УДК 677.021
Современные проблемы модификации природных и синтетических полимерных материалов: Теория и практика/ Под редакцией Г.Е.Заикова, А.П.Морыганова. – СПб.: Научные основы и технологии, 2012. – 446 с.
Авторский коллектив:
Н.А.Якунин (глава 1), В.Г.Стокозенко, А.П.Морыганов (глава 2), В.Н.Галашина, П.А.Морыганов (глава 3), Н.В.Евсюкова, А.М.Мышковский, Л.М.Полухина., О.А.Серенко, Л.Н.Никитин, А.М.Музафаров (глава 4), Э.Е.Саид-Галиев, А.Ю.Николаев, Л.Н. Никитин, А.Р. Хохлов (глава 5), Н.П.Пророкова (глава 6), И.М.Липатова ( глава 7)
Публикуется по решению Ученого совета Учреждения Российской академии наук ИХР РАН от 3 ноября 2009г
Аннотация
СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ МОДИФИКАЦИИ ПРИРОДНЫХ И СИНТЕТИЧЕСКИХ ВОЛОКНИСТЫХ И ДРУГИХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
Книга посвящена результатам исследования процессов модификации природных (хлопковых, льняных, пеньковых и джутовых волокон, хитина, хитозана) и синтетических (полиэтилентерефталатных и др.) полимерных материалов. Рассмотрены возможности регулирования структурно-релаксационного состояния целлюлозных волокон и влияние окислительно-восстановительных систем на эти волокна и их примеси. Освещены закономерности поверхностной модификации различных волокнистых материалов, получения новых материалов на основе хитина и хитозана в условиях высокоэнергетических механических воздействий, модифицирования синтетических и природных полимеров в среде сверхкритического диоксида углерода,.
В книге подробно рассмотрены как физико-химические основы вышеуказанных процессов, так и примеры построения технологии модификации волокнистых и других полимерных материалов с целью придания им улучшенных потребительских и специальных свойств. Показаны результаты реализации в производстве некоторых из разработанных технологий.
Книга предназначена широкому кругу читателей: научным работникам, инженерам и технологам, связанным с получением, переработкой и применением полимерных и волокнистых материалов, а также студентам, аспирантам и преподавателям вузов, специализирующихся в этих областях.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие научных редакторов
Глава 1. Изменение структурно-релаксационного состояния целлюлозных материалов в процессах их переработки (Якунин Н.А.)
Аннотация
Рассматривается перспективность применения для описания свойств целлюлозы и процессов с ее участием подхода, учитывающего уровень молекулярной подвижности в данном природном полимере различных структурных элементов. На основании имеющихся в литературе и полученных авторами экспериментальных данных анализируется молекулярная природа релаксационных переходов, обнаруженных в целлюлозных материалах в температурном интервале от -200 до 250оС. Наибольшее внимание уделено выяснению температурного положения и особенностей проявления основного релаксационного процесса в аморфных областях целлюлозы, а также влиянию на него пластифицирующих агентов, в первую очередь, воды. Описываются причины возникновения в целлюлозе структурной микронеоднородности и анализируется ее влияние на сорбционное и релаксационное поведение целлюлозных материалов. Рассматриваются пути оптимизации процессов переработки целлюлозных материалов за счет целенаправленного изменения их структурно-релаксационного состояния.
Глава 2. Воздействие окислительно-восстановительных систем на природные полисахариды в процессах химической модификации лубяных волокон (Стокозенко В.Г., Морыганов А.П.)
Аннотация
В главе рассмотрена специфика химических процессов, протекающих в природных целлюлозных волокнах (хлопок, лен, пенька, джут) и их примесях (лигнин, пектиновые вещества, гемицеллюлозы) под действием окислительно-восстановительных систем в щелочной среде. Показана взаимосвязь между составом окислительно-восстановительных систем, их редокс-потенциалом и реакционной способностью по отношению к основным примесям целлюлозных волокон. Дано теоретическое обоснование механизма деструкционных процессов в целлюлозных волокнистых материалах и их примесях под действием щелочно-восстановительных и щелочно-окислительных систем. Показано влияние природы волокнистого материала, его примесей и вида восстановителя (в том числе и генерируемого в самом целлюлозном субстрате в щелочной среде) на редокс-потенциал щелочно-восстановительных растворов.
С учетом морфологического состояния волокна и специфической роли примесей теоретически обоснован подход к управлению процессами их химической модификации. Описаны приемы использования генерируемых целлюлозным материалом редокс-систем для восстановления кубовых и сернистых красителей. Дана аргументация рациональной схемы построения технологического процесса модификации целлюлозных волокнистых материалов из ежегодно возобновляемого растительного сырья позволяющая получать новые виды волокон и продукции на их основе. Приведены примеры получения модифицированных волокон из лубяного сырья и текстильных материалов на их основе.
