Изучение привитой сополимеризации поликапроамида и глицидилового эфира метакриловой кислоты в присутствии различных инициирующих систем

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Химия


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

90____________________¦ ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ ¦
УДК 677. 494. 7−13. 001. 57
изучение привитой сополимеризации поликапроамида и глицидилового эфира метакриловой кислоты в присутствии различных инициирующих систем
Е. А. Перевалова, Г. М. Бутов, А.д. Воронина
ГОУВПО Волжский политехнический институт (филиал) Волгоградского государственного технического университета, г. Волжский
hutovavolpi. ru
работа посвящена изучению реакции привитой сополимеризации поликапроамида и глицидилового эфира метакриловой кислоты в присутствии различных инициирующих систем с целью получения наибольшего выхода привитых сополимеров — перспективных сорбционных материалов.
Ключевые слова: инициирующие системы, привитая полимеризация, поликапроа-мид.
studying of the imparted copolymerization of polycaproamide and glicedile an ether metacrily the acids in the presence of various initiating systems
E.A. Perevalova, G.M. Butov, A.D. Voronina
Volgsky polytechnical institute (branch) of the Volgograd state technical university, Volgskyhutovavolpi. ru
work is devoted studying of reaction of the imparted copolymerization of polycaproamide and glicedile an ether metacrily the acids in the presence of various initiating systems for the purpose of reception of the greatest exit of the imparted copolymers — the perspective sorptional materials.
Keywords: the initiating systems, the imparted polymerisation, polycaproamide.
Сорбционные материалы на основе раз- напрямую зависит от количества привитого личных волокон, в том числе и поликапроа- сополимера в волокне. Введение сорбционно-мидных, в последние годы достаточно ши- активных групп в макромолекулу полика-роко используются для очистки различных проамида (ПКА) осуществляют с помощью сред. Для качественной очистки волокнистые метода привитой сополимеризации, эффек-материалы должны обладать высоким значе- тивность которого во многом зависит от при-нием статической обменной емкости, которая меняемой инициирующей системы.
Целью данного исследования является изучение влияния типа инициирующих систем на выход привитого сополимера (ПСП) поликапроамид и глицидилового эфира ме-такриловой кислоты (ГМА), а также выбор инициирующей системы, перспективной с научной и практической сторон.
При использовании метода привитой сополимеризации ПКА не происходит нарушение регулярности строения основной полимерной цепи [1], а распределение привитого сополимера происходит по поверхности модифицируемого волокна, что повышает сцепляемость между волокнами и, как следствие, улучшает последующую переработку.
Для синтеза ПСП различного состава широко применяется инициирование с помощью окислительно — восстановительных систем (ОВС). Особенностью окислительно — восстановительного инициирования
ваний, варьируя следующие факторы: концентрацию растворов Си2+ и Fe2+, раствора Н2О2, время и температуру стадии инициирования, оставляя при этом неизменными условия проведения второй стадии — привитой сополимеризации. Кинетику процесса оценивали по приросту выхода ПСП гравитационным методом. Проведенные кинетические исследования позволяют оценить влияние каждого из параметров процесса инициирования на выход ПСП и установить
является низкая энергия активации-50,1 — 83,6 кДж/моль, что позволяет проводить со-полимеризацию при более низких температурах [2].
Влияние типа ОВС на выход привитого сополимера исследовали на двух системах: Fe2+ - Н2О2 и Си2+ - Н2О2. В обеих системах одним из компонентов является пероксид водорода. Именно он служит источником радикалов. В зависимости от второго компонента ОВС пероксид водорода может быть либо восстановителем, либо окислителем. В системе Си2+ - Н202 пероксид водорода является восстановителем (схема 1), в системе Fe2+ - Н2О2 — окислителем (схема 2).
