Состав для получения волокон методом электроформования


 


Владельцы патента RU 2515842:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет дизайна и технологии" (ФГБОУ ВПО "МГУДТ") (RU)

Изобретение относится к технологии получения тонких полимерных волокон и нетканых материалов на их основе методом электроформования, в частности, к составам для получения волокон. Водный состав содержит в мас.% 15 -40 раствора интерполимерного комплекса, 50-80 раствора загустителя в воде (концентрация 8 - 14%) и регулятор кислотности 2Н НСl до рН=2 - 4. Интерполимерный комплекс получают смешением 1%-ного раствора полиакрилокислоты и 10%-ного раствора поливинилового спирта в соотношении компонентов 1:1. Загустителем является поливиниловый спирт или полиэтиленоксид. Вязкость состава составляет от 0,5 до 0,9 Па·с. Использование представленного формовочного состава позволяет довольно быстро получать волокна диаметром 200 - 400 нм с показателями гигроскопичности от 25 до 30% и паропроницаемости до 9-10 мг/см2·ч. 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к способу получения тонких полимерных волокон и нетканых материалов на их основе методом электроформования. В последнее время материалы, полученные методом электроформования, находят применение в биоинженерии, медицине для создания продукции санитарно-гигиенического, косметологического и лечебного назначения. Учитывая условия эксплуатации таких материалов в контакте с человеческим организмом, наиболее предпочтительными системами для их формования являются экологически чистые составы без использования высокотоксичных растворителей.

Известен формовочный состав, описанный в работе «Использование метода электроформования для получения микроволокнистых структур из водного раствора поливинилового спирта» (Товмаш Алексей Владимирович, диссертация кандидата физико-математических наук: 02.00.04. - Москва, 2005. - 148 с). Электроформование из 11,8%-ного водного раствора поливинилового спирта проводилось шести-капиллярной гребенкой на приемный электрод в виде гладкого металлического, вращающегося со скоростью 2 оборота в минуту барабана, выполненного из нержавеющей стали. Для придания волокнистой структуре большей равномерности барабан совершал поступательное движение вдоль оси вращения. Недостатки данного технического решения - низкая производительность, длительность и неустойчивость процесса.

Наиболее близким по сути к заявленному изобретению является состав, описанный в патенте 00292005, МПК 6D 01F, 1971, представляющий собой 15 - 17%-ный раствор из смеси поливинилового спирта и полиакриловой кислоты с содержанием 5 - 15% полиакриловой кислоты в сополимере. Указанный раствор обезвоздушивают и формуют через фильеру с 300 отверстиями в солевую ванну (400 г/л Na2SO4 и 25 г/л ZnSO4). Фильерная вытяжка 10 - 15%, путь нити в ванне 1,2 м. Свежесформованное волокно вытягивают на 280% и затем подвергают термообработке при 210 - 220°С в течение 2 - 3 мин. Недостатками является длительность, сложность процесса производства.

Задачей изобретения является разработка нового формовочного состава на основе комплексообразующих водорастворимых полимеров, обеспечивающего получение ультратонких волокон с целью расширения сырьевой базы для переработки методом электроформования и увеличение производительности процесса.

Поставленная задача решается предложенным составом для получения волокон методом электроформования, характеризующегося тем, что содержит интерполимерный комплекс (ИПК) на основе полиакриловой кислоты и поливинилового спирта, взятых в соотношении 1:1, загуститель из ряда поливиниловый спирт, полиэтиленоксид и регулятор кислотности при следующем соотношении компонентов, масс.%:

раствор интерполимерного комплекса, полученный

смешением 1%-ного раствора ПАК и 10%-ного раствора 15 - 40

ПВС в соотношении компонентов 1:1

раствор загустителя в воде (концентрация 8 - 14%) 55 - 80
регулятор кислотности 2Н НСl до рН = 2 - 4
вода остальное,

при этом вязкость системы составляет от 0,5 до 0,9 Па·с.

Для получения интерполимерного комплекса использовали 1%-ный раствор полиакриловой кислоты (ТУ 6-02-137-91, ММ=250 000, ФГУП «НИИ химии и технологии полимеров им. ак. В.А.Каргина с опытным заводом» г.Дзержинск) и 10%-ный раствор ПВС (марки BF-17, ММ=78 000, степень гидролиза 99%, фирмы «Chang Chun Petrochemical CO., LTD», Тайвань). ИПК был получен смешением водных растворов исходных компонентов, взятых в эквимолярных соотношениях. Реакцию проводили в интервале рН от 2 до 4 при комнатной температуре и интенсивном перемешивании. Продукт реакции загущали 12 - 14%-ным раствором ПВС или 8 - 10%-ным раствором ПЭО до достижения динамической вязкости системы 0,4 - 0,9 Па·с. Затем провели электростатическое формование по технологии Nanospider с поверхности электрода в виде цилиндра, частично погруженного в прядильный состав. При вращении цилиндра из раствора выносился тонкий слой полимера, из которого вытягивались струи, преобразующиеся в электрическом поле в нановолокна. Затем они захватывались полосой несущего текстиля, формируя тонкий непрерывный слой (WO 2005/024101 А1). Параметры процесса: напряжение задавалось в диапазоне 40 - 48 кВ, расстояние между электродами составляло 18 см, скорость вращения электрода - 6 об/мин, скорость движения подложки - 0,13 м/мин. Получили волокнистый слой со средним диаметром волокон 300 нм. Пример осуществления изобретения.

