Применение инновационных нанотехнологий для получения полиуретановых волокон
Автор: Лобачева Галина Константиновна, Мищенко Татьяна Александровна, Клопова Татьяна Юрьевна, Чадов Олег Петрович, Гучанова Ирина Жоржевна, Филиппова Анастасия Игоревна
Журнал: НБИ технологии @nbi-technologies
Рубрика: Технические инновации
Статья в выпуске: 6, 2012 года.
Бесплатный доступ
В работе представлены способы получения полиуретанов с помощью инновационных нанотехнологий. Испытаны полиуретановые волокна на погодоустойчивость, прочностные характеристики, вязкость растворов при получении волокон, светостойкость, целый ряд стабилизаторов немецкого, швейцарского и японского производства.
Спандекс, сумилайзер, тинувин-234, цианокс-1790, антиоксидант-44в25, тинувин-328, инновационные нанотехнологии
Короткий адрес: https://sciup.org/14968213
IDR: 14968213 | УДК: 678.6/.7;
Innovative application of nanotechnology for getting of polyurethane fibers
The paper provides methods for producing polyurethanes with innovative nanotechnology. Polyurethane fibers are tested on weather resistance, strength characteristics, the viscosity of solutions at the obtaining fiber, light resistance, a number of stabilizers, German, Swiss and Japanese production.
Текст научной статьи Применение инновационных нанотехнологий для получения полиуретановых волокон
Год за годом расширяются области применения полимерных материалов и усложняются требования, предъявляемые к условиям их переработки и эксплуатации. Весьма актуальной является задача продления срока службы полимерных материалов, поскольку при переработке и эксплуатации они подвергаются различным воздействиям, приводящим к ухудшению их свойств и в конечном итоге к разрушению. Поэтому в последние годы чрезвычайно возрос интерес к процессам старения полимеров. Изучение механизма старения под влиянием различных факторов (тепло, кислород, свет, механические нагрузки, влага и др.) является одной из важнейших задач науки о полимерах, решение которой позволит обоснованно подойти к выбору стабилизаторов и наметить пути эффективной защиты полимерных материалов. Этому важному вопросу – стабилизации полимеров – и посвящена данная статья. Статья содержит практические рекомендации по применению стабилизаторов для полиуретановых волокон.
На ПО «Химволокно» поступили два образца (по 0,5 кг) стабилизаторов полимерных материалов производства швейцарской фирмы
«Сиба-Гейги-АГ»: Тинувин-770Д (TV-770Д) и Цианокс-1790 (СУА-1790) для производства полиуретановой нити Спандекс.
Тинувин-770Д принадлежит к классу аминозадерживающих легких стабилизаторов. Это белые до желтого кристаллические гранулы.
Химическая формула:
Физические свойства:
-
- температура плавления – 81–85 °С;
-
- температура разложения – 220 °С;
-
- плотность – 1,05 г/см3;
-
- температура воспламенения – 150 °С;
-
- растворимость – растворяется в ацетоне, бензоле, хлороформе, гексане, метано-
- ле, митиленхлориде.
Цианокс-1790 – противоокислитель, порошок белого цвета.
Химическая формула:
трис (4-т-бутил-3-гидрокси-2,6-диметилбен-зил)-S-триозин-2,4,6-/1Н, 3Н, 5Н/-трион.
Физические свойства:
-
- точка плавления – 145–155 °С;
-
- плотность – 1,1 г/см3;
-
- температура вспышки – 200 °С;
-
- растворимость – растворим в стироле, толуоле, метилэтилкетоне, незначительно в этаноле (4,6 г), в воде не растворим.
Цианокс-1790 обладает важными свойствами:
-
- защищает полимер от разрушения при высокотемпературных операциях;
-
- обладает хорошей сопротивляемостью к экстракции горячей водой и моющими средствами.
Цианокс-1790 особенно эффективен при низких концентрациях от 0,02 до 0,10 от веса полимера, для полиуретана фирмой рекомендована концентрация 0,5 %. При нагревании Цианокса-1790 в воздухе до температуры 275 °С со скоростью 10 °С в минуту теряется 0,1 % (весовых).
В ЦЛО были проведены лабораторные испытания Тинувина-770Д и Цианокса-1790 в качестве свето- и термостабилизаторов для полиуретанового прядильного раствора.
Показатели качества Тинувина-770Д и Цианокса-1790 приведены в таблице 1 в сравнении с японскими стабилизаторами Тинуви-ном-328 и Сумилайзером.
Тинувин-770Д по коэффициенту светоп-ропускания лучше, чем японский Тинувин-328, а Цианокс-1790 имеет более низкую температуру плавления (155 оС), чем Сумилайзер, и низкий коэффициент светопропускания при длине волны 440 нм (53 %), что свидетельствует о наличии примесей в продукте.
Проведена серия пробных испытаний реакций полимеризации с Тинувином-770Д и Ци-аноксом-1790 по существующей методике с введением стабилизаторов по обычной схеме в дифенилметандиизоцианат, при раство- рении форполимера и в полимер после роста вязкости. Концентрация стабилизаторов 0,25–0,1 %. Из прядильного раствора были изготовлены пластинки для испытания на погодоустойчивость путем облучения ультрафиолетовыми лучами на установке «Федо-метр» при температуре 68 °С в течение 40 часов. Степень погодоустойчивости оценивалась по изменению цвета образцов по 7-балльной шкале. Полученные результаты представлены в таблице 2.
Из приведенных данных видно, что при загрузке TV-770Д в дифенилметандиизоцио-нат в количестве (0,5–1 %) происходит гелеобразование реакционной массы при дозировке удлинителя цепи – диаминопропана.
При уменьшении концентрации TV-770Д до 0,25 % гелеобразования не наблюдается, но вязкость прядильного раствора высокая 3 000 пуаз. При подаче Тинувина-770Д в виде 5-процентного раствора в диметилформамиде на стадии растворения форполимера не растет вязкость прядильного раствора: 600–900 пуаз.
При дозировке Тинувина-770Д в полимер после роста вязкости никаких отклонений в процессе не наблюдалось.
Цианокс-1790 можно добавлять в реакционную массу на любой стадии процесса – в дифенилметандиизоцианат, при растворении форполимера в виде 5-процентного раствора в ДМФ и в полимер после роста вязкости.
Испытание образцов на погодоустойчивость показало:
-
- Тинувин-770Д работает как стабилизатор только в паре с термостабилизатром даже при концентрации в прядильном растворе 1 %;
-
- по сравнению с японским Тинувином-328 Тинувин-770Д менее эффективен, но лучше, чем Беназол-328.