Глава 3. Современные проблемы придания биологической активности волокнам льна (Галашина В.Н., Морыганов П.А.)
Аннотация
В главе рассмотрены особенности состава и структуры волокон льна как объектов воздействия микробных культур, приведены сведения о глубине химических и структурных превращений целлюлозы и её природных спутников в процессе их биодеструкции. Показана необходимость учета состава и состояния пектиновых соединений, гемицеллюлозы, лигнина (функциональных групп, молекулярной массы, доступности) при разработке приемов изменения биологической активности лубяных волокон.Оценены перспективы использования природных полимеров при создании биологически активных нанокомпозитов металлов.
Представлены сведения о закономерности изменения состояния продуктов гидролитической и окислительной деструкции природных спутников целлюлозы льна при регулировании соотношения процессов гомо- и гетеролитического разложения пероксида водорода, теоретически обоснован выбор технологических схем модификации льноволокон при получении матрицы для биологически активных медицинских материалов. Приведены примеры успешного использования льноволокон для создания наукоемких материалов технического, медицинского назначения и косметологии с высокой степенью биологической активности.
Глава 4. Антиадгезионная обработка волокнисто-сетчатых материалов. Анализ современного состояния проблемы (Серенко О.А., Мышковский А.М., Евсюкова Н.В., Полухина Л.М., Никитин Л.Н., Музафаров А.М.)
Аннотация
Рассмотрены основные тенденции развития в области антиадгезионной обработки поверхностей волокнистых материалов различной природы - текстиль, натуральная кожа и мех. Приведен критический анализ эффективности современных препаратов, применяемых для придания гидрофобности и олеофобности изделиям из этих материалов. Среди используемых технологий отделки текстильных материалов (пенная технология, обработка ПАВ, эмульсиями или дисперсиями модификаторов, молекулярное наслаивание) особое внимание уделено использованию перспективных, экологически безвредных методов, базирующихся на применении сверхкритических флюидов.
Глава 5. Модификация синтетических и природных полимеров с помощью сверхкритического диоксида углерода(Саид-Галиев Э.Е., Николаев А.Ю., Никитин Л.Н., Хохлов А.Р.)
Аннотация
В главе рассмотрены вопросы модифицирования синтетических и природных (хлопок, шерсть, целлюлоза, хитозан и др.) полимеров с помощью сверхкритического диоксида углерода (СК-СО2). На ряде примеров продемонстрированы достоинства и перспективы применения данного метода. Особое внимание уделяется вопросам экологически безопасного, «зеленого» модифицирования текстильных и волокнистых материалов в среде СК-СО2.
Глава 6. Модификация полиэфирных волокнистых материалов посредством воздействия на олигомеры полиэтилентерефталата (Пророкова Н.П.)
Аннотация
Многие проблемы, возникающие при текстильной переработке и отделке волокнистых материалов из полиэтилентерефталата (ПЭТФ), связаны с наличием в них значительного (до 4 %) количества низкомолекулярной фракции волокнообразующего полимера, более 90% которых составляют циклические олигомеры. Отсюда следует, что регулирование содержания олигомеров является действенным путем улучшения качественных характеристик полиэфирных материалов
В главе приведены результаты исследование влияния разбавленных водных растворов аммиака и солей аммония на состояние и распределение олигомеров в полиэфирных текстильных материалах с целью создания технологий улучшения их качественных характеристик. Обоснованы новые методы направленного изменения свойств полиэфирных текстильных материалов с помощью регулирования поверхностного содержания олигомеров полиэтилентерефталата. На основе установленных закономерностей разработаны составы и технологии их применения для получения высококачественных окрасок полиэфирных волокнистых материалов. Созданы технологии улучшения способности полиэфирных волокнистых материалов к текстильной переработке за счет уменьшения содержания олигомеров на поверхности и снижения электризуемости, а также очистки от олигомеров оборудования для их крашения.
Глава 7. Жидкофазная механохимическая модификация хитина и хитозана (Липатова И.М.)
Аннотация
В главе рассмотрены закономерности влияния гидроакустического воздействия, реализуемого в роторно-импульсных аппаратах, на состояние растворов хитозана и суспензий хитина в водных средах. Выявлены закономерности изменения структурно зависимых свойств этих полисахаридов (реакционная способность, сорбционные и пленкообразующие свойства, совместимость с другими ингридиентами в композициях), обусловленные высокоэнергетическим механическим воздействием. Приведены примеры получения композиционных материалов на основе смесей полисахаридов с другими полимерами или наполнителями для различных отраслей промышленности.
Книгу можно заказать на сайте Издательства «Научные основы и технологии» по адресу: http://ft-publishing.ru/content/books/43.shtml
