КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ

Полезная модель относится к композиционному материалу, который может быть использован в качестве волокнистого сорбента для изделий технического и специального назначения.
Известен двухслойный композиционный материал, включающий нетканый слой, содержащий анионообменное волокно, и трикотажную основу, при этом нетканый слой выполнен из модифицированного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом, а трикотажная основа выработана из пряжи, являющейся смеской, состоящей из модифицированного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом, фосфорилированного 1-оксиэтилдифосфоновой кислотой, и волокна лавсан при содержании волокна лавсан в смеси 20-30% по массе, а соотношение объемного заполнения основы и нетканого слоя составляет (0,7-0,8):1 (Патент 2206649 RU D04H 13/00, опубл. 20.06.2003).
Полученный материал используется для очистки воздуха от токсичных газов, но обладает недостаточной сорбционной емкостью, невысокой фильтрующей способностью, низкой огнестойскостью.
Известно дублированное трикотажное полотно, состоящее из верхнего слоя, пряжа которого изготовлена из модифицированного катионообменного поликапроамидного волокна, и нижнего слоя, выработанного из смешанной пряжи, состоящей из модифицированного анионообменного поликапроамидного волокна и модифицированного гидрофильного поликапроамидного волокна, верхний слой в котором получен на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицилметакрилатом, фосфорилированного 1-оксиэтилидендисфосфоновой кислотой, при соотношении анионообменного и гидрофильного волокна в нижнем слое 1:(0,1-0,2) по массе, причем соотношение объемного заполнения слоев 1:(0,6-0,8) (Патент 2163944 RU МКИ D04B 1/00, опубл. 10.03.2001).
Полученный материал используют в качестве волокнистого сорбента, но обладает недостаточной фильтрующей способностью и низкой огнестойкостью.
В качестве прототипа выбран композиционный материал, состоящий из трикотажного полотна, выработанного из пряжи на основе модифицированного волокна мегалон, ионообменного волокна нетканого слоя выполненного из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом фосфорилированного 1 оксиэтилидендифосфоновой кислотой, и трикотажной основы на основе привитого сополимера поликапроамида с фосфорборсодержащим метакрилатом общей формулы
где n=1÷8,, при содержании фосфора 1,4-1,8% к массе слоя, соотношение трикотажного полотна, нетканого слоя и трикотажной основы составляет 0,7:1:0.7. (ПМ 121816 RU 1, D04H 1/48, опубл. 10.11.2012).
Полученный материал используется для очистки воздуха от токсичных газов. Но обладает недостаточной сорбционной емкостью, невысокой фильтрующей способностью, низкой огнестойкостью.
Предлагаемое изобретение решает задачу получения высокоэффективных композиционных фильтровальных материалов, обладающих повышенной огнестойкостью.
Техническим результатом полезной модели является улучшение свойств материала за счет увеличения огнестойкости с сохранением сорбционной емкости, фильтрующей способности.
Указанный технический результат достигается тем, что композиционный материал, включающий, верхний слой - трикотажное полотно промежуточный слой, содержащий ионообменное волокно и трикотажную основу, выработанную из пряжи, состоящей из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с фосфорборсодержащим метакрилатом общей формулы
где n=1÷8, при содержании фосфора 1,4-1,8% к массе слоя, отличающийся тем, что трикотажное полотно верхнего слоя, выполнено из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой; ионообменное волокно в виде штапеля из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с феноксиметилфосфоновой кислотой при содержании фосфора 2,9-3,9% к массе слоя, причем объемное соотношение трикотажного полотна, ионообменного волокна, и трикотажной основы составляет 1:1,5:1 соответственно.
Полученный технический результат обусловлен тем, что использование трикотажного полотна, выполненного из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой (патент 2118963, опубл. 20.09.98) и трикотажной основы, выработанной из пряжи, состоящей из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с фосфорборсодержащим метакрилатом общей формулы
где n=1÷8, при содержании фосфора 1,4-1,8% к массе слоя, и промежуточного слоя ионообменного волокна в виде штапеля, выполнено из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с феноксиметилфосфоновой кислотой при содержании фосфора 2,9-3,9% к массе слоя, позволяет получить достаточную огнестойкость.
Объемное соотношение трикотажного полотна, ионообменного волокна, и трикотажной основы (1:1,5:1) соответственно, является оптимальным, обеспечивает оптимальное количество пор, а следовательно максимальную сорбционную, фильтрующую способность. Ионообменное волокно в виде штапеля из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с феноксиметилфосфоновой кислотой при содержании фосфора 2,9-3,9% к массе слоя, получить достаточную огнестойкость.