Таблица 1
Характеристика стабилизаторов
|
№ п/п |
Наименование определяемых показателей |
Тинувин-328 японский |
Сумилайзер |
Тинувин-770Д |
Цианокс-1790 |
|
1 |
Температура плавления 0 °С |
80–83 |
209 |
81 |
155 |
|
2 |
Коэффициент светопропускания |
||||
|
440 нм |
88 |
не норм. |
98,56 |
53,75 |
|
|
500 нм |
93 |
не норм. |
99,35 |
92,71 |
|
|
3 |
Массовая доля летучих веществ, % не более |
0,2 |
0,2 |
– |
– |
Таблица 2
|
№ п/п |
Виды стабилизаторов |
Массовая доля стабилизатора, % |
Загрузка стабилизатора |
Пробный лабораторный синтез |
||||||||
|
Характеристика форполимера |
Гелеобразование на разных стадиях |
Вязкость пря-дил. рас-ра, пуаз |
Пря-до-мость |
Остаток ДАП, мл |
||||||||
|
I |
II |
III |
IV |
V |
||||||||
|
1 |
Тинувин-328 Сумилайзер |
1,0 |
в ДМИ |
светлый, прозрачный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
1 125 |
хор. |
0 |
|
2 |
Без добавок |
– |
– |
– |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
1 350 |
1,5 |
|
|
3 |
ТV-770Д Цианокс-1790 |
1,0 |
в ДМИ |
очень вязкий с желтым оттенком |
гель |
гель |
гель |
– |
– |
– |
– |
15 |
|
4 |
Цианокс-1790 TV-770Д |
0,5 |
в ДМИ |
– |
гель |
гель |
гель |
– |
– |
– |
– |
10,8 |
|
5 |
TV-770Д Цианокс-1790 |
0,25 |
в ДМИ |
– |
н/г |
н/г |
гель |
н/г |
н/г |
3 000 |
хор. |
5,0 |
|
6 |
TV-770Д |
1,0 |
в ДМИ |
светлый, прозрачный |
гель |
гель |
гель |
– |
– |
– |
– |
16 |
|
7 |
Цианокс-1790 |
1,0 |
в ДМИ |
прозрачный с желтым оттенком |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
1 050 |
хор. |
0 |
|
8 |
Цианокс-1790 |
0,5 |
в ДМИ |
прозрачный, светлый |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
950 |
хор. |
3,0 |
|
9 |
Цианокс-1790 TV-770Д |
0,25 |
в ДМИ |
– |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
1 550 |
– |
2,4 |
|
10 |
Цианокс-1790 |
1,0 |
при растворении форполимера в ДМИ |
прозрачный с жел товатым оттенком |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
990 |
– |
2,8 |
|
11 |
ТV-770Д Цианокс-1790 |
1,0 |
после роста вязкости |
светлый, прозрачный |
– |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
1 450 |
– |
3,4 |
|
12 |
TV-328 Цианокс-1790 |
1,0 |
в ДМИ |
прозрачный с желтым оттенком |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
1 300 |
хор. |
15 |
|
13 |
TV-328 Цианокс-1790 |
0,25 |
в ДМИ |
– |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
1 050 |
– |
16 |
Продолжение таблицы 2
|
№ п/п |
Виды стабилизаторов |
Массовая доля стабилизатора, % |
Загрузка стабилизатора |
Пробный лабораторный синтез |
||||||||
|
Характеристика форполимера |
Гелеобразование на разных стадиях |
Вязкость прядил. рас-ра, пуаз |
Пря-до-мость |
Остаток ДАП, мл |
||||||||
|
I |
II |
III |
IV |
V |
||||||||
|
14 |
Беназол-328 Цианокс-1790 |
1,0 |
в ДМИ |
прозрачный с жел товатым оттенком |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
1 525 |
хор. |
0 |
|
15 |
TV-770Д Цианокс-1790 |
0,5 |
при растворении форполимера |
– |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
– |
– |
0 |
|
16 |
ТV-770Д Цианокс-1790 |
0,25 |
при растворении форполимера в ДМИ |
– |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
1 050 |
хор. |
0 |
|
17 |
ТV-770Д |
1,0 |
после роста вязкости |
– |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
1 200 |
– |
2 |
Продолжение таблицы 2
|
№ п/п |
Виды стабилизаторов |
Результаты облучения при температуре 63+5 ºС |
||||
|
Исходная цветность, балл |
10 часов |
20 часов |
30 часов |
40 часов |
||
|
1 |
Тинувин-328 Сумилайзер |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
|
2 |
Без добавок |
6 |
4 |
2 |
2 |
1 |
|
3 |
TV-770Д Цианокс-1790 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
4 |
Цианокс-1790 TV-770Д |
– |
– |
– |
– |
– |
|
5 |
TV-770Д Цианокс-1790 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5 |
|
6 |
TV-770Д |
– |
– |
– |
– |
– |
|
7 |
Цианокс-1790 |
6 |
6 |
5 |
5 |
4 |
|
8 |
Цианокс-1790 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5 |
|
9 |
Цианокс-1790 TV-770Д |
6 |
6 |
6 |
6 |
4,5 |
|
10 |
Цианокс-1790 |
5,5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
11 |
TV-770Д Цианокс-1790 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5 |
|
12 |
TV-328 Цианокс-1790 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,5 |
|
13 |
TV-328 Цианокс-1790 |
6 |
6 |
6 |
5,5 |
5 |
Окончание таблицы 2
|
№ п/п |
Виды стабилизаторов |
Результаты облучения при температуре – 63+5º С |
||||
|
Исходная цветность, балл |
10 часов |
20 часов |
30 часов |
40 часов |
||
|
14 |
Беназол-328 Цианокс-1790 |
5,5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
15 |
TV-770Д Цианокс-1790 |
6 |
5,5 |
5,5 |
5,5 |
5 |
|
16 |
TV-770Д Цианокс-1790 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,5 |
Тинувин-571 – жидкий вязкий продукт желтого цвета, растворимость в диметилфор-мамиде при температуре 25 °С.
Коэффициент светопропускания раствора Тинувин-571 в хлорбензоле выше, чем у Тинувина-328. Он равен:
при i = 440 нм - 89 %;
при i = 500 нм - 97,8 % (см. табл. 3).
Спектры Тинувина-328 и Тинувина-234 идентичны. Максимальный всплеск оптической плотности наблюдается при длине волны 300–305 нм и 340 нм, причем интенсивность светопоглощения у Тинувина-328 выше, чем у Тинувина-234.
Спектр Тинувина-571 отличается от спектров Тинувина-328 и Тинувина-234. Он имеет три всплеска оптической плотности при длинах волн:
-
- 300–305 нм (так же, как у TV-328 и TV-234);
-
- 330 нм;
-
- 350 нм.
В лабораторных условиях было проведено испытание Тинувина-234 и Тинувина-571 в качестве светостабилизаторов полиуретанового прядильного раствора.
С Тинувином-234 и Тинувиом-571 была проведена серия пробных полимеризаций по действующей методике. Стабилизаторы испытывались индивидуально и совместно с антиокислителями:
-
- Сумилайзер (ВВМ, ранее использовался в производстве полиуретановой нити спандекс);
-
- Цианокс-1790 (опытный образец швейцарской фирмы «Сиба-Гейги» );
-
- Антиоксидант-44В25 (производство Германии, используется в производстве в настоящее время);
-
- Ловинокс-44В25 (производство Германии).
