Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Обзор литературы 11
1.1. Основные свойства ацетатов целлюлозы, волокон и пленок на их основе 11
1.2. Фотодеструкция ацетатов целлюлозы 12
1.3. Термодеструкция ацетатов целлюлозы 18
1.4. Способы свето- и термостабилизации ацетатов целлюлозы 21
1.5. Придание ацетатцеллюлозным материалам биологической активности...24
ГЛАВА II. Объекты и методики исследования 35
2.1. Объекты исследования и их свойства 35
2.2. Получение модифицированных ацетатцеллкшозных волокон и триацетатцеллюлозных пленок 37
2.3. Методы определения физико-механических свойств модифицированных ацетатцеллюлозных волокон 39
2.4. Физические методы исследования модифицированных ацетатцеллюлозных волокон 39
2.5. Оценка биологической активности модифицированных ацетатцеллюлозных волокон 41
2.6. Методы изучения фотодеструкции модифицированных ацетатцеллюлозных волокон и пленок в условиях искусственной и естественной инсоляции 42
2.7. Газохроматографический и дериватографический методы определения термоустойчивости модифицированных ацетатцеллюлозных волокон 44
2.8. Методика измерения дзета-потенциала модифицированных ацетатцеллюлозных волокон 45
ГЛАВА III. Исследование и разработка аппроксимирующих зависимостей влияния включенных соединений-антисептиков на свойства ацетатцеллюлозных волокон ипленок 48
3.1. Разработка аппроксимирующих зависимостей 48
3.2. Анализ физико-механических свойств биологически активных ацетатцеллюлозных волокон 54
3.3. Исследование структуры ацетатцеллюлозных волокон с включенными соединениями-антисептиками 60
3.4. Анализ биологической активности модифицированных ацетатцеллюлозных волокон 63
3.5. Исследование светостойкости биоактивных ацетатцеллюлозных волокон и триацетатцеллюлозных пленок 66
3,5.1. Исследование и аппроксимация влияния включенного Гризеофульвина на устойчивость триацетатцеллюлозных волокон к искусственному светостарению 66
3.5.2.Исследование и аппроксимация влияния включенного 8-оксихинолина на устойчивость триацетатцеллюлозных волокон к искусственному светостарению 72
3.5.3. Исследование содержания хлора в твердых остатках гризеофульвинсодержащих триацетатцеллюлозных волокон после УФ облучения 79
3.5.4. Кинетика выделения газообразных продуктов фотоокислительной деструкции биоактивных триацетатцеллюлозных волокон 85
3.5.5. Анализ эластичности биоактивных ацетатцеллюлозных волокон после естественной инсоляции 89
3.5.6. Фотозащита триацетатцеллюлозных пленок добавками олигомера 91
3.6. Исследование термостойкости ацетатцеллюлозных волокон с включенными соединениями-антисептиками 95
3.6.1. Хроматографический анализ газообразных продуктов термодеструкции ацетатцеллюлозных волокон с включенными соединениями-антисептиками 95
3.6.2. Интерпретация результатов дериватографического анализа биологически активных ацетатцеллюлозных волокон 98
ГЛАВА IV. Анализ электрокинетических свойств биологически активных ацетатцеллюлозных волокон 101
Выводы 111
Список литературы
- Термодеструкция ацетатов целлюлозы
- Получение модифицированных ацетатцеллкшозных волокон и триацетатцеллюлозных пленок
- Газохроматографический и дериватографический методы определения термоустойчивости модифицированных ацетатцеллюлозных волокон
- Анализ биологической активности модифицированных ацетатцеллюлозных волокон
Введение к работе
Актуальность проблемы. Текстильные материалы являются носителями патогенной микрофлоры, поэтому придание тканям свойств подавлять рост микроорганизмов представляет большой интерес. Это позволит обезопасить потребителя от возможного заражения при пребывании в гостинице, больнице, снизить риск профессиональных заболеваний у медицинского персонала и распространение внутрибольничных инфекций, ускорить заживление ран, ожогов, послеоперационных швов, повысить комфортность работы в полевых условиях при ограниченной доступности процедур личной гигиены.
В то же время одним из перспективных направлений в производстве химических волокон является получение на базе известных крупнотоннажных полимеров материалов с улучшенными эксплуатационными свойствами. Это должно удовлетворить потребности населения и нужды развивающейся экономики как в волокнах, так и в прогрессивных материалах из них.
Указанные цели могут быть достигнуты разработкой технологических процессов модифицирования свойств выпускаемых в настоящее время волокон. Это научно-практическое направление особенно значимо в отношении ацетатцеллюлозных (АЦ) волокон, невысокие свето- и термостойкость и усталостные характеристики которых снижают их конкурентоспособность.
Вместе с тем необходимо отметить, что рассматриваемые волокна выделяются среди других текстильных волокон рядом положительных качеств. Это, в первую очередь, нежный блеск, приятный мягкий гриф, насыщенная окраска широкой гаммы цветов, хорошая драпируемость, устойчивость к микробному разрушению.
Они выгодно отличаются от вискозных волокон более высоким эластическим удлинением, низкой плотностью и теплопроводностью, меньшей набухаемостью и потерей разрывной прочности при увлажнении. По прочности в мокром состоянии (при температуре стирки) АЦ волокна превосходят не только вискозные, но и полиамидные волокна.
Текстильные изделия из указанных волокон по сравнению с синтетическими более гигроскопичны, мало загрязняются, а попавшие загрязнения легко с них удаляются, практически не адсорбируют бактерии. Они формоустойчивы при различных влажно-тепловых обработках, не свойлачиваются, не мнутся; после сушки не требуют глажения или подвергаются глажению в сравнительно мягких условиях. На этом основано придание АЦ изделиям плиссе, гофре и других специальных складок, которые сохраняются после стирки и устойчивы при хранении и эксплуатации.
Принимая во внимание экономически эффективную и экологически прогрессивную технологию формования этих волокон и пленок, доступность и сравнительно низкую себестоимость АЦ, работы по целенаправленному модифицированию их свойств следует считать особенно перспективными с точки зрения наиболее быстрой практической реализации и расширения областей применения.
Цель работы. Установление закономерностей влияния включенных антисептиков на свойства ацетатцеллюлозных волокон и пленок и оптимальных величин технологически значимых параметров производства и эксплуатации изделий на основе биологически активных ацетатов целлюлозы по результатам их многофакторного исследования.
Поставленная цель, по нашему мнению, была достигнута через решение следующих задач исследования: -исследование физико-механических свойств и биологической активности антимикробных АЦ волокон, полученных в полупромышленных условиях; -исследование влияния концентрации модифицирующих добавок и продолжительности естественной и искусственной инсоляции на протекание фотодеструктивных процессов в АЦ волокнах и триацетатцеллюлозных (ТАЦ) пленках, разработка соответствующих аппроксимирующих зависимостей; -исследование термостабилизирующего действия применяемых модификаторов и аппроксимация результатов эксперимента; -определение оптимального содержания модифицирующих добавок, обеспечивающего надежную световую и тепловую защиту АЦ волокон; -исследование электрокинетических свойств биоактивных АЦ волокон и установление корреляционных зависимостей: концентрация добавки - дзета-потенциал; -проведение количественной оценки эффективности действия выбранных модифицирующих веществ, включая оценку вклада каждого возможного механизма защиты в общий ингибирующий эффект.
Научная новизна.
Впервые получены аппроксимирующие зависимости процессов фото- и термодеструкции биологически активных АЦ волокон и пленок, влияния концентрации гризеофульвина (ГФ) и 8-оксихинолина (ОХН) на величину их дзета-потенциала и степень биологической активности.
Найдены числовые значения экстремальных концентраций антисептических добавок по разработанным зависимостям.
Выявлена полифункциональность используемых модифицирующих добавок.
