Тезисы
апрель 2017

Вивчення триацетатцелюлозних композицій в присутності четвертинних амонієвих солей


Чабаєва В. С. , Шапка В. Х.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Метод додавання добавки в розчин триацетату целюлози є одним із перспективних способів модифікації поверхні полімерів та одержання нових композиційних матеріалів.

В даній роботі об’єктом дослідження була композиція на основі триацетату целюлози та модифікуючих добавок – четвертинних амонієвих солей (ЧАС1, ЧАС2, ЧАС№, ЧАС4). Четвертинні амонієві солі (ЧАС) отримували наступним шляхом: гідроксил вмисні сполуки (гліцерин (ЧАС1), полівініловий спирт (ЧАС2), етанол (ЧАС3), ізопропанол (ЧАС4)) реагували з епіхлоргідрином, отримували галогенпохідні , які в наступній реакції реагували з третинним аміном , (наприклад, трибутиламіном).

При додаванні добавок в композицію ТАЦ в інтервалі концентрацій 0,01–1% від маси ТАЦ спостерігається збільшення або пониження динамічної в’язкості у діапазоні температур 18–38 0С. Різниця між динамічною в’язкістю у контрольній та модифікованих композиціях ТАЦ зростає з підвищенням температур.

Добавки ЧАС знижують в’язкість розчину, оптимальним виявлено діапазон концентрацій для ЧАС 1 – 0,025, 0,075; для ЧАС 2 – 0,05, 0,1; для ЧАС 3 – 0,01, 0,025, 0,075; для ЧАС 4 – 0,05, 0,075, 0,5% від маси ТАЦ, при цих концентраціях відбувається істотне зниження в’язкості розчину ТАЦ.

При збільшенні температури від 180С до 380С відбувається зниження в’язкості розчину, яке свідчить про зменшення гідродинамічного опору молекул, що пов’язане із зменшенням взаємодії (водневих, ван-дер-ваальсових) з навколишнім середовищем. Крім того, ймовірно, відбувається максимальне зниження фізичних і хімічних взаємодій між молекулами.

При введенні малих концентрацій ЧАС відбувається структурна модифікація. Молекули добавки на границі надмолекулярних утворень руйнують частину фізичних зв’язків між ними, знижують внутрішні напруження в системі, сприяють зниженню внутрішнього тертя, що призводить до зниження величини в’язкості. Подальше підвищення в композиції долі модифікатора супроводжується його проникненням у міжмолекулярний простір надмолекулярних утворень, знижуючи величину когезійної взаємодії. В рідкій композиції відбувається зміна конформації макромолекул і перехід їх з клубкоподібного у більш розвернутий стан, що призводить до збільшення в’язкісних характеристик і міцності при розтязі.

Розглянуті в роботі добавки в діапазоні концентрацій 0,01-0,075 % від маси ТАЦ найбільше підвищують значення границі міцності при розриві плівок. Підвищення концентрації добавок призводить до зниження показника границі міцності і стабілізації її значень. Найбільш ефективним модифікатором з точки зору підвищення міцності на розрив плівок ТАЦ є ЧАС 2 при оптимальній концентрації 0,05 % від маси ТАЦ та ЧАС 3 при оптимальній концентрації 0,025% від маси ТАЦ.

Еластичні характеристики покращуються під впливом малих концентрацій добавок. Найоптимальніший діапазон концентрацій 0,05-0,1% від маси ТАЦ.

Всі добавки при малих концентраціях знижують твердість ТАЦ плівок. При збільшенні концентрації добавок твердість зростає.

Зменшення твердості обумовлене відповідним зменшенням ван-дер-ваальсової взаємодії між ланцюгами полімерів внаслідок зменшення їх впорядкованості.

Такі властивості ТАЦ плівок можна використовувати в різних напрямках. Отже за результатами досліджень можна рекомендувати розглянуті в роботі добавки ЧАС для подальшого використання в якості модифікаторів ТАЦ розчинів і плівок з них.