Исследование процесса бескапиллярного электроформования материалов с повышенной гидрофобностью

• Автор: Матюшин, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Литературный обзор

1.1 Явление гидрофобности и методы получения материалов с

повышенной гидрофобностыо

1.2 Технология электроформования и области её применения

1.2.1 Типы электроформования, их преимущества и недостатки

1.2.2. Влияние параметров на процесс электроформования и свойства

получаемых материалов

2 Экспериментальный раздел
2.1. Изучение возможности и разработка способа получения волокон
из растворов синтетических гидрофобных полимеров методом бескапиллярного электроформования
2.1.1 Изучение возможности электроформования волокон из растворов
индивидуальных полимеров и их смесей
2.1.2 Исследование свойств растворов индивидуальных полимеров и
их смесей
2.1.3 Реологические свойства концентрированных растворов
индивидуальных полимеров и их смесей
2.2 Получение нано- и субмикроволокон из индивидуальных
полимеров и их смесей методом электроформования
2.2.1 Исследование свойств нано- и субмикроволокнистых материалов
из индивидуальных полимеров и их смесей
3 Методический раздел
3.1 Характеристика сырья и реактивов
3.2 Приготовление растворов полимеров
3.3 Определение вязкости разбавленных растворов индивидуальных

полимеров и их смесей
3.4 Определение молекулярной массы индивидуальных
полимеров
3.5 Построение тройных фазовых диаграмм по экспериментальным
данным
3.6 Определение реологических свойств растворов индивидуальных
полимеров и их смесей
3.7 Определение устойчивости растворов смесей полимеров
3.8 Определение поверхностного натяжения растворов
индивидуальных полимеров и их смесей
3.9 Определение электропроводности растворов
3.10 Получение нано- и субмикроволокнистых материалов из
растворов индивидуальных полимеров и их смесей на лабораторной установке электроформования бескапиллярного типа
3.11 Формование плёнок из растворов индивидуальных полимеров и
их смесей
3.12 Определение краевых углов смачивания сформованных нано- и
субмикроволокнистых материалов и плёнок
3.13 Определение поверхностной плотности волокнистого слоя
3.14 Определение диаметра волокон полученных нано- и
субмикроволокнистых материалов
3.15 Определение водоупорности полученных нано- и субмикроволокнистых материалов
3.16 Определение воздухопроницаемости полученных нано- и
субмикроволокнистых материалов
3.17 Термогравиметрический анализ нано- и субмикроволокнистых
материалов
3.18 ЯМР-релаксометрия нано- и субмикроволокнистых материалов

3.19 Оценка эффективности сорбции машинного масла нано- и
субмикроволокнистыми материалами
3.20 Оценка эффективности воздушной фильтрации нано- и субмикроволокнистыми материалами из индивидуальных
полимеров и их смесей
Выводы
Список сокращений
Библиографический список
Приложение
Регламент на получение разовой партии фильтрующего нановолокнистого материала с повышенной гидрофобностью на установке «NANOSPIDER NS LAB 200S»

Наиболее близким по технической сущности и результату является способ получения для сепараторов химических источников тока ультратонкого полисульфонового волокна с диаметром пор не более 6 мкм и поверхностной плотностью 26-39 г/м2. Сепараторы из нановолокон, полученных
электроформованием, изготавливаются с помощью прессования с последующей обработкой поверхностно-активным веществом. Использование полученных сепарационных материалов в щелочных аккумуляторах обеспечивает до 1000 циклов «заряд-разряд» до замыкания. Электросопротивление таких аккумуляторов в 2,5 раза ниже, чем у изготовленных с использованием плёночных сепараторов [109].
Электропроводящие нановолокна могут быть изготовлены по нескольким принципам: либо используя специфические “электронные” полимеры,
приобретающие полупроводниковые свойства при легировании определёнными добавками, либо при нанесении паров металла на обычные нановолокона (полученные по такой технологии электропроводящие нановолокна обычно называют “нанопроводами”), либо при использовании углеродных нановолокон. В настоящее время разработана технология изготовления электропроводящих нановолокон из смеси полианилина и полиэтиленоксида с добавкой камфорсульфоновой кислоты. При этом содержание полиэтиленоксида должно быть не ниже 2% для того, чтобы вязкость и поверхностное натяжение формовочного раствора оказались достаточными для проведения процесса получения нановолокон электроформованием [110]. Разработана также технология получения углеродных электропроводящих волокон со свойствами автоэмиссионного катода из формовочного раствора, содержащго углеродные нанотрубки, и полимера, который подходит для переработки в углеродное волокно. После электроформования на вращающийся цилиндрический осадительный электрод, термостабилизации и карбонизации получают углеродные электропроводящие волокна, которые могут быть использованы в качестве автоэмиссиониых катодов в просвечивающих электронных микроскопах [111].