Рассчитаны энергия активации и порядок реакции термо окислительной деструкции модифицированных АЦ волокон в условиях дериватографического метода, что позволяет констатировать наличие выраженного термостабилизирующего действия включенных соединений-антисептиков,
Установлено наличие корреляционной связи между величиной дзета-потенциала и биологической активностью АЦ волокон.
Предложен прогрессивный способ крашения S-оксихинолинсодержащих АЦ волокон (подана заявка на патент РФ на изобретение).
Практическое значение. Испытанные в работе соединения-антисептики могут быть рекомендованы в качестве эффективных добавок для формования АЦ волокон и пленок, обладающих одновременно выраженной биологической активностью и высокой сопротивляемостью основным факторам свето- и термостарения.
Разработанные аппроксимирующие зависимости физико-механических, антимикробных и физико-химических свойств модифицированных АЦ материалов от концентрации добавок в полимере, а также температурно-временных условий внешних воздействий, и их численное исследование позволяют строго на научной основе подойти к определению оптимального содержания биоактивных добавок в полимере, что обеспечивает бездефектную текстильную переработку и улучшенные потребительские и эксплуатационные характеристики вырабатываемых из них изделий.
Предложен метод крашения 8-оксихииолинсодержащих АЦ волокон, основанный на обработке солью меди, приводящей к образованию окрашенного нерастворимого комплекса с биоактивным соединением.
На защиту выносятся следующие положения:
Физико-химический метод модифицирования основных свойств АЦ материалов путем формования их из растворов полимера с добавками биоактивных соединений.
Однофакторные аппроксимирующие соотношения между основными физико-механическими свойствами модифицированных АЦ (МАЦ) волокон и содержанием в них антимикробных ингредиентов.
Аппроксимирующие зависимости биологической активности МАЦ волокон от концентрации в них соединений-антисептиков.
Анализ влияния введенных соединений на физико-механические и молекулярные параметры МАЦ волокон и пленок при высоких температурах в условиях естественного и искусственного светостарения.
Аппроксимирующие зависимости высокотемпературного поведения АЦ волокон в условиях газохроматографического метода.
Формально-кинетическая интерпретация термоокислительной деструкции биоактивных АЦ волокон в условиях дериватографического метода.
Анализ электрокинетических свойств биоактивных АЦ волокон.
Термодеструкция ацетатов целлюлозы
В ряде случаев ценность сведений о закономерностях и особенностях термической (в отсутствии кислорода) деструкции ацетатов целлюлозы, как нам представляется, стоит в одном ряду с аналогичными знаниями об их фоторазложении. Действительно, без них невозможно обойтись при термо фиксации, высокотемпературном крашении и печатании изделий из АЦ волокон. То же относится и к высокотемпературной переработке ацетатов целлюлозы в пластические массы и формованию волокон из расплава [87].
Почти вся имеющаяся информация по исследованию термического старения ацетатов целлюлозы в настоящее время ограничивается экспериментальными материалами, изложенными в немногочисленных научных источниках. Так, известно, что в макромолекулах АЦ, подвергнутого высокотемпературному нагреву, наблюдается разрыв 1 -4-)3-глюкозидных связей. При этом выявлена обратная зависимость между индукционным периодом распада и первоначальной молекулярной массой полимера [60].
Анализ летучих продуктов пиролиза ацетата целлюлозы в атмосфере гелия, выполненный Каммермайером [61], зафиксировал наличие оксидов углерода, метана, а выше 700 С еще идентифицирован водород. Он же установил, что количество уксусной кислоты, выделяющейся при нагревании полимера выше 400 С, остается постоянным и не зависит от температуры деструкции. Образование уксусной кислоты и воды, по мнению автора, следует отнести за счет СЫ3СО- и ОН-групп, образующихся при разрушении пирановых циклов.
В монографии Мадорского [62] содержатся сведения о том, что в отсутствие кислорода наряду с уксусной кислотой, которая доминирует в продуктах пиролиза триацетата целлюлозы, и названными выше газообразными веществами, обнаружены также метанол, ацетальдегид и ацетон. Их выделения, по-видимому, можно объяснить диссоциацией С-0-связей внутри и вне пирановых циклов, которые по прочности уступают связям С-С.
Первые признаки разрушения ацетата целлюлозы при нагревании на воздухе отмечаются уже при 160 С [63]. Причем, как установил Мак Берни с сотр. [64] в результате детальных исследований механизма термоокислительной деструкции сложных эфиров целлюлозы, кривые кислородопоглощения при этой температуре имеют s-образную форму, что свидетельствует об автокаталитической природе рассматриваемого процесса. В то же время в пользу его термоокислительного характера говорит достоверно выявленная количественная корреляция между индукционным периодом и вязкостью образцов, подвергнутых тепловому воздействию [64, 65].
О превращениях, происходящих в полимере при 200-220 С, можно судить и по интенсивному накоплению карбонильных и карбоксильных групп, которые вызывают заметное изменение его цвета. С помощью газового анализа в продуктах разложения триацетата целлюлозы при температуре 250-260 С зафиксированы оксиды углерода [66], уксусная кислота и в небольшом количестве муравьиный альдегид [63].
Экспериментальные данные, приведенные в статье [65], позволяют их авторам проанализировать возмолшыи механизм реакций, сопровождающих деструкцию триацетата целлюлозы в чистом кислороде. Отмечается, что суть его состоит в возможности образования макрорадикалов и уксусной кислоты вследствие деацетилирования глюкозидных звеньев по первичным эфирным группам (у Сб-атома). Эти радикалы, в дальнейшем окислялись, превращаются в полиангидридглюкуроновые кислоты, из которых под действием уксусной кислоты получается диоксид углерода. Кроме того, высказывается мнение, что наряду с этими процессами может также иметь место образование глюкозы и затем глюконовой кислоты. Последняя же распадается на оксид углерода, муравьиную и левулиновую кислоты [67].
Из общих соображений вытекает, что устойчивость эфиров целлюлозы и низших карбоновых кислот к термоокислительному разложению зависит в основном от строения ацильных групп, в которых наиболее чувствительными являются С-Н-связи. Как раз по месту их разрыва молекулярный кислород присоединяется к макроцени с образованием гидроперекисей, распад которых и приводит к разрушению полимеров.
Вместе с тем известно [68-70], что энергия разрыва р-глюкозидных связей в целлюлозе выше, чем сложноэфирных связей в ацильных группах. Отсюда очевидна и большая стойкость эфиров целлюлозы с трудноокисляющимися заместителями, т.е. такими группами, у а-углеродных атомов которых (по отношению к сложно-эфирной связи) отсутствуют Н-атомы. Именно поэтому по устойчивости к термоокислению ацетаты выгодно отличаются от пропионатов и бутиратов целлюлозы [65, 71]. Отметим также, что несмотря на наличие в ацетильной группе ацетата целлюлозы подвижных атомов водорода, тем не менее вначале окисляется пирановый цикл, а в нем - преимущественно атом углерода, входящий в глюкозидную связь.
Получение модифицированных ацетатцеллкшозных волокон и триацетатцеллюлозных пленок
Биологически активные волокна формовали из растворов АЦ, содержащих модифицирующие добавки ГФ и ОХН. Эти вещества предварительно растворяют в органическом растворителе - смеси метиленхлорида с этанолом в объемном (соотношении 9:1) или ацетона и воды (95:5 по объему) соответственно при получении ДАЦ или ТАЦ волокон. Это обеспечивает более равномерное распределение добавок в получающихся прядильных композициях. Аналогично формовали волокна из прядильных растворов без добавок [145].
Преимущества используемого способа модифицирования свойств АЦ волокон заключаются в "технологичности" приготовления прядильного раствора, поскольку имеется возмолшость использовать общие растворители для обоих компонентов композиции - эфира целлюлозы и модифицирующей добавки. Приготовление прядильных растворов и формование волокон осуществляли в опытно-промышленных условиях на заводе искусственного волокна по соответствующим режимам получения непрерывной нити с линейной плотностью 16,66, 11,11 и 8, 33 текс (№ 60, 90 и 120), которое происходило без заметных осложнений в технологическом процессе.
