Спосіб одержання тонковолокнистого фільтрувального матеріалу

1. Спосіб одержання тонковолокнистого фільтрувального матеріалу, що включає змішування у розплаві волокнотвірного і матричного полімерів та кремнезему, формування композиційної плівки з розплаву суміші полімерів та екстрагування матричного полімеру, який відрізняється тим, що фільтрувальний матеріал додатково обробляють озоном при одночасному ультрафіолетовому опроміненні впродовж 1,0-3,0 хв. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що використовують озон за концентрації 1,0-3,0 об. %. (19) (21) u201107317 (22) 10.06.2011 (24) 27.02.2012 (46) 27.02.2012, Бюл.№ 4, 2012 р. (72) ДЗЮБЕНКО ЛІДІЯ СТЕПАНІВНА, САП'ЯНЕНКО ОЛЕКСАНДР ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ГОРБИК ПЕТРО ПЕТРОВИЧ, МІЩЕНКО ВАЛЕНТИН МИКОЛАЙОВИЧ, РЕЗАНОВА НАТАЛІЯ МИХАЙЛІВНА, ЦЕБРЕНКО МАРІЯ ВАСИЛІВНА, МЕЛЬНИК ІРИНА АНАТОЛІЇВНА, РЕЗАНОВА ВІКТОРІЯ ГЕОРГІЇВНА (73) ІНСТИТУТ ХІМІЇ ПОВЕРХНІ ІМ. О.О. ЧУЙКА НАН УКРАЇНИ, КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ДИЗАЙНУ 3 ньої брудоємності, розширюється асортимент тонковолокнистих прецизійних ФМ та зростає продуктивність виробництва на підприємстві. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання тонковолокнистого ФМ, який включає змішування у розплаві волокнотвірного та матричного полімерів і кремнезему, формування композиційної плівки із розплаву суміші полімерів та екстрагування матричного полімеру, у якому, згідно з корисною моделлю, для ФМ додатково обробляють озоном при одночасному ультрафіолетовому опроміненні впродовж 1,0-3,0 хв. При цьому концентрація озону в газовій суміші складає 1,0-3,0 об. %. Введення додаткової операції обробки полотен ФМ озоном за одночасного ультрафіолетового опромінення призводить до зростання змочуваності водою поверхні мікроволокон у фільтрувальному шарі, завдяки чому в 1,5-2,4 раза зростає продуктивність фільтрування за умови збереження адсорбцій і їх властивостей ФМ та ефективності очищення. Для здійснення способу, який нами заявляється, використовували наступні матеріали: Поліпропілен марки 21060, ТУ 6-05-1756-78; Співполіамід марки ПА-6/663, СПА, співполімер капролактаму, 50 %, та гексаметиленадипінату, 50 %, вміст низькомолекулярних сполук (НМС), які екстрагуються водою, 2-3 мас %, ТПЛ=166 °C, . . 4 в'язкість розплаву 870 Па с за  = 5,69 10 Па, виробництва Уральського ВО „Пластик", ОСТ 6-05438-88; Кремнезем марки Асил-300 (А-300) з питомою 2 поверхнею 309 м /г виробництва Калуського дослідно-експериментального заводу ПАН України, ТУ У 24.6-05540209-003-2003; Метилкремнезем 2 марки МАС-200 М з питомою поверхнею 208 м /г виробництва Калуського дослідноекспериментального заводу НАН України, ТУ 25130-91 ОП. Одержання тонковолокнистого ФМ здійснюють в наступній послідовності. Вихідний СПА попередньо висушують під вакуумом при температурі 90 °C. ПП змішують з кремнеземом у розплаві на черв'ячно-дисковому екструдері марки ЛГП-25. Після цього, у розплаві змішують композит ПП/кремнезем із СПА. З бінарної суміші ІШ/СПА та потрійних сумішей ПП/СПА/кремнезем на черв'ячному пресі ЧП-45 формують композиційну плівку. З плівок екстрагують матричний полімер СПА водним розчином етилового спирту. Для одержання озону використовували генератор кисню в комплексі з озонатором фірми Sequal 5227 Workhorse 15 (США). Опромінення зразків здійснювали світлом ртутної лампи низького тиску ДРБ-8-1 потужністю 8 вт з довжиною хвилі Х=254 нм. Відстань від лампи до зразка складала 4 см. Обробку фільтрувального шару