Композиционный материал

 

Изобретение относится к композиционному материалу, составленному из двух компонентов - трикотажного полотна и нетканого материала, и может быть использовано в качестве волокнистого сорбента, а также для изделий технического и специального назначения. Техническим результатом является улучшение эксплуатационных свойств материала за счет увеличения термостойкости, сорбционной емкости. Сущность изобретения заключается в том, что в композиционном материале, включающем нетканый слой, содержащий анионообменное волокно и трикотажную основу, нетканый слой выполнен из модифицированного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом, а трикотажная основа выработана из пряжи, являющейся смеской, состоящей из модифицированного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом, фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой, и волокна лавсан при содержании волокна лавсан 20-30% по массе, а соотношение объемного заполнения основы и нетканого слоя составляет (0,7-0,8):1. 1 табл.

Изобретение относится к композиционному материалу, составленному из двух компонентов - трикотажного полотна и нетканого материала, и может быть использовано в качестве волокнистого сорбента, а также для изделий технического и специального назначения.

Известно дублированное трикотажное полотно, состоящее из двух слоев, один из которых выполнен в виде кулирного переплетения, выработанного на базе переплетения ластик из текстурированных синтетических нитей и эластомерных полиуретановых нитей, второй слой выполнен из смешанной пряжи хлопкового волокна и модифицированного поликапроамидного волокна мегалон при соотношении волокон 1: (2-3) по массе в виде переплетения ластик, гладь или комбинированного (а.с. 1542977, МКИ D 04 В 1/00, 1990).

Однако данное дублированное трикотажное полотно не обладает ионообменными свойствами и не может использоваться в качестве волокнистого сорбента.

Известно дублированное трикотажное полотно, состоящее из двух слоев, выполненных кулирным переплетением из химической пряжи, в котором пряжа верхнего слоя изготовлена из штапельного модифицированного катионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полиакриловой кислотой, а пряжа нижнего слоя является смеской, состоящей из штапельного модифицированного анионообменного поликапроамидного волокна, полученного на основе привитого сополимера поликапромида с полидиметиламиноэтилметакрилатом и штапельного модифицированного гидрофильного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с монометилолметакриламидом при соотношении волокон в нижнем слое 1:(0,25-0,40) по массе, причем соотношение поверхностного заполнения слоев 1:(0,5-0,75) (а.с. 1751233, МКИ D 04 В 1/00, 1992).

Полученный материал используется для очистки воздуха от токсичных газов, но не обладает достаточной термостойкостью при работе в горячей среде.

Известно дублированное трикотажное полотно, состоящее из верхнего слоя, пряжа которого изготовлена из модифицированного катионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом, фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой, и нижнего слоя, выработанного из пряжи, являющейся смеской, состоящей из модифицированного анионообменного поликапроамидного волокна и гидрофильного волокна. Полотно предназначено в качестве фильтрующего элемента для очистки воздуха и извлечения поливалентных металлов из сточных вод. Однако не обладает достаточной термостойкостью для работы при повышенной температуре.

В качестве прототипа выбран композиционный материал, включающий верхний слой и основу, образованную нетканым полотном в виде волокнистого холста из смеси модифицированных анионообменных волокон и катионообменных волокон на основе привитого сополимера поликапроамида и соединяющий их элемент в виде основовязанного переплетения, петли которого выполнены из волокон основы, верхний слой выполнен в виде трикотажного полотна, полученного из пряжи, включающей модифицированное поликапроамидное волокно мегалон, а катионообменное волокно основы дополнительно содержит полиакриловую кислоту при содержании ее 18,0-20,5%, причем количество катионообразного волокна в смеси составляет 0,4-0,6% по массе, а соотношение слоев по массе (0,8-1,2):1 (а.с. 1798413, МКИ D 04 Н 13/00, 1993).

Материал используется для очистки воздуха от токсичных газов, однако обладает низкой термостойкостью при использовании в горячей среде, а также недостаточной сорбционной емкостью.

Предлагаемое изобретение решает задачу получения высокоэффективных ионообменных фильтровальных волокнистых материалов, обладающих повышенной термостойкостью.

Техническим результатом изобретения является улучшение эксплуатационных свойств материала за счет увеличения термостойкости, сорбционной емкости.

Поставленный технический результат достигается тем, что в композиционном материале, включающем нетканый слой, содержащий анионообменное волокно, и трикотажную основу, нетканый слой выполнен их модифицированного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом, а трикотажная основа выработана из пряжи, являющейся смеской, состоящей из модифицированного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом, фосфорилированного 1-окси-этилидендифосфоновой кислотой, и волокна лавсан при содержании волокна лавсан в смеси 20-30% по массе, а соотношение объемного заполнения основы и нетканого слоя составляет (0,7-0,8):1.

