чего предложен механизм образования аддуктов ПЭУ с хлоридом кобальта .

3. Установлен оптимальный режим получения пористых пленок методом коагуляции ПЭУ-композиций: водная коагуляционная ванна должна содержать 30%-ный раствор диметилформамида в воде.

4. Обнаружено, что для монолитных и пористых ПЭУ, содержащих хлориды кобальта (II), хрома (III), меди и алюминия, все без исключения показатели гидрофильных свойств полимера по сравнению со стандартной композицией повышаются в случае хлорида кобальта, что указывает на перспективность применения ПЭУ-композиций, содержащих эту соль, для отделочных покрытий искусственной кожи, к гигиеническим свойствам которых предъявляют повышенные требования.

5. Изучение усадки и термогравиметрии пленок из ПЭУ, содержащих соль кобальта, а также тепловые эффекты взаимодействия соли с ПЭУ, показали, что ионы кобальта вступают в химическое взаимодействие с функциональными группами ПЭУ, что можно использовать при направленном модифицировании свойств материалов из этого полимера.

6. Обнаружено, что введение соли металла в ПЭУ-пленки изменяет их микроструктуру в сторону ее разрыхления.

7. Разработана оптимальная рецептура композиции на основе ПЭУ и солей металла для отделочных покрытий на ткани в виде печатного рисунка или тонкой монолитной пленки, при этом получены положительные результаты при крашении ПЭУ-пленок дисперсными красителями.

Установлено, что полученные отделочные покрытия на основе ПЭУ практически не имеют усадки, обладают высокой адгезией к ткани, устойчивы к сухим и менее устойчивы к мокрым обработкам.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Дубанкова, Наталья Павловна, 2000 год

1. Дубега Е.Г. Влияние целлюлозы на свойства микропористых полиэфируре-танов. // Кожевенно-обувная промышленность. 1986. - № 2. - С.38.

2. Ивченко Г.С. Регулирование пористой структуры полимерных покрытий комбинированным наполнителем Кожевенно-обувная промышленность. -1987.-№ 11.-С.35.

3. Роговин З.А. Новое в производстве химических волокон. М.: Знание, 1977.- С.12.

4. Павлов H.H., Уголева B.C. К вопросу о гидрофильности и водостойкости полиамидов. // Известия вузов. Химия и химическая технология. 1970. № 6. - С.888.

5. Павлов H.H., Арбузов Г.А. Модифицирование полиамида соединениями хрома. // Известия вузов. Технология легкой промышленности. -1960. № 1. Сообщение 1. - С.24-29.

6. Павлов H.H., Арбузов Г.А. Модифицирование полиамида соединениями хрома. // Известия вузов. Технология легкой промышленности. -1960, -№2.- Сообщение 2. С. 15-24.

7. Павлов H.H., Арбузов Г.А. Модифицирование полиамида соединениями хрома. // Известия вузов. Технология легкой промышленности. 1960. - №3. Сообщение 3. - С.31-39.

8. Павлов H.H., Арбузов Г.А. Модифицирование полиамида соединениями хрома. //Известия вузов. Технология легкой промышленности. .1960. - №4. Сообщение 4. - С.33-38.

9. Павлов H.H., Арбузов Г.А. Модифицирование полиамида соединениями хрома. // Известия вузов. Технология легкой промышленности. 1960. - № 6. - Сообщение 5. - С.55-63.

10. Саундерс Дж., Фриш К.К. Химия полиуретанов. М.: Химия,1968. - С.73-90.

11. Липатов Ю.С., Керча Ю.Ю., Сергеева JI.M. Структура и свойства полиуретанов. Киев: Наукова Думка, 1970. - 280 с.

12. Saunders I.H., // Rubb.Chem. And Techn.1960. 33, 1259.

13. Smith Т., Magusson A. //I.Appl.Sci., 1961, 5, 218.

14. Saunders I., Steingiger S. // Ind.Eng. Chem.Eng.Ser.,1958, 3, 153.

15. Chan K.W., Geil P.H. // Polymer Common. 1983, 24, № 2.

16. Арбузов Г.А., Кузнецова З.И. Исследование свойств полиамидных пленок с различными соединениями хрома (III) // Научные труды МТИЛП. 1959. -Гизлегпром, Вып. 14. - С.306.

17. Келлер А. Связывание солей трехвалентного хрома полиамидом. // Химия и технология полимеров. 1959. -№7. - С. 15.

18. Келлер А. Связывание солей трехвалентного хрома полиамидом. // Химия и технология полимеров. -1955. -№ 17. С.291.

