Придание новых потребительских свойств синтетическим волокнистым материалам методом прямого газового фторирования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.02, кандидат наук Истраткин, Владислав Александрович

• Истраткин, Владислав Александрович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Истраткин, Владислав Александрович

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

АННОТАЦИЯ

Введение

ЛИТЕРАТУРНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1 Полипропилен

1.1 Структура и стереоизомерия полипропилена

1.2 Полипропилен как волокнообразующий полимер

1.3 Свойства полипропиленовых нитей и волокон

2 Полиэтилентерефталат

2.1 Полиэтилентерефталат как волокнообразующий полимер

2.2 Свойства полиэтилентерефталатных нитей и волокон

3 Нетканые материалы

3.1 Спанбонд

3.2 Мелтблаун

4 Модификация полимеров

5 Текстильные материалы с биоцидными свойствами

6 Гидрофильно-гидрофобные свойства текстильных материалов

7. Прямое газовое фторирование

7.1 Сущность метода прямого газового фторирования

7.2 Механизм прямого фторирования

7.3 Физико-химические особенности прямого газового

фторирования ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------46

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1 Используемые материалы и установка прямого фторирования

1.1 Материалы

1.2 Подготовка полипропиленовой пленки, полиэфирных ткани и нитей -------------------------------------------------------------------------------------

1.3 Установка для проведения прямого фторирования

2 Микроскопические методы анализа

2.1 Атомно-силовая микроскопия

2.2 Сканирующая электронная микроскопия с энергодисперсионным химическим анализом

3 Спектроскопические методы исследования

ИК-спектроскопия (МНПВО)

4 Методы оценки гидрофобно-гидрофильных и сорбционных характеристик материала ------------------------------------------------------------

4.1 Измерение краевых углов смачивания методом проецирования капли на экран -------------------------------------------------------------------------

4.2 Оценка поверхностной энергии твердого тела по полярной и дисперсионной составляющим полной поверхностной энергии (метод двух жидкостей)

4.3 Методика определения водопоглощения

4.4 Методика определения сорбционной емкости нетканого материала -------------------------------------------------------------------------------

4.5 Методика определения капиллярности

5 Методика определения разрывной нагрузки и разрывного удлинения -

6 Методика определения воздухопроницаемости полимерного материала -------------------------------------------------------------------------------

7 Методика термогравиметрического анализа

8 Экспериментальное определение и расчет удельной площади поверхности и размеров пор --------------------------------------------------------

9 Методики оценки влияния модифицированных волокнистых материалов на жизнедеятельность патогенных микроорганизмов ---------

9.1 Метод определения величины зоны лизиса

9.2 Счетный микробиологический тест

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ - 67 Глава 1. Обоснование возможности регулирования гидрофильно-гидрофобных характеристик полипропиленовых нетканых материалов и придания им антимикробных свойств на основе использования метода прямого газового фторирования ---------------------------------------------------

1.1 Обоснование выбора режимов реализации процесса прямого газового фторирования полипропиленовых нетканых материалов [А1 -А3]

1.2 Исследование химического состава поверхности фторированного полипропиленового материала [А2, А4]

1.3 Влияние фторирования на смачиваемость полипропиленового нетканого материала [А1, А4, А5]--------------------------------------------------

1.4 Влияние фторирования на сорбционную емкость полипропиленового нетканого материала [А1, А4, А5]-----------------------

1.5 Влияние фторирования полипропиленового нетканого материала на его антимикробные свойства [А4, А6 - А12]-------------------

1.6 Влияние фторирования полипропиленового нетканого материала на его разрывные полуцикловые характеристики [А1 - А5, А8

- А14]

1.7 Заключение к главе 1

Глава 2. Обоснование возможности гидрофилизации полиэфирных волокнистых материалов и придания им антимикробных свойств на основе использования метода прямого газового фторирования ------------

2.1 Обоснование выбора параметров проведения процесса газового фторирования полиэфирного волокнистого материала в целях его поверхностного модифицирования [А15]

2.2 Исследование химического состава поверхности фторированного полиэфирного материала [А15]

2.3 Оценка гидрофильности ПЭФ материалов, модифицированных методом прямого газового фторирования, с помощью определения краевых углов смачивания и расчета величины их поверхностной энергии [А15]

2.4 Оценка морфологии поверхности ПЭФ материалов, модифицированных методом прямого газового фторирования [А15]------

2.5 Оценка сорбционных свойств фторированных ПЭФ материалов, определение их удельной поверхности и пористости [А15]--

2.6 Оценка изменения разрывных полуцикловых характеристик ПЭФ материалов в результате их модифицирования методом прямого газового фторирования [А15]

2.7 Влияние модифицирования методом прямого газового фторирования ПЭФ волокнистых материалов на их антимикробные свойства [А15]

2.8 Заключение к главе 2

ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК АВТОРСКИХ ПУБЛИКАЦИЙ

ПРИЛОЖЕНИЯ

АННОТАЦИЯ

Представленная диссертационная работа посвящена научному обоснованию возможности придания полипропиленовым и полиэфирным волокнистым материалам антимикробных свойств и направленному изменению их гидрофильно-гидрофобных характеристик на основе использования метода прямого газового фторирования. В работе проведено обоснование выбора оптимальных режимов прямого газового фторирования полипропиленового нетканого материала и полиэфирной ткани, изучено изменения химического состава поверхностного слоя полипропиленовых и полиэфирных волокнистых материалов и пленок под действием фторсодержащих газовых смесей. Осуществлена оценка влияния прямого фторирования газовыми смесями различного состава на морфологию поверхности, смачиваемость, сорбционные характеристики, антимикробные свойства полипропиленового нетканого материала и полиэфирной ткани, а также прочностные характеристики пленок, нитей, нетканых материалов и тканей на их основе.

При выполнении работы применен комплекс аналитических и физико-химических методов исследования (ИК-спектроскопия (МНПВО), электронная сканирующая и атомная силовая микроскопия, энергодисперсионный анализ, дифференциальная сканирующая калориметрия, метод капиллярной конденсации азота), общепринятые и оригинальные методы оценки прочностных и специальных потребительских характеристик текстильных материалов.

Диссертационная работа состоит из введения, литературно-аналитического обзора, методической части, экспериментальной части и обсуждения результатов (2 главы), выводов, списка цитируемой литературы из 139 наименований, списка авторских публикаций из 15 наименований, приложения. Основная часть диссертации содержит 131 страницу машинописного текста, в число которых входят 25 рисунков и 16 таблиц.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Придание новых потребительских свойств синтетическим волокнистым материалам методом прямого газового фторирования»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Волокна, материалы и композиты на их основе широко используются практически во всех отраслях промышленности, медицине, сельском хозяйстве, транспорте и в быту. Однако природных и синтетических волокон сравнительно немного, что ограничивает спектр свойств материалов и композитов на их основе. Наиболее рациональным путем его расширения, а также качественного улучшения характеристик волокнистых материалов является их модифицирование. Если пути и методы модифицирования натуральных волокон, в основном, сложились, то задача модифицирования синтетических волокнистых материалов решена пока в очень малой степени. Это связано с особенностями их структуры (малым диаметром, высокой степенью ориентации и плотностью упаковки субмолекулярных образований, малой или полностью отсутствующей пористостью), а также, в большинстве случаев, низкими химической активностью и адгезионными свойствами волокнообразующего полимера (последнее особенно характерно для волокнистых материалов на основе полиолефинов, в частности, полипропилена). Таким образом, проблема направленного изменения потребительских характеристик синтетических волокнистых материалов различной химической природы является актуальной, что диктует необходимость использования новых, нетрадиционных подходов к её решению.

Известно, что способность волокон к переработке и эксплуатационные характеристики изделий на их основе в значительной степени определяется структурой и свойствами тонкого приповерхностного слоя волокон. В частности, в литературе имеются сведения о том, что адгезионная способность, химическая стойкость, поверхностная энергия, гидрофобность, гидрофильность, биостойкость и многие другие свойства полимерных материалов определяются поверхностным слоем толщиной от ~ 10 нм до нескольких микрометров. Таким образом, простым и экономичным подходом

к приданию синтетическим волокнистым материалам улучшенных и новых, ранее им не присущих потребительских свойств, является поверхностная модификация волокнистых материалов. Одним из перспективных, но недостаточно хорошо изученных применительно к поверхностной модификации синтетических волокон является метод прямого газового фторирования. Он заключается в обработке полимерного материала газообразным фтором в условиях, позволяющих значительно уменьшить деструкцию структуры полимера за счет разбавления фтора инертным газом. Этот метод был разработан в 80-х-90-х годах прошлого века для снижения проницаемости полимерных топливных баков и немедленно внедрен в производство в связи с тем, что позволяет снизить потери топлива в 50-100 раз. С тех пор появилось довольно много работ, посвященных теоретическим основам метода фторирования, но применение его для модифицирования волокнистых материалов пока мало изучено, хотя представляет серьезный интерес. В частности, поскольку основой процесса фторирования является реакция замещения в поверхностно локализованных макромолекулах полимеров атомов водорода на атомы фтора, очевидно, что поверхностная энергия фторированного полимера будет изменяться, что не может не сказаться на таких важных характеристиках материалов на его основе как смачивание, сорбционных показателях. Кроме того, нами выдвинуто предположение, что в результате внедрения в макромолекулу атомов фтора модифицированный полимерный материал может приобрести биоцидные свойства. Настоящая работа базируется на указанных предпосылках и посвящена некоторым аспектам актуальной и значимой проблемы использования метода прямого газового фторирования для модифицирования синтетических волокнистых материалов.

Работа выполнена на основании планов НИР ИХР РАН на 2012-2016 г.г., научно-исследовательских работ по договору с ИВГПУ № 44 от 08.12.2015 г.

Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования являлось научное обоснование возможности придания полипропиленовым и полиэфирным волокнистым материалам антимикробных свойств и направленного изменения гидрофильно-гидрофобных характеристик на основе использования метода прямого газового фторирования. Для этого решались следующие задачи:

• обоснование выбора режимов прямого газового фторирования полипропиленового нетканого материала и полиэфирной ткани;

• изучение изменения химического состава поверхностного слоя полипропиленовых и полиэфирных волокнистых материалов и пленок под действием фторсодержащих газовых смесей;

• оценка влияния прямого фторирования газовыми смесями различного состава на морфологию поверхности, смачиваемость и сорбционные характеристики полипропиленового нетканого материала и полиэфирной ткани;

• исследование антимикробных свойств фторированных газовыми смесями различного состава полипропиленового нетканого материала и полиэфирной ткани;

• оценка воздействия прямого газового фторирования полипропиленых и полиэфирных материалов на прочностные характеристики пленок, нитей, нетканых материалов и тканей на их основе.

Общая характеристика объектов и методов исследования. Объектами исследования являлись полипропиленовые нетканый материал типа «спанбонд», комплексная текстильная нить и пленка, полиэфирные ткань, швейная нить и пленка. Прямое фторирование полиэфирного материала проводили в статических условиях в герметичном реакторе специальной конструкции, все части которого, контактирующие с фтором, изготовлены из нержавеющей стали, стали-3 и тефлона.

При выполнении работы применялся комплекс аналитических и

физико-химических методов исследования (ИК-спектроскопия (МНПВО),

9

электронная сканирующая и атомная силовая микроскопия, энергодисперсионный анализ, дифференциальная сканирующая калориметрия, метод капиллярной конденсации азота), общепринятые и оригинальные методы оценки прочностных и специальных потребительских характеристик текстильных материалов.

Научная новизна. Научно обоснованы возможности регулирования гидрофильно-гидрофобных характеристик полипропиленовых нетканых материалов и полиэфирных тканей и придания им способности подавлять жизнедеятельность патогенных микроорганизмов, базирующиеся на прямом газовом фторировании синтетических волокнистых материалов. При этом получены следующие наиболее существенные научные результаты: •показано, что обработка газовыми смесями на основе фтора полипропиленового нетканого материала приводит к образованию на поверхности волокон фторсодержащих групп, а в присутствии кислорода -также и кислородсодержащих групп в количестве, обеспечивающем изменение гидрофильно-гидрофобных свойств материала и придание ему барьерных биоцидных свойства, причем состав смеси обеспечивает направленность изменения гидрофобности модифицированного материала и селективность его воздействия на разные типы микроорганизмов; •установлено, что обработка полипропиленового нетканого материала фторсодержащей газовой смесью в отсутствии кислорода обеспечивает придание материалу способности подавлять жизнедеятельность микрогрибов и повышенную гидрофобность; при обработке полипропиленового нетканого материала газовой смесью на основе фтора, содержащей кислород, материал приобретает способность подавлять жизнедеятельность болезнетворных бактерий;

•установлено, что фторирование полипропиленового нетканого полотна газовой смесью, не содержащей кислород, приводит к увеличению его сорбционной емкости по отношению к нефтепродуктам, газовой смесью,

содержащей кислород - к увеличению сорбционной емкости по отношению к воде;

•показано, что в результате фторирования полиэфирная ткань приобретает антибактериальные свойства, слабо выраженные при фторировании газовой смесью без кислорода и достаточно высокие при обработке кислородосодержащей газовой смесью;

•установлено, что фторирование газовой смесью, содержащей кислород, обеспечивает значительное повышение поверхностной энергии полиэфирной ткани, в результате чего существенно возрастает ее смачиваемость и заметно повышается водопоглощение.

Практическая значимость. Созданы научные основы и показана возможность разработки эффективной технологии придания барьерных антибактериальных и антигрибковых свойств полипропиленовым нетканым материалам, используемым для производства одноразовой медицинской одежды и белья. Использование таких материалов позволит решить важную, социально значимую задачу предотвращения распространения внутрибольничных инфекций, которые в настоящее время осложняют протекание до 30 % заболеваний пациентов стационаров. Определены условия проведения модифицирования методом прямого газового фторирования широко используемых для бытовых и технических целей полиэфирных тканей. Реализация метода при рекомендуемых параметрах позволит значительно улучшить сорбционные характеристики полиэфирных тканей и придать им способность к угнетению жизнедеятельности болезнетворных бактерий.

Автор защищает:

•способ придания полипропиленовому нетканому полотну с помощью прямого газового фторирования способности подавлять жизнедеятельность микрогрибов и повышенной гидрофобности;

•способ придания полипропиленовому нетканому полотну с помощью прямого газового фторирования способности подавлять жизнедеятельность болезнетворных бактерий;

•экспериментально установленную возможность придания полипропиленовому нетканому полотну с помощью прямого газового фторирования повышенной сорбционной емкости по отношению к воде или к нефтепродуктам;

•экспериментально установленную возможность придания полиэфирной ткани с помощью фторирования газовой смесью, содержащей кислород, антибактериальных свойств, повышенной смачиваемости и водопоглощения.

Личный вклад автора: Личный вклад автора состоит в постановке целей и задач исследования, подборе библиографических источников, написании литературно-аналитического обзора, разработке и выборе методов исследования, планировании эксперимента, получении, математической обработке и анализе экспериментальных данных, обобщении и оформлении результатов эксперимента.

Апробация результатов работы. Основные материалы диссертации докладывались на VII Всероссийской студенческой олимпиаде с международным участием «Наноструктурные, волокнистые и композиционные материалы» (г. Санкт-Петербург, 2011 г.) - доклад отмечен грамотой «За высокий уровень доклада и хорошее владение материалом»; Межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» («Поиск-2012») (Иваново, 2012 г.); Восьмой международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Тепловые и ядерные энерготехнологии» («ЭНЕРГИЯ-2013») (Иваново, 2013 г.); IX Всероссийской олимпиаде молодых учёных «Наноструктурные, волокнистые и композиционные материалы» (Санкт Петербург, 2013 г.) -доклад отмечен дипломом за 1 место на секции «Традиционные полимерные

материалы»; Международной научно-технической конференции

12

«Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (ПРОГРЕСС - 2013) (Иваново, 2013 г.); V Всероссийской научной конференции (с международным участием) «Физикохимия процессов переработки полимеров» (Иваново, 2013 г.); IX Всероссийской школе - конференции молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем» (Крестовские чтения) (Иваново, 2014 г.) - доклад отмечен грамотой «За лучший устный доклад»; Всероссийской научно-практической конференции (с международным участием) и школе молодых ученых «Получение и модифицирование синтетических волокон и нитей для инновационных материалов, композитов и изделий» («Волокна и композиты-2015») (Плес, 2015 г.) - доклад отмечен грамотой «За лучший стендовый доклад»; X Всероссийской школе -конференции молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем» (Крестовские чтения) (Иваново, 2015 г.); фестивале студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодая наука в классическом университете» (Иваново, 2016 г.); . XIX Международном научно-практическом форуме «Физика волокнистых материалов: структура, свойства, наукоемкие технологии и материалы» (SMARTEX-2016) (Иваново, 2016 г.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы представлены в 15 работах, из них 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, в том числе 1 статья в международном журнале с импакт-фактором 3,8, а также 2 патента на изобретения.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, литературно-аналитического обзора, методической части, экспериментальной части и обсуждения результатов (2 главы), выводов, списка цитируемой литературы из 139 наименований, списка авторских публикаций из 15 наименований, приложения. Основная часть диссертации содержит 131 страницу машинописного текста, в число которых входят 25 рисунков и 16 таблиц.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность за научное консультирование д.ф-м.н. Харитонову А.П. (ФИЭПХФ РАН, г. Черноголовка); за помощь в проведении эксперимента к.т.н. Кумеевой Т.Ю., к.т.н. Вавиловой С.Ю. (ИХР РАН, г. Иваново); д.т.н. Юркову Г.Ю. (ИМЕТ РАН, г. Москва); к.ф-м.н. Холодкову И.В. (ИГХТУ, г. Иваново); д.б.н. Кузнецову О.Ю. (ИвГМА, г. Иваново).

ЛИТЕРАТУРНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

Синтетические волокна различного назначения в настоящее время занимают около 60 % мирового рынка текстильного сырья. В мировом производстве химических волокон преобладают полиэфирные, которые составляют почти три четверти от общего объема [1].

Лидирующие позиции по производству полиэфирных волокон в мире принадлежит азиатскому региону - около 90 %. В России доля полиэфирных волокон в общем объеме химических волокон по потреблению на 2013 г. составила 60 %, а по производству лишь 40 %. Импорт полиэфирной продукции в России превышает производство в 3 раза и составляет более 75 % потребления данной продукции [1].

На втором месте по объемам мирового потребления находятся полипропиленовые волокнистые материалы, большая часть которых выпускается в виде нетканых материалов. Наиболее активно развивается производство полипропиленового спанбонда. На долю спанбонда приходится около половины производства всех нетканых материалов, 36 % которых изготавливают из полипропилена. В России производство полипропиленовой волоконной продукции в 2012 г. увеличилось на 9.1 % по сравнению с 2011 г., потребление на 6.3 %. Доля этой продукции в общем объеме потребления и производства химических волокон в стране составила в 2011 г. 28.1 % , в 2012 г. — 55 % [2].

В России в 2012 г. было произведено 140 тыс. т химических волокон и нитей, а их потребление составило 347 тыс. т. [3]. Таким образом, несмотря на растущее производство химических волокон, их производство не может удовлетворить спрос на их потребление. В свете этого ясно, что серьезными проблемами, которые нужно решить российской промышленности, являются дальнейшее увеличение темпов роста производства химических волокон, а также расширение ассортимента выпускаемой на их основе продукции, в

первую очередь, инновационной. Поэтому особенно актуальной становится задача модифицирования традиционных химических волокон, в частности, полиэфирных и полипропиленовых, для улучшения их эксплуатационных характеристик и придания новых, ранее им не присущих свойств.

В настоящем обзоре приводится краткая информация о структуре и свойствах полипропиленовых и полиэтилентерефталатных нитей и волокон, даются общие представления о получаемых на их основе нетканых материалах, анализируются различные подходы к модифицированию полимерных материалов, подробно рассматривается прямое газовое фторирование полимерных материалов.

1 Полипропилен

Особое место в мировом балансе текстильного сырья сегодня занимают полиолефиновые волокна, из которых более 85 % получают из полипропилена (ПП) [4]. Растущий интерес к 1111 нитям и волокнам обусловлен, в первую очередь, их дешевизной, легкостью, простотой утилизации [5].

Изделия из ПП волокон легкие и прочные, устойчивы к воздействию химических реагентов и микроорганизмов, высоких и низких температур (морозоустойчивы), характеризуются высоким коэффициентом трения и малой склонностью к пиллингу (скатыванию волокон) [6].

Основной объем ПП текстильного назначения перерабатывается в нетканые материалы, 36 % которых получают из ПП, а для обеспечения мирового выпуска спанбонда расходуется 80 % ПП сырья [2].

Нетканые материалы - наиболее «продвинутая» отрасль текстильной индустрии, где она занимает лидирующее положение по темпам мирового развития. Основными областями применения нетканых материалов, в том числе, нетканых полотен из ПП, являются медицина и изготовление изделий

гигиенического назначения (37 %) [4], что связано с их сравнительно низкой стоимостью, а также со структурой и свойствами полимерных материалов.

1.1 Структура и стереоизомерия полипропилена

ПП обладает ценным сочетанием свойств, решающее влияние на которые оказывает молекулярная и надмолекулярная структура полимерной цепи [7].

ПП характеризуется более сложной молекулярной структурой, чем большинство производимых промышленностью полимеров, так как, помимо химического состава мономера, средней молекулярной массы и молекулярно - массового распределения, на его структуру оказывает влияние пространственное расположение боковых групп по отношению к главной цепи. В зависимости от условий полимеризации структура ПП может быть нескольких типов, которые различаются пространственным расположением метильных групп по отношению к главной цепи полимера: различают изотактическую, синдиотактическую, атактическую структуры. В техническом отношении наиболее важен и перспективен изотактический ПП

[7].

Изотактический 1111 впервые был синтезирован Наттой с соавт. в 1954 г. Они охарактеризовали его как кристаллизующийся полимер с повторяющимся шагам вдоль оси цепи и размером от 6,4 до 6,7 А [8].

В изотактической структуре все группы СН3 находятся по одну сторону от плоскости цепи:

В действительности, однако, макромолекулы изотактического ПП имеют третичную симметрию, так как группы СН3 располагаются по спирали вдоль главной углеводородной цепи (рис. 1).

Изотактический ПП по своим свойствам выгодно отличается от атактического; он обладает более высоким модулем упругости, большей плотностью (0.90 - 0.91 г/см3), высокой температурой плавления (165 - 170 0С), лучшей стойкостью к действию химических реагентов и т. п. В отличие от атактического полимера он растворим лишь в некоторых органических растворителях (тетралине, декалине, ксилоле, толуоле), причем только при температурах выше 100 0С [7].

Рис. 1. Спираль 3/1 изотактического ПП [8]

При рассмотрении линейных полимеров необходимо иметь в виду, что для них характерно полиморфное состояние: в них могут существовать области различной степени упорядоченности - от полностью неупорядоченных аморфных до областей с разной степенью плоскостной и пространственной упорядоченности. Одна и та же цепная молекула может проходить как через аморфные, так и через кристаллические области, так как

размер кристаллических областей мал по сравнению с длиной молекулы [9], поэтому аморфные и кристаллические области в полимере невозможно механически отделить друг от друга.

Изотактический ПП является полиморфным полимером, имеющим а-, Р-, у- кристаллические формы, а так же мезоморфную структуру. О существовании монокристаллов изотактического ПП впервые было заявлено в 1960 г. Рэнби с соавт. Такие монокристаллы состоят из ламелей толщиной около 150 А и соответствуют кристаллической а- форме со спиралями 3/1. Спиральные цепи располагаются перпендикулярно поверхностям ламелей [8].

Изотактический ПП, закристаллизованный как из разбавленного, так из концентрированного растворов, имеет разветвленную ламелярную структуру. При таком типе кристаллизации в плотно переплетенной разветвленной структуре (рис. 2), исходные и дочерние ламели расположены под углом около 800.

Рис. 2 Разветвлённая структура монокристаллов изотактического ПП [8]

1.2 Полипропилен как волокнообразующий полимер

При исследовании свойств изотактического ПП было обнаружено, что он обладает практической пригодностью для получения волокна существующими методами формования [7].

Волокнообразующими свойствами обладают полимеры с линейной структурой, т.е. с очень длинными (вытянутыми) макромолекулами, при взаимном упорядочении которых возникают межмолекулярные связи, препятствующие скольжению их и повышающие сопротивление одноосной деформации волокна, что способствует его более глубокой ориентации. В цепи молекулы ПП атомы соединяются между собой прочными химическими связями, а между цепями существуют значительно более слабые межмолекулярные связи. Притяжение между молекулами вызывается дисперсионным Ван-дер-ваальсовым взаимодействием, т.к. молекулы 1111 неполярны и не образуют водородных мостиков.

Вследствие высокой регулярности пространственной структуры изотактический ПП имеет более плотную упаковку, чем атактический, благодаря чему создаются предпосылки для возникновения трехмерной решетки, т.е. кристаллической структуры [7].

Первое экспериментальное исследование процесса кристаллизации изотактического 1111 было проведено Мэгиллом. Было определено, что кристаллизация имеет трехмерный, гетерогенный характер, процесс кристаллизации изотактического 1Ш инициируется гетерогенными активными центрами. Максимальная скорость кристаллизации достигается в области температур от 50 до 60 0С. 1ри медленной кристаллизации формируется моноклинная кристаллическая структура, в условиях вынужденной ускоренной кристаллизации образуется мезоморфная структура [8].

В процессе получения нитей кристаллизация расплава полипропилена протекает в неизотермических условиях под действием интенсивной одноосной деформации. В этих условиях может образовываться бимодальная структура, обусловленная присутствием взаимно связанных ламелярных кристаллитов с- и а* осевой ориентации (молекулярные цепи в элементарной ячейке направлены вдоль и поперек направления деформирования) [10-13].