озоном за одночасного ультрафіолетового опромінення проводили у спеціальній камері за наступних умов: концентрація озону - 0,5-3,5 об. %, температура 20-25 °С, тиск - атмосферний, тривалість обробки 0,5-3,5 хв. Продуктивність фільтрування оцінюва 67423 4 ли за об'ємом відфільтрованої дистильованої води за одиницю часу. Ефективність очищення повітря визначали за допомогою лічильника аерозольних частинок марки АЗ-5. Корисна модель пояснюється наступними прикладами. Приклад 1 З бінарної суміші ПП/СПА складу 30/70 мас. % та потрійних сумішей ПП/СПА/кремнезем складу 30/69/1 мас. % на черв'ячному пресі ЧП-45 формували композиційну плівку. З одержаних плівок екстрагували матричний полімер СПА водним розчином етилового спирту. Товщина зразка полотна ФМ складала  200 мкм. В спеціальній камері проводили обробку полотен озоном за одночасного опромінення ультрафіолетовим світлом. Концентрація озону в газовій суміші озон - кисень складала 1,4 об. %. Опромінення зразків здійснювали впродовж 1,5-3,5 хв. Вплив тривалості обробки на продуктивність фільтрування через ФМ із поліпропіленових мікроволокон, сформованих із бінарних ПП/СПА та потрійних сумішей ПП/СПА/кремнезем, наведено в таблиці. Аналіз одержаних результатів засвідчує, що запропонований спосіб дозволяє підвищити в 2,4 раза питому продуктивність ФМ, одержаних із бінарних сумішей ПП/СПА, та в 1,8 раза для ФМ, що містять добавки нанорозмірного кремнезему, порівняно з фільтрами, одержаними у найближчому аналозі. Приклад 2 ФМ на основі поліпропіленових мікроволокон одержували із суміші ПП/СПА/А-300 складу 30/69/1 мас. %. Концентрація озону в камері складала 1,0 та 2,5 об. %, тривалість обробки - 2,0 хв. Аналіз продуктивності фільтрування через модифіковані ФМ засвідчує, що концентрація озону в камері впливає на продуктивність фільтрування. За концентрації озону 1,0 об. % продуктивність складає 3 2. 3 2. 12200 дм /м год та 16920 дм /м год - за концентрації 2,5 об. %. За концентрації озону, меншої за 1,0 об. %, ефект зростання продуктивності фільтрування проявляється слабо. Збільшення концентрації озону понад 3,0 об. % зумовлює значне зростання деструктивних процесів, що призводить до падіння ефективності очищення. За тривалості обробки, меншої за 1 хв., здатність до змочування поверхні мікроволокон дещо зростає, але продуктивність фільтрування через ФМ практично не змінюється. За збільшення тривалості озонування з одночасним ультрафіолетовим опроміненням спостерігається різке зростання величини змочування. Проте, підвищення тривалості обробки вище за 3,0 хв. викликає значні деструктивні зміни в макромолекулах волокнотвірного полімеру, що призводить до втрати міцності фільтрувального шару та пониження ефективності очищення. В таблиці наведено склад суміші для одержання ФМ та продуктивність фільтрування. Таким чином, введення додаткової операції обробки полотен ФМ на основі поліпропіленових мікроволокон озоном за одночасного ультрафіолетового опромінення дає змогу створити прецизійні ФМ з поліпшеними характеристиками та розширити асортимент фільтрів. 5 67423 6 Таблиця Вплив тривалості обробки озоном за одночасного ультрафіолетового опромінення на продуктивність фільтрування 3 Склад суміші, мас. % ПП/СПА/А-300 30/69/1 ПП/СПА/МАС-200 М 30/69/1 ПП/СПА 30/70 2. Продуктивність, дм /м год за тривалості обробки, хв. Найближчий 0,5 1,0 2,0 3,0 аналог 10650 10950 14260 15110 18130 11970 12050 12200 13430 15760 4040 4170 4620 5980 9390 3,5 15920 15890 9770 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601