Бийский технологический институт (филиал)




НазваниеБийский технологический институт (филиал)
страница4/15
Дата03.02.2016
Размер4.12 Kb.
ТипТезисы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

Акустическое исследование физико-механических свойств полимерных связующих на основе поли-N-метилаллил-5-винилтетразола (МПВТ-А)


М.А. Калинин1, П.В. Петреков2, Е.Н. Лушин1, И.А. Терещенко1,

Н.И. Камбарова1, И.В. Харламов1

1Алтайская государственная педагогическая академия, г. Барнаул,
ул. Молодёжная 55; E-mail: mak_9@mail.ru

2 Бийский технологический институт, г. Бийск, ул. Трофимова 27;

E-mail: pea@bti.secna.ru


Тетразолсодержащие полимерные связующие в последние годы являются предметом активных исследований. Практическая значимость таких полимеров обуславливается их достаточно высокой термостабильностью при значительной энергоемкости и содержании азота. В связи с этим, тетразолсодержащие полимеры представляют несомненный интерес, как связующие энергоемких композиций. Однако актуальным остаётся вопрос, о регулировании эксплуатационных характеристик данных полимеров.

Одним из перспективных направлений изменения свойств полимерных связующих является модификация исходных полимеров наполнителем. Действительно, изменяя компоненты, составляющие полимер, можно придать материалу новые свойства, отвечающие требованиям и условиям в той или иной области применения. Использование современных высокоточных и информативных методов позволяет более точно определить характерные структурные и молекулярные изменения происходящие в полимере.

Добавляя в полимер комплексный наполнитель мы попытались изменить физические свойства тетразолсодержащего связующего.

В качестве объекта для исследований использовался поли-N-метилаллил-5-винилтетразол (МПВТ-А), имеющий следующее химическое строение:




где k = 5%, n =1 %, m = 90%, z = 4%.

В роли пластификатора выступал диметилфталат ДМФ. В качестве комплексного наполнителя использовались АСД-4 (15%) и KCl (50%) , который составлял 65% от массы полимерного связующего. Отверждение исследуемых образцов осуществляли низкотемпературным отверждающим агентом ди-N-оксид-1,3-динитрил-2,4,6-триэтиленбензол:





Исследования проводились низкочастотным акустическим методом [1] на обратном крутильном маятнике в интервале температур от -100°С до 60 °С с частотой 1 Гц. Из экспериментальных результатов рассчитывались: динамический модуль сдвига (G’) и тангенс угла механических потерь (tg δ). Погрешность измерения G' не привышала 7%. Погрешность измерения tg δ ≈10%.

Основные результаты измерений представлены на рис. 1.




Рисунок 1 – Температурная зависимость динамического модуля сдвига G’ и тангенса угла механических потерь tg для образца №2
соотношение полимер : пластификатор 50 : 50, без наполнителя





Рисунок 2 – Температурная зависимость динамического модуля сдвига G’ и тангенса угла механических потерь tg для образца №3
соотношение полимер: пластификатор 50 : 50, с наполнителем


Область температур соответствующих стеклообразному состоянию лежит в диапазоне от -100˚С до -80˚С, а область высокоэластического состояния наблюдается выше 20˚С. Из рисунка 1 видно, что
область стеклования от -80˚С до 20˚С характеризуется резким уменьшением модуля сдвига G’ и появлением пика tg.

Температура соответствующая минимуму второй производной (температура Т1) это начало процесса перехода из стеклообразного в высокоэластическое состояние. Температура соответствующая максимуму второй производной (температура Т2) как конец α-перехода.

Очевидно, чем меньше разница температур Т1 и Т2 тем в более узком интервале температур происходит процесс размораживания молекулярной подвижности основных сегментов макромолекулы, то есть кооперативность процесса стеклования возрастает.

Интересно было проследить, как изменяется кооперативность процесса стеклования при добавлении наполнителя (в нашем случае комплексный наполнитель АСД-4 (15%) и KCl (50%) , который составлял 65% от массы полимерного связующего).





Т1

Тст.

Т2

ΔТ

Исходный образец

-71

-47.5

-7.6

-63,4

Образец модифицированный наполнителем

-78.4

-64.2

-37.6

-40,8

Из рисунка 2 и таблицы видно, что введение наполнителя приводит к тому, что температура стеклования уменьшается зато возрастает кооперативность процесса стеклования. Интересно отметить, что введение наполнителя приводит к увеличению динамического модуля сдвига. По видимому введение наполнителя влияет на густоту пространственной сетки. Расчёты степени сшивки по методике описанной ранее [2] показывают, что действительно степень сшивки увеличивается в 1,4 раза.