Завадским А.Е. с соавторами изучено влияние фильерного и

20

ориентационного вытягивания в процессе получения 1Ш нити из расплава на её супрамолекулярную структуру. Шказано, что высокая ориентация кристаллитных образований и существенное текстурирование аморфной фазы 1Ш, заключающееся в ориентировании цепей полимера относительно оси волокон, в 1Ш нити достигается уже на стадии формования при низких степенях фильерного вытягивания. Швышение степени фильерного вытягивания оказывает слабое влияние на дополнительную ориентацию кристаллитов полимера и цепей в аморфной фазе волокон, но препятствует образованию а*- ориентированных складчатых ламелей, в которых молекулярные цепи перпендикулярны осям волокон. На стадии ориентационного вытягивания 1Ш нити в условиях термического воздействия достигается практически полный переход ламелярных складчатых кристаллитов к фибриллярным кристаллитным образованиям из вытянутых цепей. 1ри этом происходит также снижение угла разориентации молекулярных цепей в аморфной фазе волокон с 42о до 22о. Указанные факторы позволяют объяснить существенное снижение разрывного удлинения 1Ш нитей на стадии твердофазного вытягивания и повышение при этом их прочности за счет распределения прилагаемой нагрузки на большее количество проходных цепей [10-13].

1.3 Свойства полипропиленовых нитей и волокон

Механические свойства 1Ш нитей и волокон зависят в значительной степени от условий кристаллизации полимера при формовании нити. К важнейшим показателям, характеризующим механические свойства нитей и волокон, относятся: разрывная нагрузка, удлинение, начальный модуль, эластические свойства, устойчивость к многократным деформациям, текучесть под нагрузкой, усадка при повышенных температурах и др. [14].

В отношении разрывной нагрузки 1Ш волокна не уступают полиамидным волокнам, причем их показатели прочности в сухом и мокром

состояниях одинаковы. Разрывное удлинение для ПП волокон составляет 1540 %, оно, как правило, выше, чем у полиэтиленовых волокон.

С эластичностью связаны усталостные свойства, определяемые в большинстве случаев по числу двойных изгибов, выдерживаемых волокном до разрыва. ПП волокно по числу изгибов превосходит капроновое волокно [14].

Коэффициент трения ПП волокна очень высокий, и это является одним из преимуществ ПП волокна перед полиэтиленовым [7].

В ПП связи С-С и С-Н мало поляризованы, поэтому межмолекулярное взаимодействие обусловлено ван-дер-ваальсовыми силами, которые невелики. Эти силы вполне достаточны, чтобы создать жесткую кристаллическую структуру полимера при обычной температуре, но они слишком малы, чтобы оказать сопротивление воздействию повышенной температуры и внешним механическим усилиям. При длительном воздействии внешнего усилия в результате постепенного увеличения удлинения может произойти разрыв волокна и, как следствие этого, холодное течение волокна или текучесть волокна [14].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Истраткин, Владислав Александрович, 2016 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Айзенштейн, Э.М. Производство полиэфирных волокон в мире и в России в 2013 г. / Э.М. Айзенштейн // Химические волокна. - 2015. - № 1. -С. 3-8.

2. Айзенштейн, Э.М. Полипропиленовые волокна на мировом и российском рынках / Э.М. Айзенштейн // Химические волокна. - 2013. - № 4. - С. 3-8.

3. Захаров, А.Г. Перспективы модифицирования синтетических волокон и нитей [Электронный ресурс] / А.Г. Захаров, Н.П. Пророкова // Технический текстиль. - 2014. - № 32. - URL: http://rustm.net/catalog/article/2256.html (дата обращения 23.06.2016).

4. Айзенштейн, Э.М. Химические волокна - сырьё для нетканых материалов [Электронный ресурс] / Э.М. Айзенштейн // Технический текстиль. - 2001. - № 1. - URL: http://rustm.net/catalog/article/784.html (дата обращения 23.06.2016).

5. Айзенштейн, Э.М. Мировые рынки полипропиленовых нитей и волокон в 2007 году: ассортимент, производители, применение [Электронный ресурс] / Э.М. Айзенштейн // Технический текстиль. - 2010. -№ 23. - URL: http://rustm.net/catalog/article/1877.html (дата обращения 23.06.2016).

6. Архалова, В.В. Полипропиленовые волокна: неиспользованный потенциал [Электронный ресурс] / В.В. Архалова, Н.К. Темнова // Технический текстиль. - 2002. - № 3. - URL: http://rustm.net/catalog/article/747.html (дата обращения 23.06.2016).

7. Амбродж, И. Полипропилен / И. Амбродж [и др.]; пер. со словацкого; под ред. Пилиповского В.И. и Ярцева И.К. - Л.: Химия. - 1967. -316 с.

8. Уайт, Д.Л. Полиэтилен, полипропилен и другие полиолефины / Д.Л. Уайт, Д.Д. Чой; пер. с англ. яз. под ред. Е.С. Цобкалло. — СПб.: Профессия, 2006. - 236 с.

9. Липатов, Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров / Ю.С. Липатов. - М.: Химия. - 1977. - 304 с.

10. Завадский, А.Е. Рентгенографический анализ текстуры свежесформованных полипропиленовых нитей / А.Е. Завадский, С.Ю. Вавилова, Н.П. Пророкова // Известия вузов. Химические волокна. - 2013. -№ 3. - С. 22-26.

11. Завадский, А.Е. Рентгенографический анализ бимодальной структуры кристаллитов в полипропиленовых нитях / А.Е. Завадский, С.Ю. Вавилова, Н.П. Пророкова // Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2014. - Т.57. - № 9. - С. 66-70.

12. Завадский, А.Е. Рентгенографический анализ надмолекулярной структуры полипропиленовых нитей / А.Е. Завадский, С.Ю. Вавилова, Н.П. Пророкова // Известия вузов. Химические волокна. - 2014. - № 4. - С. 18-23.

13. Завадский, А.Е. Рентгенографический анализ кристаллизации полипропиленовых нитей при формовании / А.Е. Завадский, С.Ю. Вавилова, Н.П. Пророкова // Известия вузов. Химические волокна. - 2015. - № 2. - С. 10-15.

14. Конкин, А.А. Полиолефиновые волокна / А.А. Конкин, М.П. Зверев.

- М.: Химия. - 1966. - 280 с.

15. Петухов, В.В. Полиэфирные волокна / В.В. Петухов. - М.: Химия. -1976. - 272 с.

16. Забашта, В.Н. Основы интенсификации крашения полиэфирных волокон / В.Н. Забашта. - Л.: Изд-во Ленинградского ун-та. - 1981. - 135 с.

17. Аскадский, А.А. Химическое строение и свойства полимеров / А.А. Аскадский, Ю.И. Матвеев. - М.: Химия, 1983. - 248 с.

18. Прокопчук, Н.Р. Метод изучения межмолекулярного взаимодействия в аморфной фазе полимерных материалов / Н.Р. Прокопчук // Докл. АН БССР. - 1982. - Т.26, № 11. - С. 1020-1023.

19. Provorsek, D.C. Structure and properties of nylon 6 and PET fibres: the effect of crystallite dimenshions / D.C. Provorsek, Y.D. Kwon, R.K. Sharma // J. Materials Sci. - 1977. - V.12. - № 11. - P. 2310-2328.

20. Valk, G. The nonecristallite state within PET fibers - meaning and characterization by mechanical relaxation measurements / G. Valk, G. Jellinek, U. Schroder // Text. Res. J. - 1980. - V. 50. - № 1. - P. 46-54.

21. Перепёлкин, К.Е. Структура и свойства волокон / К.Е. Перепёлкин.

- М.: Химия, 1985. - 208 с.

22. Мельников, Б.Н. Крашение химических волокон. / В кн. Свойства и особенности переработки химических волокон / Б.Н.Мельников. - Под ред. Пакшвера А.Б. - М.: Химия, 1975. - 496 с.

23. Кричевский, Г.Е. Химическая технология текстильных материалов: Учебник для вузов / Г.Е. Кричевский [и др.] - М.: Легпробытиздат. - 1985. -640 с.

24. Пакшвер, А.Б. Свойства и особенности переработки химических волокон / А.Б. Пакшвер. - под ред. А.Б. Пакшвера. - М.: Химия, 1976. - 496 с.

25. Мальнев, С.А. Спанбонд: основы технологии производства [Электронный ресурс] / С.А. Мальнев // Технический текстиль. - 2007. - № 15. - Режим доступа: http://rustm.net/catalog/article/976.html (дата обращения 23.06.2016).

26. Ватцл, А. Нетканые материалы и стиль жизни: технологии Spunlaced и Airlaid для производства медицинско-гигиенических изделий и протирочныхматериалов [Электронный ресурс] / А. Ватцл // Рынок легкой промышленности. - 2005. - № 43. - URL: http://rustm.net/catalog/article/2225.html (дата обращения 23.06.2016).

27. Заметта, Б.В. Новые нетканые антимикробные гидроскрепленные материалы для инновации в здравоохранение / Б.В. Заметта, Е.И. Кучкова, Н.А. Фокина // Новые высокоэффективные нетканые материалы для защиты

человека и окружающей среды от техногенных воздействий: сб. докл. междунар. науч.-техн. конф. - г. Серпухов, 2005. - С.48-52.