Для определения оптимальной концентрации стабилизаторов были проведены пробные полимеризации с различным содержани-
ями свето- и термостабилизаторов. Стабилизаторы дозировались по обычной схеме в ДМИ. Из полученных прядильных растворов были сформированы пленки для испытания на погодоустойчивость. Испытания проводились на лабораторной установке «Федометр» путем ультрафиолетового облучения при температуре 63+5 °С в течение 40 часов. Степень погодоустойчивости образцов оценивалась по 7-балльной шкале. Результаты пробных лабораторных синтезов и испытаний на светостойкость приведены в таблицах 4, 5.
Из приведенных результатов видно, что Тинувин-234 индивидуально в качестве стабилизатора не работает. Степень погодоустойчивости образцов изменилась с 6 баллов до 3.
При совместном испытании ТV-234 с антиоксидантами получились следующие результаты.
При дозировке Тинувина-234 с Сумилай-зером при концентрации стабилизаторов в полимере 1 % образцы светостойки. После 40 часов ультрафиолетового облучения цвет образцов не изменился, также как при использовании Тинувина-328 с Сумилайзером.
По дозировке Тинувина-234 и Цианокса-1790 показатели погодоустойчивости полимера выше, чем при использовании Тинувина-328 и Цианокса-179».
При концентрации Тинувина-234 и Циа-нокса-1790 1 % степень погодоустойчивости 5,9 балла. С уменьшением концентрации Ти-нувина-234 до 0,5 % степень погодоустойчивости уменьшается до 5,8 балла. Степень погодоустойчивости пленок с применением Ти-нувина-328 – 5,5 балла.
Тинувин-234 совместно с Антиоксидан-том-44В25 дают более низкую степень погодоустойчивости (5,5 балла), чем Тинувин-328 и Антиоксидант-44В25 (5,9 балла).
При использовании Тинувина-234 совместно с Ловиноксом-44В25 образцы имеют
Таблица 3
Характеристика стабилизаторов
|
№ п/п |
Наименование показателей |
Тинувин-328 японский |
Тинувин-234 |
Тинувин-571 |
|
1 |
Температура плавления, °С |
80–83 |
139 |
жидкий |
|
2 |
Коэффициент светопропускания, % λ = 440 нм λ = 500 нм |
88 93 |
93,2 96,1 |
89 97,8 |
Таблица 4
Результаты испытаний Тинувина-234 фирмы «Сиба-Гейги» (Швейцария)
|
№ п/п |
Виды стабилизаторов |
Массовая доля стабилизатора, % |
Загрузка стаби-лизато-ра |
Пробный лабораторный синтез |
||||||||||
|
Характеристика форполимера |
Гелеобразование на разных стадиях |
Прядо-мость |
Вязкость прядил. рас-ра, пуаз |
Остаток ДАП, мл |
||||||||||
|
I |
II |
III |
IV |
V |
||||||||||
|
1 |
Без добавок |
– |
– |
прозрачный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 300 |
15 |
||
|
2 |
Тинувин-328 Сумилайзер |
1 |
в ДМИ |
прозрачный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 225 |
5 |
||
|
3 |
Тинувин-571 Сумилайзер |
1 |
в ДМИ |
прозрачный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 990 |
0 |
||
|
4 |
Тинувин-571 |
1 |
в ДМИ |
прозрачный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
0 |
|||
|
5 |
Тинувин-571 Цианокс-1790 |
1 |
в ДМИ |
прозрачный c лимонным оттенком |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 050 |
0 |
||
|
6 |
Тинувин-571 Цианокс-1790 |
0,5 |
в ДМИ |
прозрачный c лимонным оттенком |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 150 |
0 |
||
|
7 |
Тинувин-571 Цианокс-1790 |
0,25 |
в ДМИ |
прозрачный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 975 |
0 |
||
|
8 |
Тинувин-571 Антиоксидант-44В25 |
1 |
в ДМИ |
мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 825 |
2 |
||
|
9 |
Тинувин-571 Антиоксидант-44В25 |
0,5 |
в ДМИ |
мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 250 |
0 |
||
|
10 |
Тинувин-571 Антиоксидант-44В25 |
0,5 |
в ДМИ |
незначительно мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
– |
1 575 |
0 |
||
|
11 |
Тинувин-571 Антиоксидант-44В25 |
0,5 1 |
в ДМИ |
мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 075 |
0 |
||
|
12 |
Тинувин-328 Антиоксидант-44В25 |
1 |
в ДМИ |
мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 050 |
0 |
||
|
13 |
Тинувин-571 Ловинокс |
1 |
в ДМИ |
мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 975 |
1,6 |
||
|
14 |
Тинувин-571 Ловинокс |
1 0,5 |
в ДМИ |
мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 075 |
0 |
||
|
Результаты испытаний на светостойкость |
||||||||||||||
|
№ п/п |
Виды стабилизаторов |
Исходная цветность |
10 часов |
20 часов |
30 часов |
40 часов |
||||||||
|
1 |
Без добавок |
6 |
– |
– |
– |
– |
||||||||
|
2 |
Тинувин-328 Сумилайзер |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
||||||||
Окончание таблицы 4
|
Результаты испытаний на светостойкость |
|||||||
|
№ п/п |
Виды стабилизаторов |
Исходная цветность |
10 часов |
20 часов |
30 часов |
40 часов |
Пленка |
|
3 |
Тинувин-571 Сумилайзер |
7 |
7 |
7 |
7 |
6,9 |
– |
|
4 |
Тинувин-571 |
6 |
6 |
5,5 |
4,5 |
3 |
– |
|
5 |
Тинувин-571 Цианокс-1790 |
6 |
5,8 |
5,8 |
5,8 |
5,8 |
– |
|
6 |
Тинувин-571 Цианокс-1790 |
6 |
6 |
6 |
5,8 |
5,8 |
– |
|
7 |
Тинувин-571 Цианокс-1790 |
6 |
6 |
5,9 |
5,9 |
5,5 |
– |
|
8 |
Тинувин-571 Антиоксидант-44В25 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,9 |
– |
|
9 |
Тинувин-571 Антиоксидант-44В25 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,8 |
– |
|
10 |
Тинувин-571 Антиоксидант-44В25 |
6 |
6 |
6 |
5,9 |
5,8 |
– |
|
11 |
Тинувин-571 Антиоксидант-44В25 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,9 |
– |
|
12 |
Тинувин-328 Антиоксидант-44В25 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,9 |
– |
|
13 |
Тинувин-571 Ловинокс |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
Матовая |
|
14 |
Тинувин-571 Ловинокс |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,9 |
Матовая |
Таблица 5
Результаты испытаний Тинувина-234 фирмы «Сиба-Гейги» (Швейцария)
|
№ п/п |
Виды стабилизаторов |
Массовая доля стабилизатора, % |
Загрузка стаби-лиза-тора |
Пробный лабораторный синтез |
||||||||
|
Характеристика форполимера |
Гелеобразование на разных стадиях |
Прядо-мость |
Вязкость прядил. рас-ра, пуаз |
Остаток ДАП, мл |
||||||||
|
I |
II |
III |
IV |
V |
||||||||
|
1 |
Без добавок |
– |
– |
прозрачный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 300 |
15 |
|
2 |
Тинувин-328 Сумилайзер |
1 |
в ДМИ |
прозрачный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 225 |
5 |
|
3 |
Тинувин-234 Сумилайзер |
1 |
– |
– |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 500 |
