ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Волокно- и пленкообразующие полимеры, растворимые в воде и водных растворах из "Растворимые волокна и пленки" Взавмодействие полимеров с водой и водными растворами. К настоящему времени синтезированы и нашли широкое применение большое число линейных полимеров, растворимых в воде и водных растворах [11, 19, 30—32, 44—50]. Однако только часть из них позволяют получать волокна и пленки с комплексом необходимых свойств. Поэтому ниже рассмотрены только некоторые полимеры, обладающие волокно- и пленкообразующими свойствами и имеюпще практическое значение. К нИм относятся, например ПВС, простые полиэфиры, многие производные целлюлозы (табл. 3). [c.25] Поэтому только те полимеры, которые содержат значительное число полярных групп, способны набухать, а при определенных условиях и растворяться в воде. [c.25] В ряде случаев, когда растворяющей способности воды не достаточно для растворения полимера, используются водные растворы лиофильных солей, едких щелочей или минеральных кислот (2пС12 a( NS)2, КаОН, четвертичные аммониевые основания, Нг804 и др.) [9, И, 12, 30 -32]. [c.25] Растворимость полиэлектролитов в воде зависит от характера функциональных групп у полимеров. Полимерные кислоты (например, карбоксиметилцеллюлоза, (КМЦ), альгиновая и полиакриловая кислоты) растворяются в растворах щелочей. [c.25] Фибриллярные белки, в зависимости от их функциональности, растворяются в кислых буферных растворах или растворах солей [3, 49—50]. Так, коллаген растворяется в уксусной кислоте при pH = 2,5—3,5 в солевых буферных растворах он растворяется при pH = 3—4. [c.28] Для получения пленок и волокон используют, главным образом, ПВС, полученный радикальной полимеризацией винилацетата в ме-танольном растворе с полной конверсией и последующим щелочным омылением поливинил ацетата. Более подробно методы получения, свойства ПВС и его взаимодействие с водой, свойства растворов приведены в работах [19, 46, 51]. [c.28] Вследствие большой полярности и значительной энергии взаимодействия гидроксильных групп в молекулах ПВС, он способен растворяться при нагревании только в сильнополярных растворителях воде, водных растворах роданидов, диметилсульфоксиде, диэтилен-триамине, формамиде, этаноламинах и их водных растворах. При комнатной температуре ПВС растворяется в диэтилентриамине и диэтилентетраамине. [c.28] Вследствие большей доступности и отсутствия необходимости регенерации практически для растворения ПВС используют только воду. Растворение ПВС лучше всего происходит после предварительного набухания его в воде с последующим нагреванием факторы, влияющие на набухание, см. в гл. 1). [c.28] При набухании ПВС вода проникает преимущественно в аморфные зоны полимера, сольватируя гидроксильные группы и ослабляя межмолекулярное взаимодействие. Это подтверждается данными работ, показывающих, что с увеличением степени кристалличности набухание ПВС уменьшается [19, 46]. [c.28] Остаточные неомыленные ацетатные группы, гликолевые группы а другие нарушения в структуре молекул создают менее упорядоченную упаковку цепей ПВС, что способствует поглощению большего количества воды, т. е. увеличению набухания (табл. 4) [19, 52, 53]. [c.28] В соответствии с изложенным, поливиниловые спирты, полученные различными методами, ведут себя нри набухании совершенно по-разному. [c.29] Набухание ПВС в воде зависит от его структуры и температуры определения. Значительное влияние на кинетику набухания оказывает размер и пористость частиц ПВС ]22]. При набухании ПВС наблюдается частичное его растворение, зависяш,ее как от моле-. кулярно-массового распределения, так и от условий предварительной обработки образцов, определяющих их надмолекулярную структуру. При этом вымываются главным образом низкомолеку-лярные фракции со средней степенью полимеризации 200—400. При 40—50 °С начинается растворение ПВС. Кинетическая обработка данйых но набуханию всех образцов ПВС показывает, что это процесс удовлетворительно описывается уравнением Ротиняна (7). [c.29] Набухание образцов ПВС и полученных из них пленок в значительной степени зависит от условий их получения и последующей обработки. [c.29] исследуя набухание ПВС-пленок, показал, что характер набухания может быть изменен при обработке, не вызывающей изменения химической природы полимера (обработка водными растворами солей, спиртов или водяным паром) [19, 55]. Набухание образцов ПВС, предварительно прогретых нри 100 и 120 °С в вакууме и на воздухе, значительно уменьшается. Выдерживацие образцов ПВС при повышенных температурах приводит к уменьшению степени набухания. Кривые зависимости набухания от времени прогрева в вакууме и на воздухе почти одинаковы. [c.29] Присутствие воды в ПВС резко снижает его температуру стеклования и плавления [19] (рис. 8). Например, для систем ПВС — вода, содержащих более 50% НаО, температура плавления не превышает 80—90 °С. Растворимость ПВС в воде зависит от его молекулярной массы, чем она больше, тем выше температура растворения. Температура начала растворения такйке сильно зависит от микро-тактичностя полученного ПВС. [c.29] На растворимость ПВС в воде большое влияние оказывает равномерность распределения ацетатных групп вдоль цепи. Если полимер имеет блочное распределение гидроксильных и ацетатных групп его растворимость значительно меньше, чем в случае нерегулярного статистического распределения ацетатных групп [56]. [c.29] Поливиниловый спирт имеет не только верхнюю, но и нижнюю критическую температуру смешения с водой (рис. 9), которая так же как и степень набухания нри более низких температурах, зависит от строения ПВС [14, 19, 52]. [c.29] Водные растворы полиоксиэтилена имеют нижнюю критическую температуру смешения (рис. 10). Полиоксиэтилен термопластичен, его температура плавления 66—67 °С. При температуре 150 °С полимер образует вязкий расплав без заметной деструкции. [c.31] Целлюлоза и ее производные. Целлюлоза значительно набухает в воде, но не растворяется в ней за исключением низкомолекулярных продуктов деструкции [30—32]. [c.31] Вернуться к основной статье