28. Братченя, Л.А. Биологически активные нетканые материалы с новыми свойствами / Л.А. Братченя, Т.В. Корсакова // Актуальные проблемы создания и использования новых видов нетканых материалов технического назначения: сб. докл. междунар. науч.-техн. конф. - г. Серпухов, 2006. - С. 94 - 96.

29. Яда, А.Ш.О. Тенденции развития промышленности нетканых материалов за рубежом / А.Ш.О. Яда // Перспективы развития промышленности нетканых материалов и задачи предприятий по ускорению научно-технического прогресса: сб. докл. междунар. науч.-техн. конф. - г. Серпухов, 2005. - С. 4-13.

30. Фокина, Н.А. Материалы и изделия для медицины и защиты человека в экстремальных ситуациях / Н.А. Фокина, Б.В. Заметта // Нетканые материалы: сб. избр. тр. и публ. - Серпухов, 2008. - С.319-323.

31. Любимов, В.В. Нетканые материалы - основа изделий медицинского назначения / В.В. Любимов // Перспективы развития промышленности нетканых материалов и задачи предприятий по ускорению научно-технического прогресса: сб. докл. междунар. науч. -техн. конф. -Серпухов, 2005. - С.53-55.

32. Анисимов, Ю.В. Многослойные нетканые спанлейд материалы типа SMS [Электронный ресурс] / Ю.В. Анисимов, С.А. Мальнев // Технический текстиль. - 2009. - №19. - URL: http://rustm.net/catalog/article/1509.html (дата обращения 23.06.2016).

33. Химический энциклопедический словарь / Гл. ред. Кнунянц, И.Л. -М.: Сов. энциклопедия. - 1983. - 792 с.

34. Назаров, В.Г. Поверхностная модификация полимеров: монография / В.Г. Назаров. - М.: МГУП. 2008. - 474 с.

35. Перепёлкин, К.Е. Современные химические волокна и перспективы их применения в текстильной промышленности / К. Е. Перепёлкин // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). - 2002. - Т. 46, № 1. - C. 31-48.

36. Кричевский, Г.Е. Химическая технология текстильных материалов. / Г.Е. Кричевский. - М.: ВЗИТЛП, 2000, Т. 1. - 436 с.; 2001, Т. 2. - 540 с.; 2001, Т. 3. - 298 с.

37. Обухов, Ю.И. Методы оценки эффективности биоцидной обработки текстильных материалов [Электронный ресурс] / Ю.И. Обухов, А.В. Разуваев // Рынок легкой промышленности. - 2010. - №80. - URL: http://rustm.net/catalog/article/1915.html (дата обращения 23.06.2016).

38. Разуваев, А.В. Биоцидная защита текстильных материалов для профессиональной одежды [Электронный ресурс] / А.В. Разуваев // Технический текстиль. - 2009. - №19. - URL: http://rustm.net/catalog/article/1512.html (дата обращения 23.06.2016).

39. Разуваев, А.В. Биоцидная отделка текстильных материалов. Часть1 [Электронный ресурс] / А.В. Разуваев // Рынок легкой промышленности. -2009. - №60. - URL: http://rustm.net/catalog/article/1453.html (дата обращения 23.06.2016).

40. Хорев, А.В. Влияние предварительной поверхностной модификации полиэфирных тканей на их антимикробную отделку / А.В. Хорев, Н.П. Пророкова, С.Ю. Вавилова, О.Ю. Кузнецов // Ученые записки ИМЭИ. - 2011. - №1 (1). - С. 30-35.

41. Пророкова, Н.П. Химический способ поверхностной активации волокнистых материалов на основе полиэтилентерефталата. Часть 1. Исследование действия растворов гидроксида натрия и препаратов на основе четвертичных аммониевых солей / Н.П. Пророкова, А.В. Хорев, С.Ю. Вавилова // Хим. волокна. - 2009. - №3. - С. 11-16.

42. Хорев, А.В. Активация поверхности полиэфирных текстильных материалов для придания им деодорирующих свойств / А.В. Хорев, Н.П. Пророкова, С.Ю. Вавилова // Сборник материалов XII Международного научно-практического семинара «SMARTEX-2009», ИГТА, Иваново, 2009. -С. 61-63.

43. Prorokova, N.P. Surface Activation of Fibrous PET Materials / N.P. Prorokova [et al.] // Advances in sustainable petroteum engineering science. -2013. - V. 5. - Is. 2. - P. 105-121.

44. Prorokova, N.P. Chemical Method of Fibrous Materials Surface Activation on the Basis of Polyethilene Terephthalate (PET) / N.P. Prorokova [et al.] // Chemistry & Chemical Technology. - 2014. - Vol. 8. - No. 3. - P. 293 -302.

45. Кузьмин, С.М. Плазменно-растворная модификация полиэтилентерефталатного волокнистого материала / С.М. Кузьмин [и др.] // Хим. волокна. - 2010. - № 1. - С. 26-30.

46. Kuzmin, S.M. Chapter 19. Plasma-Assisted Modification of Textile Yarns in Liquid Environment / S.M. Kuzmin, N.P. Prorokova, A.V. Khorev // In book: Textiles: Types, Uses and Production Methoda, editor A.El Nemr. - New York: Nova Science Publishers, Inc. 2012. - P. 557 - 578.

47. Пророкова, Н.П. Модифицирование поверхностно-барьерным разрядом полиэфирных волокнистых материалов в целях улучшения их гидрофильности / Н.П. Пророкова [и др.] // Журнал прикладной химии. -2016. - Т. 89. - Вып. 1. - С. 119-127.

48. Голубчиков О. А., Агеева Т. А., Титов В. А. Поверхностная модификация полипропилена биоактивными соединениями. // Рос хим. ж. (Ж. Рос. хим. общ-ва им. Д.И. Менделеева). - 2004. - Т. 48. - № 4. -С.166 -172.

49. Голубчиков, О.А. Полипропиленовые материалы медицинского назначесния, модифицированные ацетилсалициловой кислотой / О.А. Голубчиков [и др.] // Известия ВУЗов. Химия и химич. технология. 2007. - Т. 50. - Вып. 5. - С. 65 - 68.

50. Горнухина, О.В. Исследование поверхностной структурно-химической модификации полипропиленовых плёнок поливиниловым спиртом / О.В. Горнухина, И.А. Вершинина, О.А. Голубчиков // Химия и химическая технология. - 2012. - том 55. - № 1. - С. 68-70.

51. Munoz-Bonilla, A. Polymeric materials with antimicrobial activity / A. Munoz-Bonilla, M. Fernandez-Garcia // Progress in Polymer Science. - 2011. - P. 282-339.

52. Guittard, F. Highly fluorinated molecular organised systems: strategy and concept / F. Guittard, S. Geribaldi // J Fluorine Chem. - 2001. - №107. - P. 363-374.

53. Massi, L. Antimicrobial properties of highly fluorinated bis-ammonium salts / L. Massi [et al.] // Int J Antimicrob Agents. - 2003. - №21. - P. 20-26.

54. Caillier, L. Polymerizable semi-fluorinated gemini surfactants designed for antimicrobial materials / L. Caillier [et al.] // J Colloid Interface Sci. - 2009. -№ 332. - P.201-207.

55. Thebault, P. Surface and antimicrobial properties of semifluorinated quaternary ammonium thiol surfactants potentially usable for self-assembled monolayers / P. Thebault [et al.] // J Fluorine Chem. - 2010. - №131. - P. 592596.

56. Woo, G.L.Y. Synthesis and characterization of a novel biodegradable antimicrobial polymer / G.L.Y. Woo, M.W. Mittelman, J.P. Santerre // Biomaterials. - 2000. - №21. - P. 1235-1246.

57. Woo, G.L.Y. Biological characterization of a novel biodegradable antimicrobial polymer synthesized with fluoroquinolones / G.L.Y. Woo [et al.] // J Biomed Mater Res. - 2002. - №59. - P. 35-45.

58. Yang, M.L. Utilization of quinolone drugs as monomers: characterization of the synthesis reaction products for poly(norfloxacin diisocyanatododecane polycaprolactone) / M.L. Yang, J.P. Santerre // Biomacromolecules. - 2001. - №2. - P. 134-141.

59. Moon, W.S. Antimicrobial activity of a monomer and its polymer based on quinolone / W.S. Moon [et al.] // J Appl Polym Sci. - 2003. - №90. - P. 17971801.

60. Erol, I. Novel methacrylate copolymers with fluorine containing: synthesis, characterization, reactivity ratios, thermal properties and biological activity / I. Erol // J Fluorine Chem. - 2008. - №129. - P. 613-620.

61. Erol, I. Synthesis and characterization of novel fluorine containing methacrylate copolymers: reactivity ratios, thermal properties, and antimicrobial activity / I. Erol [et al.] // J Appl Polym Sci. - 2009. - №114. - P. 3351-3359.

