Использование метода электроформования для получения микроволокнистых структур из водного раствора поливинилового спирта

• Автор: Товмаш, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Введение.
Глава 1. Методологические проблемы исследования механизма электроформования волокнистых материалов

1.1. Способы получения волокнистого полимерного материала.

1.2. Капиллярный распад заряженных струй в электрическом поле

1.3. Теория ПетряноваКозлова.

1.4. Теория Шутова

1.5. Критика существующих теорий. Постановка задачи.

Глава 2. Моделирование и эксперименты по изучению механизма электроформования волокон из водных растворов полимеров.

2.1. Физикохимические основы модели процесса электроформования.

2.2. Моделирование релаксационных процессов водных полимерных растворов.

2.2.1. Метод молекулярной динамики.

2.2.2. Программный пакет СКОМАСБ 3.2.
2.3. Расчет эффективных зарядов.
2.3.1. Метод МО Л КАО
2.3.2. Полуэмпирический метод расчета МШОО.
2.4. Равновесная молекулярная динамика ПВС и ПЭГ в воде.
2.5. Неравновесная молекулярная динамика ПВС и ПЭГ в воде.
2.6. Физикохимические свойства водных растворов ПВС и ПЭГ.
2.7. Эксперименты по получению полимерного материала из ПВС и
Глава 3. Эксперименты по получению сверхтонких полимерных волокон.
3.1. Физикохимические предпосылки получения сверхтонких полимерных волокон
3.2. Эксперименты по получению сверхтонких полимерных волокон. 5 Глава 4. Эксперименты по получению волокнистой полимерной структуры из водного раствора поливинилового спирта
4.1. Получение волокнистой полимерной структуры и ее карбонизация
4.2. Сорбционнофильтрующие свойства волокнистой
структуры.
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Приложения
Введение


Главе 2, методами статистической физики и квантовой химии моделировался процесс взаимодействия двух полимерных клубков поливинилового спирта и двух полимерных клубков полиэтиленгликоля в воде при наличии постоянного электрического поля, как наиболее близкий к процессам, происходящим при электрогидродинамическом распылении их полимерных водных растворов. По результатам данной работы имеются три публикации, одна представлена в печать, получен патент. Результаты докладывались на трех конференциях, по итогам которых опубликованы тезисы докладов. Глава 1. Методологические проблемы исследовании механизма электроформования волокнистых материалов. Способы получения волокнистого полимерного материала. Первые патенты на методику диспергации жидкости в сильном электростатическом поле были выданы в начале XX века 1,2. В патенте США автор В. Мортон 1 еще в году заявляет следующий метод распыления жидкостей Процесс отделения в композитной жидкости летучего компонента от компонента твердого вещества, подразумевающий ее введение в электрическое поле высокого напряжения и вызывающий превращение этой жидкости в свободную и утоньшенную форму, в которой происходит разрыв и одновременное улетучивание жидкого летучего компонента и образование из твердого компонента множества тонких волокон, которые затем собираются. Этот метод не нашел в течение трех десятилетий должного признания ввиду отсутствия полимерных материалов. В е е годы XX века появляется ряд патентов, расширяющих представление о формовании полимерных волокон в электрическом поле 3,4. Пионерами в этой области явились американские изобретатели А. Формалз 4 и Ч. Нортон . Предлагаются самые разнообразные установки, с помощью которых получают нетканые материалы. Одной из первых установок для получения полимерных волокон методом электроформования была установка А. Формалза, описанная в патенте 3 Аппарат для производства искусственных волокон из раствора, содержащего волокнообразующие вещества, включающий пару сферических электродов, причем один из указанных электродов содержит устройство для собирания движимых нитей, а устройство, расположенное возле второго электрода, служит для введения раствора в электрическое поле, созданное между этими двумя электродами. К. 3. Гим 1Ь . Ш. 4. КОНТО, ас таю от шшм пи т. Рис. Рисунок к патенту США , выданному в году. Разновидностью этого метода является изобретение Ч. Нортона . Общий вид установки представлен на рис. Резина, каучук, синтетическая смола в расплавленном или растворенном состоянии находились в металлической емкости, связанной с одним полюсом источника статического электричества. Другой полюс соединялся с пластиной или цилиндром и располаался настолько близко к емкости, чтобы действовали силы притяжения. Установка включала еще две вертикальные пластины, заряженные противоположными знаками. При вытеснении вязкой жидкости из емкости, нагреваемой спиралью, воздушном дутье в сочетании с электрическим притяжением по направлению к регулируемому электроду , , а также при отталкивании между заряженной поверхностью жидкости и выдуваемой частью массы формировались волокна, осаждающиеся на электроде. В патенте А. Формалза 6 описана установка для получения искусственной ленты, в которой была достигнута высокая параллельность между волокнами. Лента легко перерабатывалась в пряжу или нить без промежуточных операций. Для получения волокон применяли растворы эфиров целлюлозы и легколетучих растворителей типа ацетон. Грубые волокна использовали для смешения с мохером, а тонкие для производства платьев из верблюжьей или овечьей шерсти. На рис. Прядильный раствор из коллекторного бачка поступал в трубку , снабженную фильерами . Приемный конвейер был из металла или резины. У него были специальные выступыэлектроды , между которыми имелся интервалы для испарения растворителя из волокон. Барабаны и были сделаны из дерева. Параллельно конвейеру располагалась проволока , которая через проводник соединялась с противоположным источником напряжения . Электроды заряжались от проволоки через воздушный зазор. Коллекторная трубка И соединялась с противоположным полюсом источника тока . Подавалось напряжение от 1 до 0 кВ переменного тока.