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
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