5 |
|
4 |
Тинувин-234 |
1 |
– |
– |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
– |
1 025 |
0 |
|
5 |
Тинувин-234 Цианокс-1790 |
1 |
– |
светло-лимонный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
– |
1 500 |
3 |
|
6 |
Тинувин-234 Цианокс-1790 |
0,5 |
– |
– |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
– |
1 500 |
2 |
|
7 |
Тинувин-234 Цианокс-1790 |
0,25 |
– |
прозрачный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
– |
2 050 |
7 |
|
8 |
Тинувин-234 Антиоксидант-44В25 |
1 |
– |
мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
– |
2 000 |
2 |
Продолжение таблицы 5
|
№ п/п |
Виды стабилизаторов |
Массовая доля стаби-лизато-ра, % |
Загрузка стаби-лизато-ра |
Пробный лабораторный синтез |
|||||||||||
|
Харак-теристи-ка фор-полимера |
Гелеобразование на разных стадиях |
Прядо-мость |
Вязкость прядил. рас-ра, пуаз |
Остаток ДАП, мл |
|||||||||||
|
I |
II |
III |
IV |
V |
|||||||||||
|
9 |
Тинувин-234 Антиокси-дант-44В25 |
1 0,5 |
в ДМИ |
незна-читель-но мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
– |
1 326 |
2 |
|||
|
10 |
Тинувин-234 Антиокси-дант-44В25 |
0,5 |
в ДМИ |
мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
– |
1 025 |
0 |
|||
|
11 |
Тинувин-234 Антиокси-дант-44В25 |
0,5 1 |
– |
мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
– |
1 050 |
0 |
|||
|
12 |
Тинувин-328 Антиокси-дант-44В25 |
1 |
– |
мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
– |
1 050 |
0 |
|||
|
13 |
Тинувин-234 Ловинокс |
1 |
– |
мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
– |
950 |
4 |
|||
|
14 |
Тинувин-234 Ловинокс |
1 0,5 |
в ДМИ |
незна-читель-но мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хорошая |
1 050 |
0 |
|||
|
Результаты испытаний на светостойкость |
|||||||||||||||
|
№ п/п |
Виды стабилизаторов |
Исходная цветность |
10 часов |
20 часов |
30 часов |
40 часов |
Пленка |
||||||||
|
1 |
Без добавок |
6 |
3 |
– |
– |
– |
– |
||||||||
|
2 |
Тинувин-328 Сумилайзер |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
– |
||||||||
|
3 |
Тинувин-234 Сумилайзер |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
– |
||||||||
|
4 |
Тинувин-234 |
6 |
6 |
5 |
4,5 |
3 |
– |
||||||||
|
5 |
Тинувин-234 Цианокс-1790 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,9 |
– |
||||||||
|
6 |
Тинувин-234 Цианокс-1790 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,8 |
– |
||||||||
|
7 |
Тинувин-234 Цианокс-1790 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,8 |
– |
||||||||
|
8 |
Тинувин-234 Антиокси-дант-44В25 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,5 |
– |
||||||||
|
9 |
Тинувин-234 Антиокси-дант-44В25 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,5 |
– |
||||||||
|
10 |
Тинувин-234 Антиокси-дант-44В25 |
6 |
6 |
6 |
5,8 |
5,5 |
– |
||||||||
|
11 |
Тинувин-234 Антиокси-дант-44В25 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,8 |
– |
||||||||
Окончание таблицы 5
|
Результаты испытаний на светостойкость |
|||||||
|
№ п/п |
Виды стабилизаторов |
Исходная цветность |
10 часов |
20 часов |
30 часов |
40 часов |
Пленка |
|
12 |
Тинувин-328 Антиоксидант-44В25 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,9 |
– |
|
13 |
Тинувин-234 Ловинокс |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
Матовая |
|
14 |
Тинувин-234 Ловинокс |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,8 |
Матовая |
Результаты испытаний Тинувина-770Д и Цианокса-1790 в качестве стабилизаторов полиуретанового раствора
Цианокс-1790 прошел испытания, но его также необходимо использовать совместно со светостабилизатором, в отличие от Су-милайзера.
Таким образом, можно сделать выводы по данному разделу. Они заключаются в следующем:
-
1. В лабораторных условиях проведено испытание стабилизаторов полиуретанового раствора Тинувина-770Д и Цианокса-1790 производства швейцарской фирмы «Сиба-Гейги-АГ».
-
2. Тинувин-770Д по физическим характеристикам близок к японскому Тинувину-328.
-
3. Цианокс-1790 имеет низкую температуру плавления по сравнению с Сумилайзе-ром (155 °С) и маленький коэффициент све-топропускания (54 %).
-
4. Тинувин-770Д и Цианокс-1790 выдержали испытание на погодоустойчивость, однако по сравнению с японским Тинувином-328 и Сумилайзером они менее эффективны.
-
5. Тинувин-770Д и Цианокс-1790 работают как стабилизаторы только в паре со вторым компонентом, при индивидуальной дозировке образцы полиуретанового раствора не выдерживают испытания на погодоустойчивость.
-
6. Дозировку Тинувина-770Д в реакционную массу можно проводить только после роста вязкости прядильного раствора, при загрузке в дифенилметандиизоцианат происходит значительное гелеобразование, при подаче на стадии растворения форполимера нет роста вязкости прядильного раствора.
-
7. Рекомендуем в производственных условиях провести испытания Цианокса-1790.
Также были продолжены испытания ультрафиолетовых абсорберов Тинувин-234 и Ти-нувин-571.
На АО «Волжское химволокно» поступили два образца ультрафиолетовых абсорберов производства швейцарской фирмы «Сиба-Гейги-АГ» Тинувин-234 и Тинувин-571.
Тинувин-234/ТV-234 принадлежит к классу производных бензотриазола. Это желтоватый кристаллический порошок.
Химическая формула:
Физические свойства:
-
- температура размягчения 135–145 °С;
-
- растворимость – хорошо растворяется в бензоле, метиленхлориде, хлороформе; плохо растворим в воде, метаноле. По данным лаборатории НИЛ «Спандекс», растворимость Тинувина-234 в диметилформамиде при температуре 25 °С – 4,1 г в 100 г.
Характерная особенность Тинувина-234 – низкая летучесть, что позволяет применять его в производствах, где может происходить потеря стабилизаторов во время переработки.
Потери веса Тинувина-234 при температуре 200 °С составляют – 0,1 %.
Тинувин-234 имеет более высокую температуру плавления (139 °С), чем Тинувин-328 (83 °С).
Коэффициент светопропускания раствора Тинувина-234 в хлорбензоле при длине волны 440 и 500 нм составляет соответственно 93 и 96 %, что значительно превышает требования к качеству светостабилизатора (88 и 93 %).
Характеристику на Тинувин-571 фирма «Сиба-Гейги» не представила, в справочной литературе она также отсутствует.
степень погодоустойчивости выше (6 баллов), чем у образцов с Тинувином-328 и Ловинок-сом-44В25 – 5,9 балла.
