Сорбционные свойства комплексообразующих полиамидных волокнистых материалов

• Автор: Плотников, Дмитрий Павлович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Закономерности получения хемосорбционных волокон.

1.2 Свойства волокнистых хемосорбционных материалов

2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Объекты исследования.

2.2 Методика проведения эксперимента.

2.3 Методы исследования

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Общая характеристика состава и свойств хемосорбционных волокон на основе привитых сополимеров
3.2 Исследование закономерностей сорбции ионов тяжелых метал
лов различными хемосорбционными полимерными волокнами.
3.2.1 Исследование сорбции ионов кадмия различными волокнистыми
аминосодержащими сорбентами
3.2.2 Исследование сорбции ионов свинца аминосодержащим
волокном.
3.2.3 Исследование сорбции ионов кадмия и свинца карбоксилсодержащим волокнистым хемосорбентом
3.3 Сорбционная активность различных хемосорбционных волокон
по отношению к органическим ионам
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Массовое соотношение ДМФА:вода Температура пластиф. Для подавления диссоциации силыюосновных групп сополимера и, тем самым, снижения степени набухания гель-волокна, что в конечном итоге приводит к повышению его качества, в осадительную и пластификационную ванны вводят низкомолекулярный электролит. Следует отмстить, что использование в производстве данного типа волокна акрилонитрила создает повышенные требования к герметизации технологического оборудовании и трубопроводов подачи мономеров ввиду его высокой токсичности. Хемо-сорбционные волокна из сополимеров акрилонитрила и метилвинилпиридина имеют СОЕнсь 2,0-2,2 ммоль/г. Несмотря на опытно-промышленную реализацию и высокую эффективность материалов в процессах сорбции, метод сополимеризации имеет ряд недостатков, в числе которых сложность и многостадийность процесса. В ряде случаев, особенно при большом содержании ионогенного компонента, процесс формования недостаточно стабилен, кроме того, необходимо дополнительное структурирование хемосорбционного волокна. Введение функционально-активных групп путем химических превращений волокнообразующих полимеров нашло широкое применение при получении карбоксилсодержащего волокна в результате щелочного омыления нитрильных групп ПАН [4]. Поскольку полиакрилонитрильное волокно при омылении растворяется, то первой стадией в технологическом процессе получения такого волокна является проведение сшивки макромолекул ПАН путем обработки его гидразином при температуре °С в течение 2 часов. При этом сшивке подвергается порядка % нитрильных групп полимера. Гидразидирование нитрильных групп ПАН является довольно сложным * процессом, при котором наряду с образованием гидразидных производных протекают их побочные превращения. К побочным реакциям относят внутримолекулярную циклизацию и образования межмолекулярных химических связей [5-7]. На ИК-спектрах поглощения волокон, модифицированных гидразином, появляется интенсивная полоса с несколькими перегибами в области частот см'1, соответствующая колебаниям групп С=Ы и С=0, образовавшихся в результате вторичных реакций внутримолекулярной и мсжмолекулярной циклизации, а также реакции межмолекулярного химического взаимодействия. При получении хемосорбционного волокна сшитое гидразин гидратом ПАН волокно затем подвергают обработке 5- %-ным раствором ЫаОН при температуре °С в течение 1-1,5 часов, что приводит к омылению нитриль-ных групп и обеспечивает введение в волокно карбоксильных групп. Обычно в качестве промежуточной стадии щелочного гидролиза принимают циклизацию ПАН, протекающую с образованием цепи систем сопряженных связей С=И [8-]. Акт обрыва происходит в результате отрыва протона от воды, после чего нейтральная структура 3 изомеризуется в более устойчивую форму 4. При изучении кинетики щелочного гидролиза ПАН [,] показано, что увеличение степени гидразидирования приводит к заметному повышению скорости гидролиза. Это связано с гидролитической неустойчивостью образующихся при гидразидировании звеньев, а также их влиянием на кислотно-основные свойства полимерной цепи и на кинетику гидролиза иит-рильных групп. Повышение скорости гидролиза нитрильных групп полимерной цепи объясняется тем, что процесс гидролиза катализируется как гидразиновыми группами, так и образующимися на начальных стадиях процесса карбоксильными группами. Последние переходят в Ыа-форму, что повышает основные свойства полимера и ускоряет процесс щелочного гидролиза нитрильных групп. При степени гидролиза выше % скорость превращения нитрильных групп замедляется. Если на начальных участках увеличение степени гидразидирования исходного волокна приводит к возрастанию скорости гидролиза, то при высоких степенях превращения наблюдается противоположная зависимость, что обусловлено экранированием образующихся карбоксильных групп и стерическими затруднениями, возникающими при увеличении степени гидразидирования исходного волокна. В [-] исследована возможность получения аминосодержащих хе-мосорбциоиных волокон по реакции полимера нелогичных превращений нитрильных групп полиакрилонитрила.