Состав получен следующим образом. Готовят растворы 1%-ной ПАК и 10%-ного ПВС, сливают равные объемы компонентов, перемешивают и затем подкисляют систему 2 Н соляной кислотой до рН 2 - 3. Полученный ИПК загущают 12 - 14%-ным раствором поливинилового спирта до достижения вязкости системы 0,5 до 0,9 Па·с, интенсивно перемешивают и помещают в установку для электроформования. В качестве загустителя также может быть использован 8 - 10%-ный раствор ПЭО. Соотношение компонентов, масс.% может быть следующим:

Наименование компонента Пример 1 Пример 2 Пример 3
1 раствор ИПК, полученный смешением 1%-ного раствора ПАК и 10%-ного раствора ПВС в соотношении компонентов 1:1 15 30 40
2 раствор загустителя в воде (концентрация 8 -14%) 80 65 55
3 раствор 2 Н соляной кислоты до рН=2 до рН=3,5 до рН=4
4 вода остальное остальное остальное
Вязкость системы, Па·с 0,9 0,6 0,5

Использование представленного формовочного состава позволяет довольно быстро получать волокна диаметром 200 - 400 нм с показателями гигроскопичности от 25 до 30% и паропроницаемости до 9 - 10 мг/см2·ч.

Состав для получения волокон методом электроформования, характеризующегося тем, что содержит интерполимерный комплекс на основе полиакриловой кислоты и поливинилового спирта, взятых в соотношении 1:1, загуститель из ряда поливиниловый спирт, полиэтиленоксид и регулятор кислотности при следующем соотношении компонентов, масс.%:
раствор интерполимерного комплекса, полученный

смешением 1%-ного раствора ПАК и 10%-ного раствора 15-40

ПВС в соотношении компонентов 1:1
раствор загустителя в воде (концентрация 8-14%) 55-80
регулятор кислотности 2Н НСl до рН=2-4
вода остальное,

при этом вязкость системы составляет от 0,5 до 0,9 Па·с.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к полимерной композиции, которая квазистабильно содержит большое количество функционального компонента, и полученным из нее полимерным продуктам - формованным изделиям с хорошими изоляционными свойствами и фильтром для пылеулавливания, грязеотталкивающим продуктам, для прокладок, пленкам, волокнам, а также полученным из нее адгезивам, чернилам, краскам, порошковому катализатору.

Изобретение относится к смеси полипропиленов и применению смеси полипропиленов для получения фильерного нетканого материала с повышенной растяжимостью. .

Изобретение относится к текстильной ткани, соединенной связующей системой, а также продуктам, содержащим такие соединенные текстильные ткани, в частности, для промышленного производства пергамина, кровельных и изолирующих материалов с покрытием.

Изобретение относится к технологии производства нетканых материалов для производства одноразовых впитывающих изделий. .

Изобретение относится к технологии получения химических волокон, в частности к получению полимерных нитей, содержащих термопластичный полимер и неорганический наполнитель.

Изобретение относится к способу и устройству для изготовления фильерного нетканого материала из бесконечных филаментных нитей. .
Изобретение относится к нетканым текстильным материалам на основе химических волокон, а также кремнийорганического препарата, используемого в качестве промотора адгезии.

Изобретение относится к промышленным тканям, содержащим термохромный материал, используемым для контроля производственного процесса и индикации профиля температур промышленной ткани.

Изобретение относится к смеси полипропиленов и применению смеси полипропиленов для получения фильерного нетканого материала с повышенной растяжимостью. .

Изобретение относится к технологии получения высокопрочных высокомодульных волокон из ароматического сополиамида. .

Изобретение относится к технологии получения формованных изделий в виде волокон, нитей, пленок из гетероциклических ароматических полиамидоимидов, содержащих бензимидазольные фрагменты, и может быть использовано для производства тканей специального назначения или композиционных материалов.
Изобретение относится к технологии получения нанопористых полимеров с открытыми порами и может быть использовано, например, при создании пористых полимерных мембран, сорбентов, газопроницаемых материалов, матриц для получения нанокомпозитов и т.д.

Изобретение относится к технологии получения эластичных полимерных элементов для использования в отверждающихся композициях и может быть использовано в производстве композитов на основе отверждающихся связующих, усиленных волокнами для авиационной промышленности, строительстве.
Наверх