ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Матрицы для введения модифицирующих добавок из "Высокодисперсное ориентированное состояние полимеров" Холодная вытяжка полимера в ААС является новым универсальным способом введения в полимеры различных модифицирующих добавок. Это обстоятельство представляется весьма важным, поскольку практически все изделия из синтетических полимеров получают из композиций, содержащих самые разнообразные добавки, придающие им те или иные свойства. Способы введения в полимеры различных добавок могут быть разделены на две группы 1) введение добавок на стадии синтеза или формования полимера (в мономер, раствор или расплав) 2) введение добавок путем поверхностной обработки готового изделия. [c.157] Ниже рассмотрены некоторые примеры использования данного метода для введения в полимеры модифицирующих добавок. [c.157] Введение красителей. Крашение текстильных материалов является одним из наиболее распространенных технологических приемов введения в полимеры модифицирующих добавок (красителей). Огромные масштабы производства текстильных волокон и все возрастающие потребности в текстильной продукции делают проблему крашения одной из важнейших прикладных задач. Неудивительно поэтому, что эта проблема уже давно выделилась не только в самостоятельную область химической технологии, но и в снециальный раздел физической химии [229]. [c.157] В самом общем виде крашение —это физико-химический процесс взаимодействия красителей с текстильными волокнами, в результате которого волокна окрашиваются в различные цвета, обладающие более или менее высокой прочностью к действию света, мыльным обработкам и т. п. [c.157] Крашение заключается в самопроизвольном переходе красителя из красительной ванны в волокно до установления равновесия. Очевидно, что одной из главных характеристик процесса является скорость достижения равновесия. Другими словами, скорость окрашивания текстильного материала определяется, в первую очередь, скоростью диффузии молекул красителя или его коллоидных дисперсий в структуру волокон. Проникший в структуру волокна краситель фиксируется в ней вследствие образования ионной, водородной или ван-дер-ваальсовой связи. [c.157] Существуют и другие способы непрерывного крашения полиэфирных волокон. Волокно сначала пропитывают загущенной высокодисперсной суспензией красителя, сушат (в результате чего краситель откладывается на поверхности волокна), а затем прогревают при 200—210 °С (термозоль-процесс) или подвергают действию паров набухающего агента — трихлорэтилена (вапокол-процесс). В результате таких обработок отложенный краситель включается в поверхностный слой волокна. Несмотря на сложность и длительность этих методов окрашивания и использование дисперсных красителей, все же не удается добиться равномерного прокрашивания поперечного сечения волокна. [c.158] Таким образом, крашение синтетических волокон (особенно гидрофобных, получаемых из расплава, таких как полиамидные, полиэфирные, полиолефиновые) представляет в настоящее время весьма трудную технологическую задачу, поэтому эти материалы часто окрашивают в массе, несмотря на очевидные недостатки метода. [c.158] Таким образом, механизм доставки красителя в структуру волокна определяется в рассматриваемом способе не диффузионными процессами, а гораздо более быстрыми процессами переноса вещества — поверхностной диффузией и, главным образом, вязким течением. Заполнению возникающих пор способствует также градиент давлений, возникающий из-за разности в атмосферном давлении и близком к нулю давлении в растущих микропустотах. Очевидно, что при окрашивании по новому способу отпадает необходимость дожидаться пока самопроизвольно установится адсорбционное равновесие между концентрацией красителя в растворе и в объеме волокна. Более того, количество включенного таким способом в структуру волокна красителя может значительно превышать его равновесные концентрации, достигаемые путем самопроизвольной адсорбции. Проиллюстрируем это на примере ПЭТФ. [c.159] Действительно, количество адсорбированного вещества, связанное с заполнением поверхностных монослоев, не может зависеть прямолинейно от концентрации окружающего раствора. При растяжении полимера в ААС количество включенного красителя зависит лишь от объема пор, заполненных раствором, и, естественно, прямо пропорционально концентрации этого раствора. Как было показано выше, процесс затекания раствора красителя в микропустоты в структуре волокна характерен для начальной стадии растяжения полимера в ААС. При дальнейшем растяжении происходит коллапс структуры, в результате которого происходит частичное выжимание низкомоле-кулярпой ААС, а более громоздкие молекулы красителя механически захватываются. Выход молекул красителя из структуры волокна становится невозможным, поскольку размер пор в полимере, растянутом до высоких значений удлинения, оказывается меньше молекулярных размеров красителя, как это следует из экспериментов по адсорбции, описанным в гл. 4. [c.160] Исследование поперечных срезов полученных волокон показало, что они прокрашены через все поперечное сечение. Такой характер окрашивания имеет очевидные преимущества перед известными методами (за исключением способа крашения в массе), так как волокна, прокрашенные только с поверхности, быстро теряют окраску в процессе эксплуатации, вследствие того, что поверхностный слой волокна разрушается в первую очередь. [c.161] Трокрашивание волокна через все поперечное сечение позволяет получать необычно глубокие тона, которые можно легко менять путем изменения концентрации раствора, в котором проводят растяжение. Важным преимуществом рассматриваемого метода окрашивания является и то, что весь процесс можно осуществить при комнатной (или ниже) температуре, т. е. нет необходимости в подогревании красильной ванны. Следует отметить, что волокно не просто проходит красильную ванну, а вытягивается в ней до кратности, обычно используемой при ориентационной вытяжке волокна. Другими словами, в рассматриваемом методе удается совместить крашение и ориентационную вытяжку волокна. [c.161] Однако в отличие от процесса окрашивания полимерных изделий для достижения устойчивого эффекта огнестойкости необходимо вводить в полимер значительно большие количества модификатора (5—15%). Эта задача оказывается весьма сложной по следующим причинам. При обычных способах введения различного рода добавок в полимер через раствор, расплав или путем полимеризации возможны два крайних случая. [c.162] При введении совместимых (растворимых) добавок заметно снижается температура стеклования полимера, его предел вынужденной эластичности, прочностные характеристики, т. е. происходит хорошо известное явление пластификации, что нежелательным образом изменяет свойства получаемого изделия. [c.162] При введении несовместимых добавок не происходит заметного снижения температуры стеклования полимера, однако при этом низкомолекулярный компонент выделяется в отдельную фазу. Такое расслаивание обычно приводит к резкому понижению механических и прочностных характеристик полимерного материала вследствие дефектности возникающей структуры, и выпотевания модификатора. Введение значительных количеств добавки непосредственно в мономер весьма сильно отражается на последующей полимеризации и резко ухудшает показатели получаемого полимера. [c.162] Вернуться к основной статье