Термины, связанные с цементом. Дисперсными красителями

Главная --> Справочник терминов

Дисперсными красителями - способность совмещаться с полимером с образованием однородной массы (для дисперсных наполнителей);

Группа дисперсных наполнителей является наиболее разнообразной по свойствам. В качестве дисперсных порошкообразных наполнителей более или менее эффективно используются практически любые поддающиеся измельчению продукты как неорганического, так и органического происхождения. Известны авторские свидетельства на композиции с кожурой ореха кэш-ю, шелухой зернобобовых, плодовыми косточками, трепелом, порошковым фторопластом и другие.

Из органических дисперсных наполнителей наибольшее распространение получила древесная мука, представляющая собой тонкоизмельченную и высушенную древесину волокнистой структуры. Размеры ее частиц составляют менее 100 мкм, насыпная плотность — 150 кг/м3. Используется для производства пресс-порошков и алкидных линолеумов. Достоинство — низкая стоимость, хорошая пропитываемость растворами; недостаток — невысокая химическая и тепловая стойкость, гидрофильность.

В последние годы в качестве дисперсных наполнителей получают распространение порошкообразные синтетические полимеры, например, тонкодисперсный фторопласт Ф-4НТД, использующийся в качестве антифрикционного наполнителя для термореактивньтх матриц.

Из неорганических тонко- и среднедисперсных наполнителей наибольшее распространение получили сажа, мел, каолин и природный диоксид кремния.

Введение дисперсных наполнителей в сравнительно небольших количествах (до 10 %), как правило, способствует сохранению или даже некоторому повышению прочности (рис. 5) полимерного материала. При С > 10 % физико-механические свойства композита аддитивно снижаются.

Влияние температуры на термореактивные пластики определяется прежде всего поведением сетчатого связующего. Известно, что в области стеклообразного состояния с повышением температуры деформационно-прочностные свойства медленно понижаются до достижения температуры размягчения, превышение которой сопровождается ускоренным падением свойств [1]. В отдельных случаях в температурном интервале 10-20 градусов значение модуля упругости и разрушающего напряжения уменьшается на два десятичных порядка. Наличие дисперсных наполнителей, оказывающих аддитивное действие на композит, несколько сглаживает эту ступень, а в случае высоконаполненных армированных пластиков переход связующего из твердого, стеклообразного в высокоэластичное состояние происходит еще медленнее.

При введении дисперсных наполнителей аддитивно уменьшается значение высокоэластической деформации, при этом температура плавления может незначительно измениться в ту или иную сторону в зависимости от теплофизических свойств и содержания наполнителя.

где Е — модуль упругости полимерного диэлектрика, МПа; е' и EQ — диэлектрическая проницаемость соответственно диэлектрика и абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума 8,851(Г12 Ф/м. В целом при оценке электрической прочности полимерных материалов необходимо учитывать их сложный состав, включающий наполнители, пластификаторы и различные добавки (рис. 62). Если они имеют повышенные диэлектрические характеристики, то такие пластмассы сохраняют при эксплуатации высокую электрическую прочность. Понятно, что в других случаях полимер с хорошими диэлектрическими свойствами, находясь в составе композиционной пластмассы, так или иначе потеряет их. Известно, например, что введение в ПЭВП диоксида титана приводит к снижению электрической прочности на 30-50 %, то есть почти вдвое. Это вызвано формированием в полиэтиленовой матрице большого количества пор, микротрещин, микрозон внутренних напряжений. Отсюда практическая рекомендация — при использовании дисперсных наполнителей для материалов электрического назначения необходимо стремиться к минимальному размеру частиц наполнителя и обеспечивать его равномерное распределение в массе композита.

Структурообразование в полимерах в присутствии дисперсных наполнителей.' !» , , . . . 259

Упрочнение полимеров при введении дисперсных наполнителей происходит благодаря образованию в результате взаимодействия частиц наполнителя друг с другом как бы непрерывного армирующего каркаса [207, 306, 307]. Наложение различных факторов, влияющих на прочность, приводит к тому, что в ряде случаев наблюдается экстремальная зависимость прочности от степени наполнения, характеризующаяся наличием так называемого концентрационного оптимума [308]. Он рассматривается как предел насыщения макромолекулами адсорбционных центров на поверхности наполнителя. При содержании наполнителя, превышающем этот оптимум, нарушается непрерывность сетчатой структуры.

