IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Метод химической модификации известных полимерных соединений для получения новых перспективных материалов с определенным комплексом свойств широко используется в современной науке. Модификация известных, в том числе и волокнистых, материалов, как правило, носит прикладной характер и значительно расширяет области применения волокон, в том числе и как полимерных сорбентов для очистки различных сред [1-4].

С целью получения эффективного хемосорбента на основе поликапроамида (ПКА) были изучены основные закономерности процесса привитой полимеризации ПКА и диметиламиноэтилметакрилата (ДМАЭМА) с использованием окислительно-восстановительной системы (ОВС) Cu²⁺ - Н₂О₂. Проведённые исследования показали, что применение данной системы позволяет увеличить количество привитого полимера в волокне до 45-50 % от массы исходного волокна и обеспечить изготовление хемосорбционного материала с статической обменной ёмкостью (СОЕ ) ~ 2,0 мг∙экв/г.

Для защиты органов дыхания от газов кислого характера такая величина СОЕ является недостаточной. Оптимальным значением СОЕ для данного вида привитых сополимеров (ПСП) является 3,0 - 3,5 мг∙ экв/г, что соответствует 65 - 70 % содержанию ПДМАЭМА в модифицированном волокне.

Увеличить количество ПСП путем повышения концентрации растворов Н₂О₂ и Cu²⁺ оказалось невозможным, так как в этом случае значительно затрудняется процесс удаления этих компонентов при промывке волокна, что в дальнейшем снижает эффективность привитой полимеризации из-за протекания нежелательной реакции гомополимеризации ДМАЭМА.

Увеличить количество ПСП удалось раздельным введением компонентов инициирующей системы, т.е. дозировкой Н₂О₂ в реакционную массу через несколько минут после начала обработки ПКА волокна раствором Cu²⁺.

При одновременном введении Cu²⁺ и Н₂О₂ реакция в первую очередь происходит между этими компонентами реакционной массы, что приводит к активации участков молекул ПКА, не содержащих пероксидных групп, которые неизбежно образуются при хранении волокна. Если в реакционную массу сначала вводить ионы меди, то они дополнительно инициируют пероксидированные участки макромолекул ПКА, увеличивая таким образом количество активных центров, способных к привитой полимеризации, и как следствие, возрастает содержание ПСП в волокне.

Проведенные исследования показали, что раздельное введение компонентов ОВС позволяет увеличить количество ПСП еще на 20 -25 % и достигнуть 70 - 75 % содержания ПСП в волокне. Модифицированное ПКА волокно, полученное с применением раздельного введения компонентов ОВС, обладает СОЕ ~ 3,0 - 3,6 мг∙ экв/г, что является достаточным для применения его в качестве хемосорбента.

Литература

1. Стеценко О.В., Перевалова Е.А., Бутов Г.М. Изучение сорбционной активности привитых сополимеров на основе поликапроамида // Современные наукоемкие технологии. – 2013. – № 9. – С. 84-84;

2. Киба А.А., Перевалова Е.А., Бутов Г.М. Один из способов использования отходов поликапроамидного производства // Современные наукоемкие технологии. – 2014. – № 7-2. – С. 102-103;

3. Сокол А.М., Перевалова Е.А., Бутов Г.М. Особенности сорбции ионов меди (ii) хемосорбентоми на основе поликапроамида // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 3-4. – С. 568-568;

4. Перевалова Е.А., Бутов Г.М., Иванкина О.М., Киба А.А. Хемосорбенты на основе поликапроамида: синтез и изучение // Успехи современного естествознания. – 2016. – № 2. – С. 57-60;

Код для цитирования: Скопировать