Получение и свойства хемосорбционного поликапроамидного волокна для природоохранных систем

структурная сетка ЭД-20, модифицированная активными разбавителями, не оказывает существенного влияния на прочность при сжатии, однако изменяет характер разрушения: от хрупкого - для немодифицированной системы, до пластичного (без разрушения) - для модифицированной. Введение разбавителя в смолу ЭД-20 позволяет в 3^4 раза повысить адгезионную прочность, так как это способствует снижению остаточных напряжений. Это можно объяснить также наличием в разбавителях (особенно в Лапро-лат 301) гибких фрагментов, обеспечивающих менее дефектную структуру благодаря поглощению энергии разрушения эластичной фазой, что приводит к более быстрому и полному протеканию релаксационных процессов. Кроме того, снижение вязкости и увеличение смачивающей способности эпоксидного полимера, достигаемые за счет введения разбавителя, способствуют возникновению прочного адгезионного взаимодействия композиции с подложкой.

Таким образом, введение разбавителей в эпоксидную смолу ЭД-20 позволило разработать связующее для композиционных материалов с большим временем жизни, низкой вязкостью, улучшенными адгезионными характеристиками, ударной прочностью и прочностью на изгиб.

На основе исследованных составов, содержащих активные модификаторы, были получены композиционные материалы ремонтного назначения и изготовлены опытные образцы. В дальнейшем данные составы предполагается внедрить в различных отраслях народного хозяйства.

Список литературы

1. Суменкова, О.Д. Разработка композиционных материалов на основе эпоксидного олигомера с регулируемыми эксплуатационными свойствами. Канд. дис. - Москва: РХТУ, 2004.

2. Кардашов, Д.А. Эпоксидные клеи. - Москва: Химия, 1973.

3. Кочнова, З.А. Эпоксидные смолы и отвердители: промышленные продукты/

3.А.Кочнова, Е.С.Жаворонок, А.Е.Чалых. - М.: Химия, 2006.

4. Кошелева, Е.В. Канд. дис. - Москва: РХТУ, 2002.

5. Гарипова, Л.Р. Канд. дис. - Казань: КГТУ, 2007.

УДК 677.494.675:027.622

Д.П. Плотников, Ю.А. Килюшик, Т.В. Дружинина

Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина, Москва, Россия

ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ХЕМОСОРБЦИОННОГО

ПОЛИКАПРОАМИДНОГО ВОЛОКНА ДЛЯ ПРИРОДООХРАННЫХ СИСТЕМ

Laws of radical grafting polymerisations of dimethylaminoethylmethacrylate topolycaproamide to a fibre, with the use of oxidation-reduction system are investigated. Aminoinclusive chemisorptive fibre with static exchange capacity 1,3-2 m/mol is received It is shown, that the chemisorptive fibre is capable to catch ions of nickel from water solutions, providing the degree of clearing of at the water solutions level of 90 %.

Исследованы закономерности радикальной прививочной полимеризации диметиламиноэтилметакри-лата к поликапроамидному волокну с использованием окислительно-восстановительной системы. Получено аминосодержащее хемосорбционное волокно со статической объемной емкостью 1,3-2 ммоль/г. Показано, что хемосорбционное волокно способно улавливать ионы никеля из водных растворов с 90% степенью очистки.

В связи с экологической напряженностью в число приоритетных направлений в области химии и технологии вошла охрана окружающей среды от выбросов и сбросов загрязняющих веществ. Отсюда принципиально важным являются разработка высокоэффективных малоотходных технологий, обеспечивающих наиболее полную переработку сырья и регенерацию отходов, природоохранные мероприятия с использованием сорбционных процессов для улавливания вредных веществ из сточных вод и газовоздушных смесей и экологический мониторинг состояния окружающей среды [ 1, 2].

В настоящее время, при проведении сорбционных процессов наиболее широкое применение получили синтетические полимерные материалы - гранулированные сорбенты и хемосорбционные волокна [3,4]. Преимущество волокнистых сорбентов перед гранулированными проявляется в большей скорости хемосорбции и полноте улавливания, за счет распределения функционально-активных групп в поверхностных слоях и развитой удельной поверхности, которая более чем на порядок превосходит поверхность гранулированных сорбентов. Низкое сопротивление фильтрующего слоя делает их перспективными для использования в средствах индивидуальной защиты органов дыхания. Кроме того, разнообразие форм использования волокнистых сорбентов способствует созданию на их основе рационального оформления технологических процессов. В основе методов получения хемосорбционных волокон лежат реакции, которые способствуют введению в полимер или готовое волокно функционально-активных групп, способных сорбировать различные вещества по механизмам ионного обмена или комплексообразования. К основным методам получения хемосорбционных волокнистых материалов относится: - модифицирование волокон путем прививочной полимеризации ионогенных или неионогенных мономеров с последующим полимераналогич-ным превращением привитых цепей; - введение сорбционно-активных групп в волокно по реакциям в цепях полимера; - синтез волокнообразующих сополимеров, содержащих функционально-активные группы, и получение из них волокон; - формование волокон из смесей волокнообразующих полимеров с неволокнообразующими, содержащими ионогенные группы.

Одним из наиболее эффективных методов получения хемосорбционного волокна является прививочная полимеризация к полимерным волокнам ионогенных мономеров, которая обеспечивает распределение сорбционно-активных групп в поверхностных слоях волокна и благодаря экранированию внутренних слоев волокон, получаются хемосорбционные волокна с удовлетворительными механическими свойствами.

В данной работе приведены результаты исследований по получению модифицированного поликапроамидного (ПКА) волокна на основе гетерофазной прививочной полимеризации диметиламиноэтилметакрилата (ДМАЭМА), содержащего сорбционно-активный третичный атом азота. Предложена окислительно-восстановительная система (ОВС) Сик -Н202, обеспечивающая высокую эффективность прививки на уровне 80-90 %, что позволяет резко снизить возможное образование гомополимера.

Изучена кинетика радикальной прививочной полимеризации диметиламиноэтилметакрилата при различном составе ОВС по содержанию ионов меди и Н202, и концентрации мономера (0,318 - 0,509 моль/л). Показано, что с увеличением концентрации мономера, скорость реакции и выход привитого полидиметиламиноэтилметак-рилата (ПДМАЭМА) повышаются (табл.1, рис.1). На основании кинетических исследований определены порядки скоростей реакции по концентрации мономера, медьсодержащего соединения и пероксида водорода. Выявленное отклонение порядка скорости реакции по концентрации пероксида водорода от значений, характерных для свободно-

радикальной полимеризации связано с образованием в присутствии мономера комплекса с переносом заряда между мономером и пероксидом водорода

Табл. 1. Влияние концентрации мономера на выход привитого полимера и свойства волокна

[мон.], моль/л Количество привитого ПДМАЭМА, % Начальная скорость, моль/(л-с) Содержание азота, % СОЕ, ммоль/г

0,63 50 2,0810"4 2,9 2,1

0,5 32 1,8810"4 2,1 1,5

0,4 27 1,65 10"4 1,9 1,3

0,3 20 1,3710"4 1,5 1,1

Продолжительность, мин

Рис. 1 - Влияние продолжительности реакции на количество привитого ПДМАЭМА при различной концентрации мономера Концентрация ПДМАЭМА, моль/л: 0,318 (1);0,414 (2);0,509(3); г = 70оС, М=30

С равн, г/л

Рис. 2. Изотермы адсорбции (1) и десорбции (2) ионов №2+ волокнистыми сорбентами

ПКА - ПДМАЭМА

Согласно данным ЭПР показано, что в присутствии ДМАЭМА в результате образования комплекса с переносом заряда между мономером и пероксидом водорода происходит очень быстрый распад пероксида. Эффективная константа скорости раз-

3 1

ложения составляет 4,910" с- . Рассчитанная эффективная энергия активации для прививочной полимеризации диметиламиноэтилметакрилата к ПКА волокну в присутствии данной инициирующей системы оказалась равной 27 кДж/моль, что свидетельствует о высокой активности системы, что обусловлено более низкой энергией распада комплекса в условиях прививочной полимеризации. В результате проведенных исследований найдены условия, обеспечивающие получение модифицированного хемосорб-

ционного волокна, содержащего от 20 до 50 % привитого полидиметиламиноэтилме-такрилата. Статическая обменная емкость такого волокна составляет 1,3-2,0 ммоль/г.

Разработаны условия очистки сточных вод от ионов никеля, относящихся к наиболее токсичным ядам кумулятивного действия. При исследовании сорбции никеля хемосорбционным волокном ПКА - ПДМАЭМА использовали фотометрический способ определения ионов никеля с диметилглиоксимом. Показано, что при сорбции ионов никеля из водных растворов сорбционная емкость волокна достигает 185мг/г.

Изотерма сорбции ионов никеля, представленная на рис. 2 свидетельствует о

высоком сродстве адсорбента и извлекаемого компонента, что обуславливает достаточ-

• 2+

но полное извлечение ионов N из водных растворов. При концентрации ионов никеля

0.2.г/л степень извлечения составляет около 90%. Изотерма десорбции, построенная по содержанию вымываемого иона №2+ раствором соляной кислоты почти совпадает с изотермой адсорбции, что указывает на протекание процесса хемосорбции на поверхности адсорбента.

Список литературы

1. Зверев, М.П. Хемосорбционные волокна - материалы для защиты среды обитания от вредных выбросов //Экология и промышленность России. - 1997. - №4. - С.35 -38.

2. Гальбрайх, Л.С. Получение сорбционно-активных волокнистых материалов для контроля состояния и защиты окружающей среды и их свойств/ Л.С.Гальбрайх, Т.В.Дружинина, Л.А.Назарьина и др.// Хим. волокна. - 1993. - №5. - С.49-52.

3. Зверев, М.П. Хемосорбция из водной среды шестивалентного хрома/Н.П. Зверев З.З. Аб-дулхакова, Л.А. Половихина // Экология и промышленность России.-2002.-№4-С. 16-18.

4. Дружинина, Т.В. Новые хемосорбционные волокна для сорбции ионов металлов и кислых газов / Т.В.Дружинина, К.И.Кобраков, Е.В.Абалдуева и др.// Безопасность жизнедеятельности. -2004.-№ 11. -С.31 -34.

УДК 667.6:628.978.3

А.А. Пономарев, И.К. Макеева, Н.А. Апанович

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ДИСПЕРГИРОВАНИЕ ЛЮМИНОФОРСОДЕРЖАЩИХ СУСПЕНЗИЙ

Research of fluent by different types of surface active agents for the process dispersion suspensions with lu-minofors. Specify the best conditions for the dispersion during recovering paints and coatings with luminofores.

Исследовано влияние различных типов поверхностно-активных веществ на процесс диспргиро-вания люминофорсодержащих суспензий. Определены наилучшие условия для диспергирования при получении люминофорсодержащих лакокрасочных материалов.

В настоящее время лакокрасочные материалы и покрытия на их основе широко используются абсолютно во всех областях жизни. При этом по мере ускорения научно -технического прогресса возникают все новые и новые требования к их свойствам. Наряду с созданием тепло-, термо- и химически стойких композиций и покрытий, повышенный интерес проявляется к композициям, способным светиться длительное время при отсутствии источников естественного и искусственного света.