Термопластична формувальна композиція для отримання фільтрувального матеріалу на основі ультратонких синтетичних волокон

Термопластична формувальна композиція для отримання фільтрувального матеріалу на ос Винахід відноситься до термопластичних формульваних композицій для отримання фільтрувальних матеріалів (ФМ) на основі ультратонких синтетичних волокон (мікроволокон) і може бути використаний для виготовлення прецизійних фільтрувальних матеріалів придатних для очистки рідинних та газових середовищ від механічних домішок в різних галузях народного господарства. Відома термопластична формувальна композиція для отримання фільтрувального матеріалу на основі ультратонких синтетичних волокон (патент України № 919, МКВ: D01F8/00, 1993), що складається із волокноутворюючого і матричного полімерів. За рахунок використання в якості матричного компоненту полівінілового спирту одержують ФМ з слідуючою структурою: безперервна зовнішня оболонка, наповнена ультратонкими волокнами, орієнтованими в напрямку екструзії. Отримання такого типу структури дозволяє зберегти цілісність фільтрувального шару в процесі фільтрації рідин та перешкоджає вимиванню коротких мікроволокон і частинок у фільтрат особливо при підвищених тисках. Але при використанні полівінілового спирту як матричного полімеру на утворення волокнистої зовнішньої оболонки витрачається значна доля (-30 мас.%) волокноутворюючого полімеру, що знижує долю мікроволокон, які служать основними фільтрувальними елементами. Відома також термопластична формувальна композиція для отримання фільтрувального матеріалу на основі ультратонких синтетичних видається під відповідальність власника патенту ФІЛЬТРУВАЛЬНОГО нові ультратонких синтетичних волокон, що містить суміш термопластичних волокноутворюючого і матричного полімерів та сіль, яка відрізняється тим, що як сіль вибрана органічна сіль олеат натрію, при цьому компоненти взяті у такому співвідношенні, мас.%: Волокноутворюючий полімер Матричний полімер Олеат натрію 10-40 53-60,5 0,5-7,0 волокон (патент України № 19435А, МКВ: C01N8/04, 1997 р ), що містить суміш термопластичних волокноутворюючого і матричного полімерів та сіль. Компоненти суміші взяті у слідуючому співвідношенні' Волокноутворюючий полімер, мас.% 10-40 Матричний полімер, мас.% 58-89,5 Натрій хлористий, мас.% 0,5-2. Наявність в композиції неорганічної солі хлористого натрію сприяє волокноутворенню і, як наслідок, покращенню властивостей ФМ, але викликає корозію обладнання та його абразивне зношення Таким чином, в основу винаходу поставлена задача створити таку термопластичну формувальну композицію для отримання фільтрувального матеріалу на основі ультратонких синтетичних волокон шляхом заміни якісного та кількісного складу інгредієнтів, що забезпечить підвищення продуктивності ФМ при збереженні тонкості очистки по частинках розміром 0,4 мкм поряд зі зменшенням корозійного та абразивного зношення обладнання, завдяки чому розширився б асортимент фільтрувальних матеріалів для мікрофільтрації. Поставлена задача вирішена тим, що в термопластичній формульваній композиції, яка містить суміш термопластичних волокноутворюючого і матричного полімерів та сіль, згідно винаходу, як сіль вибрана органічна сіль олеат натрію, при цьому компоненти взяті у слідуючому співвідношенні, мас.%: ю о CD CO < 34605 волокноутворюючий полімер 10-40 матричний полімер 53-80,5 олеат натрію 0,5-7,0 Введення до складу термопластичної формувальної композиції органічної солі олеату натрію дозволяє створити новий фільтрувальний матеріал з тонкістю очистки 0,4 мкм і продуктивністю 61-81 мл/см^ хв та зменшити корозійне та абразивне зношення обладнання при переробц» композиції Суть запропонованого винаходу полягає в тому що введення органічної полярної солі олеату натрію знижує поверхневий натяг та поверхневу енергію на кордоні розподілу волокноутворюючого і матричного полімерів термопластичної формувальної композиції Це приводить до підвищення стабільності дисперсної системи та росту ступеня сумісності між компонентами композиції і, як наслідок, до покращення вопокноутворення при переробці композиції в плівку