62. Сумм, Б.Д., Горюнов Ю.В. Физико-химические основы смачивания и растекания / Б.Д. Сумм, Ю.В. Горюнов. - М.: Химия. - 1976. - 232 с.

63. Ван Кревелен, Д.В. Свойства и химическое строение полимеров / пер. с англ. под ред. А.Я. Малкина. - М.: Химия. - 1976. - 415 с.

64. Пророкова, Н.П. Придание сверхгидрофобных свойств полиэфирным тканям на основе использования растворов

низкомолекулярной фракции ультрадисперсного политетрафторэтилена в сверхкритическом диоксиде углерода / Н.П. Пророкова, Т.Ю. Кумеева, Л.Н. Никитин, В.М. Бузник / В кн.: Растворы в химии и технологии модифицирования полимерных материалов: новое в теории и практике / Отв. ред. А.Ю. Цивадзе. Иваново: ОАО «Издательство «Иваново», 2014. - С. 401 -457.

65. Волков, В.А. Коллоидная химия / В.А.. Волков. - М.: МГТУ. - 2001.

- 640 c.

66. Бойнович, Л.Б. Гидрофобные материалы и покрытия: принципы создания, свойства и применение / Л.Б. Бойнович, А.М. Емельяненко // Успехи химии. - 2008. - № 77 (7). - С. 619 - 638.

67. Бойнович, Л.Б. Создание покрытий для придания супергидрофобных свойств поверхности силиконовых резин / Л.Б. Бойнович, А.М. Емельяненко, А.М. Музафаров, А.М. Мышковский, А.С. Пашинин,

A.Ю. Цивадзе, Д.И. Ярова // Российские нанотехнологии. - 2008. - № 9-10. -С. 100 - 105.

68. Koch, K. Diversity of Structure, Morphology and Wetting of Plant Surfaces / K. Koch, B. Bhushan, W. Barthlott // Soft Matter. - 2008. - V. 4. - P. 1943 - 1963.

69. Boinovich, L. The Prediction of Wettability of Curved Surfaces on the Basis of the Isotherms of the Disjoining Pressure / L. Boinovich, A. Emelyanenko //Colloids and Surface A: Physicochem. Eng. Aspects. - 2011. - V. 383. - №. 1-3.

- P. 10 - 16.

70. Дерягин, Б.В. Поверхностные силы / Б.В. Дерягин, Н.В. Чураев,

B.М. Муллер. - М.: Наука. - 1985. - 399 с.

71. Назаров, В.Г. Поверхностная модификация полимеров: монография / В.Г. Назаров. - М.: МГУП. 2008. - 474 с.

72. Мельников Б.Н., Захарова Т.Д., Кириллова М.Н.Физико-химические основы процессов отделочного производства / Б.Н. Мельников, Т.Д. Захарова, М.Н. Кириллова. - М.: Легкая и пищевая промышленность. - 1982. -280 с.

73. Агеев, А.А. Поверхностные явления и дисперсные системы в производстве текстильных материалов и химических волокон / А.А. Агеев, В.А.. Волков. - М.: МГТУ. - 2004. - 464 с.

74. Агеев, А.А. Поверхностная модификация полимерных волокон, текстильных материалов методом молекулярного наслаивания фторсодержащих поверхностно-активных веществ / А.А. Агеев, В.А.. Волковз Е.Л. Щукина / В кн.: Растворы в химии и технологии модифицирования полимерных материалов: новое в теории и практике / Отв. ред. А.Ю. Цивадзе. Иваново: ОАО «Издательство «Иваново», 2014. - С. 498 -543.

75. Пророкова, Н.П. Модификация поверхности полиэтилентерефталатных тканей посредством нанесения

гидрофобизирующего покрытия в среде сверхкритического диоксида углерода / Н.П. Пророкова [и др.]. // Хим. волокна. - 2009. - № 1. - С. 26-30.

76. Кумеева, Т.Ю. Придание полиэфирному волокнистому материалу сверхгидрофобных свойств на основе использования раствора низкомолекулярного политетрафторэтилена в сверхкритическом диоксиде углерода / Т.Ю. Кумеева [и др.].// Новое в полимерах и полимерных композитах. - 2012. - № 1. - С. 134-146.

77. Кумеева, Т.Ю. Исследование покрытия полиэфирных волокон политетрафторэтиленом в сверхкритическом диоксиде углерода / Т.Ю. Кумеева [и др.]. // Журн. прикл. химии. - 2012. - Т.85, Вып.1. - С. 151-156.

78. Пророкова, Н.П. Перспективные технологии гидро- и олеофобизации текстильных материалов / Н.П. Пророкова [и др.]. // Химическая технология. - 2010. - Т. 11. - № 4. - С. 213 - 224.

79. Пророкова, Н.П. Придание полиэфирным текстильным материалам высокой гидрофобности обработкой их раствором теломеров тетрафторэтилена / Н.П. Пророкова [и др.]. // Химические волокна. - 2010. -№ 2. - С. 25 - 30.

80. Пророкова, Н.П. Придание полиэфирным тканям повышенной гидрофобности: формирование на поверхности волокон ультратонкого водоотталкивающего покрытия / Н.П. Пророкова [и др.]. // Рос. хим. журн. (Журн. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). - 2011. - Т. 55. - № 3. - С. 14 -23.

81. Пророкова, Н.П. Гидрофобизация полиэфирных текстильных материалов теломерными растворами тетрафторэтилена / Н.П. Пророкова [и др.]. // Журн. прикл. химии. - 2013. - Т. 86. - № 1. - С. 68 - 73.

82. Харитонов, А.П. Прямое фторирование полимерных изделий — от фундаментальных исследований к практическому использованию / А.П. Харитонов, Б.А. Логинов // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). - 2008, Т. 52. - № 3. - С. 106-111.

83. Назаров, В.Г. Фторированные резины с улучшенными триботехническими свойствами / В.Г. Назаров [и др.] // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). - 2008. - Т. 52. - № 3. - С. 45-55.

84. Lagow, R.J. Direct fluorination: a "new" approach to fluorine Chemistry / R.J. Lagow, J.L. Margrave // Progr. in Inorg. Chem. - 1979. - V. 26. - P. 162210.

85. Jagur-Grodzinski, J. Modification of polymers under heterogeneous conditions / J. Jagur-Grodzinski // Progr. in Polymer Sci. - 1992. - V. 17. - P. 361415.

86. Anand, M. Surface Fluorination of Polymers / M. Anand , J.P. Hobbs, I.J. Brass // In book "Organofluorine Chemistry: Principles and Commercial Applications" edited by R.E. Banks, B.E. Smart, J.C. Tatlow, - New York: Plenum. - 1994. - P.469-481.

87. Hobbs, J.P. Structure-performance characteristics of fluorinated HDPE barrier polymers / J.P. Hobbs, M. Anand, // Eng. Plastics. - 1992. - V. 5. - P. 247258.

88. Kharitonov, A.P. Practical applications of the direct fluorination of polymers / A.P. Kharitonov // J. Fluorine Chem. - 2000. - V. 103. - P. 123-127.

89. Харитонов, А.П. Улучшение эксплуатационных свойств полимерных материалов методом прямого фторирования / А.П. Харитонов // Химия в интересах устойчивого развития. - 2004. - Т. 12. - С. 643-649.

90. Kharitonov, A.P. Direct fluorination - useful tool to enhance commercial properties of polymer articles / A.P. Kharitonov [et al.] // J. Fluorine Chem. -2005. - V. 126. - P. 251-263.

91. Friedrich, J. Fluorination of polymer surfaces / J. Friedrich [et al.] // Vakuum in Forschung und Praxis. - 2002. - V. 14.-N 5. - P. 285-290.

92. Carstens, P.A.B. New surface fluorinated products / P.A.B. Carstens // Conference Papers of the 3rd International Conference on Fluorine in Coatings-II. - Munich, Germany. - 1997. - 24-26 February. - Paper N 30. - 21 P.

93. Park, S.J Effect of surface oxyfluorination on the dyeability of polyethylene film / S.J. Park [et al.] // J Colloid Interface Sci. - 2005. - V. 283. -N 1. - P. 190-195.

94. Пат. 2811468 США. Impermeable polyethylene film and containers and process of making same (Joffre, S.P.). - Oct. - 29. - 1957.

95. Пат. 4120032 США. Methods and systems for use with pulse train circuitry (Mirdadian, M.K.). - Oct. - 10. - 1978.

96. Van Krevelen, D.W. Properties of Polymers Correlations with Chemical structure / D.W. Van Krevelen // Amsterdam - London - New York: Elsevier publishing comp. - 1972. - 427 p.

97. Schonhorn, H. Fluorinations of polyethylene Single Crystals / H. Schonhorn [et al.] // Macromolecules. - 1970. - № 3. - P. 800-801.

98. Clark, D.T. Applications of ESCA to polymer chemistry. Part VI. Surface fluorination of polyethylene. Application of ESCA to the examination of structure as a function of depth / D.T. Clark [et al.] // J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. - 1975. - V. 13. - P. 857-890.

