КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ

Полезная модель относится к композиционному материалу из двух слоев - трикотажной основы и нетканого слоя и может быть использована в качестве волокнистого сорбента, а также для изготовления изделий технического и специального назначения.
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 MКИ D04B 1/00, опубл. 10.03.2001).
Полученный материал используют в качестве волокнистого сорбента, но обладает недостаточной фильтрующей способностью и низкой огнестойкостью.
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.
В качестве прототипа выбран композиционный материал, состоящий из нетканого слоя, содержащего ионообменное волокно, и трикотажной основы, выработанной из пряжи из модифицированного волокна. В качестве ионообменного волокна композиционный материал содержит волокно на основе привитого сополимера поликапроамида с фосфорборсодержащим метакрилатом, при содержании фосфора 1,4-1,8% к массе слоя. Модифицированное волокно трикотажной основы выработано на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом. Соотношение масс трикотажной основы и нетканого слоя составляет 1:(1,3-1,6). (Патент 2307034 RU C1, D04H 1/48, D04B 1/00, D04B 14/16, B32B 5/26, опубл. 27.09.2007).
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 эксплуатационных свойств материала за счет увеличения огнестойкости и с сохранением сорбционной емкости, фильтрующей способности.
Указанный технический результат достигается тем, что в композиционном материале, включающем нетканый слой, содержащий ионообменное волокно, и трикотажную основу, выработанную из пряжи, состоящей из модифицированного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом, при этом в качестве ионообменного волокна используют модифицированное волокно на основе привитого сополимера поликапроамида с феноксиметилфосфоновой кислотой при содержании фосфора 2,9-3,9%. к массе слоя, при этом массовое соотношение трикотажной основы и нетканого слоя составляет 1:(1,5-2).
Полученный технический результат обусловлен тем, что использование в нетканом слое ионообменного модифицированного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с феноксиметилфосфоновой кислотой приводит к увеличению сквозной микропористости материала. При взаимодействии поверхностей двух типов волокон, изменение поверхности свойств модифицированного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с феноксиметилфосфоновой кислотой симбатную по отношению к модифицированному волокну на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом КМ-А2 (ТУ-40-461-806.08-85) поверхность, обеспечивая увеличение сорбционной емкости, фильтрующей способности, огнестойкости.
Соотношение масс трикотажной основы и нетканого слоя 1: (1,5-2) является оптимальным, обеспечивает оптимальное количество пор, а следовательно, максимальную фильтрующую и сорбционную способность. Содержание фосфора 2,9-3,9% к массе нетканого слоя является оптимальным. Содержание фосфора более 3,9% незначительно увеличивает сорбционную емкость и огнестойкости. Содержание фосфора менее 2,9% не обеспечивает достаточной сорбционной емкости и огнестойкости.
2
Трикотажную основу композиционного материала вырабатывают на кругловязальной машине 18 класса комбинированным переплетением из пряжи линейной плотностью 31,2×2 текс, выработанную из модифицированного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом. Поверхностная плотность составляет 300-340 г/м.
2
Нетканый слой получается из ионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида, полученного по известному способу (Пат. 2441037 RU C1, C08G 69/48, D06M 14/16) с феноксиметилфосфоновой кислотой при содержании фосфора 2,9-3,9%. к массе слоя на чесальновязальном агрегате АЧВШ. Поверхностная плотность нетканого полотна составляет 400-450 г/м.
Полотна соединяют между собой клеевым методом точечного скрепления с помощью сетчатых шаблонов, в качестве связующего используется латекс БНК-40/4 (ТУ 38.103-81).
Пример 1.
s
г
в
2
Полотно для трикотажной основы композиционного материала вырабатывают на кругловязальной машине 18 класса комбинированным переплетением из пряжи линейной плотностью 31,2×2 текс, выработанную из модифицированного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом - КМ-А2 (ТУ-40-461-806.08-85). Поверхностная плотность (m) составляет 300 г/м, плотность по горизонтали П=60 пет.ст., плотность по вертикали П=50 пет. ряд.
s
2
Полотно для нетканого слоя композиционного материала вырабатывают следующим способом: 500 г ионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с феноксиметилфосфоновой кислотой при содержании фосфора 2,9% по массе прочесывают на чесальной машине. Полученное полотно имеет следующие параметры структуры: (m)=400 г/м, плотность прошива по длине Пд=15 петель/50 мм; число волокон в петле - 75. Соотношение масс трикотажного слоя и нетканого слоя составляет 1:2.
Свойства материала приведены в таблице.
Пример 2.
s
г
в
2
Полотно для трикотажной основы композиционного материала вырабатывают аналогично примеру 1. Поверхностная плотность (m) составляет 320 г/м, плотность по горизонтали П=65 пет.ст., плотность по вертикали П=55 пет.ряд.
s
2
Полотно для нетканого слоя композиционного материала вырабатывают аналогично примеру 1. Содержание фосфора - 3,3%. Полученное полотно имеет следующие параметры структуры: (m)=440 г/м, плотность прошива по длине Пд=18 петель/50 мм; число волокон в петле - 70. Соотношение масс трикотажного слоя и нетканого слоя составляет 1:1,7.
Свойства материала приведены в таблице.
Пример 3.
s
г
в
2
Полотно для трикотажной основы композиционного материала вырабатывают аналогично примеру 1. Поверхностная плотность (m) составляет 350 г/м, плотность по горизонтали П=70 пет.ст., плотность по вертикали П=45 пет.ряд.
s
2
Полотно для нетканого слоя композиционного материала вырабатывают аналогично примеру 1. Содержание фосфора - 3,9%. Полученное полотно имеет следующие параметры структуры: (m)=450 г/м, плотность прошива по длине Пд=20 петель/50 мм; число волокон в петле - 75. Соотношение масс трикотажного слоя и нетканого слоя составляет 1:1,5.
Свойства материала приведены в таблице.
Таблица
Показатели
Прототип
Материал по примерам
1
2
3
Время до проскока HCl, ч
43,9
44,1
44,8
45
Время до насыщения HCl, ч
44
44,7
45
47
Время до проскока NH<sub>2</sub>, ч
8,3
8,5
8,9
9,1
Время до насыщения NH<sub>3</sub>, ч
8,7
9,0
9,2
9,5
Сорбционная емкость, (Cu<sup>24+</sup>), м/г
77,4
77,9
78,2
78,3
Сорбционная емкость, (Ni<sup>2+</sup>), м/г
32,1
32,4
32,6
32,9
Сорбционная емкость, (Со<sup>2+</sup>), м/г
188,3
188,4
188,7
188,9
Кислородный индекс
28
29
29
30
Таким образом, как видно из таблицы композиционный материал обладает улучшенными показателя по сравнению с прототипом и может быть использовано в качестве волокнистых сорбентов, а также для изготовления изделий технического и специального назначения.