Введение к работе
Актуальность темы. Учитывая наличие практически неисчерпаемой сырьевой базы для производства сложных эфиров целлюлозы, что является несомненным преимуществом по сравнению с синтетическими полимерами, актуальным является поиск перспективных областей практического применения этого класса полимерных материалов. В технологии получения эфироцеллю-лозных пленок, волокон, лакокрасочных покрытий, специальных продуктов и других подобных материалов существенную роль играет правильный выбор пластификаторов Однако существующий ассортимент промышленных пластификаторов нитратов и ацетатов целлюлозы ограничен либо дорогостоящими и дефицитными (например, триацетин), либо токсичными (эфиры фталевой кислоты), либо весьма летучими (камфора) соединениями Это делает актуальным изучение в качестве пластификатора эфиров целлюлозы ЭДОСа, который представляет собой продукт переработки высококипящих побочных продуктов синтеза изопрена диоксановым методом и является смесью полифункциональных соединений, содержащих кислородосодержащие циклы, гидроксильные и эфирные группы. ЭДОС менее токсичный и более дешевый по сравнению с фтала-тами, хорошо зарекомендовал себя в качестве пластификатора полярных полимеров, содержащих эфирные группы
Цель работы: разработка физико-химических основ пластификации эфиров целлюлозы новым перспективным пластификатором ЭДОС для получения конкурентоспособных композиционных материалов.
Для достижения поставленной цели в задачи исследований входило:
изучение эффективности пластификации ряда сложных эфиров целлюлозы ЭДОСом в сравнении со штатными пластификаторами;
анализ влияния пластификаторов на кристаллическую структуру нитратов и ацетатов целлюлозы,
оптимизация рецептур и технологических режимов получения пластифицированных ЭДОСом ди- и триацетатцеллюлозных пленок путем изучения реологических свойств их формовочных растворов в широком интервале концентраций, скоростей и напряжений сдвига и эксплуатационных характеристик пленочных материалов с различным соотношением компонентов,
разработка лакокрасочных материалов на основе нитратов целлюлозы (НЦ), пластифицированных ЭДОСом, в том числе и вододисперсионных;
изучение возможности получения биоразлагаемых композиционных материалов на основе диацетата целлюлозы (ДАЦ) и ЭДОСа
Научная новизна работы заключается в том, что впервые:
показана возможность использования и перспективность ЭДОСа в качестве пластификатора нитратов и ацетатов целлюлозы;
в широкой области составов, концентраций и температур исследованы реологические свойства формовочных растворов для изготовления ди- и триацетат-целлюлозных пленок, пластифицированных ЭДОСом и установлено, что формовочные растворы на основе ди- и триацетата целлюлозы (ТАЦ) с пластификатором ЭДОС, являются аномально-вязкими псевдопластичными жидкостями, течение которых может быть описано степенным законом. Малоконцентри-
рованные растворы ТАЦ и ДАЦ, пластифицированные ЭДОСом, близки по свойствам к ньютоновским жидкостям;
обнаружены аномальные зависимости вязкости растворов ТАЦ от их концентрации при больших напряжениях сдвига и возможность их регулирования ЭДОСом для улучшения технологических характеристик формовочных растворов,
методом рентгенографического анализа показано, что при пластификации эфиров целлюлозы наблюдается перестройка их кристаллической структуры с частичным проникновением пластификатора в упорядоченные области и установлено, что степень кристалличности определяет уровень эксплуатационных показателей эфироцеллюлозных материалов, а изменение ее при пластификации - эффективность пластифицирующего действия компонентов
Практическая значимость работы заключается в разработке:
базовых композиций для лакокрасочных материалов (ЛКМ), эмалей и лаков, в том числе и вододисперсионных, на основе НЦ с применением более дешевого и малотоксичного пластификатора ЭДОС,
биоразлагаемых композиционных материалов на основе ДАЦ, пластифицированных ЭДОСом.
Апробация работы. Полученные автором результаты обсуждались на Международных и Всероссийских научно-технических конференциях. Международной конференции «Композит-2004. Перспективные полимерные композиционные материалы Альтернативные технологии Переработка Применение Экология» (Саратов, 2004), III Молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки» (Н. Новгород, 2004), 11-ой международной конференции студентов и аспирантов «Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений» (Казань, 2005), Четвертой всероссийской Каргинской конференции «Наука о полимерах 21-му веку» (Москва, 2007)
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 7 статьях, 5 материалах и тезисах докладов
Благодарность. Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному консультанту, кандидату химических наук, доценту Н Н Никитиной и кандидату химических наук, доценту В Н. Савагину за активное участие в планировании эксперимента и обсуждении результатов работы
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, характеристики объектов, методов исследования и методики приготовления образцов, экспериментальной части, общих выводов, списка литературы и приложения Работа изложена на'"страницах машинописного текста и содержит 63 рисунка и 22 таблицы Список литературы включает 185 наименований
Похожие диссертации на Эфироцеллюлозные специальные полимерные композиты, пластифицированные ЭДОСом