Полученный технический результат обусловлен взаимодействием поверхностей трех типов волокон, изменение поверхностных свойств фосфорсодержащего волокна дает симбатную по отношению к волокну лавсан и анионообменному волокну поверхность, тем самым обеспечивая увеличение термостойкости сорбционной емкости.

Соотношение модифицированного фосфорсодержащего волокна и волокна лавсан в смешанной пряже 20-30% по массе является оптимальным. При высоком содержании в смеси волокна лавсан не удается получить полотно с высокой сорбционной емкостью. Снижение содержания волокна лавсан приводит к повышению неоднородности его распределения по длине пряжи и снижению термостойкости полотна. Соотношение объемного заполнения основы и нетканого слоя (0,7-0,8):1 в композиционном материале обеспечивает оптимальное количество микропор, а следовательно, максимальную сорбционную емкость.

Общая технология получения композиционного материала заключается в том, что по известной технологии на кругловязальной машине "Джумберка" 20 кл. вырабатывается гладкое кулирное плюшевое трикотажное полотно, используя пряжу линейной плотностью 31,2х2 текс, выработанную из смеси волокон лавсан и катионообменного волокна, являющегося привитым сополимером поликапроамида с полиглицидилметакрилатом, фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой с количеством привитого полимера 21-28%, при содержании волокна лавсан в смеси 20-30% по массе. Поверхностная плотность полотна составляет 300-450 г/м² при толщине 2,5-3 мм. Это полотно представляет нижний слой композиционного материала.

Нетканый материал получают из анионообменного волокна КМ-А2 (ТУ-40-461-806-08-85) на чесально-вязальном агрегате АЧВШ, в состав которого входит чесальная машина, преобразователь прочеса, вязально-прошивная машина, работающая по безниточной технологии. Поверхностная плотность полотна 450 г/м² при толщине 2,8 мм.

Полотна соединяют между собой методом точечного скрепления с помощью сетчатых шаблонов или другим известным способом.

В качестве связующего используется латекс БНК-40/4 (ТУ 38.103-81).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Трикотажное полотно для нижнего слоя композиционного материала вырабатывают на кругловязальной машине "Джумберка" 20 кл. гладким кулирным плюшевым переплетением из пряжи линейной плотностью 31,2х2 текс, выработанной из смеси катионообменного модифицированного фосфорсодержащего поликапроамидного волокна и волокна лавсан при содержании волокна лавсан в смеси 20% по массе. Характеристики структуры m_s=300 г/м², плотность по горизонтали П_г=50 пет. ст., плотность по вертикали П_в=70 пет. рад.

Нетканое полотно для композиционного материала вырабатывают следующим образом. 450 г анионообменного волокна КМ-А2 на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом прочесывают на чесальной машине. На преобразователе прочеса получают волокнистый холст и скрепляют на вязально-прошивной машине. Полотно имеет следующие параметры структуры: m_s= 420 г/м², плотность прошива по длине П_д - 15 петель/50 мм, число волокон в петле 78. Соотношение объемного заполнения слоев 0,7:1. Свойства материала приведены в таблице.

Пример 2. Трикотажное полотно для нижнего слоя вырабатывают аналогично примеру 1. Содержание волокна лавсан в смеси 30%. Характеристики полотна m_s= 450 г/м², П_г=62 пет. ст., П_в=82 пет. ряд.

Нетканое полотно для композиционного материала вырабатывают аналогично примеру 1. Соотношение объемного заполнения слоев 0,8:1.

Свойства материала приведены в таблице.

Пример 3. Трикотажное полотно для нижнего слоя вырабатывают аналогично примеру 1, используя смесь волокон с содержанием лавсана 25%. Характеристики структуры полотна: m_s=400 г/м², П_г=58 пет. ст., П_в=78 пет. ряд.

Нетканое полотно для композиционного материала вырабатывают аналогично примеру 1. Соотношение объемного заполнения слоев 0,75:1. Свойства материала приведены в таблице.

Как видно из таблицы, показатели сорбционной емкости предлагаемого материала значительно выше прототипа. Термостойкость материала выше прототипа в 4 раза.

Формула изобретения

Композиционный материал, включающий нетканый слой, содержащий анионообменное волокно и трикотажную основу, в котором нетканый слой выполнен из модифицированного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом, а трикотажная основа выработана из пряжи, являющейся смеской, состоящей из модифицированного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом, фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой, и волокна лавсан при содержании волокна лавсан 20-30% по массе, а соотношение объемного заполнения основы и нетканого слоя составляет (0,7-0,8):1.

РИСУНКИ

Рисунок 1