Структура и свойства слоистосиликатных нанокомпозитов на основе полиэтилентерефталата

• Автор: Аид Алаа Ибрахим Ахмад
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 121 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Полиэтилентерефталат

1.2. Способы получения полиэтилентерефталата

1.3. Свойства полиэтилентерефталата

1.4. Способы утилизации полиэтилентерефталата

1.5. Нано композиты на основе полиэтилентерефталата

1.5.1. Структура слоистых силикатов

1.5.2. Структура слоистосиликатных нанокомпозитов

1.5.4. Методы получения слоистосиликатных нанокомпозитов

1.5.5. Свойства слоистосиликатных нанокомпозитов

1.5.5.1. Физикомеханические свойства
1.5.5.2. Термические свойства
1.5.5.3. Барьерные свойства
1.6. Применение и мировой рынок полиэтилентерефталата
1.6.1. Применение полиэтилентерефталата
1.6.2. Применение вторичного ПЭТ
1.6.3. Мировой рынок полиэтилентерефталата
1.6.3.1. Европейский рынок ПЭТ
1.6.3.2. АзиатскоТихоокеанский рынок ПЭТ
1.6.3.3. Американский рынок ПЭТ
1.7. Постановка задачи
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Исходные вещества, их свойства и очистка
2.2. Методики получения нанокомпозитов
2.2.1. Методика получения нанокомпозитов в процессе двух стадийного синтеза полютилеитерефталата
2.2.2. Методика получения нанокомпозитов смешением
в расплаве
2.3. Методы исследования
2.3.1. Приготовление образцов для испытаний
2.3.2. Методика определения вязкости
2.3.3. Методика определения показателя текучести расплава
2.3.4. Рентгеноструктурный анализ
2.3.5. Термогравиметрический анализ
2.3.6. Дифференциальносканирующая калориметрия
2.3.7. Механические испытания
2.3.8. Электронная микроскопия
2.3.7. Газопроницаемость
ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1 Получение слоистосиликатных нанокомпозитов на основе
полиэтилентерефталата
3.1.1. Получение нанокомпозитов в процессе двухстадийного синтеза полиэтилентерефталата
3.1.2. Получение нанокомпозитов в процессе смешения в расплаве
3.2. Структура полиэтилентерефталатслоистосиликатных нанокомпозитов
3.3. Свойстваполиэтилентерефталатслоистосиликатньтх нанокомпозитов
3.3.1. Термические свойства нанокомпозитов
3.3.2. Физикомеханические свойства нанокомпозитов
3.3.3. Г азопроницаемость нанокомпозитов
3.4. Модификация свойств вторичного 4 полиэтилентерефталата путем рециклинга.
ВЫВОДЫ по
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Показано, что при использовании органомодифицированного слоистого силиката на основе монтмориллонита российского происхождения с содержанием до органомодификатора достигается улучение физических свойств нанокомпозитов, соответствующее нанокомпозитам, полученным с использованием известных промышленных органоглин Скияйе Е1етеп, содержащих до органомодификатора. Впервые показано, что нанокомпозиты на основе полиэтилентерефталата и слоистых силикатов имеют более высокую скорость и степень кристаллизации. Практическая значимость. Результаты проведенных исследований показали, что использование органомодифицированных слоистых силикатов в качестве наполнителя приводит к увеличению модуля упругости, прочности, повышению термической стабильности и устойчивости к горению. Получены опытные образцы, имеющие улучшенные физикохимические характеристики. ОАО РУП Химволокно Беларусь и ЗАО СибурХимпром Россия. Положения, выносимые на защиту. Структура и объем работы. ИНЭОС РАН, РХТУ им. Д.И. Менделеева. Академика РАЕН А. К. Микитаева. ГЛАВА 1. Исследования по иолиэтилентерефталату и полиэфирным волокнам были начаты в г. Великобритании сотрудниками фирмы i i ii Джоном Рексом Винфильдом . Джеймсом Теннантом Диксоном . Т. i 1, 2. Заявки на основополагающие патенты по синтезу волокнообразующего ПЭТ были зарегистрированы июля г. На основе этих патентов фирмы Ii i Ii . II и . I. Со разработали усовершенствованные технологические процессы получения ПЭТ и волокон из него 7. В гг. Англии было начато производство полиэфирного волокна Терилен в опытном масштабе, а в гг. В это же время США начали выпуск волокна Дакрон 8. В СССР научные исследования в области синтеза ПЭТ проводились с г. В.В. Коршака. Промышленная технология получения полиэтилентерефталата и волокон на его основе разрабатывалась во ВНИИ иускусственных волокон г. Мытищи, Московская область под руководством проф. Б.В. Петухова и проф. Э.М. Айзенштейна при содействии проф. Конкина. В г. ПЭТволокон Лавсан аббревиатура от названия Лаборатория высокомолекулярных соединений академии наук. Дальнейшие
исследования проводились во ВНИИ синтетических волокон г. Тверь при поддержке проф. А.БЛакшвера. В работе также участвовали специалисты из Германии во главе с X. Людевигом Н. В итоге в г на Курском комбинате химического волокна было введено в эксплуатацию промышленное производство ПЭТ и волокна Лавсан. В гг. Белоруссии налажено крупное производство полиэтилентерефталата и полиэфирных волокон на Могилевском комбинате химического волокна. Главными компонентами для изготовления полиэтилентерефталата являются терефталевая кислота ТФК и этиленгликоль ЭГ. Для получения материала бутылочного назначения добавляется изофталевая кислота и диэтиленгликоль. Непрерывная поликонденсация в расплаве, в результате которой получают полимер с относительно низкой вязкостью 0,0, длг. Во время этого этапа происходит этерификация терефталевой и изофталевой кислот этиленгликолем, а затем поликонденсация полученных бис р гидроксиэтиловых эфиров в присутствии катализатора. Из зоны реакции удаляют наиболее легколетучие компоненты при этерификации воду, а при поликонденсации этиленгликоль. Твердофазная поликонденсация, в результате которой получается полимер высокой вязкости 0,0, длг. Во время этого этапа происходит кристаллизация материала. Конечным продуктом производства являются гранулы белого цвета, которые транспортируются в полимеровозах или в мешках бигбэгах. Рассмотрим подробнее способы получения полиэтилентерефталата. Первый способ. Одним из основных способов синтеза ПЭТ является поликонденсация терефталевой кислоты и этиленгликоля . Обе стадии процесса представляют собой равновесные реакции нуклеофильного замещения при атоме углерода карбонильной группы и могут катализироваться как слабыми кислотами, так и основаниями. Чаще всего в качестве катализаторов процесса используются различные соли . Процесс проводят по периодической или непрерывной схеме. Непрерывный способ получения высокомолекулярного ПЭТ заключается во взаимодействии терефталевой кислоты и этиленгликоля в присутствии 8пили Порганических соединений в 3 стадии на первой стадии непрерывно подают пасту из смеси терефталевой кислоты, этиленгликоля и катализатора при молекулярном отношении кислота диол, равном 123,8, и проводят реакцию этерификации при00С .