Введение к работе
Актуальность. Проблемы модификации материалов с использованием полимеризации на их поверхности привлекают все большее внимание как в теоретическом, так и прикладном плане. Важной частью этих проблем является полимеризация на поверхности волокнистых субстратов, возникшая как комплекс задач, связанных с поиском путей модификации волокнистых материалов химическими способами, созданием полимерных композиционных материалов нового поколения, изучением роли поверхности при полимеризации в гетерогенных условиях и расширением областей их применения.
В настоящей работе, из указанных выше, выбрана исследовательская задача, связанная с осуществлением модификации текстильных полотен путем проведения реакции полимеризации виниловых мономеров на их поверхности. Инициирование полимеризации осуществлялось с применением источников рассеянного инфракрасного (ИК.) и ультрафиолетового (УФ) света и УФ-лазерного (индуцированного) ихтучения, учитывая монохроматичность, высокую спектральную плотность излучения и малую расходимость последнего. В диссертации способу модификации с применением индуцированного ихтучения уделяется наибольшее ек:г?.{2ииє, так как первые два в исследовательской практике в рассматриваемой области представлены достаточно подробно.
Работа выполнена в соответствии с тематическими планами НИР ВолгГТУ по теме 23.I3J «Способы получения полимерных композиционных материалов со специальными свойствами», межвузовской научно-технической программой «Общая и техническая химия», раздел «Новые полимерные материалы» (номер государственной регистрации 01950004437). Дальнейшее развитие работы в 1999-2000 гг. поддержано грантом Министерства общего и профессионального образования РФ по проекту «Разработка композиционных материалов нового поколения на основе привитых волокнистых полимеров и полиуретанов пониженной горючести» (шифр проекта - 98-8-2.2-126).
* Автор благодарит профессора В.В. Чапуркина за помощь в постанови и обсуждении отдельных задач, связанных с применением лазера.
Цель задачи работы. Основной целью работы является исследование закономерностей модификации текстильных полотен с помощью полимеризации виниловых мономеров на их поверхности, а также выявление особенностей применения индуцированного излучения для инициирования такой полимеризации.
В рамках указанного исследованы:
полимеризация ряда виниловых мономеров на поверхности текстильных полотен из органических волокон;
полимеризация виниловых мономеров на поверхности полотен из неорганических волокон;
основные факторы, влияющие на процесс модификации;
гидраэинолиз продукта иммобилизации мстил(мет)акрилата на по
верхности неорганических волокон;
особенности применения лазерных установок для модификации тек
стильных полотен путем полимеризации виниловых мономеров на
их поверхности;
технические эффекты, являющиеся следствием модификации волок
нистых полотен.
Научная повнзна. К наиболее существенным новым научным результатам работы автор относит следующие:
метод синтеза, обладающих ионообменной активностью иммобилизованных на поверхности неорганических волокон гидразндов полимерных карбонових кислот;
получение модифицированных текстильных полотен путем прививки виниловых мономеров и полимеров к поверхности органических волокон с помощью УФ-лазсрного излучения;
условия использования индуцированною излучения для инициирования полимеризации виниловых мономеров на поверхности волокнистых субстратов.
Основные положения, выносимые из защиту.
1. Способ иммобилизации гидразндов полимерных карбонових кислот на поверхности неорганического волокнистого субстрата.
-
Особенности модификации поверхности волокнистого полотна под воздействием монохроматического излучения малой расходимости.
-
Закономерности процесса модификации органических волокнистых субстратов.
-
Технические эффекты процесса модификации волокнистого субстрата, полученные с применением лазерных устройств.
Научпо-практическая ценность работы заключается в нахождении условий модификации волокнистых материалов с применением полимеризации виниловых мономеров и индуцированного излучения, создании нового способа получения ионообменных волокнистых материалов на основе иммобилизованных на поверхности стеклянных и асбестовых волокон гидразидов полиакриловой и полиметакриловой кислот, в расширении возможностей применения лазеров для модификации волокнистых субстратов.
Апробация работы. Материалы диссертации представлялись на Всероссийский конкурс 1996 года на лучшую научную работу, г. Москва (первое место); представлялись и докладывались на следующих конференциях: Международной научно-технической конференции «Теория и практика разработки оптимальных технологических процессов и конструкций в текстильном производстве (Прогресс-96)*, г. Иваново, І9-22 ноября 1996 г.; Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии текстильной промышленности (Текстиль - 96)», г. Москва, 26-27 ноября 1996 г.; IV традиционной научно-технической конференции стран СНГ «Процессы и оборудование экологических производств», г. Волгоград, 15-16 сентября 1998 г.; Международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс-98)», г. Иваново, 2-5 июня 1998 г.; V международной конференции «Наукоемкие химические технологии», г. Ярославль, 19-21 мая 1998 г.; на IV межвузовской конференции студентов и молодых ученых Волгоградской области 8-11 декабря 1998 г. (поощрительная премия); на ежегодных научных конференциях ВолгГТУ 1995-2000 г.
Публикация результатов. По материалам диссертации опубликовано 5 статей, 7 тезисов докладов, подана 1 заявка на изобретение.
Объем н структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, библиографического списка из 94 каимеиований и 2 приложений. Текст диссертации изложен на 128 страницах, включая 21 таблицу, 16 рисунков, 11 схем химических реакций.
В первой главе дан аналитический обзор методов модификации текстильных полотен путем проведения полимеризации на их поверхности, способов применения лазерных устройств в полимерной химии. Показана связі поставленных в диссертации задач с работами других авторов. Во второй главе дана характеристика технических средств, объектов и методик исследование полимеризации виниловых мономеров на поверхности волокнистых субстратов. В третьей главе представлены исследования и дан анализ закономерностей полимеризации виниловых мономеров на поверхности полотен из органических волокон, и выявлены оптимальные условия применения индуцированного излучения для модификации. Глава четыре связана с анализом результатов исследования процессов модификации под воздействием УФ лазерного облучения поверхности полотен из неорганических волокон и протекающих при этом полимераиалогичных превращений. Рассмотрены технико-технологические условия модификации текстильных полотен.