Вопрос. Крашение шерсти осуществляется с помощью различных ионоген-ных красителей, образующих с полимерным субстратом солевые, координационные и другие аналогичные связи. Эффекты прочного крашения шерсти можно реализг ать, используя различные "активные" красители, содержащие мо-но-, д^лортриазиновую или винилсульфоновую группы. При обработке шерсти неконогенными (дисперсными) красителями никакой фиксации их на полимерном субстрате не происходит. Вместе с тем при у-радиационной обработке шерсти, окрашенной Дисперсным сине-зеленым, дозами до 1 Мрад значительная часть сорбированного красителя оказывается прочно фиксированной в волокне. Какова причина этого явления?

а) Ван-дер-Ваальсовы связи, осуществляемые за счет межмолекулярных сил притяжения между электрически нейтральными молекулами или участками молекул; эти силы проявляются, например, при крашении синтетических волокон дисперсными красителями;

Окраски дисперсными красителями отличаются высокой прочностью к мокрым обработкам на полиэфирных и полиакрил-нитрильных волокнах и меньшей прочностью на полиамидных волокнах; прочность окрасок к свету невелика. Серьезным недостатком дисперсных красителей является их низкая устойчивость к действию температуры. При температурах выше 100° С красители возгоняются (сублимируются).

Наряду с рассмотренными выше применяют и другие методы направленного изменения технически важных свойств полипропилена. В результате нитрования порошкообразного полимера или волокон азотной кислотой при 20—130°С [120—122] или двуокисью азота [121, 123—125] улучшается его способность окрашиваться основными и дисперсными красителями, а благодаря наличию функциональных групп —ООН и —ONO к полипропилену можно прививать различные мономеры. С этой же целью полипропилен нитрозируют NOC1 при облучении ультрафиолетовым светом [126], обрабатывают газообразным или жидким фосгеном в серной кислоте или циклогексане [127, 128], сульфируют [82, 85, 104, 106] или сульфокисляют при действии радиационного облучения [95]. После обработки поверхности сульфированной полипропиленовой пленки водным раствором поливинилового спирта она становится непроницаемой для масел и паров органических растворителей [129]. Введение спиртовых групп в макромолекулу полипропилена достигается в результате окисления полипропилена и последующего восстановления гидроперекисных групп с помощью HI или триал-кнлалюминия [130]; при этом повышается стойкость к окислению и старению и появляется возможность окрашивания азокрасителями.

Полиэтиленгерефгалат не имеет активных реакционных групп для присоединения красителей. Поэтому его окрашивают дисперсными красителями, диффундирующими в волокно при повышенной температуре. Для этого используют крашение под давлением [1] в автоклавах или способ «термозоль» [2—4], позволяющий окрашивать жгут, ленту и ткани непрерывным способом. При крашении выявляются все неравномерности структуры волокна. Небольшая неравномерность крашения штапельного волокна делается незаметной после второго или третьего текстильного перехода, но для нитей требование высокой равномерности крашения является основным. Крашение гекстурированных полиэфирных нитей описано в литературе [5].

реакторе из и-оксибензойной кислоты и этиленгликоля. Волокна из этого сополиэфира хорошо окрашиваются без давления дисперсными красителями и имеют такую же эластичность до 4%-ной деформации, как и волокно из гомополиэфира. Благодаря высоким усадочным свойствам сополиэфирное волокно может быть использовано при приготовлении объемных смешанных пряж [11].

Способность волокна к крашению иллюстрируется кривыми на рис. 8.1. Одновременно с более глубокой накрашиваемостъю дисперсными красителями, со способностью окрашиваться основными красителями волокна с сульфогруппами обладают уменьшенным пиллингом.

