Структура и свойства многокомпонентных растворов на основе целлюлозы и формуемых из них волокон и пленок

• Автор: Макаров, Игорь Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Содержание

Определения, обозначения и сокращения

Введение

Г ЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Структура целлюлозы и механизм ее растворения в прямых растворителях

1.2. Структурные особенности и реологические свойства вьтсококоицентрироваиных растворов целлюлозы в ММО
1.3. Структура целлюлозных и композитных волокон на основе целлюлозы с полимерными и неорганическими добавками

1.4. Композиционные материалы на основе целлюлозы со слоистыми алюмосиликатами

1.5. Постановка задачи

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объекты исследования

2.2. Приготовление растворов
2.3. Методы исследования
2.3.1. Реологические измерения
2.3.2. Формование волокон и пленок
2.3.3. Структурные исследования
2.3.4. Морфологические исследования
2.3.5. Механические испытания
ГЛАВА 3. РАСТВОРЫ СМЕСЕЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ С ЖКСОПОЛИЭФИРАМИ И ПОЛИАМИДАМИ В ММО И ВОЛОКНА НА ИХ ОСНОВЕ
ЗЛ.Кристаллосольваты термотропных алкиленароматических сополиэфиров и молимфениленизофталамида с ММО
3.2. Исследование совместимости целлюлозы с синтетическими полимерами в растворах ММО
3.3. Реологические свойства и фазовые переходы в растворах смесей целлюлозы и синтетических полимеров в ММО
3.3.1 .Растворы смесей целлюлозы и ноли и сополиэфиров в ММО
3.3.2. Система целлюлозаПМФИАММО
3.4. Эволюция структуры целлюлозы но стадиям формования от твердых предрастворов до целлюлозного иили смесевого волокна ГЛАВА 4. СИСТЕМЫ ЦЕЛЛЮЛОЗА МОНТМОРИЛЛОНИТ ММО И ЦЕЛЛЮЛОЗА МОДИФИЦИРОВАНАЯ ГЛИНА ММО
4.1. Процессы структурообразования в системах целлюлозаММОапюмосиликаты
4.2. Реологические свойства смесевых растворов целлюлозы в ММО, наполненных слоистыми алюмосиликатами
4.3. Структура микрои напокомпозитов целлюлозы с алюмосиликатами 0 ГЛАВА 5. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МИКРО И
НАНОКОМ1 ЮЗИТИЫХ ВОЛОКОН НА ОСНОВЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ С СИНТЕТИЧЕСКИМИ ПОЛИМЕРАМИ И СЛОИСТЫМИ
АЛЮМОСИЛИКАТАМИ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Комплекс проведенных физикохимических, реологических и структурных исследований позволил впервые предложить механизм направленного регулирования структуры целлюлозы в твердофазном ММОпроцессе, что открывает широкие возможности создания микро и нанокомпозиционных материалов с требуемым комплексом свойств. ММОпроцессу. Предметом исследования является изучение влияния полярных добавок полимерной природы и слоистых алюмосиликатов на эффективность процессов твердофазной активации целлюлозы кристаллическим ММО, фазовое состояние и реологическое поведение смесевых растворов, определение характера влияния наполнителя на структуру полимерной матрицы и возможность регулирования структуры нано и микрокомпозитов на основе целлюлозы добавками различной природы, а также выявление соотношения механических характеристик исследуемого материала разрывная прочность, разрывное удлинение, модуль упругости с реализующейся структурой. Достоверность полученных результатов подтверждена применением современных измерительных средств и методов обработки экспериментальных результатов. Разработан новый, имеющий промышленную перспективу твердофазный способ получения целлюлозных микро и нанокомпозитных волокон с добавками различной природы из растворов в высокополярном растворителе донорного типа ММО. На основе полученных результатов может быть разработана принципиальная технологическая схема твердофазного ММОпроцесса получения микро и нанокомпозитных целлюлозных волокон. Установлено, что уникальные свойства ММО, как высокополярного, донорного растворителя, обеспечивают ему не только высокую растворяющую способность по отношению к гидрофильным, но и к гидрофобным полимерам ЖК алкиленароматическим СПЭ и ароматическим полиамидам, переводя в раствор до полимеров. Построена диаграмма растворимости ЖК гомо и сополиэфиров и полилетафениленизофталамида в ММО. Показано, что растворение исследуемых гомо и сополиэфиров, а также ПМФИА в ММО протекает через стадию образования кристаллосольватов. Исследованы морфологические особенности кристаллосольватов. Показано, что добавление к целлюлозе СПЭ приводит к образованию изотропных однофазных растворов. Исследовано фазовое состояние образующихся смесевых растворов в ММО, построена тройная диаграмма и определены пределы совместимости целлюлозы с СПЭ в ММО. Смесевые растворы целлюлозы с ПМФИА в ММО во всем исследуемом интервале концентраций двухфазны и характеризуются фибриллярной морфологией целлюлозной матрицы с высокой степенью регулярности и периодичности фибрилл. Разработана оригинальная методика физической активации Осдое Ыа, в результате которой удалось получить образцы модифицированного Ыамонтмориллонита, имеющие, как показали результаты дисперсионного анализа, размер частиц в диапазоне 0 нм. Реологические свойства исследуемых смесевых растворов определяются природой вводимой в целлюлозные растворы добавки. Так, реологическое поведение растворов целлюлозы с ЖК СПЭ в ММО различного фазового состояния определяется высоким специфическим взаимодействием между компонентами. Реологические свойства гетерофазных смесевых систем целлюлозы с ПМФИА в ММО существенно зависят от морфологических превращений, протекающих в процессе деформирования. Характер течения целлюлозных растворов с микро и наночастицами глины изменяется в зависимости от содержания воды в растворах и размера част иц. Исследование структурноморфологических особенностей полученных микро и нанокомпозитов целлюлозы с исследуемыми полимерами и алюмосиликатами показало, что введение в целлюлозную матричную фазу добавок различной природы приводит к следующим эффектам ориентации матрицы, микро и наночастиц наполнителя и формированию принципиально новой структуры целлюлозной матрицы мезофазы колончатого типа. Меняя природу вводимой добавки, можно существенно расширить также спектр функциональных свойств целлюлозных композиций. Ия СанктПетербургская конференция молодых учных Современные проблемы науки о полимерах. Сан ктПетербу рг. Симпозиум по реологии. Валдай. Четвертая Всероссийская Каргинская конференция Наука о полимерах му веку. Москва.