Введение к работе
Актуальность работы. Лиотропные жидкокристаллические (ЖК)
системы на основе целлюлозы и ее производных находят применение ДЛЯ
получения изделий с высокими физико-механическими
характеристиками. Однако формирование структур ЖК-типа в концентрированном растворе полимера является трудно осуществимым процессом. Ряд объективных факторов, таких, как ограниченный круг растворителей, высокие концентрации полимера (30% и более), необходимые для образования ЖК-фазы, и, соответственно, высокие вязкости лиотропных растворов, часто затрудняет переработку полимеров в ЖК-состоянии. В связи с этим реализация такого состояния и непосредственное его использование на практике не всегда осуществимы.
Поэтому особую актуальность приобретают разные способы модификации ацетатов целлюлозы, которые позволяют создавать в полимерном материале структуры с высокой степенью упорядочения. Наиболее перспективным является формирование структур с управляемым уровнем ориентационных процессов в полимере. Изучение взаимосвязи между модифицированной структурой полимера и свойствами изделий, получаемых на его основе, является в настоящее время актуальным.
Цель настоящего иссггдования заключалась в изучении процессов структурообразования в ацетатах целлюлозы, модифицированных парами мезофазогенных растворителей. в которых производные целлюлозы образуют лиотропную ЖК-фазу.
Указанная цель предопределила постановку следующих задач:
исследование кинетики набухания ацетатов целлюлозы в парах
мезофазогенных растворителей:
анализ структурных изменений, возникающих в исходном порошкообразном полимере при модификации;
изучение реологических свойств и оптической активности модифицированных образцов;
установление взаимосвязи между структурой полимера, сорбировавшего пары растворителей и свойствами изделий (волокон, пленок и мембран) на его основе.
Научная новизна.
Пары растворителей, образующих лиотропную мезофазу с
производными целлюлозы, вызывают структурные изменения в
порошкообразном ацетате целлюлозы, что позволяет маневрировать
структурой полимера посредством модификации и создавать на его
основе изделия с заданными свойствами.
Впервые обнаружено, что путем воздействия паров специфических
растворителей можно направленно изменять оптическую активность
ацетата целлюлозы в широких пределах.
Показано, что разбавление мезофазогенных растворителей водой и использование этих смесей в качестве сорбата не только не снижает эффективность воздействия растворителей на структуру полимера, но и расширяет возможности его модификации для создания пленок и мембран с широким спектром свойств.
Впервые для системы порошкообразный ацетат целлюлозы - пары специфических растворителей выявлена взаимосвязь между модифицированной структурой полимера и свойствами изделий. полученных на его основе.
Практическая значимость работы.
Проведенные исследования структурной модификации исходного порошкообразного ацетата целлюлозы дают возможность получить волокна, пленки, фильтры и мембраны с улучшенными физико-механическими свойствами, с управляемой селективностью, газо- и гидродинамической проницаемостью, с варьируемой способностью к пропусканию УФ-лучей и т.д.
Выявлены границы эффективного влияния паров растворителей на структуру ацетата целлюлозы, из которого при формовании создаются фильтры и мембраны, способные разделять холестерин с белком, что до настоящего времени является большой проблемой в медицине.
Основные положения, выносимые на защиту:
Новое явление изменения оптической активности ацетатов
целлюлозы под влиянием паров мезофазогенных растворителей,
сорбированных полимером.
Изменение структуры порошкообразного ацетата целлюлозы под
влиянием паров растворителей, образующих с полимером лиотропную
ЖК-фазу.
Новые принципы целенаправленной физико-химической
модификации структуры исходного насыпного ацетата целлюлозы с
целью получения на его основе волокон, пленок, фильтров и мембран с
регулируемой структурой.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на: II Республиканской конференции (Баку, 1990 г.); конференции молодых ученых (Москва, МГУ. 1991 г.); Европейской конференции по жидким кристаллам (Вильнюс, 1991 г.); XVI и XVII Межрегиональных симпозиумах по Реологии (Днепропетровск, 1992 г.; Саратов, !994 г.): Совещании "Современные химические технологии очистки воздушной среды" (Саратов, 1992 г.): XIV Международной конференции по жидким кристаллам (Пиза. 1992 г.У. III Российской конференции "Химия и применение неводных растворов" (Иваново. 1992 г.): III Всероссийского симпозиума по жидкокристаллическим полимерам (Черноголовка, 1995 г.): Российской конференции по мембранам и мембранным технологиям (Москва. 1995 г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 18 печатных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на !52 страницах машинописного текста и включает введение, пять глав, выводы и список литературы из 191 наименования, содержит 39 рисунков, 6 фотографий и 4 таблицы.
Похожие диссертации на Физико-химическая модификация ацетатов целлюлозы парами растворителей, образующих с полимером лиотропную жидкокристаллическую фазу