Благодаря гибкости простой эфирной связи и асимметрическому строе нию элементарного звена макромолекулы полиэфира гибки, что способствует диффузии дисперсных красителей. Считают [6], что электронна? плотность у карбонильных групп увеличивается вследствие отталкиванщ электронов простой эфирной связью — этим объясняют возможность реали зации водородного и полярного взаимодействия ме?кду полиэфиром и молекулами дисперсных красителей. Волокно А-Телл окрашивается некоторыми дисперсными красителями без давления (рис. 10.3) или под небольшим да влением и при температуре до 110 СС. Волокно А-Телл хорошо смешивается с шерстью, хлопком и вискозным волокном. Ткани, содержащие волокне А-Телл, обладают небольшим пиллингом. Нити А-Телл могут быть тек стурированы всеми известными методами. В 1974 г, производство ВОЛОКНЕ А-Телл было прекращено [10]. По-видимому, это связано с общей экономической депрессией в капиталистических странах и с конкуренцией волокна из полиэтилентерефталата, прочно завоевавшего рынок.

Волокна из продуктов по л и конденсации терефталево кислоты (или ее дкметнлового эфира} и ге к с а г и д р о к с и лиленглкколя выпускаются в промышленном масштабе США (волокно кодель) и ФРГ (волокно вестан). Эти волокна от личаются (от волокон на основе ПЭТ) высокой температур о плавлении (290—295СС), пониженной пиллингуемостью, повыше! ной накрашиваем остью дисперсными красителями и алокраситс лями, Оолыпей стойкостью к тепловому старению. Плотность эти волокон ниже, чем у лавсана (1220 кг/мй). Ткани из этого волоки можно гладить при температурах до 205—215°С; потеря прочие сти пряжи за 1000 ч при 160"С составляет 50%, прочность пр 260 ^С, тогда волокно из ПЭТ плавится, равна 4,5 мН/текс. Вь пускается большей частью в пиле волокна для переработки п хлопчатобумажной системе.

Поскольку до настоящего времени основная часть полиэфирных текстурированных нитей перерабатывается в трикотажной промышленности *, эти нити должны быть окрашенными. Рассмотренные выше методы крашения полиэфирных нитей в массе для этих целей оказываются неприемлемыми по технико-экономическим причинам. Для крашения полиэфирных гладких и, особенно, текстурированных нитей предпочтительным является поверхностный способ крашения дисперсными красителями. Крашение полиэфирных нитей по данному способу производят в специальных автоклавах (рис. 17.32), куда одновременно загружается 400—600 паковок («муфов») на эластичных патронах, устанавливаемых пакетами на металлические перфорированные стержни. Процесс идет при 120—140°С и давлении 0,15—0,2 МПа в течение 2,5—3 ч. Для сокращения цикла крашения и повышения глубины окраски в красильную ванну добавляют переносчики («кар-ризры») — вещества, вызывающие набухание ПЭТ. Однако большая часть переносчиков, например галоидзамещенные ароматические соединения, являются токсичными продуктами, что осложняет очистку сточных вод, поэтому от их использования, по-воз-можности, нужно отказаться. Лучшим решением является разработанный фирмой «Удэ-Хёхст» (ФРГ) ускоренный режим крашения (рис. 17.33), при котором за счет предварительного подогрева красильной ванны до 80—120°С удается провести полный цикл крашения примерно за 1 ч.

Волокна из продуктов поликонденсации тepeфтaлeвoi кислоты (или ее диметилового эфира) и гексагидрокси лиленгликоля выпускаются в промышленном масштабе i США (волокно кодель) и ФРГ (волокно вестан). Эти волокна от личаются (от волокон на основе ПЭТ) высокой температурой плавления (290—295 °С), пониженной пиллингуемостью, повышен ной накрашиваемостью дисперсными красителями и азокрасите лями, большей стойкостью к тепловому старению. Плотность эти; волокон ниже, чем у лавсана (1220 кг/м3). Ткани из этого волокнг можно гладить при температурах до 205—215 °С; потеря прочно сти пряжи за 1000 ч при 160°С составляет 50%, прочность npi 260 °С, тогда волокно из ПЭТ плавится, равна 4,5 мН/текс. Вы пускается большей частью в виде волокна для переработки га хлопчатобумажной системе.

Добавляют постепенно Добавляют разбавленную Добавления катализатора Дальнейшем хлорировании Добавлением животного Добавлением окончания Добавление растворителя Добавлении небольшого Доказывается образованием