Сверхгидрофобизация полиэфирных текстильных материалов посредством модифицирования их поверхности политетрафторэтиленом

• Автор: Кумеева, Татьяна Юрьевна
• Шифр специальности: 05.19.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
АННОТАЦИЯ
ВВЕДЕНИЕ.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1. Полиэфирные волокнистые материалы как объект текстильной переработки.

1.1. Структура и свойства полиэтилентерефталатных волокон. II

1.2. Олигомеры полиэтилентерефталата

2. Модифицирование синтетических текстильных материалов

2.1. Основные принципы придания гидрофобности текстильным материалам

2.2. Новые возможности поверхностного модифицирования текстильных материалов

2.2.1. Сверхкритический диоксид углерода растворитель для новых технологий

2.2.2. Получение гидрофобных покрытий на основе теломеров тетрафторэтилена
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
1. Характеристика объектов исследования
2. Методика подготовки полиэфирных материалов к работе
3. Методика модифицирования полиэфирных материалов
3.1. Методика нанесения гидрофобизирующего покрытия из среды сверхкритического С.
3.2. Методика нанесения гидрофобизирующего покрытия из теломерного раствора
3.3. Химическое модифицирование текстильного материала в растворе карбамида.
3.4. Плазмохимическое модифицирование текстильного материала плазмой ВЧразряда
4. Методы оценки степени гидрофобности.
4.1. Измерение краевых углов смачивания методом проецирования
капли на экран.
4.2. Время впитывания капли
4.3. Оценка поверхностной энергии твердого тела по полярной и дисперсионной составляющим работы адгезии метод двух
жидкостей
4.4. Методики определения водоиоглощепия, воздухо и паропрницаемости
5. Спектроскопические методы исследования.
Метод ИК спектроскопии МНПВО
6. Микроскопические методы анализа
6.1. Методика изучения морфологии поверхноеги пленок и волокон текстильных материалов с помощью атомносиловой
микроскопии.
6.2. Сканирующая электронная микроскопия с энергодисперсионным химическим анализом.
6.3. Оптическая микроскопия.
7. Рентг енографический анализ
8. Термические методы анализа
8.1. Метод дифференциальной сканирующей калориметрии.
8.2. Дифференциальный термоанализ, дифференциальная термогравиметрия и термогравиметрия.
9. Элементный анализ
9.1. Метод Шснигера, со спектрофотометрическим окончанием определение фтора.
9.2. Метод Дюма Прегля Коршун определение азота.
. Методика определения поверхностного содержания циклических олигомеров
.1. Определение содержания олигомеров ПЭТФ после обработки ткани в сверхкритичсском диоксиде углерода
. Испытание устойчивости гидрофобного покрытия к различным обработкам
.1. Испытание устойчивости гидрофобного покрытия к сухому
трешио.
.2. Испытание устойчивости гидрофобного покрытия к стирке при
.3. Испытание устойчивости гидрофобного покрытия к
химической чистке
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 1. Придание полиэфирным тканям устойчивой сверхгидрофобности за счет использования растворов ультрадисперсного политезрафторэтилсна в диоксиде углерода, находящемся в сверхкритическом состоянии
1.1. Свойства полиэфирной ткани, модифицированной посредством формирования на поверхности образующих е волокон пленки политеграфторэтилена.
1.2. Анализ условий достижения сверхгидрофобности и выявление основных технологических факторов, обеспечивающих повышение водоотталкивающих свойств полиэфирных тканей
Глава 2. Придание полиэфирным тканям сверхгидрофобности посредством использования растворов телом еров тетрафторэтилена.
2.1. Исследование свойств полиэфирной ткани, обработанной раствором теломеров тетрафторэтилена
2.2. Основные условия, определяющие достижение сверхгидрофобности волокнистого материала за счет обработки раствором теломеров теграфторэтилсиа
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Показано, что покрытие, сформированное нанесением политетрафторэтилена из раствора в СКС, обладает высокой устойчивостью к эксплуатационным воздействиям и упорядоченной структурой, благодаря чему обработанная ткань характеризуется чрезвычайно низким водопоглощенисм, которое недостижимо при использовании промышленных препаратов и существующих методов их нанесения. Установлено, что нанесение фторсодержащего покрытия на поверхность волокон обеспечивает условия, при которых не происходит капиллярного всасывания жидкости в межволоконных пространствах. Показано, что благодаря своей наноразмерности, пленка, сформированная нанесением политетрафторэтилена из раствора в СКСОг, повторяет микрорельеф волокон, которые образуют ткань, способствуя обеспечению ультрагидрофобности текстильного материала. Обнаружено, что покрытие, образовавшееся за счет нанесения на полиэфирную ткань теломеров тетрафторэтилена, характеризуется недостаточно совершенной структурой. Предложен метод воздействия на волокнистый материал, позволяющий дополнительно повысить гидрофобные свойства за счет уменьшения толщины и повышения упорядоченности защитного покрытия. Впервые показано, что уровень гидрофобности текстильного материала определяется не только низкой поверхностной энергией гидрофобизатора, но и сочетанием макро, микро и наношероховатости подложки. Установлено, что повышения степени гидрофобности полиэфирной ткани до уровня супергидрофобности можно добиться за счет использования химического способа предварительного модифицирования волокнистого материала, обеспечивающего придание поверхности полиэфирных волокон дополнительной шероховатости Практическая значимость. Обоснована целесообразность использования в качестве гидрофобизаторов для придания полиэфирным тканям сверхгидрофобности не импортных фторсодержащих препаратов, а различных марок отечественных низкомолекулярных фторполимеров раствора теломеров тетрафторэтилена торговой марки Черфлон и ультрадисперсного политетрафторэтилена торговой марки Форум. Способ, основанный на применении Черфлона, отличается универсальностью, может реализоваться на существующем промышленном оборудовании. Форума в СКС, обеспечивает достижение краевого угла смачивания, близкого, к показателям супергидрофобности, и уникально низкого водопоглощения. Он может применяться для производства материалов двойного, назначения и обладает экологической чистотой, поскольку СКтехнологии осуществляются по замкнутому циклу и являются безотходными. Экспериментально установленные характеристики структуры и свойств покрытий, сформированных на поверхности полиэфирных волокон обработкой волокнистого материала растворами низкомолекулярного политетрафторэтилена в СКС или теломеров тетрафторэтилена в ацетоне. Метод воздействия на волокнистый материал, позволяющий дополнительно повысить уровень его гидрофобности за счет уменьшения толщины и повышения упорядоченности покрытия. Метод повышения гидрофобности полиэфирного волокнистого материала, основанный на придании поверхности полиэфирных волокон дополнительной шероховатости. Апробация работы. XI и XII Международных научнопрактических семинаров Физика волокнистых материалов структура, свойства, наукоемкие технологии и материалы ЯМАКТЕХ и 8МАЯТЕХ, Иваново, и г. XX Симпозиума Современная химическая физика, г. Туапсе , г. Российской научнопрактической конференции с международным, участием Фторполимерные материалы. Научнотехнические, производственные и коммерческие аспекты, КировоЧепецк, г. III Международной научнотехнической конференции Достижения текстильной химии в производство, Иваново, г. X Международной конференции по химии и физикохимии олигомеров Олигомеры, Волгоград, г. Суздаль, г. IV Всероссийской конференции с международным участием Физикохимия процессов переработки полимеров, Иваново, г. Международной научнометодической конференции Достижения в области химической технологии и дизайна текстиля, синтеза и применения красителей, СанктПетербург, г. Научнопрактической конференции и выставки Нанотехнологии в текстильной и легкой промышленности от разработки до внедрения, Москва, г. Всероссийском семинаре Физикохимия поверхностей и наноразмерных систем, Москва, г. XIII Московского международного Салона изобретений и инновационных технологий Архимед, Москва, г.