Диссертация (1091746), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Выявленные закономерности позволилиполучить искусственные полимерные суспензий с необходимымкомплексом свойств для их практического использования.− Впервыепоказаносущественноеповышениеагрегативнойустойчивости искусственных латексов на основе бутадиен-стирольныхблок-сополимеровибутилкаучукаприиспользованиисмесикремнийорганических и катионных ПАВ или смеси катионных ПАВ сцетиловым спиртом.− Предложена гипотеза о формировании на поверхности частицполимерной суспензии прочного адсорбционного слоя в результатеконцентрирования катионного и кремнийорганического ПАВ намежфазной границе из-за их несовместимости с полимером.− Впервые показана возможность использования агрегативно устойчивыхискусственных латексов сополимеров α-метилстирола со стиролом вкачестве основы для получения высокодисперсных полимерныхпорошков с улучшенными диэлектрическими свойствами.Теоретическая значимость работы.Показано, что при формировании в межфазном адсорбционном слоечастицэлектростатическогоиструктурно-механическогобарьеровустойчивости полимерные суспензии приобретают высокую стабильность.Это продемонстрировано на свойствах искусственных латексов, полученныхв присутствии смеси катионных ПАВ с кремнийорганическими ПАВ и смесикатионных ПАВ с цетиловым спиртом.7Практическая значимость работы.Разработаныирекомендованыдляпрактическогоприменениярецептуры получения искусственных латексов для использования в процессемодификации битумных эмульсий и строительных смесей, для получениямаканых изделий (методом прямого макания), высокодисперсных порошковс улучшенными диэлектрическими свойствами.ПоказанавозможностьзаменыимпортныхкатионныхПАВнаотечественные при сохранении потребительских свойств полимерныхсуспензий (агрегативной устойчивости полимерных систем и высокогозаряда на поверхности полимерных частиц).Методология и методы диссертационного исследования.

В работеприменялись такие современные методы исследования как фотоннаякорреляционнаяспектроскопия,электроннаясканирующаяипросвечивающая микроскопии, метод вискозиметрии, измерение межфазногонатяжения на границе раздела фаз методом Вильгельми, формирование иисследование свойств ленгмюровских пленок методом Ленгмюра-Блоджет,определение физико-механических свойств пленок полимеров на разрывноймашине.Положения, выносимые на защиту:1.Условия получения искусственных латексов бутадиен-стирольныхтермоэластопластов, бутилкаучука, сополимера стирола с α-метилстиролом(растворители, природа и концентрация ПАВ, методы диспергирования иусловия отгонки растворителя).2.Четвертичные аммониевые соли и имидазолины растительного иживотного происхождения в качестве эмульгаторов для стабилизацииполимерных частиц искусственных латексов с положительным зарядом.3.Гипотезу о формировании прочного межфазного адсорбционного слояна поверхности частиц в результате фазового распада в их объеме из-за8несовместимости кремнийорганических и катионных ПАВ с полимером иконцентрирования ПАВ в поверхностном слое частиц.4.Сравнительный анализ коллоидно-химических свойств полимерныхсуспензий с положительным зарядом частиц, полученных с применениемотечественных и зарубежных ПАВ.5.Сравнительныйанализфизико-механическихсвойствневулканизованных пленок из искусственных латексов на основе бутадиенстирольных блок-сополимеров и бутилкаучука и из растворов полимеров вциклогексане.6.Результаты апробации применения полимерных суспензий в качествемодифицирующих добавок для битумных эмульсий и строительных смесей ив качестве основы для получения высокодисперсных полимерных порошков.Апробация работы.

Результаты работы представлены на XXIIIкаргинскихчтениях,всероссийскойнаучно-техническойконференциимолодых ученых с международным участием «Физика, химия и новыетехнологии» (Тверь, 2016), XXIII международной научной конференциистудентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2016), Iнаучно-техническойконференциимосковскоготехнологическогоуниверситета (Москва, 2016), VI всероссийской с международным участиемшколы-конференциинанообъектыидлямолодыхполимерныеученыхнанокомпозиты»«Макромолекулярные(Химки,2016),XVIмеждународной научно-технической конференции с элементами школымолодых ученых «Наукоемкие химические технологии» (Москва, 2016).Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 печатныхработы в изданиях, рекомендованных ВАК, подана 1 заявка на авторскоесвидетельствоЛичное участие автора состояло в постановке цели исследования,разработке экспериментальных и теоретических подходов при выполнении9эксперимента,обсуждениииобобщенииполученныхрезультатов,подготовке публикаций.Степень достоверности результатовпроведенных исследованийопределяется воспроизводимостью результатов, полученных на современномоборудовании.10ГЛАВА 1.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР1.1. Искусственные латексы, методология их получения и свойства.По способу получения все дисперсии можно разделить на натуральные,синтетические и искусственные.Искусственные латексы (латексоподобные дисперсии полимеров,"неэмульсионные" латексы) – это водные дисперсии предварительносинтезированных полимеров, которые нельзя получить путем эмульсионнойполимеризации.Применение латексной технологии для переработки этих полимеровпозволяет не только улучшить качество продукции, но и устранитьпожароопасность и токсичность производства и в ряде случаев сократитьрасход полимера.Искусственныепромышленности:латексыиспользуютсярезинотехническойвразличныхотраслях(пленки,покрытия,перчаткирезиновые нити и т.п.), легкой (клеи, текстильные материалы), пищевой(защитныепокрытиянапродуктахпитания),целлюлозно-бумажной,строительстве (связующее, герметики, компаунды), сельском хозяйстве(защита почвы от эрозии) и ряде других отраслей.Первые работы в области получения водных дисперсий твердыхкаучуков относятся еще к 1927—1930 гг., когда использовался натуральныйкаучук.