Показано, что максимальная степень сшивки исследуемых образцов наблюдается при введении наполнителя АСД-4 (15%) и KCl (50%).

Установлено, что введение наполнителя в тетразольное связующее приводит к увеличению динамического модуля сдвига отверждённых образцов, как в стеклообразном состоянии, так и в области стеклования, при этом отмечается уменьшение температуры стеклования.

Список используемой литературы

1. Перепечко И.И. Акустические методы исследования полимеров. М.: Химия, 1973.- 295с.

2. Насонов А. Д. Исследование влияния пространственной сетки на вязкоупругие свойства аморфных полимеров низкочастотным акустическим методом. // Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Калинин, 1980.

Исследование электризуемости волосяного покрова меховой овчины после обработки плазмой индукционного разряда пониженного давления и антистатика


М.Н. Сагдеев, Ф.С. Шарифуллин, И.Ш. Абдуллин


Казанский государственный технологический университет

420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 68; Е-mail: msagdeev@mail.ru


Со статическим электричеством человек постоянно сталкивается на производстве и быту. Термин «статическое электричество» означает совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектриков и полупроводников.

Электризация материалов часто препятствует нормальному ходу технологических процессов производства, а также создает дополнительную пожарную опасность вследствие искрообразования при разрядах в помещениях. Статическое электричество влияет на здоровье человека – это связано со скоплением электрических зарядов на поверхности тела или в объеме вещества и характеризующееся наличием электрического и отсутствием магнитного полей. Поэтому решение проблемы накопления статического электричества является актуальной задачей различных отраслей промышленности, в том числе и меховой, для выполнения которой необходимо понять природу и механизм её возникновения.

Необходимо отметить, что традиционные способы обработки натурального меха основаны на применении новых химических материалов. Недостатками методов химического воздействия являются ухудшение экологичности процесса, отрицательное влияние на санитарно-гигиенические условия труда, высокая цена препаратов, кроме того, действие химических реагентов ограничено во времени. В связи с этим все более актуальным становится разработка альтернативных экологически чистых способов улучшения эксплуатационных, потребительских и технологических характеристик натурального меха.

Целью работы является создание условий на поверхности меха, обеспечивающих максимальное стекание зарядов статического электричества, с применением плазмы высокочастотного индукционного (ВЧИ) разряда пониженного давления и антистатика ЦПХ.

Антистатик ЦПХ - продукт для производства кожи и меха, смесь производных алкиламина и гексиленгликоля [1].

Экспериментальная ВЧИ плазменная установка состоит из следующих составных частей: 1- сосуд с раствором; 2- игольчатый клапан; 3- механическая система откачки; 4- система электроснабжения; 5- система газоснабжения; 6- система водоснабжения; 7- генератор; 8- система диагностики; 9- рабочая камера; 10– индуктор.





Рисунок 1 – Схема ВЧИ плазменной установки


Принцип работы ВЧИ плазменной установки основан на ионизации плазмообразующего газа под действием электромагнитного поля индуктора. При подаче на индуктор ВЧ напряжения, в разрядной камере образуется плазменный сгусток, при продуве через который плазмообразующий газ образует плазменную струю - инструмент обработки [2]. Для регулирования трибоэлектрических свойств применяли специально разработанное приспособление, обеспечивающее получение и подачу в разрядную камеру смеси плазмообразующего газа и антистатика в необходимых концентрациях.

В работе контролируемыми параметрами являлись: напряжённость электростатического поля (Е, Кл/м2), плотность электрических зарядов (Р, В/см) и знак заряд, которые определяли с помощью прибора ИЭЗ-П в зависимости от режимов плазменной обработки.

Входные параметры плазменной установки изменялись в следующих диапазонах: расход плазмообразующего газа G=0,04-0,06 г/с, мощность разряда Wp=1,4 – 1,9 кВт, частота генератора f=1,76 МГц ± 10%, давление в вакуумной камере Р=13,3-26,6 Па, время обработки t=1-10 мин.

Влияние плазменной обработки на параметры электрических свойств волосяного покрова меха представлены в таблице.

Таблица – Изменение параметров электрических свойств меховой овчины после обработки плазмой ВЧИ разряда и антистатика ЦПХ (G=0,04 г/с, Р=26,6 Па t=3 мин)

Готовый п/ф меховой
овчины

Wp, кВт

Е, В/см

Знак заряда

Р, Кл/м2

до трения

после трения




до трения

после трения

1 образец

1,4

0

4

-

0

3

2 образец

1,5

0

0

-

0

0

3 образец

1,6

9

11

-

4

4

4 образец

1,7

6

14

-

3

6

5 образец

1,8

8

23

-

4

11

6 образец

1,9

14

25

-

7

12

контрольный




5

26

+

2

14


На основании проведенных исследований выявлено, что ВЧИ плазменная обработка волосяного покрова меха в парогазовой среде антистатика приводит к изменению напряжённости электростатического поля, знака заряда и плотности электрических зарядов. Установлено, что плазменная обработка в режиме G=0,04 г/с, Wp=1,5 кВт, Р=26,6 Па, t=3 мин позволяет создать условия на поверхности волосяного покрова меха, приводящие к увеличению скорости стекания зарядов статического электричества, образующихся при трении. Это повышает потребительскую ценность меховых изделий, а так же обеспечивает наилучшие товарные характеристики меха: волосяной покров становится рассыпчатым, более упругим, эластичным и менее подверженным внешним воздействиям.

Список используемой литературы

1. Технологические схемы обработки пушно-мехового сырья. В работе над изданием принимали участие специалисты компании Lowenstein. г. Киров 2006. – 271 с.

2. Абдуллин, И.Ш. Высокочастотная плазменно-струйная обработка материалов при пониженных давлениях / И.Ш. Абдуллин, В.С. Желтухин, Н.Ф. Кашапов – Казань: Издательство Казанского университета, 2000. – 348 с.

Полимеризация диэтилфумарата
в ионных жидкостях



1С.В. Казак, 2А.Ю. Федорин, 1Л.Я. Царик


1 Иркутский Государственный Университет,

г. Иркутск, ул. Лермонтова, 126; kazak@innocom.ru
2 Инноком, Центр внедрения технологий, г. Иркутск


Ионные жидкости (ИЖ) находят все большее применение в различных технологических процессах. Использование ИЖ в качестве реакционных сред в полимеризационных процессах позволяет достичь более высоких значений молекулярной массы, конверсии, скорости полимеризации и т.п. [1]. Особый интерес представляют ИЖ для полимеризации труднополимеризуемых мономеров. Одним из таких мономеров является диэтилфумарат (ДЭФ) — представитель ряда производных фумаровой и малеиновой кислот. Сетчатые полимеры на их основе обладают ценными сорбционными свойствами [2]. Изучение возможностей полимеризации ДЭФ открывает возможности для создания новых технологий и продуктов на основе трудно­полимеризуемых мономеров.

Целью работы является разработка новых методов полимеризации ДЭФ с использованием ИЖ и полимеризационных процессов с использованием ИЖ.

Для достижения поставленной цели нами первым этапом был получен ряд трифлатных ИЖ. Выбор класса ИЖ основан на широкой каталитической способности трифлатных ИЖ и их гидрофобности, что облегчает их получение и регенерацию. Основой полученных трифлатных ИЖ является бис(трифторметансульфонил)имид (CF3SO2)2NH.

Нами синтезированы две доступные ИЖ на основе пиридина и бис(трифтор­метансульфонил)имида – метил- (1) и этилпиридиний (2) бис(трифторметансульфонил)­имида:



.

Строение полученных ИЖ доказано ЯМР-спектро­скопией 1H и 13C и соответствует приведенным структурам.

Спектр ЯМР 1Н метилпиридиний бис(трифторметансульфонил)имида:



Номер атома

1, 5

2, 4

3

7

Группировка

СН

СН

СН

СН3

Химический сдвиг δ, м.д.

8,62

7,92

8,43

4,51

В области от 7,91 м.д. до 8,79 м.д. находятся 3 пика, которые отвечают за сигналы протонов в мета- , пара- и орто-положениях в области гетероароматических соединений. Синглет 4,51 м.д. отвечает за метильную группу.

Спектр ЯМР 1Н этилпиридиний бис(трифторометансульфонил)имида:



Номер атома

1, 5

2, 4

3

7

8

Группировка

СН

СН

СН

СН2

СН3

Химический сдвиг δ, м.д.

8,74

7,97

8,45

4,58

1,58

В области от 7,91 м.д. до 8,79 м.д. находятся 3 пика, которые отвечают за сигналы протонов в мета-, пара- и орто- положениях в области гетероароматических соединений. Квартет при 4,58 м.д. и дублет при 1,58 м.д. отвечают за этильную группу.

Полученные ИЖ использовались как растворители в радикальной полимеризации ДЭФ. Полимеризация проводилась в ампулах, при следующих условиях: инициатор – ДАК, температура полимеризации 80°С. Перед запаиванием ампулы продували аргоном в течение 15 минут. Продукт полимеризации высажен в воду, отделен от ИЖ и высушен. Результаты полимеризации представлены в таблице 1. Максимальный выход полимера составил 41% при времени полимеризации 24 ч.

Поскольку строение полученных ИЖ отличается незначительно, то и выход продукта в опытах не зависел от вида используемой ИЖ.

Полученные продукты охарактеризованы ЯМР-спектро­скопией 1H и 13C и полностью соответствуют полимерному ДЭФ. В спектре 13С отсутствуют сигналы при 132,75 м.д., соответствующие углеродным атомам при двойной связи.

Таблица 1

№ опыта

Объемная доля

ИЖ в реакционной массе, %

Кол-во инициатора, масс% (от мономера)

Время полимеризации, ч

Конверсия, %




0

1

4

9,2*

1

50,0

1

4

14,5

2

50,0

2

4

22,0

3

50,0

1

24

29,5

4

66,7

1

4

8,5

5

66,7

2

4

15,0

6

50,0

2

24

33,5

7

33,3

2

24

41,0

* Неопубликованные данные (кафедра ВМСиОС ИГУ)

Спектр ЯМР 13С поли-ДЭФ:




Номер атома

1, 12

2, 11

4, 8

6, 7

Группировка

СН3

СН2

С

СН

Химический сдвиг δ, м.д.

13,8

60,0

169,5

45,7


В спектре поли-ДЭФ отсутствуют сигналы при 132,75 м.д., отвечающие за углероды двойной связи, но присутствует пик при 45,753 м.д., отвечающий за алифатические атомы углерода.

Таким образом, использование трифлатных ИЖ позволило впервые получить полимерный ДЭФ с ранее недостижимым выходом 41%.

Полученные результаты открывают возможности для создания новых материалов и технологий с использованием ИЖ на основе труднополимеризуемых мономеров.

Дальнейшими этапами работы является нахождение оптимальных параметров полимеризации ДЭФ и других представителей производных фумаровой и малеиновой кислот, их сополимеризации с другими мономерами, изучение механизма, возможностей использования других типов ИЖ и изучение свойств новых полимеров и сополимеров.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

Похожие:

Бийский технологический институт (филиал) iconБийский технологический институт (филиал)
Работа подготовлена на кафедре производственной безопасности и управления качеством
Бийский технологический институт (филиал) iconБийский технологический институт (филиал)
«Метрология, стандартизация и сертификация» для студентов специальности 151001 «Технология машиностроения» / Т. Н. Зырянова; Алт...
Бийский технологический институт (филиал) iconБийский технологический институт (филиал)
В методических рекомендациях представлены тексты для развития навыков компресии: пересказа, аннотирования, реферирования. Материалом...
Бийский технологический институт (филиал) iconБийский технологический институт (филиал)
Основы обеспечения качества: методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы и изучению дисциплины «Основы обеспечения...
Бийский технологический институт (филиал) iconДимитровградский инженерно-технологический институт филиал нияу мифи
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Бийский технологический институт (филиал) icon1. Схемотехнические проблемы построения цифровых узлов и устройств
Трёхгорный технологический институт – филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего
Бийский технологический институт (филиал) iconМинистерство образования и науки РФ старооскольский технологический институт им. А. А. Угарова
Филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования
Бийский технологический институт (филиал) iconРоссийской Федерации Саратовский государственный технический университет Технологический институт (филиал) сгту кафедра Материаловедение
Определение геометрических параметров шарнирного четырехзвенника. Построение плана положений механизма
Бийский технологический институт (филиал) icon«Донской государственный технический университет» Администрация г. Азова
Азовский технологический институт – филиал дгту проводит II региональную научно-практическую конференцию «Модернизация российской...
Бийский технологический институт (филиал) iconСписок членов совета учебно-методического объединения высших учебных заведений РФ по образованию в области авиации, ракетостроения и космоса (умо арк)
Арсеньевский технологический институт (филиал) Дальневосточного федерального университета (двпи имени В. В. Куйбышева)
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib2.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница