Введение к работе
Актуальность проблема. Анализ литературных источников позволяет говорить о. том, что полимеранадогичные превращения высокомолекулярных соединений являлются' одним из способов введения в боковую цепь полимеров новых функциональных групп, способных изменять их свойства.
Одним из перспективных способов можно назвать метод фосфори-лирования привитых цепей подикапроамида (ПКА). Интерес к данной проблеме модно объяснить тем, что введение в боковые цепи макромолекулы ПКА позволит не только изменять комплекс его физических свойств, но и получать полимеры,способные к ионообмену и комплек-сообразованию, поэтому принимая во внимание вышесказанное следует рассматривать модифицирование ПКА как одно из актуальных направлений в производстве полимеров, обладающих ионообменными свойствами.
В различных областях науки и техники широко используются природные, а также синтетические сорбенты. Большое применение они находят в ряде технологических процессов химической промышленности, в частности для очистки сточных вод от ионов различных металлов, поэтому получение ионообменных полимеров и использование их в качестве сорбентов приобретает большую актуальность, так как широкому применению ионного обмена способствуют и неоспоримые лреиму-пества данного метода.
Подход к получению полимеров, обладающих ионообменными свойствами может быть реализован с принципиально новых позиций. В этом случае процесс получения волокнистого сорбента должен включать синтез привитых сополимеров поликапроамида (ПСП) с полиглицидилме-такрилатом (ПГМА), содержащим реакционноспособные «-оксидные группы, которые при взаимодействии с 1-оксиэгклидендифосфоновой кислотой (ОЗДФ) могут вступать в реакцию с раскрытием эпоксидного кольца.
Кроме того, ценность получаемых волокнистых сорбентов определяется также тем, что они имеют большую удельную поверхность, примерно на два порядка выше, по сравнению с гранульными ионитами. а также важным преимуществом волокнистых ионитов является возможность изготовления из них ионообменных изделий любой формы: нитей. пористых пластин, тканей, нетканых полотен, что наиболее ценно для случаев, когда традиционное аппаратурное оформление неприемлемо.
Поэтому химическая модификация ПКА, с целью получения полиме-
- 4 -pa, обладающего ионообменными свойствами, является актуальной задачей.
Постановка работы. Цель настоящей диссертационной работы заключается в создании нового ионообменного полимера путем химической модификации ПКА прививкой глицидилметакрилата (ГМА) с последующим фосфоридированием привитых цепей ПГМА и получением модифицированных материалов на их основе.
Научная новизна. На основании проведенных исследований привитой полимеризации и полимераналогичных превращений привитых цепей автором показана возможность получения нового ПСП, способного к ионообмену и комплексообразованию.
Предложено использование 1-оксиэтилвдендифосфоновой кислоты (ОЭДФ) в качестве фосфорилирующего реагента при проведении реакции фосфорилирования с раскрытием эпоксидного кольца ПГМА. Получение привитого сополимера ПКА с ГМА, содержащего реакционноспособные «-оксидные группы.позволяют вводить в состав ПКА-ПГМА функциональные Р-ОН-группы в боковые цепи макромолекул, что позволяет получать новые полимеры. Для нахождения оптимальных условий фосфорилирования привитых цепей ПГМА проведено изучение влияния основных факторов, таких как концентрация ОЭДФ в растворе.температура и время реакции. На основании проведенных исследований предложен механизм реакции Фосфорилирования привитых цепей ПГМА ОЭДФ.
Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что предложенный метод синтеза ПСП дает возможность получать полимеры с ценными свойствами и открывает новые пути получения в промышленности полимерных материалов на основе ПКА.
Практическая значимость и реализация результатов. В результате проведенных исследований, математического моделирования, оптимизации процесса прививки и фосфорилирования разработан новый метод получения ПСП, заключающийся в активации ПКА окислительно-восстановительной системой (ОВС) Си2*-Нг02 с последующей промывкой волокна водой , обработкой эмульсией ГМА и обработкой раствором ОЭДФ. Данный метод прост в выполнении, является высокоэффективным и не требует больших материальных затрат.
На Волжском АО "Химволокно" проведена опытно-промышленная реализация по получению модифицированных ПКА волокон по вышеуказанной технологии. ' Были тьмунены,-2 -опытно-промышленные партии и проведены испытания волокна. Физико-механические характеристики полученного волокна: линейная плотность 1,03-1,05 текс, относительная
- 5 -разрывная нагрузка 24,0-24,6 сН/текс, разрывное удлинение 34,2-34,9 Z, содержание привитого 40-45 X, содержание фосфора в полимере 2,85-2,9 Z.
Проведенные исследования показали целесообразность внедрения предложенного метода синтеза для широкого промышленного внедрения.
Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований докладывались на Всероссийской научно-технической конференции в г. Москве,1996; на международной научно-технической конференции в г. Пермь,1997.
Публикации. По результатам работы опубликовано 5 статей, 6 тезисов докладов на конференциях.
Объем н структура дассертЕЗЕгн. Диссертация изложена на 147 страницах машинописного текста, содержит 12 таблиц, 30 рисунков, 2 приложения, 99 библиографических ссылок.
Во введения обоснована актуальность темы диссертации.В первой главе диссертационной работы проведен анализ литературных источников по методам синтеза ПСП, свойствам и полимераналогичным превращениям в привитых цепях ПСП. Во второй главе автором представлено изучение метода синтеза ПСП и полимераналогичных превращений в привитых цепях ПГМА. Исследования комплекса физико-химических и Физико-механических свойств полученных полимерных материалов представлены в третьей главе диссертационной-работы. В четвертой главе изложена математическая обработка полученных результатов с использованием ЭВМ и аппаратурное оформление основных стадий технологического процесса синтеза ПСП. Описание методической части работы приведено в пятой Главе. Диссертация завершается выводами о проделанной работе и списком библиографических ссылок. К работе приложены копии документов с результатами опытно-промышленной реализации метода синтеза ПСП.