Наибольшее развитие этих работ отмечалось в 50—60-е годы споявлением новых каучуков, получаемых полимеризацией в растворах, впромышленном масштабе их начали выпускать в США в 1957—1960 гг.Первыми из них были искусственные латексы бутилкаучука. Водныедисперсии полиизопрена, являющиеся заменителями натурального латекса,стали производить в США в 1959 г. Далее было освоено производствоискусственных латексов полибутадиена. В настоящее время искусственныелатексыполучаютизэтилен-пропиленовых,кремнийорганических,уретановых,стереорегулярныхполиизопреновыхиполибутадиеновыхкаучуков; изопренстирольных и бутадиенстирольные блоксополимеров;сополимеров изобутилена с небольшим количеством изопрена и т.д.Наиболее широкое распространение получили искусственные латексыбутилкаучука и цис-1,4-полиизопрена.Известны два способа получения искусственных латексов [1].По первому способу каучук на вальцах смешивают с жирной кислотой,затем с водным раствором щелочи, что приводит к образованиювысокодисперснойполимернойсуспензии.Этотметодисключаетиспользование растворителей, не требует его регенерации, а значит сводитпожароопасность и токсичность к минимуму.

Однако является энергоемкими обладает низкой производительностью.Второйспособполученияискусственныхлатексоввключаетследующие этапы: выбор природы растворителя растворение полимера до получения раствора с определеннойвязкостью и концентрацией сухого вещества эмульгирование раствора полимера в водном растворе ПАВ собразованием устойчивой тонкодисперсной эмульсии отгонка растворителя концентрирование полимерной суспензии до необходимогосухого остаткаНесмотря на сложность, громоздкость и многостадийность этот методобладаетвысокойпроизводительностьюипозволяетполучитьискусственный латекс хорошего качества, а именно устойчивую дисперсиюполимера в воде при достаточно малом размере частиц при невысокойконцентрации эмульгатора.

На данный момент этот способ являетсяединственным.12Первые стадии могут исключаться, если в качестве исходного продуктавыступаетполимеризат,тоестьрастворполимера,отобранныйнепосредственно в процессе его производства. [2]Приготовление эмульсии можно вести различными способами: 1)непосредственно получая прямую эмульсию; 2) получая эмульсию типа«вода в масле» с последующим обращением фаз; 3) для полярных полимеров– путем растворения полимера в смешивающемся с водой растворителе (этотраствор затем соединяется с водой для получения трехкомпонентнойсистемы, состоящей из дисперсии полимера в водной фазе и растворителя,распределенногомеждудвумяфазами)свозможнымвключениемколлоидного стабилизатора (ПАВ) в качестве одного из компонентов,необходимых для образования дисперсии; 4)для полимеров, имеющихзаряженные группы, – путем диспергирования полимера в водной фазе,содержащей щелочь или кислоту в зависимости от функциональности группполимера(получаемыйлатексколлоидностабилизированионнымигруппами, которые образуются во время взаимодействия функциональныхгрупп полимера с щелочью или кислотой в водной фазе), таким образомисключается использование растворителя.

[3]Наибольшее распространение получил первый метод, в которомраствор полимера диспергируют в воде, одновременно стабилизируяобразующуюся дисперсию эмульгатором, с последующей дегазациейполученной эмульсии и при необходимости концентрированием готовоголатекса до необходимого содержания сухого вещества.Рассмотрим каждую из этих стадий подробнее.В первую очередь, стоит отметить требования, предъявляемые кполимеру, а именно: отсутствиезолы–остатковмноговалентныхметаллов,содержащихся в катализаторе, и опудривающих материалов антиагломераторов крошки.13 отсутствие геля (гель-фракции), который в свою очередьзначительно повышает вязкость растворов полимера.Первоеусловиенеобходимодляобеспеченияколлоиднойустойчивости эмульсии: при взаимодействии ПАВ с солями упомянутыхметаллов возможно образование нерастворимых соединений или обратныхэмульсий типа «вода в масле». Второе обуславливает количество коагулюма,образующегося во время отгонки растворителя.Требования,предъявляемыекрастворителям,определяются,восновном, технологическими особенностями получения латексов.

Характеристики

Список файлов диссертации