В табл. 3.3.1. обобщены результаты изучения антимикробного действия, сообщаемого АЦ волокнам с введенными при формовании препаратами-антисептиками, в зависимости от их природы и концентрации в волокнах. Приведенные данные свидетельствуют о том, что полученные таким образом волокна проявляют отчетливо выраженную активность в отношении определенных представителей условно патогенной микрофлоры. Специфический антимикробный эффект, проявляемый каждым видом волокна, обусловлен в первую очередь самой природой биологически активного препарата. Степень антимикробного действия модифицированных АЦ волокон возрастает с увеличением концентрации биологически активного вещества.
Для получения модифицированных ТАЦ пленок использовали составы, состоящие из следующих компонентов, мае. %: -ТАЦ, -модифицирующая добавка, -бинарный растворитель. ТАЦ растворяли в органическом растворителе - смеси метиленхлорида с этанолом (объемное соотношение 9:1), содержащем ДБФД. Предварительное растворение используемой модифицирующей добавки в приведенной бинарной смеси обеспечивает более равномерное распределение ее в получающейся полимерной композиции. После тщательного перемешивания в течение 30-40 мин и полной визуальной гомогенизации раствор полимера отфильтровывали от нерастворившихся частиц на полиэтиленовом фильтре, а затем обезвоздушивали при 20 С. Подготовленный таким образом полимерный состав наносили через плоскую щелевую фильеру на стеклянную поверхность, где происходило медленное испарение растворителя. Скорость перемещения фильеры поддерживали постоянной. Толщина пленок в среднем составляла 40-50 мкм [145]. Физико-механические испытания сформованных нитей на разрывную прочность и удлинение в кондиционном и мокром (при замачивании в дистиллированной воде в течение 30 с) состояниях, а также в петле и узле осуществляли на приборе "Servoensometer" No 24/НД5 (LS2)AN (Великобритания). Базовая длина исследуемых образцов составляла 500 мм.
Определение разрывной прочности и удлинения АЦ нитей, подвергнутых термо- и фотоокислительному старению, проводили на динамометре типа FO-lc (ГДР), используя для этого филаментные нити.
Устойчивость обычных и модифицированных АЦ волокон к двойным изгибам фиксировали на приборе "Sinus" U-23-1 (Венгрия) при нагрузке на образец, равной 0,49 сН/мм2.
Работоспособность нитей при многократном растяжении исследовали на пульсаторе ПК-3 при базовой длине образца 500 мм и силе натяжения, равной 3,68 сН/нить (независимо от линейной плотности нити).
Для установления характера возможных изменений в надмолекулярной организации ацетатцеллюлозных волокон вследствие их модификации низкомолекулярными соединениями бьши использованы рентген о структурный метод, оптическая и растровая электронная микроскопия, УФ-спектроскопия. Рентгенограммы ацетатцеллюлозных волокон снимали на установке УРС-со стандартной рентгеновской камерой РКД при СиКа- излучении, монохроматизированном никелевым фильтром.
Газохроматографический и дериватографический методы определения термоустойчивости модифицированных ацетатцеллюлозных волокон
В настоящее время развитие вычислительной техники позволило в полной мере реализовать возможности аппроксимации зависимостей свойств МТАЦ волокон и пленок от различных факторов. Важность разработки аппроксимирующих зависимостей исследуемого процесса неоднократно подчеркивали такие исследователи, как В.В. Кафаров, А.Ю. Закгейм, В.Н. Саутин и др. [22,27,28, 122].
На стадиях планирования и проведения эксперимента отсутствие описания и прогнозирования процесса снижает его экономичность, приводит к перезатратам сырьевых ресурсов, времени исследователей, инженеров и рабочих. Нередко исследователи удовлетворяются табличными данными ввиду масштабности проводимых экспериментов или же ограниченного числа данных, недостатка времени, средств и т.п. В то же время наиболее полную информацию из проведенных исследований позволяет получить аппроксимация их результатов.