99. Vargha, V. Functionalisation of polypropylene non-woven fabrics (NWFs) / V. Vargha [et al.] / J Therm Anal Calorim. - 2012. - V. 109. - №2. - P. 1019-1032.

100. Adcock, J.L. Simultaneous Fluorinations and Functionalization of Hydrocarbon Polymers / J.L. Adcock, I. Shoji, R.J. Lagow // J. Am. Chem. Soc. -1978. - V. 100. - P. 1948-1950.

101. Пат. 4020223 США. Fluorinations of polymers and polyacrylonitrile fibers (Dixon, D.D., Hayes, L.J.). - Apr. - 26. - 1977.

102. Lagow, R.J. Direct fluorination: a new approach to fluorine chemistry. progress in inorganic chemistry / R.J. Lagow, J.L. Margrave // Hoboken: John Wiley & Sons, Inc. -2007.

103. Sanderson, R. Fluorination rates of polyolefins as a function of structure and gas atmosphere / R. Sanderson [et al.] // J Therm Anal Calorim. -1994. - V.41. -N 2. - P. 563-5S1.

104. Fettes, E.M. Chemical reaction of polymers / E.M. Fettes // New York: Interscience. - 1964. - 1304 с.

105. Бузник, ВМ. Фторполимерные материалы: применение в нефтегазовом комплексе (Сер. «Aкадемические чтения», вып.61) / ВМ. Бузник // M.: Изд-во «HЕФТЬ и ^З» РГУ нефти и газа им. ИМ. Губкина. -2009. - 31 с.

106. Пат. 1816773 РФ. Способ поверхностной модификации кристаллических и аморфных термопластов и резин Базаров, В.Г., Семёнов, СЛ., Столяров, В.П., Дедов, AB., Тарасов, A3., Mанин, В.Н). - 23. 05. -1993.

107. ГОСТ 9.049-75. ЕСЗКС. Mатериалы полимерные. Mетоды лабораторных испытаний на устойчивость к воздействию плесневых грибов. - M.: Изд. Стандартов. - 1979.

108. Харитонов, A.K Кинетика и механизм прямого фторирования полимеров: дис. ... доктор физ.-мат. наук / Харитонов, A. П.- Черноголовка: 2005. - 278с.

109. Бинниг, Г. Сканирующая туннельная микроскопия - от рождения к юности / Г. Бинниг, Г. Рорер // УФК - 19SS. - Т. 154. - No 2. - С. 261-277.

110. Binning, G.Atomic force microscopy / G. Binning, C.F. Quate, C. Gerber // Phys. Rev. Lett. - 19S6. - V. 56. - N 9. - P. 930-933.

111. Криштал, M.M. Сканирующая электронная микроскопия и рентгеноспектральный микроанализ / M.M. Криштал, И.С. Ясников. - M.: Техносфера. - 2009. - 208 с.

112. Дехант, И. Инфракрасная спектроскопия полимеров / И. Дехант [и др.]; под ред. Э.Ф. Олейника. - M.: Химия. - 1976. - 472 с.

113. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии; под ред. Ю.Г. Фролова, A.Q Гродского. - M.: Химия. - 19S6. - 216 с.

114. Ван Кревелен, Д.В. Свойства и химическое строение полимеров / Д.В. Ван Кревелен; перевод с англ. под ред. A^. Mалкина. - M.: Химия. -1976. - 415 с.

115. Лабораторный практикум по текстильному материаловедению; под ред. RH. Кукина. - M.: «Легкая индустрия». - 1974. - 390 с.

116. ГОСТ 3816-81 ИСО 811-S1. Полотна текстильные Mетоды определения гигроскопических и водоотталкивающих свойств. - 19S2.

117. Есенкова, H. П. ^тканые сорбенты для сбора разливов нефтепродуктов и экспресс-метод определения их сорбционной емкости / H. П. Есенкова, A.K Mихалькова, С. Г. Бачерникова // №фть Газ Промышленность. - 2004. - № 3 (8). - URL: http://edinros.spb.ru/articles/3S04 (дата обращения 23.06.2016).

11S. ГОСТ 10213.2-2002. Волокно штапельное и жгут химические. Mетоды определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве. - 2003.

119. ГОСТ 10681-75. Материалы текстильные. Климатические условия для кондиционирования и испытания проб и методы их определения. - 1978.

120. ASTM E2149 - 10.Standard Test Method for Determining the Antimicrobial Activity of Immobilized Antimicrobial Agents Under Dynamic Contact Conditions. - USA. - 2001.

121. ГОСТ 22900-78 Кожа искусственная и пленочные материалы. Методы определения паропроницаемости и влагопоглощения. - 1979.

122. ГОСТ 12088-77 Материалы текстильные и изделия из них. Метод определения воздухопрницаемости. - 1977.

123. Tressaud, A. Modification of surface properties of carbon-based and polymeric materials through fluorination routes: From fundamental research to industrial applications / A. Tressaud, E. Durand, C. Labruge're, A. P. Kharitonov, L.N. Kharitonova // J. of Fluorine Chemistry. - 2007. - V. 128. - P. 378 - 391.

124. Kharitonov, A.P. Direct fluorination of polymers—from fundamental research to industrial applications / A.P. Kharitonov // Progress in Organic Coatings. - 2008. - V. 61. - P. 192 - 204.

125. Kharitonov, A.P. Chapter 2: Direct fluorination of polymers—from fundamental research to industrial applications. In: Fluorine Chemistry Research Advances / A.P. Kharitonov / Ed. Ira V. Gardiner - Nova Science Publishers, Inc. 2007. - P. 35 - 103.

126. Kharitonov, A.P. Direct fluorination of polymers / A.P. Kharitonov / Nova Science Publishers Inc. - 2008.

127. Okada, M. Direct Fluorination of Polyethylene Powder / M. Okada, K. Makuushi // Ind. Eng. Chem. - 1969. - V. 8 (3). - P. 334 - 335.

128. Kharitonov, A.P. Modification of Ultra-High-Molecular Weight Polyethylene by Various Fluorinating Routes / A.P. Kharitonov, G.V. Simbirtseva, V.M. Bouznik, M.G. Chepezubov, M. Dubois, K. Guerin, A. Hamwi, H. Kharbache, F. Masin //J. Polymer Sci. Part A: Polymer Chem. - 2011. - V. 49. -Р. 3559-3573.

129. Kharitonov, A.P. The kinetics and mechanism of the direct fluorination of polyethylenes / A.P. Kharitonov, R. Taege, G. Ferrier, N.P. Piven // Surface Coat. Intern. Part B: Coatings Transactions. - 2005. - V. 126. - Р. 201-212.

130. Socrates, G. Infrared characteristic group frequencies / G. Socrates / 3rd ed. - Chichester; N.Y.; Brisbane; Weinheim, Toronto, Brisbane, Singapore: John Wiley & Sons. - 2001.

131. Kharitonov, A.P. Surface modification of polymers by direct fluorination: A convenient approach to improve commercial properties of polymeric articles / A.P. Kharitonov, L.N. Kharitonova // Pure and Applied Chemistry. - 2009. - V. 81. - P.451-471.

132. Харитонов, А.П. Применение метода интерференционной спектроскопии для изучения кинетики химических реакций в оптически прозрачных пленках / А.П. Харитонов, Ю.Л. Москвин, Г.А. Колпаков // Высокомолек. соединения: Серия А. - 1985. - Т. 27. - № 3. - С. 658 - 661.

133. Boinovich, L.B. Principles of Design of Superhydrophobic Coatings by Deposition from Dispersion / L.B. Boinovich, A.M. Emelyanenko // Langmuer. -2009. - V. 25. - P. 2907-2912.

134. Трещалин, Ю.М. Киселев Производство нетканых полотен технического назначения «Холлофайбер» и их структурные особенности / Ю.М. Трещалин, М.В.Киселев, В.В. Хамматова, М.Ю. Трещалин, А.М. Киселев // Модели инновационного развития текстильной и легкой промышленности на базе интеграции университетской науки и индустрии образование - наука - производство: сб. статей II Междунар. научн.-практ. конф. - Казань: КНИТУ, 2016. - С. 193-199.

135. Разуваев А.В. Заключительная отделка текстильных материалов биоцидными препаратами // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. - 2010. - Т. 53.- № 8. С. 3 - 7.

136. Du Toit, F.J. The effect of surface fluorination on the wettability of high density polyethylene / F.J. du Toit [et al.] //J. Fluorine Chem. - 1995. - V.74. -P. 43-48.

137. Le Roux, J.D. Surface fluorination of poly (phenylene oxide) composite membranes: Part II. Characterization of the fluorinated layer / J.D. Le Roux // J. Membrane Sci. - 1994. - V.90. - P.37- 53.

138. Агеев, А.А. Поверхностные явления и дисперсные системы в производстве текстильных материалов и химических волокон / А.А. Агеев, В.А. Волков. - М.: Совьяж Бево, 2004. - 246 с.