Тинувин-571 с Антиоксидантом-44В25 (при концентрации 1 % работает так же, как и Тину-вин-328. Степень погодоустойчивости после 40 часов облучения – 5,9 балла).
Уменьшение концентрации стабилизаторов до 0,5 % вызывает незначительное уменьшение степени погодоустойчивости до 5,8 балла.
Тинувин-571 с Ловиноксом-44В25 при концентрации каждого стабилизатора по 1 % обеспечивает светостойкость образцов.
Выводы по данному разделу:
-
1. Проведены лабораторные испытания ультрафиолетовых стабилизаторов полиуретановых полимеров: Тинувина-234 и Тинувина-571 производства швейцарской фирмы «Сиба-Гейги».
-
2. Тинувин-234 и Тинувин-571 имеют, по сравнению с Тинувином-328, более высокий коэффициент светопропускания. Температура плавления Тинувина-234 (139 °С) значительно выше, чем Тинувина-328 (83 °С).
-
3. Тинувин-234 и Тинувин-571 при индивидуальном использовании в качестве свето-стабилизаторов не работают.
-
4. Тинувин-234 и Тинувин-571 совместно с антиокислителями позволяют получить погодоустойчивый полимер:
-
- с Сумилайзером, Цианоксом-1790, Лови-ноксом-44В25 работают на уровне Тину-вина-328;
-
- с Антиоксидантом-44В25 – хуже Тину-вина-328.
-
5. Оптимальная концентрация Тинувина-234 и Тинувина-571 в полимере – 1,0 % .
-
6. Рекомендуем провести промышленное испытание Тинувина-234. Объем закупки про-
- дукта – не более 20 кг на 5 партий прядильного раствора.
-
7. Промышленное испытание Тинувина-571 проводить не рекомендуем, так как Тину-вин-571 – жидкий продукт, есть вероятность его работы как пластификатора, что отразится на физико-механических показателях нити.
В цехе «Спандекс» завода «Химволок-но» проводилось испытание швейцарских стабилизаторов фирмы «Сиба-Гейги» Тинувина-234 и Цианокса-1790.
С указанными стабилизаторами получено 239 партий прядильного раствора (п. 1571– 1770, п. 1–41). Расход стабилизаторов на одну партию прядильного раствора:
-
- Тинувин-234 – 1,95 кг (0,5 %);
-
- Цианокс-1790 – 1,95 кг (0,5 %).
Дозировку Тинувина-234 проводили по регламентной схеме – в ПТМЭГ, дозировку Цианокса-1790 – на втором растворении форполимера. Процесс получения прядильного раствора проходил без отклонений от требований технологического регламента. Все партии прядильного раствора по вязкости и показателю «фильтруемость» соответствовали норме. Концентрация полимера на некоторых партиях была целенаправленно снижена до 31,5 %.
Полиуретановый полимер, полученный с добавками Тинувина-234 и Цианокса-1790, выдерживает испытания на погодоустойчивость при облучении ультрафиолетовыми лучами на установке «Федометр». Цвет матированных пленок, изготовленных из прядильного раствора (п.1574–1579 и поз. 2-101 А, В), за 40 часов облучения при Т – 65 + 5 °С изменяется всего на 0,5 балла. Полиуретановая нить линейной плотности 2,2–93,5 текс также погодоустойчива (см. табл. 6). При облучении полиуретановой нити на установке «Фе- дометр» в течении 40 часов не наблюдается изменения прочности нити (см. табл. 7).
Содержание низкомолекулярных соединений в полиуретановом полимере (поз. 2-101 А, В) составляет (см. табл. 8):
-
- экстракцией ССl4 – 0,79 %;
-
- экстракцией изопропиловым спиртом – 1,70 %.
Содержание низкомолекулярных веществ в волокне с прядильных шахт:
-
- с ССl4 – 1,02–1,44 %;
-
- с изопропиловым спиртом – 2,9–3,35 %.
То есть количество низкомолекулярных соединений увеличивается в процессе формования нити на 0,23–0,65 % (с ССl4) и на 1,2– 1,65 % (с изопропиловым спиртом), что незначительно ниже, чем при использовании Тину-вина-328 (0,75 %) и Ловинокса (0,75 %) . При работе на серийных стабилизаторах повышение низкомолекулярных соединений происходит на:
-
- 0,5–0,63 % с ССl4;
-
- 2,04–2,49 % с изопропиловым спиртом.
В период испытаний опытных стабилизаторов в течение 45 суток не обнаружено отрицательных моментов в работе участка рекуперации диметилформамида.
Подведем итоги по испытаниям:
-
1. Проведено промышленное испытание швейцарских стабилизаторов фирмы «Сиба-Гейги»: Тинувина-234, Цианокса-1790.
-
2. Получено 239 партий прядильного раствора с добавками опытных стабилизаторов на одну партию по:
-
- Тинувина-234 – 1,95 кг (0,5 %);
-
- Цианокса-1790 – 1,95 кг (0,5 %).
-
3. Полиуретановая нить, сформованная из полимера, содержащего Тинувин-234 и Цианокс1790 в количестве по 0,5 %, выдерживает испытания на погодоустойчивость на установке «Фе-дометр» при температуре 65 + 5 °С.
-
4. В период испытаний (45 суток) не наблюдалось увеличения количества отложений на стадии рекуперации диметилформамида.
-
5. Опытные партии полиуретановой нити с Тинувином-234 и Цианоксом-1790 отправлены на переработку потребителю. Считаем, что Тинувин-234 и Цианокс-1790 можно серийно использовать в производстве.
Были испытаны полиуретановые нити в различном соотношении Тинувина-328 и Лови- нокса-14В25. Свойства исследованных стабилизаторов представлены в таблице 9.
При совместном использовании Тинуви-на-328 и Ловинокса-44В25 в количестве 1 % каждого (3,9 кг на партию) образцы выдерживают испытания на погодоустойчивость. При добавлении только Ловинокса в количестве 1 % цветность изменяется с 6 до 3 баллов: образцы не выдерживают испытания (см. табл. 10).
Увеличение количества стабилизатора до 2 % незначительно замедляет процесс старения под действием ультрафиолетовых лучей, но полностью его не исключает: цветность образцов измеряется от 6 до 4,5 балла.
По сравнению с ВВМ «Сумилайзер» Ловинокс менее эффективен, так как цвет образца с одним ВВМ в количестве 1 % за 40 часов испытаний изменился всего с 6 до 5,5 балла.
Уменьшение количества Ловинокса до 0,5–0,75 % (при содержании Тинувина-328 – 1 %) не оказывает отрицательного влияния на светостойкость образцов при ультрафиолетовом облучении (см. табл. 11).
При использовании Ловинокса наблюдался рост вязкости прядильного раствора в процессе хранения. Наиболее интенсивно это происходит по дозировке Ловинокса по обычной схеме введения его в исходное сырье. При загрузке Ловинокса на стадии второго растворения форполимера рост вязкости замедляется. В таблице 12 представлены результаты замера вязкости прядильного раствора, полученного с различными добавками стабилизаторов, при хранении. При наличии в прядильном растворе только Тинувина-328 вязкость прядильного раствора возрастает за сутки на 250 пуаз. При дозировке Тинувина-328 и Ло-винокса по 1 % вязкость прядильного раствора увеличивается на 1 275 пуаз. При уменьшении добавки Ловинокса до 0,75 % рост вязкости – на 725 пуаз.
Из полученных результатов видно, что при совместном использовании Тинувина-328 и Ловинокса-44В25 в количестве 1 % каждого (3,9 кг на партию) образцы выдерживают испытание на погодоустойчивость. При добавлении только Ловинокса в количестве 1 % цветность изменяется с 6 до 3 баллов: образцы не выдерживают испытания.
Увеличение количества стабилизатора до 2 % незначительно замедляет процесс старения под действием ультрафиолетовых лучей, но полностью его не исключает: цветность образцов изменяется с 6 до 4,5 балла.
По сравнению с ВВМ Ловинокс менее эффективен, так как цвет образцов с одним ВВМ в количестве 1 % за 40 часов испытаний изменилась всего с 6 до 5,5 балла.
Уменьшение количества Ловинокса до 0,5–0,75 % (при содержании Тинувина-328 –
Таблица 6
Результаты испытаний на погодоустойчивость волокна и матированных пленок, изготовленных из прядильного раствора с Тинувином-234 и Цианоксом-1790
|
№ п/п |
Место отбора |
Цветность образцов, балл |
||||
|
Исходная |
10 часов |
20 часов |
30 часов |
40 часов |
||
|
1 |
п. 1574 |
7 |
7 |
7 |
7 |
6,5 |
|
2 |
п. 1575 |
7 |
7 |
7 |
7 |
6,5 |
|
3 |
п. 1578 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6 |
|
4 |
п. 1579 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6 |
|
5 |
2-101В |
7 |
7 |
7 |
7 |
6,5 |
|
6 |
2-101А |
7 |
7 |
7 |
7 |
6,5 |
|
7 |
2-101В |
7 |
7 |
7 |
7 |
6,5 |
|
8 |
п/у нить |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
|
9 |
4,4 текс |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
|
10 |
- |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
|
11 |
п/у нить |
7 |
7 |
7 |
7 |
7 |
|
12 |
8,0 текс |
7 |
7 |
7 |
7 |
7 |
|
13 |
п/у нить |
7 |
7 |
7 |
7 |
7 |
|
14 |
23,0 текс |
7 |
7 |
7 |
7 |
7 |
|
15 |
15,6 текс |
7 |
7 |
7 |
7 |
7 |
|
16 |
4,4 текс |
7 |
7 |
7 |
7 |
7 |
Таблица 7
Измерение прочности волокна при облучении ультрафиолетовыми лучами на установке «Федометр», Т - 65 ± 5 °С
|
№ п/п |
Линейная плотность |
Прочность нити до облучения, гр. |
Прочность нити после облучения, гр. |
|||
|
10 часов |
20 часов |
30 часов |
40 часов |
|||
|
1 |
2,2 |
19 |
19 |
20 |
19 |
19 |
|
2 |
4,4 |
36 |
35 |
36 |
35 |
36 |
|
3 |
15,6 нет/ф |
100 |
108 |
110 |
117 |
110 |
|
4 |
23 нет/ф |
194 |
192 |
196 |
192 |
193 |
|
5 |
48 нет/ф |
353 |
351 |
358 |
351 |
353 |
Таблица 8
Содержание низкомолекулярных соединений в п/у полимере и в волокне без замасливателя с различными добавками стабилизаторов
|
№ п/п |
Наименование стабилизаторов количество, % |
Содержание Н. М. С. |
Прирост Н. М. С. |
||||||||
|
Прядильный р-р поз. 2-101 |
Волокно с шахты «А»-линия |
Волокно с шахты «В»-линия |
Линия «А» |
Линия «В» |
|||||||
|
ССl 4 |
изопропил. спирт |
ССl 4 |
изопр. |
ССl 4 |
изопр. |
ССl 4 |
изо-пр. |
ССl 4 |
изо-пр. |
||
|
1 |
Тинувин-328 – 0,75 Ловинокс – 0,75 |
1,02 |
2,22 |
1,52 |
4,26 |
1,65 |
4,71 |
0,5 |
2,04 |
0,63 |
2,49 |
|
2 |
Тинувин-234 – 0,5 Цианокс-1790 – 0,5 |
0,79 |
1,7 |
1,02 |
2,9 |
1,44 |
3,35 |
0,23 |
1,2 |
0,65 |
1,65 |
Показатели качества стабилизаторов
|
№ п/п |
Наименование показателей |
Сумилайзер (ВВМ) |
Ловинокс |
|
1 |
Температура плавления, °С |
209 |
211 |
|
2 |
Массовая доля легколетучих примесей, % |
0,2 |
0,092 |
Таблица 9
При уменьшении добавки Ловинокса до 0,75 % рост вязкости наблюдается на 725 пуаз.
Кроме пластинок было испытано на погодоустойчивость волокно, полученное с одним Тинувином-328, с Тинувином-328 и Лови-ноксом и только с Ловиноксом. Полученные результаты представлены в таблице 13, из которых следует, что волокно с добавками Тинувина-328 и Ловинокса выдерживает испытание на погодоустойчивость. При использовании одного Ловинокса волокно желтеет, теряет прочность.
Уменьшение количества вводимого Ло-винокса с 1 % до 0,75 % (2,9 кг на партию прядильного раствора) не вызвало ухудшение светостойкости волокна.
Следует отметить, что при использовании Ловинокса ухудшалась работа отделения рекуперации ДМФ. Обычно чистку конденсаторов проводят один раз в два месяца. При работе с Ловиноксом за 10 дней перепад давления между секциями конденсатора составил 60 мм.вод.ст (при норме 15). Это, возмож- но, связано с летучестью Ловинокса. Таким образом, после анализа результатов исследования сделаны выводы:
-
1. Проведено испытание стабилизатора полиуретанового раствора «Lowinox-44В25» немецкого производства.
-
2. Установлено, что Lowinox, по сравнению с японским Сумилайзером, менее эффективен, его можно использовать только в сочетании со вторым стабилизатором Тинуви-ном-328.
-
3. При использовании Ловинокса образуется мутный форполимер и наблюдается рост вязкости прядильного раствора при хранении.
-
4. Для исключения роста вязкости прядильного раствора при хранении рекомендуем:
-
- вводить Lowinox в реакционную массу на стадии второго растворения форполимера;
-
- количество Ловинокса»снизить с 1 % (3,9 кг на партию) до 0,75 % (2,9 кг на партию);
-
- добавку Тинувина-328 оставить без изменений – 3,9 кг.
-
5. Полиуретановая нить, сформированная из прядильного раствора, содержащего Тинувин-328 – 1 % и Ловинокс – 0,75 %, выдерживает испытания на погодоустойчивость под действием ультрафиолетовых лучей при температурах 60 °С и 80 °С в течении 40 часов.