Аппроксимация - (от лат. approximo - приближаюсь), замена одних математических объектов другими, в том или ином смысле близкими к исходным. Аппроксимация позволяет исследовать числовые характеристики и качественные свойства объекта, сводя задачу к изучению более простых или более удобных объектов (например, таких, характеристики которых легко вычисляются или свойства которых уже известны). Некоторые разделы математики целиком посвящены Аппроксимации, например, приближение и интерполирование функций, численные методы анализа. Роль аппроксимации в математике непрерывно возрастает. В настоящее время аппроксимация может рассматриваться как одно из основных понятий математики. Дискретность опытных данных не позволяет создать полную, непрерывную картину наблюдаемых процессов, прогнозировать их развитие между имеющимися экспериментальными значениями входных параметров. Это позволяет сделать аппроксимация.
Задача математического описания процесса упрощается, если известен вид зависимости, связывающей те или иные химические факторы или величины, сводится к уточнению и переопределению коэффициентов регрессионного уравнения и их анализу. В случае отсутствия заранее известной зависимости представляется важным отыскание вида зависимости, т.е. предполагаемой закономерности изучаемого процесса [47].
Эксперимент играет решающую роль в получении аппроксимирующей зависимости сложного реального процесса [121, 123]. Поэтому особое внимание уделено рассеянию экспериментальных данных. Каждое значение той или иной величины, которое положено нами в основу разработки математических зависимостей, представляет собой среднее из 9-ти испытаний (3 параллельные серии по 3 испытания в каждой) или 10-15 параллельных испытаний с коэффициентом вариации во всех случаях, не превышающем С=3,45 % [137, 138].
Расчет коэффициентов в уравнениях регрессии осуществлялся средствами MS Exsel (Windows ХР) с помощью программной функции "Поиск решения". Экспериментальные данные вводились в ячейки рабочего поля, задавались предполагаемые ориентировочные значения коэффициентов уравнения, за целевую функцию принималась средняя относительная ошибка прогнозирования , %, корреляционное отношение rj или среднее квадратическое отклонение [122] и ставилась задача их минимизации или максимизации соответственно. Совместное применение є, % и т] позволяет найти наиболее адекватную и практически применимую аппроксимирующую зависимость. К достоинствам данного способа нахождения численных значений коэффициентов регрессии можно отнести: высокую визуализацию процесса поиска необходимой зависимости (чего не может предложить MATLAB, Regress и т.п.); неограниченное число видов выравнивающей функции; возможность корректировать направление поиска численных " значений коэффициентов; возможность наложения необходимых ограничений на значения коэффициентов и целевых функций; возможность изменять вид целевой функции для достижения максимальной адекватности аппроксимирующей зависимости экспериментальным данным; высокое качество построения графиков и диаграмм и т.д. [8,36]. Основные виды использованных аппроксимирующих зависимостей и их численный анализ Численный анализ аппроксимирующих зависимостей позволяет извлечь более полную информацию из поставленного эксперимента. 1. Прямая: У=ах+Ьт Линейно могут быть связаны показатель глубины деструкции y=77)L77J5 W, со временем облучения Т или концентрацией модифицирующей добавки С. В случае, если вид прямой линии имеет кинетическое уравнение У аг+Ь{\), то, взяв первую производную по времени, получим у =(ат+Ь) =а„ постоянную скорость реакции. Коэффициент Ъ характеризует начальное значение показателя глубины деструкции у при =0 ч. При необходимости найти время достижения определенного уровня разрушения L_y-b материала из уравнения (1) выражается время а . Если линейна концентрационная зависимость = аС+Ь то коэффициент Ъ равен значению показателя деструкции немо дифицированн ого материала. Коэффициент а-это кратность изменения у по мере изменения С.