139. Волков, В.А. Методы определения параметров капиллярности и показатели качества ткани / В.А. Волков, Д.М. Полехин, А.А. Агеев // Дизайн, технологии и инновации в текстильной и легкой промышленности (Инновации - 2015): сб. матер. Междунар. науч.-техн. конф. Т. 2 - Москва, 2015.- С. 16 - 20.

СПИСОК АВТОРСКИХ ПУБЛИКАЦИЙ

А1. Пророкова, Н.П. Технология прямого газового фторирования полипропиленового нетканого материала. Обоснование выбора оптимальных режимов процесса / Н.П. Пророкова, В.А. Истраткин, А.П. Харитонов // Дизайн. Материалы. Технология. - 2015. - № 5 (40). - С. 28 - 34.

А2. Истраткин, В.А. Возможности прямого фторирования при модификации поверхности полипропиленового нетканого полотна / В.А. Истраткин // Тез. докл. VII всероссийской студенческой олимпиады и семинара с международным участием «Наноструктурные, волокнистые и композиционные материалы». - Санкт Петербург. - 2011. - С. 38.

А3. Истраткин, В.А. Возможности прямого фторирования при модификации поверхности полипропиленового нетканого полотна / В.А. Истраткин, Н.П. Пророкова, Т.Ю. Кумеева // Сб. матер. Межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» («Поиск-2012»). - Иваново. - 2012. - Ч.1. - С. 104.

А4. Prorokova, N.P. Improvement of polypropylene nonwoven fabric antibacterial properties by the direct fluorination / N.P. Prorokova, V.A. Istratkin, T.Yu. Kumeeva, S.Yu. Vavilova, A.P. Kharitonov, V.M. Bouznik // RSC Advances. - 2015. - V. 5, Is. 55. - p. 44545 - 44549.

А5. Истраткин, В.А. Влияние прямого фторирования на адсорбционную активность полипропиленовых нетканых материалов / В.А. Истраткин, Н.П. Пророкова, Т.Ю. Кумеева // Тез. докл. Всероссийской научно-практической конференции (с международным участием) и школы молодых ученых «Получение и модифицирование синтетических волокон и нитей для инновационных материалов, композитов и изделий» («Волокна и композиты-2015»). - Плес. - 2015. - С. 68.

А6. Патент 2488600 РФ. Способ поверхностного модифицирования полипропиленового материала / Н.П. Пророкова, Т.Ю. Кумеева, С.Ю. Вавилова, В.А. Истраткин, А.П. Харитонов, В.М. Бузник. Приоритет изобр. 09.06.2012 г. Заяв. № 2012124191.0публ. 27.07.2013, Бюл. № 21.

А7. Патент 2488601 РФ. Способ поверхностного модифицирования полипропиленового материала / Н.П. Пророкова, Т.Ю. Кумеева, С.Ю. Вавилова, В.А. Истраткин, А.П. Харитонов, В.М. Бузник. Приоритет изобр. 09.06.2012 г. Заяв. № 2012124193.0публ. 27.07.2013, Бюл. № 21.

А8. Истраткин, В.А. Модифицирование полипропиленовых нетканых материалов медицинского назначения методом прямого газового фторирования / В.А. Истраткин // Тез. докл. Восьмой международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Тепловые и ядерные энерготехнологии» («ЭНЕРГИЯ-2013»). - Иваново - 2013. - Т. 2. - С. 247.

А9. Истраткин, В.А. Использование метода прямого газового фторирования для придания полипропиленовым нетканым полотнам медицинского назначения специальных потребительских свойств / В.А. Истраткин // Тез. докл. Международной научной конференции и IX всероссийской олимпиады молодых учёных «Наноструктурные, волокнистые и композиционные материалы». - Санкт Петербург. - 2013. - С. 64.

А10. Пророкова, Н.П. Модифицирование полипропиленовых нетканых материалов медицинского назначения методом прямого газового фторирования / Н.П. Пророкова, В.А. Истраткин // Сб. матер. Международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы

текстильной и легкой промышленности» (ПРОГРЕСС - 2013). -Иваново. - 2013. -Т. 1. - С. 397-398.

А11. Истраткин, В.А. Придание антимикробных свойств полипропиленовому нетканому полотну / В.А. Истраткин // Тез. докл. IX Всероссийской школы -конференции молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем» (Крестовские чтения). - Иваново. - 2014. - С. 43-44.

А12. Истраткин, В.А. Придание антимикробных свойств полипропиленовому нетканому полотну с помощью метода прямого газового фторирования / В.А. Истраткин, Н.П. Пророкова // Тез. докл. X Всероссийской школы - конференции молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем» (Крестовские чтения). - Иваново. - 2015. - С. 177-178.

А13. Кумеева, Т.Ю. Использование прямого фторирования для придания полипропиленовому нетканому полотну специальных потребительских свойств / Т.Ю. Кумеева, Н.П. Пророкова, С.Ю. Вавилова, В.А. Истраткин // Тез. докл. V Всероссийской научной конференции (с международным участием) «Физикохимия процессов переработки полимеров». - Иваново. - 2013. - С. 113-114.

А14. Истраткин, В.А. Влияние прямого фторирования полипропиленового нетканого материала на его гидрофильно-гидрофобные характеристики / В.А. Истраткин // Сб. матер. XIX Междунар. науч.-прак. форума «Физика волокнистых материалов: структура, свойства, наукоемкие технологии и материалы» (8МАЯТЕХ-2016). - Иваново. - 2016. - Ч.2. - С. 65-67.

А15. Истраткин, В.А. Поверхностное модифицирование полиэфирных текстильных материалов методом прямого газового фторирования / В.А. Истраткин // Тез. докл. научных конференций фестиваля студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодая наука в классическом университете». - Иваново. - 2016. - С. 8-9.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор выражает глубокую благодарность за научное консультирование д.ф-м.н. Харитонову А.П. (ФИЭПХФ РАН, г. Черноголовка); за помощь в проведении эксперимента к.т.н. Кумеевой Т.Ю., к.т.н. Вавиловой С.Ю. (ИХР РАН, г. Иваново); д.т.н. Юркову Г.Ю. (ИМЕТ РАН, г. Москва); к.ф-м.н. Холодкову И.В. (ИГХТУ, г. Иваново); д.б.н. Кузнецову О.Ю. (ИвГМА, г. Иваново).

П F И Л G Ж Е H И Я

Стр: 1

Стр.: 1

НАГРАЖДАЕТСЯ

студент группы ЗИ6 ИГТА

Истраткин Владислав за активное участие в межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (ПОИСК-2011) секция «Структура и свойства волокнистых материалов и композитов на их основе»

Председатель секции д.т.н., профессор, зав. кафедрой ФНТ

А. К. Изгородин

Секретарь секции к.х.н., доцент кафедры ФНТ

А.Ю. Ильина

СЕКЦИЯ

ТРАДИЦИОННЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Ректор СПГУТД профессор

А. В. Демидов

Санкт-Петербург 2013 '

ГРАМОТА

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

« С А НКТ-ПЕ ТЕР Б УР ГС КИИ Г ОСУ ДА РС ГВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИИ И ДНЗАИНА»

НАГРАЖДАЕТСЯ

Истрашкин Владислав Александрович

Студент

Занявшим

место

в IX всероссийской студенческой олимпиаде

«наноструктурные, волокнистые

и композиционные материалы»

1тшшшммш

ФГБОУ ВПО

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИИ И ДИЗАЙНА»

НАГРАЖДАЕТСЯ Истраткин Владислав Александрович

за доклад

| ¡^Использование метода прямого газового фторирования (Хця . придания полипропиленовым нетканым полотнам медицинского // назначения специальных потребительских свойств»

на ГХ ВСЕРОССИЙСКОЙ ОЛИМПИАДЕ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «наноструктурные, волокнистые и композиционные материалы»

Ректор СПГУТД . профессор

_

ИСТРАТКИН ВЛАДИСЛАВ АЛЕКСАНДРОВИЧ

за лучшим устный доклад на IXКонференции молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазн ых систем» (Крестовские чтения)

Иваново, 25-28 ноября 2014 г.

Председате, 'Оргкомитет

Конкурс ра&от молодъю^учеиъи^ в рамщщ (Всероссийский научно-практической конференции

с международным участием «получение и модифицирование синтетическую волокит и нитей для инновационньи^материалов, композитов и

изделий»

НЯ(Г(РАЖ®Л(ЕЛГСЯ

Жст-ратщт (Владислав Александрович

(Ю«РФЯ% г. Иваново)

за лучший стендовый доклад

Председатель Организационного }{рмитета /. зам. председателя Правительства Ивановской области С®- Юавлетова

Председатель программного ко

. лабораторией

Института химии растворов

Я.71. СМорыганов

г. Шее. 2015г.