Отримання електропровідних властивостей текстильних матеріалів в процесі опорядження - Автореферат

Електропровідні волокнисті матеріали, що являються сировиною для деяких видів технічного текстилю, отримують методом модифікації хімічних волокон, наприклад, карбонізацією віскозних або поліакрилонітрильних волокон, металізацією, напиленням в вакуумі хімічних волокон, наприклад, поліефірних. Електропровідними являються волокнисті матеріали, високонаповнені технічним вуглецем або графітом. Поряд з існуючими методами одержання електропровідних волокон запропоновано принципово новий напрям: синтез електропровідного барвника у волокнистому матеріалі з метою створення антистатичних або електропровідних волокнистих матеріалів методами поверхневого фарбування. Актуальність теми даної роботи, що направлена на розробку та дослідження принципово нової технології опорядження текстильних матеріалів, полягає в наданні волокнистим матеріалам принципово нових властивостей, а саме електропровідності і являється безсумнівною. Методи дослідження - для вирішення поставлених задач використовувались: фундаментальні положення технології текстильних матеріалів; спектрофотометричний метод дослідження; метод ІЧ-спектроскопії; спектральний аналіз у видимій області; метод електронного парамагнітного резонансу (ЕПР); метод визначення електрофізичних характеристик забарвлених комплексних ниток та полотен; стандартні методи текстильного матеріалознавства оцінки стійкості забарвлених волокнистих матеріалів до фізико-хімічних впливів; методи математичної статистики обробки результатів експериментів.Застосування рівняння Ленгмюра для опису сорбції барвника вважається ознакою адсорбційного механізму сорбції барвника на «внутрішній поверхні» у волокні. В даному випадку реалізуються дві паралельні рівноваги з відповідними константами рівноваги та : 1) 2) де - концентрація барвника, розчиненого в фарбувальній ванні; - максимально можлива концентрація активних центрів в волокні, які здатні утворювати молекулярні сполуки з барвником; - урівноважена концентрація сольватів; - концентрація активних центрів, що залишилися вільними в обємі аморфних областей. З використанням припущення про утворення сольватів «активний центр (фрагмент макромолекули) - молекула барвника» для опису процесу розчинення дисперсного барвника у волокні можна отримати рівняння, аналогічне за формою рівнянню Ленгмюра для мономолекулярної адсорбції барвника на («внутрішній») поверхні волокна. Таким чином, характер кривої ізотерми поглинання барвника волокном не може бути використаним як критерій механізму взаємодії барвника з волокном (розчинення чи адсорбція). Введення електроліту на обох стадіях процесу фарбування в кількості 50 г/л приводить до суттєвого збільшення кількості барвника, синтезованого на волокні: оптична густина D = 0,2 досягається вже при концентрації 20 г/л аніліну на першій стадії замість 120 - 140 г/л при фарбуванні, коли електроліт на другій стадії відсутній.Вперше створено електропровідний волокнистий матеріал шляхом синтезу електропровідного барвника в волокнистому матеріалі. Характер кривої ізотерми сорбції барвника волокном не може бути використаний як критерій механізму взаємодії барвника з волокном: розчинення чи адсорбція. Показано вплив типу поверхнево-активних речовин на процес гетерокоагуляції поліаніліну колоїдного ступеню дисперсності на поліамідному волокнистому матеріалі.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Запропонована науковообгрунтована нова технологія отримання електропровідних властивостей текстильних матеріалів шляхом розширення можливостей колорування волокнистих матеріалів для надання їм принципово нових властивостей.

2. Вперше створено електропровідний волокнистий матеріал шляхом синтезу електропровідного барвника в волокнистому матеріалі.

3. Отримані аналітичні рівняння ізотерми абсорбції барвника волокном, що за формою співпадають з рівняннями Ленгмюра та БЕТ. Характер кривої ізотерми сорбції барвника волокном не може бути використаний як критерій механізму взаємодії барвника з волокном: розчинення чи адсорбція.

4. Досягнено перший поріг перколяції для електропровідності поліамідного волокнистого матеріалу при окислювальному фарбуванні і сорбції аніліну «як дисперсного барвника».

5. Обгрунтовано використання гетерокоагуляційного механізму фарбування при синтезі жорстколанцюгового поліаніліну в процесі окислювального фарбування аніліном. Показано вплив типу поверхнево-активних речовин на процес гетерокоагуляції поліаніліну колоїдного ступеню дисперсності на поліамідному волокнистому матеріалі.

6. Отримано електропровідний волокнистий матеріал з електропровідністю комплексних ниток в інтервалі 1·10-2 ? 1·102 См/м при використанні механізму гетерокоагуляції поліаніліну.

7. Створені електропровідні текстильні матеріали, що не містять вуглецеві і металічні волокна, які можуть застосовуватися для виготовлення: одягу спеціального призначення для захисту від впливу потужних електромагнітних полей; одягу, що має антистатичні властивості; обігріваючого одягу; антистатичного та армуючого додавання до тканин і полімерів.

8. У виробничих умовах Державної холдингової компанії Артем ЗАТ «Артемконтакт» з позитивним результатом апробовано електропровідний волокнистий матеріал, що містить поліанілін.

9. Очікуваний економічний ефект від впровадження запропонованого способу складе біля 600 грн (напівбезперервна схема фарбування) на 1 кг отриманого електропровідного волокнистого матеріалу.