19. Herbst V. Получение пленок из полиамидов. // Z. Elekfrochem. 1950. - № 54.-С.318.

20. Павлов H.H., Арбузов Г.А., Пантелеева Д.С. Исследование влияния добавок солей алюминия и железа (III) на свойства пленок из полиамидов. // Известия вузов. Технология легкой промышленности. -1961. № 3. - С.20-25.

21. Михайлов А.Н. Химия дубящих веществ и процессов дубления. Гизлегпром., 1953.

22. Павлов H.H., Арбузов Г.А., Павлов С.А., Яо Дэ. О действии солей хрома и алюминия на смешанные полиамиды. // Высокомолекулярные соединения. -1963. -№ 10. -С.1558-1561.

23. Павлов H.H. Модификация гидрофильныхполимеров неорганическими соединениями. Межвузовский сборник научных трудов. М.: МТИ, 1990. -С.4-11.

24. Платова Т.Е. Модифицирование поликапроамидных и вискозных волокон неорганическими и органическими низкомолекулярными соединениями: Дис. на соискание ученой степени канд.химических наук. М. 1992. - 234с.

25. Фролов C.B., Артемов A.B., Кирюхин С.М. Свойства полиамидных нитей, обработанных водными растворами солей металлов. // Химические волокна. 1999.-№2.-С.25.

26. Фролов C.B., Хитрова Е.М. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1998. - № 3. - С.10-13.

27. Павлов H.H., Платова Т.Е. Теория и практика модифицирования синтетических полимеров солями металлов. // Сборник. Вестник МГТА. М. 1994. -С.112.

28. Платова Т.Е., Павлов H.H., Баранцев В.М. Влияние солей металлов на гигроскопичность и электризуемость материалов из синтетических волокон. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1997. - № 5. -С.12.

29. Отчет ВНИИПИК, 25810403, 1982.

30. Патент 4181773,1980 (США).

31. Кафенгауз А.П. Влияние полноты микрофазного разделения полиэфируре-таноов на образование пористых покрытий. // Кожевенно-обувная промышленность. 1987. - № 9. - С.44.

32. Чалых А.Е. Кинетика и механизм паропроницаемости пористых полимерных материалов различной гидрофильности. // Кожевенно-обувная промышленность. 1986. - № 2. - С.43.

33. Блевайс Г.И., Кафенгауз А.П., Колганова Н.С. Влияние полноты микрофазного разделения полиэфируретанов на образование пористых покрытий. //Кожевенно-обувная промышленность. -1987. -№ 9. С.44.

34. Ярошенко В.В., Яковенко А.Г., Греков А.П. // Сборник: Новые методы получения и использования полимеров. Киев: Наукова Думка, 1978.

35. Липатов Ю.С. Межфазные явления в полимерах. Киев: Наукова Думка, 1980.-260 с.

36. Головко Л.И., Румянцев Л.Ю. // Высокомолекулярные соединения. 1986. -т.28(Б). - № 4. -С.303-306.

37. Отчет ВНИИПИК. №25810403. М., 1985.

38. Кузина Л.В. Реологические свойства композиций на основе полиэфируре-танов. //Кожевенно-обувная промышленность. 1987. -№ 10. - С.44-47.40. Патент 3193522 (США)41. Патент 2331796 (ФРГ)42. Патент 3798198 (США)

39. Farkas Ferens/ Magy/ Keh/japia, 1982, vol.37, № 11.

40. Заявка (Япония), № 47 31002, 1972.

41. Комкова Г.С. и др. Определение диметилформамида в полиэфируретано-вых искусственных кожах методом газовой хроматографии. // Кожевенно-обувная промышленность. -1986. № 3. - С.42.

42. Чалых А.Е. и др. Оценка гигиенических свойств пористых полимерных материалов для верха обуви. // Кожевенно-обувная промышленность. 1986 -№ 5. - С.48.

43. Дардык О.И. Искусственная кожа с полиуретановым покрытием для верха обуви. 1987. - №7.-С.28.

44. Дардык О.И. Особенности формирования адгезионного слоя обувной уре-танискожи переносного метода производства. // Кожевенно-обувная промышленность. -1987. -№ 9. С.36.

45. Гайдарова Л.Л. // Известия вузов. Технология легкой промышленности. -1987. -№ 4. -Сообщение 1.

46. Гайдарова Л.Л. // Известия вузов. Технология легкой промышленности. -1987. -№ 5. Сообщение 5.

47. Соробаткина М.С., Авилов A.A. Санитарно-гигиенические свойства различных видов обувных искусственных кож. М.: Легкая индустрия. - 1986.

48. Отчет ВНИИПИК. -№782202. -М. -1982.

49. Отчет ВНИИПИК. -№2581101. -М. -1982.

