ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение волокон из водных дисперсий полимеров из "Синтетические волокна из дисперсий полимеров" Получение дисперсий полимеров. Водные дисперсии полимеров могут быть получены химическими и физикохимическими методами. При химическом методе дисперсная система образуется в процессе синтеза полимера путем эмульсионной полимеризации или поликонденсации. Физико-химические методы предусматривают диспергирование полимера в присутствии поверхностноактивных веществ или образование коллоидной системы полимера в момент его выделения из раствора при замене растворителя разбавителем. [c.8] В последнее время все большее применение для получения водных дисперсий полимеров находит метод вальцевания полимеров в присутствии поверхностно-активных веществ2 2. В отличие от механического измельчения полимера путем сухого помола вальцевание полимера в присутствии поверхностно-активных веществ не сопровождается его деструкцией . Этим методом получают достаточно концентрированные водные дисперсии полиэтилена , полипропилена полиамидов и полиэфировЗ. з2,з4,35 полиизобутилена и ряда других полимеров. [c.9] Однако физико-химические методы получения дисперсий менее технологичны, чем химические, поэтому применение их целесообразно лишь в тех случаях, ког,да в процессе синтеза полимера не образуется коллоидная система. [c.9] Требования к волокнообразующим дисперсиям полимеров. В отличие от известных способов получения химических волокон, при применении которых свойства получаемых волокон в значительной степени определяются свойствами полимера, при коллоидном способе не менее важны свойства самой дисперсии концентрация полимера, размер и форма частиц, распределение частиц по размерам и форме, pH среды, кинетическая и агрега-тивная устойчивость дисперсии. [c.9] из водных дисперсий политетрафторэтилена с частицами сфероидальной формы или незначительной степени асимметрии (отношение поперечного размера частицы к длине 1 3) волокно не может быть сформовано без загустителя. Если в дисперсии содержится 1—3% частиц с отношением между поперечным размером и длиной 1 5, процесс формования протекает нестабильно, а прочность волокна настолько мала (особенно после сушки), что оно непригодно для дальнейшей переработки. Процесс формования протекает стабильно лишь при содержании асимметричных частиц со степенью асимметрии 1 5 выше 5% . [c.10] Концентрация полимера в дисперсии составляет от 5 до 95%, однако получение качественного волокна из дисперсий с низким содержанием полимера представляется маловероятным. Вместе с тем переработка высококонцентрированных дисперсий затруднена вследствие значительной вязкости таких систем и невозможности введения в прядильную композицию необходимого количества загустителя. Как правило, для получения волокна применяются водные дисперсии полимеров с концентрацией твердой фазы от 30% (для полиакрилонитрнла, полиамидов, полиэфиров) до 65% (для политетрафторэтилена). [c.10] Коллоидные дисперсии, пригодные для формования волокна без загустителя, должны содержать до 30% частиц с высокой степенью асимметрии -При этом формование волокна осуществляется на малых скоростях, так как свежесформованная нить имеет невысокую прочность и часто рветсяЧ Для ориентации частиц полимера вдоль оси волокна следует применять специальные фильеры . При применении прядильных композиций, содержащих полимер-загуститель, формование волокна осуществляется на больших скоростях с использованием стандартных фильер и протекает стабильно. [c.11] Возможность применения того или иного полимера в качестве загустителя определяется главным образом способностью полимера растворяться в дисперсной среде (в случае водных дисперсий — в воде) и способностью 10%-ного раствора полимера образовывать непрерывную пленку . [c.11] При формовании волокна из дисперсий политетрафторэтилена одним из требований к полимеру-загустителю является достаточно полная термическая деструкция его с образованием газообразных продуктов при температуре термической обработки волокна . [c.11] Соотношение основного полимера и полимера-загустителя в прядильной композиции наряду со свойствами исходных компонентов является одним из основных факторов, определяющих хорошую прядомость прядильной композиции и достаточную прочность сформованного пплокна. Оптимальное количество полимера-загустителя в прядильной композиции определяется природой и свойствами загустителя и дисперсии и составляет 0,1— 10% (преимущественно 0,25—5%) от массы дисперсии . [c.12] Приготовление прядильной композиции. Полимер-загуститель может быть введен в дисперсию различными путями смешением сухого загустителя с водной дисперсией с последующим растворением его в дисперсионной среде, в виде водного раствора. Непосредственное растворение загустителя в дисперсионной среде в большинстве случаев требует применения повышенных температур, и вследствие резкого уменьшения устойчивости коллоидной системы в этих условиях такой метод практически мало пригоден. Наиболее приемлемым способом является введение полимера-загустителя в виде водного раствора. [c.12] При формовании волокон из дисперсий с применением полимера-загустителя обязательным условием является гомогенность и стабильность системы во времени, что необходимо для сохранения постоянства состава и прядильных свойств композиции в процессе формования и равномерности свойств получаемого волокна. Особенно важно это в том случае, когда загуститель не удаляется из волокна при последующих обработках. [c.12] Стабильность во времени прядильной композиции во многом обусловлена совместимостью полимеров. Однако возможно получение стабильной системы на основе гидрофобного основного полимера и гидрофильного полимера-загустителя. В этом случае стабильность системы должна быть достаточной для проведения технологической операции формования волокна, причем во время формования должна сохраняться гомогенность системы . [c.13] Одним из методов улучшения совместимости полимеров является прививка к полимеру-загустителю основного волокнообразующего полимера путем проведения реакции полимеризации в растворе полимера-загустителя -В этом случае дисперсия привитого полимера хорошо совмещается с раствором загустителя в широких соотношениях с образованием термодинамически устойчивой системы. Так, например, при полимеризации винилхлорида в водном растворе поливинилового спирта концентрацией 0,5—5% образуется водная дисперсия модифицированного поливинилхлорида, которая в отличие от дисперсии иемодифицированного поливинилхлорида хорошо совмещается с раствором поливинилового спирта, применяемого в качестве загустителя это позволяет применить коллоидный способ формования для получения волокон из латекса поливинилхлорида . [c.13] Формование волокна. Формование волокон из водных дисперсий чаще всего осуществляется по мокрому способу - 3. В качестве осадительной ванны, как правило, используются водные растворы, содержащие от 0,5 до 40% электролита или неэлектролита (спирты, кетоны, гликоли). При применении в качестве загустителей аль-гинатов и карбоксиметилцеллюлозы особенно эффективно использовать в качестве осадительной ванны водные растворы солей поливалентных металлов (кальция, алюминия, цинка, хрома, марганца). [c.13] Температура осадительной ванны изменяется в зависимости от природы полимеров, вхо,дящих в состав прядильной композиции, и от состава осадительной ванны. [c.14] Скорость формования волокон коллоидным способом обычно не превышает 20 м мин, что лимитируется низкой прочностью свежесфор MOB энного волокна. Повышение гидравлического сопротивления ванны при увеличении скорости формования особенно влияет на устойчивость формования и свойства волокна. Это обусловлено тем, что сформованная нить имеет структуру геля, состоящую из полимера-загустителя (в ряде случаев неволокнообразующего), в котором находятся не связанные между собой частицы основного полимера. [c.14] Для повышения скорости формования предложены методы, при которых уменьшается турбулентность потока в ванне, в частности формование волокна в трубке ° . Хорошие результаты были достигнуты при формовании волокна в трубках овальной или эллиптической формы длиной от 0,3 Д.0 5 м при внутреннем условном диаметре 25 мм. Применение таких трубок при формовании волокна из полиакрилонитрнла дало возможность повысить скорость формования с 18 до 45 м/мин. Рекомендуется также, чтобы при формовании волокна скорость движения осадительной ванны была равна скорости приема нити. [c.14] Использование волокнообразующего материала в виде коллоидной дисперсии обусловливает видоизменение всех стадий процесса получения волокна. Однако наиболее специфичным процессом, не присущим обычным методам получения химических волокон, является коалесценция, основанная на процессах адгезии и аутогезии. [c.15] В технике широко используется способность полимеров к адгезии (прилипанию) и аутогезии (самослипанию). На этом явлении основано производство пластмассовых прессованных изделий из порошков, производство пленок из дисперсий полимеров, сваривание термопластов и т. д. Производство керамических изделий и современная порошковая металлургия основаны на прессовании изделий из порошков с последующей их термической обработкой (спеканием). [c.15] Вернуться к основной статье