Анализ биологической активности модифицированных ацетатцеллюлозных волокон
Из рассмотрения графиков следует, что с увеличением продолжительности облучения обычных и МТАЦ волокон интенсивность их деструкции снижается. Представленные аппроксимирующие зависимости позволяют вычислить скорость фото- и фотоокислительной деструкции волокон, как первую производную от характеристической вязкости по времени (табл. 3.5.2.3).
Ниже приводим пример такого расчета: [rj]T = (0,73e(-0J02r+0J,6) +0,091) = 0,73Є(чио2г+ОІ,6) -(-0,102) [77];=-0,0073Є(-ОІШг+0І,6) Таким образом, скорость фото деструкции зависит от времени облучения. Подставив в полученное выражение скорости соответствующие значения времени, можем наблюдать существенное различие в скоростях деструкции исходных и модифицированных ТАЦ волокон на воздухе и в вакууме: 1 ч На воздухе волокно, содержащее -0,0025 5 % ОХН: волокно обычное: -0,0105 В вакууме волокно, содержащее -0,0004 5 % ОХН: волокно обычное: -0,0082 -0,0045 -0,0024 -0,0007 Пример расчета (по табл. 3.5.2.3., строка 4): Подставляем время облучения 5 ч в выражение скорости: [fjSr =Ч),0073Є(-одаш) =-0,0082 мз/кгч
Действительно, скорость деструкции модифицированных волокон практически на порядок ниже, чем обычных. В частности, обычные волокна в вакууме разрушаются в 2-20 раз и на воздухе - в 2-4 раза интенсивнее. Это позволяет предполагать реализацию, как минимум, двух механизмов светостабилизирующего действия ОХН по отношению к ТАЦ волокнам: светоэкранирующего и антиоксидантного. Следует отметить, что различие в интенсивности деструкции волокон в вакууме и на воздухе значительнее у модифицированных волокон (в 2-5 раза), и снижается с течением времени; у исходных же волокон оно менее выражено (в 1-2 раза) и возрастает с увеличением продолжительности облучения. Это может свидетельствовать о преобладании светоэкранирующего действия ОХН над антиоксидантиым и объясняться высокой светочувствительностью этой модифицирующей добавки.
Наличие аппроксимирующей зависимости в данном случае дает возможность прогнозировать время фотолиза и фото окислительной деструкции исследуемых волокон до эксплуатационно значимых величин характеристической вязкости: время облучения г, ч: 5% 10% 25% 3,9 8,7 44,4 0,9 1,8 5,0 22,3 49,9 219,0 Потеря характеристической вязкости: На воздухе волокно, содержащее 5 % ОХН: волокно обычное: В вакууме волокно, содержащее 5 % ОХН: волокно обычное: 1,1 2,3 7,4 Далее представляем один из вариантов аппроксимирующей зависимости светостарения обычных ТАЦ волокон, облученных в вакууме, из которой можно выразить время облучения образцов: [7]-0,73Й(- 102 16)+0,091 ([п] -0,091 )/0,73=е(-0,102 т +0,116), затем прологарифмируем это выражение: ln(( [n]-0,0 91)/0,73)=(-0,102 г+0,116) и выразим время г: т=((1п(([п]-0,091)/0,73))-0,116)/(-0,102). 5 %-ная потеря характеристической вязкости волокон соответствует остаточному значению [ "Ч ]=0,1634; подставим его в выражение времени и найдем: -((М(0Д 634-0,091)/0,73))-0,116)/(-0,102)=1,1 ч.
Деструктивные процессы, протекающие при светостарении ТАЦ волокон, существенно ослабляют их физико-механические свойства. В наших исследованиях связь между разрывной прочностью обычных волокон и продолжительностью их облучения описывается экспонентой, и применительно к модифицированным прямой линией. Эти зависимости позволяют теоретически рассчитать прочность волокон при заданном значении времени светового воздействия (табл. 3.5.2.4) и, следовательно, прогнозировать срок их эксплуатации (рис. 3.5.2,3).
