Введение к работе
Актуальность темы. Целлюлоза является важнейшим представителем природных полисахаридов и широко используется в народном хозяйстве. Среди производных целлюлозы наибольший интерес представляют ацетатные эфиры, которые находят широкое применение для производства различных волокон, пленок, пластмасс и т.д.
Волокна получаемые на основе целлюлозы и ее производных занимают особое место среди химических волокон. Сравнительно высокая конкурентная способность ацетатных волокон по сравнению с синтетическими связана с постоянной воспроизводимостью целлюлозного сырья и с теми, специфическими свойствами, которыми они обладают.
Создание искусственных волокон с заранее заданными свойствами немыслимо без подробных структурных исследований полимеров, установления закономерностей формирования макромолекул и полимерных тел на уровне микроструктуры цепи, связи между структурой и свойствами волокон, выявления и использования ресурсов, заложенных в структуре полимера. Исследования подобных явлений в макромолекулярных системах находятся еще в стадии предварительного развития. Не совсем ясно, в какой степени влияют параметры микроструктуры цепи эфиров целлюлозы на общие характеристики полученных продуктов.
Работа выполнена в соответствии с планами НИР НИИХТЦ (номер гос. регистрации 01890130320), а также по гранту ГКНТ № 6 от 1995 г.
Цель работы. Изучение влияния параметров распределения заместителей и композиционной неоднородности диацетатов целлюлозы (ДАЦ) на свойства прядильных растворов и сформованного волокна.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
разработать надежные методологии оценки микроструктуры цепи ДАЦ методами ЯМР-спектроскопии на ядрах 'Ни 'С высокого разрешении в растворе;
оценить степень композиционной неоднородности образцов. ДАЦ полученных различными способами как в лаборатории, так и в производственном масштабе для переработки в волокна;
изучить влияние параметров композиционной неоднородности на качественные показатели прядильных растворов ДАЦ;
исследовать влияние степени композиционной неоднородности на физико-механические показатели волокон, сформованных в лабораторных и на опытно-экспериментальной установке Ферганского завода химических волокон (ФЗХВ).
Научная новизна. Проведено систематическое исследование микроструктуры цепи ДАЦ, полученные различными способами как в промышленности , так и в лабораторных условиях с помощью ЯМР-спектроскопии высокого разрешения в растворе. С целью получения количественной ин-
формации о распределении ацетатных групп в элементарном звене, проведен анализ на ЭВМ плохо разрешенных ЯМР спектров ДАЦ. Разработан метод количественной оценки композиционной неоднородности (КНО) широкого круга ДАЦ. Установлена зависимость между степенью КНО ДАЦ и качеством прядильных растворов и физико-механическими свойствами сформованных волокон.
Практическая значимость работы. Установление корреляции между микроструктурой цепи и свойствами растворов, а также сформованных волокон имеет важное практическое значение. Путем количественной оценки степени КНО ДАЦ показано их влияние на качество растворов, процесс фильтрации, количество макро и микро-гель частиц и физико-механические свойства сформованных волокон. Полученные в работе результаты использовались в ходе лабораторных проработок, при определении технических требований к сырью.
Способ оценки композиционной неоднородности ДАЦ, передан в ЦЗЛ ПО «Азот» для контроля и регулирования степени их однородности. Разработанные методы определения микроструктуры цепи ДАЦ могут быть применены в практику заводов, выпускающих эфиры целлюлозы для улучшения их качества путем регулирования строения продуктов и оптимизации процесса модификации.
Автор выносит на защиту:
результаты экспериментальных исследований распределения ацетатных групп в ДАЦ полученных различными способами;
методологии количественного исследования КНО ацетатов целлюлозы различных производств;
установление корреляции между, параметрами распределения ацетатных групп, степенью КНО ДАЦ и свойствами прядильных растворов, физико-механическими свойствами пленок и сформованных волокон;
решение технологических вопросов в процессе формования волокон из ДАЦ различной степени КНО.
Личный вклад автора состоит в самостоятельном проведении экспериментов, обработке полученных результатов и участие в формулировании закономерностей и выводов.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: Международной научно-теоретической конференции «Наука и образование-97» (Шымкент, 1997 г.); Международной научно-технической конференции «Экологическое образование и проблемы охраны окружающей среды и промышленности» (г.Ташкент, 1997 г.); П-Республиканской конференции «Узбекистан олий укув юртла-рида физика фанининг ютуклари (г.Ташкент, 1997 г.); Международной конференции «Некоторые проблемы химии и физики полисахаридов» (г.Ташкент, 1997 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 157 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц, 27 рисунков и состоит из введения четырех глав, выводов, списка литературы (188-наименований) и приложения.
Похожие диссертации на Влияние микроструктуры цепи ацетатов целлюлозы на свойства растворов и сформованных волокон