Проведены испытания двух стабилизаторов для полиуретанового волокна из Германии: Lowinox-44В25 и Антиоксидант-44В25, которые имеют одинаковую химическую и структурную формулу, такую же как у Сумилайзера. Показатели качества стабилизаторов незначительно отличаются только по содержанию летучих веществ (табл. 14). Ловинокс был испытан ранее, и установлено, что его можно использовать только в паре со вторым стабилизатором – Тинувином-328. Индивидуально Ловинокс, в отличие от Сумилайзера, не работает. Ан-
Таблица 10
|
№ п/п |
Виды стабилизаторов |
Массовая доля стабилизатора, % |
Загрузка стабилизатора |
Пробный лабораторный синтез |
||||||||||||
|
Характеристика форполимера |
Гелеобразование на разных стадиях |
Прядо-мость |
Вязкость прядил. рас-ра, пуаз |
Остаток ДАП, мл |
||||||||||||
|
I |
II |
III |
IV |
V |
||||||||||||
|
1 |
Без добавок |
– |
– (лаборат.) |
прозрачный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 400 |
15 |
||||
|
2 |
Тинувин-328 Сумилайзер |
1 1 |
в ДМИ (лаборат.) |
прозрачный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
2 000 |
3 |
||||
|
3 |
Сумилайзер (ВВМ) |
1 |
в ДМИ (лаборат.) |
прозрачный |
хор. |
хор. |
хор. |
н/г |
н/г |
хор. |
2 010 |
3 |
||||
|
4 |
Тинувин-328 Ловинокс |
0,75 1 |
п. № 336 (цеховая) |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
хор. |
1 725 |
– |
||||
|
5 |
Тинувин-328 Ловинокс |
1 1 |
в ДМИ (лаборат.) |
мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 450 |
4 |
||||
|
6 |
Ловинокс |
1 |
п. № 400 (цеховая) |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
хор. |
1 650 |
– |
||||
|
7 |
Ловинокс |
1 |
в ДМИ (лаборат.) |
мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 450 |
11 |
||||
|
8 |
Ловинокс |
1,5 |
в ДМИ (лаборат.) |
мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 500 |
10 |
||||
|
9 |
Ловинокс |
2 |
в ДМИ (лаборат.) |
мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 850 |
6,5 |
||||
|
10 |
Тинувин-328 Ловинокс |
1 0,75 |
в ДМИ |
мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 250 |
0 |
||||
|
11 |
Тинувин-328 Ловинокс |
1 0,5 |
в ДМИ |
мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
1 675 |
3 |
||||
|
12 |
Тинувин-328 Ловинокс |
1 0,75 |
в ДМИ при растворении форполимера |
прозрачный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
хор. |
2 000 |
6 |
||||
|
Результаты испытаний на светостойкость |
||||||||||||||||
|
№ п/п |
Виды стабилизаторов |
Исходная цветность |
10 часов |
20 часов |
30 часов |
40 часов |
||||||||||
|
1 |
Без добавок |
6 |
3 |
– |
– |
– |
||||||||||
|
2 |
Тинувин-328 Сумилайзер |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,9 |
||||||||||
|
3 |
Сумилайзер (ВВМ) |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,5 |
||||||||||
|
4 |
Тинувин-328 Ловинокс |
6 |
6 |
6 |
5,5 |
5,5 |
||||||||||
|
5 |
Тинувин-328 Ловинокс |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,9 |
||||||||||
|
6 |
Ловинокс |
6 |
6 |
6 |
5 |
4,5 |
||||||||||
|
7 |
Ловинокс |
6 |
4,5 |
4 |
3 |
– |
||||||||||
|
8 |
Ловинокс |
6 |
5,8 |
5 |
4 |
3 |
||||||||||
|
9 |
Ловинокс |
6 |
5,8 |
5,8 |
5 |
4,5 |
||||||||||
|
10 |
Тинувин-328 Ловинокс |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,8 |
||||||||||
|
11 |
Тинувин-328 Ловинокс |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,9 |
||||||||||
|
12 |
Тинувин-328 Ловинокс |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,9 |
||||||||||
Таблица 11
Результаты испытаний полиуретановых пленок в ультрафиолетовых лучах при температуре 60 °С
|
№ п/п |
Вид стабилизатора |
Массовая доля стабилизатора в полимере, % |
Загрузка стабилизаторов |
Результаты облучения |
||||
|
Исходная цветность |
10 часов |
20 часов |
30 часов |
40 часов |
||||
|
1 |
Тинувин-328 Сумилайзер |
1 1 |
в ДМИ (лаборат.) |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
|
2 |
Без добавок |
– |
– |
6,5 |
4 |
4 |
3 |
2 |
|
3 |
Сумилайзер |
1 |
в ДМИ (лаборат.) |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,5 |
|
4 |
Тинувин-328 Ловинокс |
0,75 1 |
п. № 336 (цеховая) |
6 |
6 |
6 |
5,5 |
5,5 |
|
5 |
Тинувин-328 Ловинокс |
1 1 |
в ДМИ (лаборат.) |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,9 |
|
6 |
Ловинокс |
1 |
в ДМИ (лаборат.) |
6 |
5 |
4,5 |
4,5 |
3 |
|
7 |
Ловинокс |
1,5 |
– |
6 |
6 |
6 |
5,9 |
4,5 |
|
8 |
Ловинокс |
2 |
– |
6 |
6 |
6 |
5,9 |
5 |
|
9 |
Ловинокс |
1 |
п. № 400 (цеховая) |
6 |
6 |
6 |
6 |
5 |
|
10 |
Тинувин-328 Ловинокс |
1 0,75 |
в ДМИ (лаборат.) |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,8 |
|
11 |
Тинувин-328 Ловинокс |
1 0,5 |
в ДМИ (лаборат.) |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,9 |
|
12 |
Тинувин-328 Ловинокс |
1 0,75 |
в ДМИ при растворении форполимера |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,9 |
Таблица 12
Изменение вязкости прядильного раствора при хранении
|
№ п/п |
Вид стабилизатора |
Массовая доля стабилизатора в полимере, % |
Загрузка стабилизатора |
Вязкость при 30 ° , пуаз |
Прирост вязкости за сутки, пуаз |
|
|
Начальная |
Через сутки |
|||||
|
1 |
Тинувин-328 Ловинокс |
1 1 |
в ДМИ в ДМИ |
2 225 |
3 500 |
1 275 |
|
2 |
Тинувин-328 Ловинокс |
1 0,75 |
в ДМИ в ДМИ |
1 250 |
1 975 |
725 |
|
3 |
Тинувин-328 Ловинокс |
1 0,5 |
в ДМИ в ДМИ |
1 675 |
2 400 |
725 |
|
4 |
Тинувин-328 Ловинокс |
1 1 |
в ДМИ при растворении форполимера |
1 275 |
1 925 |
650 |
|
5 |
Тинувин-328 Ловинокс |
1 0,75 |
в ДМИ при растворении форполимера |
2 000 |
2 625 |
625 |
|
6 |
Тинувин-328 |
1 |
в ДМИ |
1 225 |
1 475 |
250 |
Таблица 13
Результаты испытаний полиуретанового волокна в ультрафиолетовых лучах при температуре 60 °С
|
№ п/п |
Линейная плотность нити, текс |
Вид внесенного стабилизатора |
Массовая доля стабилизатора в полимере, % / загрузка на партию прядильного раствора, кг |
Результаты облучения |
||||
|
Исх. цвет |
10 часов |
20 часов |
30 часов |
40 часов |
||||
|
1 |
23 |
Тинувин-328 |
1/3,9 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,5 |
|
2 |
23 |
Тинувин-328 Ловинокс |
1/3,9 1/3,9 |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
|
3 |
15,6 |
Тинувин-328 |
1/3,9 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,5 |
|
4 |
15,6 |
Тинувин-328 Ловинокс |
1/3,9 1/3,9 |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
|
5 |
15,6 |
Ловинокс |
1/3,9 |
6 |
6 |
6 |
5 |
4,5 |
|
6 |
2,2 |
Ловинокс |
1/3,9 |
6 |
6 |
6 |
5 |
4,5 |
|
7 |
4,4 |
Тинувин-328 Ловинокс |
1/3,9 0,75/2,9 |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
|
8 |
8 |
Тинувин-328 Ловинокс |
1/3,9 0,75/2,9 |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
Таблица 14
тиоксидант-44В25 был также испытан в лабораторных условиях по обычной схеме, для чего готовилась серия прядильных растворов с различным содержанием Антиоксиданта в смеси с Тинувином-328 и индивидуально. Из прядильного раствора были изготовлены пленки, которые подвергали облучению ультрафиолетовыми лучами при температуре 60 °С на установке «Федо-метр». Степень погодоустойчивости оценивали по изменению цвета образцов через 10 часов по 7-балльной шкале. Полученные результаты представлены в таблице 15.