50. Саутин Б.В. Новые структуры искусственных материалов и их гигиенические свойства. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.

51. Курнабалиев М.Е., Дустов Н.К., Малкин А.Я. // Высокомолекулярные соединения. -1982. -т.24. -№11.- С.22-31.

52. Манделькерн JI. Кристаллизация полимеров. Л.: Химия, 1966. - 296 с.

53. Кузмич A.B., Новиков П.А., Новикова В.И. Методы определения гидро-фильности материалов. // Инженерно-физический журнал. 1986. -№ 2. -С.294-299.

54. Croucher M.D., Schreiber Н.Р., // Polymer Sei. Polymer phys/ Ecl., vol. 17, p.1269.

55. Schreiber H.P., Croucher M D. // Polymer Sei., 1980, vol.25, p. 1961.

56. Ковалева И.А.,Морозова Н.И., Зубов П.И. // Высокомолекулярные соединения. 1986. - т.28(А). - № 4. - С.753.

57. Барамбойм Н.К. // Известия вузов. Технология легкой промышленности. -1978. № 5. - С.34-42.

58. Репина Н.С. Влияние волокнистых наполнителей на реологические свойства полиэфируретановых композиций. // Кожевенно-обувная промышленность. 1987. - № 12. - С.42-44.

59. Кузина Л.В. Влияние ориентационной вытяжки наполненных полиэфируретановых пленок на их свойства. // Кожевенно-обувная промышленность. 1986.-№4.-С.40.

60. Патент 2152596 (ФРГ), 1982.

61. Патент 2375299 (ФРГ), 1978.

62. Патент 973033 (ФРГ), 1982.

63. Патент 2375399 (Франция), 1978.

64. Патент 58225108 (Япония), 1983.

65. Сазыкина О.П. Использование полиэтиленоксида в жидкостных процессах при обработке шкурок кролика. // Кожевенно-обувная промышленность. -1987. -№ 10. -С. 47-49.71. Патент 7241427 (Япония).

66. Артемов A.B., Павлов H.H., Линков В.М. Взаимодействие карбамида с по-лиэтиленгликолем. // Нефтехимия. 1991. - № 3. - С. 23.

67. Селезнев В.А., Тюленин Ю.П., Вайнштейн Э.Ф.и др. Тезисы докл. Всесоюзной конференции по механизму каталитических реакций. М.: Наука, 1978.-Т. 1. - С.115

68. Селезнев В.А.,Тюленин Ю.П., Вайнштейн Э.Ф. и др. Влияние длины цепей полимера на каталитическую активность ионов кобальта в комплексах с полиоксиэтиленом // Кинетика и катализ.1983. № 5. -вып. 24. - С.1085-1090.

69. Артемов A.B., Литвинцев И.Ю., Баевский М.Ю. и др. Комплексы металлов с полиэтиленгликолем. // Кинетика и катализ. -1985. № 3, вып. 26. - С.621-625.

70. Берг Л.Г Введение в термографию. М.: Академия наук СССР. 1961. - С.5-18.

71. Нефедов В.И. Рентгено-электроника и спектроскопия химических соединений. Справочник. М.: Химия, 1984. 256 с.

72. Баранцев В.М., Платова Т.Е., Павлова В.В. Применение растворов солей для улучшения потребительских и технологических свойств синтетических волокон. //Химические волокна. 1999. - №5. - С.30-33.

73. Цивинская Л.К., Гайдарова Л.Л., Корниенко Т.Н. Исследование структуры матрицы ПЭУ методами термического анализа. // Кожевенно-обувная промышленность. 1995 - №3. - С.40.

74. Гайдаров Л.Л. Исследование влияния характера пористой структуры полимеров на свойства пленок: Дис. на соиск. ученой степени канд. техн. наук. -М.: МТИЛП, 1974.

75. Авторское свидетельство. 1593314. Полимерная композиция для покрытия искусственной кожи. 17.09.1987.

76. Воропаева Л.Н. Совершенствование процессов получения лицевых покрытий синтетических кож с использованием растворо полиэфируретанов: Автореферат дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., 1993. -21с.

77. Головичер Б.А. Получение пористых лицевых покрытий синтетической кожи из полиуретановых растворов, модифицированных поверхностно-активными веществами: Автореферат дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., 1990. - 26 с.

78. Ковшура А.Т. Оптимизация технологических операций производства синтетических кож на основе полиэфируретанов: Автореферат на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., 1997. - 24с.

79. Химические реактивы и высокочистые химические вещества: Каталог. -М.: Химия, 1983.-С.7-588.785,8535,7

80. Рентгеноэлектронный спектр ПЭУ-пленки, содержащей СоС12202,5