Научные основы технологии окислительно-восстановительных и ионообменных волокон, материалов на их основе

• Автор: Буринский, Станислав Васильевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 466 с. : ил.

Введение.

Глава 1 Реакционная способность полимеров. Проблемы синтеза и применения редокситов

1.1 Современные представления о реакционноспособности макромолекул при химических превращениях в цепях полимеров .

1.2 Проблемы синтеза и применения редокситов

1.2.1 Виды редоксполимеров и их классификация

1.2.2 Методы получения редоксполимеров.

1.2.2.1 Методы полимеризации

1.2.2.2 Методы поликонденсации

1.2.2.3 Методы химических превращений готовых полимеров

1.3 Физикохимические свойства редокситов

1.4 Проблемы практического применения редокситов

1.5 Выводы и постановка задач исследований.
Глава 2 Разработка процессов получения окислительно
восстановительных ОВ волокон и пористых пленок
2.1 Получение волокон, содержащих ОВ группу в боковой цепи макро молекулы
2.1.1 Получение ОВ волокон методами прививок
2.1.2 Получение поликапрамидных пористых редокспленок
2. Получение ОВ волокон по реакции арилирования
2.1.4 Введение в волокна ОВ групп методами конденсации и диенового синтеза
2.2 Получение волокон с ОВ группами в основной цепи полимера
2.2.1 Получение волокон формованием из расплава ОВ олигоконденсата
2.2.2 Получение ОВ волокон формованием из смесей ГТКФ новолака с волокнообразующими полимерами
2.3 Разработка способов получения редоксволокон с тиол дисульфидными группами
2.4 Разработка способов получения ОВ волокон с системой тиазиновый красительлейкосоединение тиазинового красителя
Глава 3 Разработка процессов получения металлсодержащих
окислительновосстановительных волокон
3.1 Разработка способов получения сильнокислотных волокнистых сорбентов и медьсодержащих редокситов на их основе
3.1.1 Изучение основных закономерностей сульфирования частично дегидратированных ПВСволокон
3.1.2 Получение медьсодержащих редоксволокон
3. Получение редоксволокон обработкой дегидратированного 0 волокна одновременно сульфирующим и ОВ агентами
3.2 Методы получения волоконионитов и медьсодержащих редокс
ионитов
3.2.1 Синтез ионитов для металлосодержащих редоксволокон
3.2.2 Закономерности получения медьсодержащих редоксволокон
3.2.3 Разработка электрохимического способа получения 2 медьсодержащих редоксволокон
Глава 4 Научные основы процессов получения редокситов и
ионитов в форме нетканых и конденсационнопористых материалов
4.1 Получение нетканых реакционноспособиых материалов
4.2 Получение редокситов химической модификацией 5 пенополивинилформаля
4.3 Получение редокситов введением редоксагентов в реакционную 3 смесь в момент конденсационного структурообразования ППВФ
4.4 Разработка процессов получения волокнистопористых 2 композиционных материалов на основе ОВ и ионообменных волокон
4.4.1 Формирование пористой структуры конденсационного типа в
присутствии реакционносиособных волокон
4.4.2 Получение медьсодержащих волокнистопористых окислительно 3 восстановительных материалов
Глава 5 Научные основы технологии и интенсификация процессов
химической модификации волокон
5.1 Общие особенности и механизм отдельных стадий процесса 5 химической модификации волокон
5.2 Анализ химической модификации волокон с позиций термодинамики 6 необратимых процессов
5.3 Анализ процессов химической модификации волокон с позиции 1 диффузионной кинетики
5.4 Практические методы интенсификации массобменных процессов
Глава 6 Свойства волоконреагентов и волокнистопористых
материалов на их основе
6.1 Окислительные потенциалы и протолитические свойства редокс 6 волокон
6.2 Исследование кинетики окисления активных групп синтезированных 3 редокситов
6.2.1 Кинетика взаимодействия редокситов с растворами окислителей
6.2.2 Исследование кинетики окисления волокнистых редокситов
оксредметрическим методом
6.3 Кинетика поглощения волокнистыми и пористыми редоксионитами
в Си0 форме кислорода из воды
6.4 Исследование динамики поглощения кислорода пористыми 3 электроноионообменниками
6.5 Исследование физикохимических и гидродинамических свойств
Глава 7 Практическое использование электроно и ионообменных
волокон н материалов на их основе
7.1 Дехлорирование питьевой воды
7.2 Биологический синтез антибиотиков.
7.3 Селективное извлечение золота и серебра из растворов.
7.4 Использование редоксионита в качестве катода при электролизе
7.5 Очистка кислых сточных вод от каптакса
7.6 Стабилизация леворина в процессе хранения.
7.7 Использование редоксионитов для сорбции радиоактивного йода
7.8 Волокнистые сорбенты для санитарной очистки газов и средств 3 индивидуальной защиты органов дыхания
7.9 Создание и практическая реализация малогабаритных модулей для 5 локальной очистки сточных вод от тяжелых металлов
Общие выводы
Список литературы


Кроме этого, специфичность молекулярномассового распределения волокнообразующих полимеров, ассиметричность их формы, которую они приобретают в результате интенсивного одноосного растяжения волокон, обеспечивают последним высокую степень эластичности, что должно сообщать им значительно более высокие показатели осмотической стабильности и механической прочности. Наконец, волокнистая форма полимерного реагента открывает перспективу существенной рационализации аппаратурного оформления процессов окисления и восстановления. Поэтому обобщенное теоретическое и научнопрактическое исследование, посвященное разработке процессов получения ОВ и ионообменных волокон, комплексное изучение взаимосвязи между физикохимическими показателями волокон и условиями проведения соответствующих модифицирующих обработок и является главной целью настоящей работы. Вместе с тем, попытки использовать волокнистые ионообменные материалы для очистки технологических растворов и сточных вод в условиях промышленности в большинстве случаев не привели к положительным результатам. Главной причиной этого являлось быстрое уплотнение волокнистых материалов в колонках, резкое снижение их производительности. Указанные затруднения служили серьезным препятствием на пути реализации имеющихся разработок ионо и электронообменных волокон в практику работы промышленных предприятий. Поэтому одной из задач данной работы была разработка методов переработки ионо и электронообменных волокон в упругие, высокопроницаемые для жидкостей и газов плоские и объемнопористые упругие фильтрующие материалы, которые можно было бы использовать в составе действующих в промышленности установок. В связи с этим возникает необходимость разработки процессов получения таких реакционноспособных материалов, детального исследования их свойств, методов переработки в фильтрующие материалы, которые могли бы быть использованы на промышленном оборудовании, а также выявления перспективных областей и конкретных условий их применения. Научное обоснование и экспериментальное исследование перечисленных проблем с целью разработки новых типов редокситов, ионитов и редоксионитов в виде волокон и объемнопористых материалов на их основе, детальное исследование их свойств, разработка семейства селективных волокнистых сорбентов тяжелых металлов из промывных сточных вод и малогабаритного ресурсосберегающего оборудования, формирующих замкнутые по воде и химикатам циклы, практическая реализация разработок в промышленных масштабах и составляет основную задачу и содержание настоящей работы. Волокнаредокситы получали присоединением ОВ систем к функциональным группам готовых волокон и формованием волокон из синтезированных олигомерных ОВ соединений и их смесей с волокнообразующими полимерами. В первом случае ОВ агенты были ковалентно связаны с боковыми цепями макромолекул, а во втором входили в основную цепь высокомолекулярного соединения. Для придания волокнам ОВ свойств использовали методы полимераналогичных превращений и прививки. В качестве объектов модификации служили гидроксилсодержащие гидратцеллюлозные ГЦ, поливинилепиртовые ПВС и полиакрилонитрильные ПАН волокна, а также пористые пленки из алифатических и ароматических полиамидов ПА и ацетата целлюлозы. В эти волокна и пленки вводили ОВ системы типа гидрохинонхинон, тиолдисульфид, лейкоформа фентиазинового красителятиазиновый краситель и др. Выбор гидроксилсодержащих волокон и некоторых пористых пленок определялся тем, что их макромолекулы содержат группы с подвижным протоном, который может быть замещен на радикал с ОВ свойствами. Вискозные волокна, являющиеся продукцией крупнотоннажных производств, набухают в водных средах. Однако, вследствие низкой устойчивости к крепким минеральным кислотам особенно при повышенных температурах и сильным окислителям, их использование ограничено проведением прививок. Для этих же целей использовали пористые пленки из лоликапроамида, полифениленизофталамида и вторичного ацетата целлюлозы. Термовлагопластичные волокна из ПВС, вследствие высокой реакционной способности, устойчивости к действию кислот, щелочей и окислителей, высокой скорости набухания в водных средах 2, обусловленных природой этого карбоцепного полимера, содержащего сильнополярные гидроксильные группы, также представляют для целей получения на их основе ОВ и ионообменных ИО материалов вполне определенный интерес.