Из приведенных данных видно, что при содержании в полимере Тинувина-328 – 1 % и «Антиоксиданта» – 1 % образцы пластинок выдерживают испытания на погодоустойчивость: цвет за 40 часов не изменился. Уменьшение концентрации Антиоксиданта в полимере до 0,5 % приводит к изменению цвета на 0,5 балла.
В том случае, когда используется только один Антиоксидант без Тинувина-328 в коли-
честве 1 %, образцы пластинок не выдерживают испытания на погодоустойчивость: цветность уменьшается с 6 до 4,5 балла.
При увеличении концентрации Антиоксиданта до 2 % цветность образцов не изменяется, однако в этом случае нет роста вязкости прядильного раствора.
Анализируя полученные результаты, можно сделать следующие выводы:
-
1. Проведены лабораторные испытания Антиоксиданта-44В25»из Германии. Структурная формула Антиоксиданта-44В25 соответствует ранее используемому Сумилайзе-ру ВВМ производства Японии.
-
2. Показателями качества (температура плавления, влажность, зольность) Антиокси-дант-44В25 соответствует требованиям технологического регламента цеха «Спандекс».
-
3. Антиоксидант 44В25 может быть использован в качестве стабилизатора полиуретанового раствора только в паре с Тинуви-ном-328.
Показатели качества немецкого «Антиоксиданта»
|
№ п/п |
Название показателей |
Сумилайзер |
Антиоксидант-44В25 |
Ловинокс-44В25 |
|
1 |
Температура плавления,°С |
210–212 |
211 |
211 |
|
2 |
Массовая доля летучих веществ, % |
0,08 |
0,036 |
0,092 |
|
3 |
Зольность, % |
0, |
0,06 |
Таблица 15
|
№ п/п |
Виды стабилизаторов |
Массовая доля стабилизатора, % |
Загрузка стабилизатора |
Пробный лабораторный синтез |
|||||||||
|
Харак-теристи-ка фор-полимера |
Гелеобразование на разных стадиях |
Вязкость прядил. рас-ра, пуаз |
Прядо-мость |
Остаток ДАП, мл |
|||||||||
|
I |
II |
III |
IV |
V |
|||||||||
|
1 |
Без добавок |
– |
– |
прозрачный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
1 400 |
хор. |
4 |
|
|
2 |
Тинувин-328 Сумилайзер |
1 1 |
в ДМИ в ДМИ |
прозрачный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
2 000 |
хор. |
3 |
|
|
3 |
Тинувин-328 Антиоксидант |
1 1 |
в ДМИ в ДМИ |
прозрачный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
1 400 |
хор. |
7 |
|
|
4 |
Тинувин-328 Антиоксидант |
1 0,75 |
в ДМИ в ДМИ |
– |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
2 000 |
хор. |
3 |
|
|
5 |
Тинувин-328 Антиоксидант |
1 0,5 |
в ДМИ в ДМИ |
прозрачный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
2 300 |
хор. |
6 |
|
|
6 |
Тинувин-328 Антиоксидант |
1 0,25 |
в ДМИ в ДМИ |
прозрачный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
1 150 |
хор. |
0 |
|
|
7 |
Антиоксидант |
1,0 |
в ДМИ |
прозрачный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
1 250 |
хор. |
0 |
|
|
8 |
Антиоксидант |
1,5 |
в ДМИ |
незна-чит. мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
1 250 |
хор. |
0 |
|
|
9 |
Антиоксидант |
2 |
в ДМИ |
слегка мутный |
нет роста вязкости |
н/г |
н/г |
н/г |
700 |
хор. |
0 |
||
|
10 |
Тинувин-328 Антиоксидант |
1 1 |
в ДМИ при раствор. р-ра |
слегка мутный |
гель |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
1 125 |
хор. |
0 |
|
|
11 |
Сумилайзер |
1 |
в ДМИ |
прозрачный |
– |
– |
– |
н/г |
н/г |
2 010 |
хор. |
3 |
|
|
12 |
Ловинокс |
1 |
в ДМИ |
мутный |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
н/г |
1 450 |
хор. |
11 |
|
|
Результаты испытаний на светостойкость |
|||||||||||||
|
№ п/п |
Виды стабилизаторов |
Исходная цветность |
10 часов |
20 часов |
30 часов |
40 часов |
|||||||
|
1 |
Без добавок |
6 |
4 |
4 |
3 |
2 |
|||||||
|
2 |
Тинувин-328 Сумилайзер |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
|||||||
|
3 |
Тинувин-328 Антиоксидант |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
|||||||
|
4 |
Тинувин-328 Антиоксидант |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,8 |
|||||||
|
5 |
Тинувин-328 Антиоксидант |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,5 |
|||||||
|
6 |
Тинувин-328 Антиоксидант |
6 |
6 |
6 |
6 |
5 |
|||||||
|
7 |
Антиоксидант |
6 |
5,5 |
5 |
5 |
4,5 |
|||||||
|
8 |
Антиоксидант |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,7 |
|||||||
|
9 |
Антиоксидант |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,9 |
|||||||
|
10 |
Тинувин-328 Антиоксидант |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,8 |
|||||||
|
11 |
Сумилайзер |
6 |
6 |
6 |
6 |
5,5 |
|||||||
|
12 |
Ловинокс |
6 |
5 |
4,5 |
4,5 |
3 |
|||||||
INNOVATIVE APPLICATION OF NANOTECHNOLOGY FOR GETTING OF POLYURETHANE FIBERS
G.K. Lobacheva, T.A. Mishchenko, T.Yu. Klopova, O.P. Chadov, I.Zh. Guchanova, A.I. Filippova