Распад инициирующих систем на радикалы протекает в соответствии с уравнениями
[3]:
Для оценки эффективности каждой из систем провели ряд кинетических исследо-
целесообразные интервалы их варьирования.
При изучении влияния содержания ионов двухвалентных меди и железа на волокне было установлено, что данные металлы оказывает каталитическое действие на привитую полимеризацию. С увеличением концентрации растворов солей металлов до 0,007−0,01 моль/л выход ПСП возрастает. При этом было установлено, что в случае использования системы Fe2+ - Н2О2 выход
Схема 1 Схема 2
Си2+ + Н202 ^ Си+ + •ООН + Н+ Си+ + Н202 ^ •ОН + ОН- + Си2+ Н202 + •ООН ^ •ОН + О2 + Н20 Си+ + •ОН ^ Си2+ + ОН- Ре2+ + Н2О2 ^ НО^ + НО- + Fe3+ Ре2+ + НО^ ^ Fe3+ + НО-Н2О2 + НО^ ^ НОО^ + Н2О Ре2+ + НО^ ^ Fe3+ + НОО-Ре3+ + НОО^ ^ Fe2+ + О2 + Н+
ПСП примерно на 7−10% выше, чем в случае использования при тех же условиях системы Си2+ - Н2О2. Дальнейшее увеличение концентрации растворов металлов не оказывает заметного влияния на количество образовавшегося ПСП. Также было установлено, что избыточное содержание ионов металлов в волокне затрудняет их удаление при промывке и приводит к нежелательной окраске волокна.
Исследования показали, что при увеличении концентрации раствора Н2О2 до 0,05 — 0,06 моль/л, количество ПСП возрастает. Дальнейшее увеличение концентрации раствора Н2О2 не оказывает заметного влияния на выход ПСП. Кроме того, при слишком высокой концентрации Н2О2 затрудняется его удаление при промывке волокна, что может привести к нежелательной побочной реакции — гомополимеризации ГМА.
Температура процесса инициирования не должна превышать 25−300 °С. Общая продолжительность инициирования составляет 50−55 мин. Соблюдая выбранные технологические параметры, было получено модифицированное волокно, содержащее 30- 35% ПСП.
Проведенные исследования показали, что при использовании системы Fe2+ - Н202 выход ПСП в среднем на 7−10% больше, чем в случае системы Си2+ - Н202, при прочих равных условиях и ее применение позволяет увеличить выход ПСП.
ранее нами разработан технологический процесс получения модифицированных волокон на основе ПКА [2], в котором предусмотрено многократное использование после укрепления растворов инициаторов,
что является крайне важным для практического применения. Проведенные эксперименты показали, что в отработанных растворах инициаторов практически не содержится Fe2+, тогда как содержание ионов меди (II) практически не изменилось. Уменьшение количества ионов железа можно объяснить тем, что они не восстанавливаются в соответствии с уравнением (2) или протекают вторичные реакции окисления образовавшегося Fe2+ (возможно кислородом, растворенным в воде). Все это делает невозможным многократное использование растворов инициаторов на основе системы Fe2+ - Н202. Для многократного использования растворов железа (II) необходимо дополнительно вводить восстановитель, что значительно усложнит процесс, снизит его стабильность и эффективность. Поэтому целесообразней использовать в качестве окислительно-восстановительной системы Си2+ - Н2О2.
Список литературы
1. Сугак В. Н. Поверхностное модифицирование высокопрочных нитей на основе ароматических полиамидов // Хим. волокна. — М., 1998. — № 3. — С. 10−13.
2. Перевалова Е. А., Желтобрюхов В. Ф., Москвичев С. М. Интенсификация процесса получения модифицированного поликапроамидного волокна// Журнал прикладной химии. — 2004. — Т. 77. Вып. 1. — С. 148−151.
3. Долгоплоск Б. А. Окислительновосстановительные системы как источник свободных радикалов/ Б. А. Долгоплоск, Е. И. Тинякова — М.: Наука, 1972. — 240с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой