Электроформование нановолокон и волокнистых материалов из растворов полимергомологов поли-N-винилпирролидона и олигомер - полимерных смесей

• Автор: Петров, Андрей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Содержание
Содержание
Введение

1. Литературный обзор

1 Л. Физико-химические основы электроформования волокон и нетканных

материалов из растворов полимеров и олигомеров

1Л Л. Капиллярная установка по электроформованию волокон из растворов 11 1 Л.2. Основные требование к формовочным растворам полимеров и их

характеристикам

1.2. Растворы полимеров и их структурные параметры

1.2.1. Теории растворов полимеров

1.2.2. Структура растворов полимеров

1.2.3. Структуры растворов полимеров и процесс электроформования волокон
1.3. Получение волокон методом электроформования
1.3.1. Без капиллярные установки для электроформования
1.3.2. Получение нановолокон методом электроформования из растворов полимеров
2. Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследования
2.1.1. Полимеры
2.1.2. Растворители
2.1.3. Электролитические добавки
2.2. Методы исследования
2.2.1. Определения динамической вязкости и электропроводности растворов полимеров
2.2.2. Определение характеристической вязкости растворов полимеров
2.2.3. Параметры и характеристики капиллярной установки для элекстроформования полимерных волокон из растворов

2.2.4. Измерение аэродинамического сопротивления волокнистых материалов
2.2.5. Метод определения диаметра волокон и их распределения по размерам
2.2.6. Измерение плотности упаковки волокнистых материалов
2.2.7. Исследование испарения растворителя из раствора полимера
2.2.8. Метод визуализации струи полимерного раствора в
электростатическом поле при формовании волокон
3. Результаты и обсуждение
3.1. Исследование свойств растворов поли-1Ч-винилпирролидона с разными молекулярными массами для электроформования волокон
3.1.1. Расчет и оценка термодинамической совместимости ПВП с растворителем
3.1.2. Реологические свойства растворов ПВП в этаноле, критерии и обобщенная зависимость
3.1.3. Структура растворов ПВП в этаноле с разной молекулярной массой и концентрацией
3.1.4. Оценка подвижности макромолекул в растворе по времени релаксации и температуре стеклования ПВП
3.2. Получение волокон из растворов ПВП в этаноле методом электроформования
3.3. Алгоритм приготовления растворов полимеров для электроформования
волокон
3.3.1 Блок-схема алгоритма приготовления волокнообразующего раствора
полимера для электроформования
3.3.2. Комментарии к блок-схеме
3.4. Электроформование волокон из растворов олигомеров на примере
фенолоформальдегидного олигомера
3.4.1. Реологические свойства растворов фенолоформапьдегидных олигомеров в этиловом спирте
3.4.2. Экспериментальное электроформование волокон из растворов
фенольных олигомеров
3.5. Электроформование волокон из смеси термодинамически совместимых олигомеров и высокомолекулярных полимеров в общем растворителе
3.5.1. Теоретическая оценка растворимости фенольных олигомеров с поли-14-винилпирролидоном
3.5.2. Оценка растворимости ПВБ в этаноле и совместимости с ФФО
3.5.3. Оценка свойств разбавленных растворов ПВБ
3.5.4. Структура растворов ПВБ в хорошем растворителе
3.5.5. Свойства разбавленных растворов ПВБ в смеси этанола и ФФО
3.5.6. Реологические свойства растворов ПВБ в смесях этанола и ФФО
3.5.7. Реологические и электрофизические свойства смеси ФФО+ПВБ в
этаноле
3.6. Электроформование непрерывных волокон из растворов на основе смесей олигомер + полимер
3.6.1. Получение микроволокон волокон методом электроформования системы ФФО+ПВБ+этанол
3.6.2. Расщепление волокон и скорость дрейфа волокна
3.6.3. Диффузия растворителя из волокна в условиях ЭФВ процесса
3.6.4. Получение углеродных волокон из отвержденных полимерных волокон
ФФО+ПВБ
Выводы
Литература
Приложение

2.1.2. Растворители
Этиловый спирт (этанол): С2Н5ОН
Характеристики этанола: Ткип = 78,39 °С, плотность = 0,79г/смЗ, растворим в воде и органических растворителях, ПДК = 1000 мг/м’, спирт-ректификат - 95 %
Спирт-ректификат применяли в качестве растворителя ПВП, клея марки БФ - 2 и фенолоформальдегидных олигомеров.
2.1.3. Электролитические добавки
Тетрабутиламмоний йодид (ТБАИ), молекулярная масса 369,38; Тпл = 142 - 145 °С. В качестве электролитической добавки использовался чистый ТБАИ с максимальным содержанием золы (в виде сульфатов) 0,2%.
Хлорид лития (LiCl), бесцветные кристаллы с Тпл = 610°С, Ткип = 1382°С; плотность 2,07 г/смЗ. Хорошо растворим в ацетоне, хлороформе, пиридине, сложных эфирах, спиртах. Сильный высаливающий и дегидратирующий агент. В процессе электроформования применяется для увеличения электропроводности растворов полимеров.
Пара-толуолсульфокислота (ПТСК). Кристаллическое вещество, с цветом от белого до светло-розового; Тпл = 107°С, хорошо растворима в воде, спиртах, эфирах. Применяется в качестве отвердителя для фенольных олигомеров.
2.2. Методы исследования
2.2.1. Определения динамической вязкости и электропроводности растворов полимеров.
Вязкость растворов определяли вискозиметре Гепплера (ГОСТ
74) с падающим шариком и на ротационном вискозиметре Брукфильда.
Расчет динамической вязкости проводили по формуле:
Ti = k-t-(ps -д,)/100 (2.1)
где: к - коэффициент, вычисленный по калибровке шарика жидкостью с известной вязкостью (глицерин, касторовое масло), т - время падения