Модифицирование пленок полиэтилентерефталата под воздействием ускоренных электронов

• Автор: Макаров, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ.

2. ПЛЕНКИ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕМТЕРЕФТАЛАТА. СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТИ И СПОСОБЫ МОДИФИЦИРОВАНИЯ.

2.1. Строение ПЭТФ и исследование поверхности пленок

2.1.1. Синтез и химическое строение ПЭТФ

2.1.2. Активные центры поверхности.

2.1.3. Исследование структуры и свойств поверхности методом адсорбции кислотноосновных индикаторов

2.1.4. Применение решеточной модели в теории поверхностных явлений.

2.1.5. Определение поверхностного натяжения методами отрыва кольца и

краевого угла смачивания

2.2. Слоевые композиты и традиционные способы .модифицирования

поверхности ПЭТФ.
2.2.1. Получение слоевых композитов на основе ПЭТФ пленок
2.2.2. Поверхностная обработка физическими методами
2.2.3. Химическая обработка и химическая прививка
2.2.4. Прививочная сополимеризация под воздействием УФ и лазерного
излучения
2.3. МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПЭТФ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ.
2.3.1. Радиационнохимические превращения полимеров
2.3.2. Аппаратурное оформление электроннолучевых технологий.
2.3.3. Прививочная сополимеризация под воздействием гамма и бета
излучений
2.4. Постановка задачи исследования
3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Объекты исследования
3.1.1. Пленки ПЭТФ.
3.1.2. ЫВинилгтирролидон
3.2. Электроннолучевая обработка пленок ПЭТФ
3.2.1. Ускоритель электронов и периферические устройства.
3.2.2. Технологическая дозиметрия
3.2.3. Обработка образцов в воздушносухом состоянии.
3.2.4. Прививочная сополимеризация.
3.3. Аналитические измерения и методы испытаний
3.3.1. Определение вязкости растворов ПЭТФ.
3.3.2. УФ и видимая спектрофотометрия.
3.3.3. Анализ функциональнохимического состава поверхности методом
адсорбции кислотноосновных индикаторов
3.3.4. ИКспектроскопическое исследование пленок ПЭТФ
3.3.5. Исследование термических характеристик пленок ПЭТФ
3.3.6. Измерение краевого угла смачивания и поверхностного натяжения на
границе раздела с жидкостями.
3.3.7. Испытания механических свойств пленок ПЭТФ
4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.
4.1. Модифицирование пленок ЭТФ производства АО Свема
4.1Л. Исследование функциональных превращений на поверхности пленок ПЭТФ методом РЦА.
4.1.2. Изменение гидрофильногидрофобного баланса поверхности
модифицированных пленок
4.1.3. Исследование строения и структуры ПЭТФ методом ИК
спектроскопии.
4.2. Модифицирование пленок ЭТФ производства фирмы Дюпон
4.2.1. Исследование характеристик поверхности методом РЦА
4.2.2. ИКспектры модифицированных пленок
4.2.3. Гидрофильногидрофобные свойства поверхности.
4.2.4. Калориметрическое исследование влияния электроннолучевой
обработки на термохарактеристики ПЭТФ.
4.2.5. Прочностные характеристики пленок
4.3. Прививочная сополимеризация винилпирролидона на ЭТФ и нанесение эмульсий
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
6. ВЫВОДЫ.
7. ПРИЛОЖЕНИЯ.
8. ЛИТЕРАТУРА.
1. ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Ефремова (С-Петербург). ПЛЕНКИ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТА. Полиэтилентерефталат [1-3] является продуктом поли конденсации терсфталсвой кислоты и этилен гликоля. Первоначально исходными веществами для получения ПЭТФ служили диметиловый эфир терефталевой кислоты и этилен гл и коля. Это объяснялось трудностями получения терефталевой кислоты высокой чистоты, однако, сейчас это уже не проблема. Известен еще один способ получения полиэтилентерефталата, основанный на гетерогенной реакции между окисью этилена и терефталевой кислотой, в результате которой образуется бисгидроксиэтилентерефталат. Этот мономер превращается затем в полиэтилентерефталат в результате непрерывного процесса поликонденсации. Таким образом, в промышленности ПЭТФ может быть получен: из диметилфталата и этиленгликоля; терефталевой кислоты и этиленгликоля; терефталевой кислоты и окиси этилена. В результате последующей реакции моноэфиров гликоля и исходных продуктов образуются сложные молекулы сравнительно малой степени поликондеисации. В зависимости от соотношения исходных компонентов, степени удаления побочного продукта (вода), температуры и времени реакции можно получить полиэтилентерефталаты различной консистенции: от вязкой жидкости до твердого продукта с температурой плавления — °С. В настоящее время для получения полиэтилентерефталата используют главным образом диметилтерефталат. Это можно считать временным явлением и объяснить тем, что процесс, предусматривающий использование диметилтсрефталата лучше освоен. СН2СНН + (П- 1) Н0СН? В середине -х годов В. И. Вернадский и Л. Полинг показали, что поверхность любого твердого тела обладает свойствами кислот и оснований [4]. Под твердой кислотой (основанием) при этом подразумевается твердое тело, на котором происходит изменение цвета основного (кислотного) индикатора, либо химическая адсорбция основания (кислоты). Если следовать общепринятым определениям Бренсгеда и Льюиса, твердой кислотой может быть названо тело, обладающее способностью отдавать протон или принимать электронную пару, а твердым основанием - тело, являющееся акцептором протонов и донором электронов. Согласно современным воззрениям, поверхность твердого вещества бифункциональна, поскольку представляет собой совокупность центров Льюиса и Бренстеда как кислотного, так и основного типа. Принадлежность центров к льюисовскому (апротонному) типу определяется наличием акцепторного или донорного поверхностного состояния, локализованного на не полностью координированных атомах элементов вещества на его поверхности, которому следует приписать соответствующее положение на шкале энергий. Льюисовский кислотный центр представляет собой вакантный уровень атомов металла. Э*), способный акцентировать электронную пару. Основные центры Льюиса образованы двухэлектронными орбитам я ми атома кислорода на поверхности (Э-О:) и вступают в химическое взаимодействие с передачей электронов на энергетический уровень адсорбированной молекулы. В первом приближении поверхность твердого оксида можно представить двумя группами центров Льюиса и Брентстедонской областью, включающей кислотные и основные гидроксильные центры, образованные депротонированными молекулами воды, адсорбированными на льюисовских кислотах и основаниях в соответствии со значениями показателей ее констант диссоциации: по кислотному (-1,7) и основному (+,7) типам. Согласно предлагаемой модели значению рКа=+7 соответствуют центры нейтрального характера. Увеличение значения рКа отвечает повышению донорных свойств энергетических уровней атома металла, выходящих на поверхность, уменьшение - акцепторных. Возрастание акцепторной способности уровня атома элемента способствует повышению кислотности поверхностного центра по Брентстеду (рКа<7). При переходе электрона от атома водорода на орбиталь атома кислорода в результате отрыва протона образуется центр Льюиса, на котором возможна адсорбция молекулы воды (акцептор) по кислотному типу. Дальнейшее упрочнение связи элемент-кислород приведет к образованию свободного центра Лыоиса (Э-О:).