Технология получения композиционного материала заключается в том, что на кругловязальной машине «Мультиколор» 18 класса вырабатывают трикотажное полотно верхнего слоя на базе переплетения фанг из пряжи на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом
фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой. Поверхностная плотность полотна 300-350/м, толщина полотна 1,6 мм.
s
2
Трикотажную основу нижнего слоя вырабатывают на кругловязальной машине «Мультиколлор» 18 класса на базе переплетения комбинированного переплетения из пряжи линейной плотности 31,2×2 текс, выработанной из пряжи на основе привитого сополимера поликапроамида с фосфорборсодержащим метакрилатом при содержании фосфора 1,4-1,8%. Поверхностная плотность полотна m=350-400 г/м, толщина полотна - 1,5 мм.
Ионообменное волокно в виде штапеля получено из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с феноксиметилфосфоновой кислотой при содержании фосфора 2,9-3,9% к массе слоя.
Полотна соединяют между собой на машине цепного стежка.
На фиг. представлен композиционный материал, состоящий из трикотажного полотна, выработанного из пряжи на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой - 1, ионообменное волокно в виде штапеля выполнено из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с феноксиметилфосфоновой кислотой - 2, трикотажная основа, выработана на основе привитого сополимера поликапроамида с фосфорборсодержащим мектарилатом - 3.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
s
г
в
2
Трикотажное полотно верхнего третьего слоя вырабатывают на кругловязальной машине «Мультиколлор» 18 класса на базе переплетения фанг из пряжи линейной плотности 31,2×2 текс, выработанной из пряжи на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой. Поверхностная плотность полотна m=300 г/м, плотность по горизонтали П=60 пет.ст., плотность по вертикали П=50 пет.ряд, толщина полотна - 1,6 мм.
s
г
в
2
Трикотажная основа нижнего слоя вырабатывают на кругловязальной машине «Мультиколлор» 18 класса на базе комбинированного переплетения из пряжи линейной плотности 31,2×2 текс, выработанной из пряжи на основе привитого сополимера поликапроамида с фосфорборсодержащим метакрилатом при содержании фосфора 1,4-1,8%. Поверхностная плотность полотна m=350 г/м, плотность горизонтали П=56 пет. Ст., плотность по вертикали П=48 пет.ряд, толщина полотна - 1,5 мм.
Ионообменное волокно в виде штапеля получено из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с феноксиметилфосфоновой кислотой при содержании фосфора 2,9-3,9% к массе слоя.
Свойства материала приведены в таблице.
Пример 2.
Трикотажное полотно для верхнего слоя вырабатывают аналогично примеру 1.
s
г
в
2
Характеристики трикотажного полотна: m=320 г/м, П=62 пет.ст., П=52 пет.ряд, толщина полотна 1,6 мм.
Трикотажную основу для нижнего слоя вырабатывают аналогично примеру 1.
s
г
в
2
Характеристики трикотажной основы: m=380 г/м, П=58 пет.ст., П=50 пет.ряд., толщина 1,6.
Ионообменное волокно аналогично примеру 1.
Пример 3.
Трикотажное полотно для верхнего слоя вырабатывают аналогично примеру 1.
s
г
в
2
Характеристики трикотажного полотна: m=350 г/м, П=65 пет.ст., П=55 пет.ряд, толщина полотна - 1,6 мм.
Трикотажную основу для нижнего слоя вырабатывают аналогично примеру 1.
s
г
в
2
Характеристики трикотажной основы: m=400 г/м, П=58 петел.ст., П=52 пет.ряд., толщина - 1,6.
Ионообменное волокно аналогично примеру 1.
Таким образом, как видно из таблицы композиционный материал обладает улучшенными показателями по сравнению с прототипом, кислородный индекс увеличился.
Композиционный материал может быть использован в качестве волокнистого сорбента, а также для изготовления изделий технического и специального назначения.
Таблица
Показатели
Прототип
Материал по примерам
1
2
3
Время до проскока HCl, ч
50,0
52,4
53,4
52,6
Время до насыщения HCl, ч
50,7
51,9
54,1
52,5
Время до проскока NH<sub>3</sub>, ч
10,3
10,9
12,4
11,5
Время до насыщения NH<sub>3</sub>, ч
10,9
11,2
12,6
11,8
Сорбционная емкость, (Cu<sup>2+</sup>), м/г
78,7
79,4
80,2
79,5
Сорбционная емкость, (Ni<sup>2+</sup>), м/г
33,4
34,9
35,5
34,8
Сорбционная емкость, (Co<sup>2+</sup>), м/г
189,3
191,6
190,3
191,1
Кислородный индекс
34
44
46
45
Фильтрующая способность (проскок взвешенных частиц d=0,01 мм)
нет
нет
нет
нет
Композиционный материал может быть использован в качестве волокнистого сорбента, а также для изготовления изделий технического специального назначения.