Введение к работе
Актуальность темы. Плазмохимическая модификация является эффективным инструментом изменения поверхностных свойств полимерных изделий. На современном этапе в этой области подавляющая часть работ ( в основном, прикладного характера) посвящена плаз-мохимической модификации карбоцепных полимеров, в первую очередь полиолефиноЕ. В тоже время большой класс гетероцепных полимеров исследован относительно слабо. Это прежде всего относится к важному классу полимерных материалов-полиамидов, в частности, поли-капроамидных (ПКА) волокон, хотя этот тіш волокон занимает одно из первых мест по объему промышленного производства среди синтетических волокон и в ряде случаев требует направленной модификации их свойств. Неизвестны закономерности плазмохимического воздействия на высокоориентированные ПКА волокна, остаются неисследованными вопросы кинетики накопления и распределения продуктов плазмолиза по глубине. Влияние ориентированного состояния полимерной матрицы на плазмохимические превращения в полимере является мало изученным. Исследование плазмохимических превращений в ПКА волокнах осложняются тем, что сами исходные ЖА волокнистые материалы, обладающие богатым набором по сечению волокна структурных кристаллических (а, р, 7) и аморфных форм, не до конца изученны. Разграничить объемные и поверхностные процессы позволяет использование комплекса таких методов физико-химического анализа объема и юверхности как ИК-Фурье спектроскопия пропускашія и МНПВО, ДСК, РФЭС и т.д.
Одним из новых направлений плазмохимии является модификация полимерных материалов с целью снижения горючести. В связи с значительным ростом требований к огнезащите ПКА материалов как широкого потребления, так и спецназначения, в настоящее время атуаль-ной задачей является разработка методов получения ПКА материалов с пониженной горючестью. Преимуществом плазмохимического способа модификации состоит в том, что он позволяет расширить число применяемых замедлителей горения (ЗГ). Между тем, взаимодействие разрядов с волокнами, импрегнированными ЗГ, является малоисследованной областью плазмохимии.
Таким образом, актуальность темы в теоретическом аспекте обусловлена важностью исследования основных проблем воздействия НТП на поликапроамидные волокна и ЗГ. 3 практическом отношении актуальность определяется необходимостью поиска способа плазмохимического синтеза ПКА волокнистых материалов с пониженной горючее-
тью.
Цель работы - исследование закономерностей воздействия НТП на высокоориентированные ІЖА волокна и ЗГ, введенные в ПКА матрицу.
В задачу работы входило:
-исследование плазмохимических превращений в ПКА волокнах и их зависимость от условий разряда с привлечением комплекса методов поверхностного и объемного физико-химического анализа, предварительно исследовав химическую и физическую структуру исходного ПКА;
-выявление соотношения объемных и поверхностных плазмохимических превращений с использованием фосфорсодержащих соединений (ЗГ) в качестве метки;
-исследование основных закономерностей термоокислительного разложения ПКА волокон, модифицированных в НГП;
-исследование огнезащитных свойств ПКА волокон, с иммобилизованными в разряде ЗГ.
Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые:
-комплексом методов проведено исследование основных плазмохимических превращений (деструкция, окисление, сшивка и изменение физической структуры полимера) в высокоориентированных ПКА волокнистых материалах;
показано, что зависимость накопления ряда продуктов плазмохимических превращений (окисления, деструкции), от времени обработки, а также протекание процессов перестройки надмолекулярной структуры носят экстремальный характер;
установлено, что включенные в полимерную матрицу молекулы воды могут играть активную роль в плазмохимических превращениях;
показано, что для ПКА существует пороговая мощность тлеющего разряда, при превышении которой начинают преобладать процессы сшивки над процессами деструкции макромолекул;
установлено, что при обработке высокоориентированных ПКА волокон процесс модификации кислородным и водородным разрядами протекает по всей глубине волокон, а аргоновым разрядом - по поверхности волокна;
комплексом термических методов анализа (ТГА, ДСК, СПГХ) исследованы основные закономерности термоокислительного разложения ПКА волокон, модифицированных в НГП;
изучено распределение замедлителя горения плазмохимически иммобилизованного в ІЖА матрице. Обнаружено явление миграции замедлителя горения по поверхности и вглубь мононитей в ходе кон-
такта с разрядом при одновременной иммобилизации;
- выявлен эффект синергизма огнезащитного действия замедлителя горения и тлеющего разряда.
Практическая значимость работы. Шіазмохимической фиксацией фосфорсодержащих ЗГ получены ПКА материалы с пониженной горючестью, с отсутствием каплеобразования при термическом воздействии и с пониженным выделением токсичных газов (СОр, СО) при пиролизе. Разработан плазмохимический способ снижения горючести ПКА волокон.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Республиканской конференции "Модификация полимерных материалов в процессе их переработки и модификация формованных изделий из них" (Ижевск, 1988 г.), Всесоюзной конференции по горению полимеров и созданию ограниченно горючих материалов (Суздаль, 1988 г.), IV Всесоюзном координационном совещании по спектроскопии полимеров (Минск, 1989), I Международной конференции по полимерным материалам с пониженной горючестью (Алма-ата, 1990г).
Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 6 печатных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 190 стр. машинописного текста, содержащего 25 таблиц, 43 рисунка, состоит из введения, трех глав и выводов, списка цитируемой литературы из 186 наименований.
Похожие диссертации на Воздействие тлеющего разряда на поликапроамидные материалы и плазмохимическая фиксация замедлителей горения