суттєво збільшується доля мжроволокон безперервної довжини, зменшується їх середній діаметр, падає КІЛЬКІСТЬ ПЛІВОК та частинок, росте однорідність мгкроволокон по поперечних розмірах В умовах переробки термопластичної формувальної композиції на екструзійному обладнанні олеат натрію плавиться (температура його плавлення - 165°С) і не викликає корозію обладнання та його абразивне зношення У відсутності добавки солі олеату натрію волокноутворення реалізується слабо Після екстракції матричного полімеру з композиційної плівки розчинником, який розчиняє і олеат натрію, одержують фільтрувальний матеріал із ультратонких волокон, орієнтованих в напрямку екструзії Порівняно з ФМ прототипу одержаний фільтрувальний матеріал має значно більшу продуктивність при тій самій ефективності очистки по частинках розміром 0,4 мкм Підвищення продуктивності ФМ обумовлене мікроскопічними залишками високополярного олеату натрію в фільтруючому шарі Виконані дослідження методом інфра-червоної (14) мікроскопії підтвердили, що при екстракції введений олеат натрію вимивається неповністю гЧ спектри показують мікроскопічні КІЛЬКОСТІ олеату натрію Олеат натрію додають в композицію в КІЛЬКОСТІ 0,5-0,7 мас% При введенні в композицію олеату натрію менше 0 5 мас % волокноутворення реалізується погано і не вдається одержати якісний фільтрувальний матеріал При збільшенні вмісту олеату натрію вище 7,0 мас % в структурі ФМ переважають пшвки, що погіршує його властивості З літератури невідомо використання плавкої високололярної органічної солі в складі термопластичної формувальної композиції для отримання фільтрувального матеріалу на основі ультратонких синтетичних волокон з метою пщвищення продуктивності ФМ при збереженні тонкості очистки 0,4 мкм та зменшення корозійного зношення обладнання Таким чином, по способу, що пропонується, отримують фільтрувальний матеріал з щільною однорідною структурою. що забезпечує мікрофільтрацію з тонкістю очистки 0,4 мкм За рахунок використання плавко) високолярноі солі олеату натрію зростає продуктивність ФМ та значно зменшується корозійне і абразивне зношення екструзіиного обладнання при переробці композиції Винахід ілюструється слідуючими прикладами Приклад 1. Для приготування термопластичної формувальної композиції брапи слідуючі ВИХІДНІ компоненти поліпропілен (ПП) - волокноутворюючий і сополіамід (СПА) - матричний полімер та органічну сіль - олеат натрію Поліпропілен мав слідуючі властивості характеристична в'язкість в декаліні при 135°С - 1,2, вміст атеїстичної фракції - 5%, температура плавлення - 169°С Сополіамід - спіполімер капролактаму (50%) » гексаметіленадіп»нату (50%), температура плавлення 171°С, вміст низькомолекулярних сполук, я» екстрагуються водою - 2-3 мас % Олеат натрію - порошок з розміром частинок 10-30 мкм, температура плавлення - 165°С Вихідний СПА попередньо сушили під вакуумом при температурі 90 ± 5°С до постійно» маси, а потім, змішували з ПП і олеатом натрію в розплаві на дисковому екструдері 3 одержаної термопластичної композиції формували композиційну плівку Процес екстракції проводили водним розчином етилового спирту Ефективність фільтрації одержаного ФМ оцінювали за допомогою лічильника аерозольних частинок АЗ-5, а продуктивність на спеціальному стенді по фільтрації дистильованої води Властивості ФМ наведені в таблиці Фільтрувальний матеріал одержаний із використанням термопластичної формувально) композиції ПП(СПА) олеат натрію складу 20Я7/3 мас % забезпечував ефективність очистки по частинках розміром 0 4 мкм - 99,9% « питому продуктивність 70 мл/см2 хв Приклад 2. Формувальна композиція, яка описана в прикладі 1, але в якості волокноутворюючого полімеру використовували полюксіметилен (ПОМ) ПОМ - співполімер триосану з 1 3-дюксоланом (2%) з характеристичною в'язкістю в димеплформамід» - 0 56 і середньов'язкістиою молекулярною масою 49000, період індукції - 40 хв , температура плавлення - 171 °С, гранули білого кольору Фільтрувальний матеріал одержували і оцінювали як описано в прикладі 1 Ефективність затримки частинок розміром 0,4 мкм ФМ одержаним із композиції ПОМ(СПА) олеат натрію складу 20/77/3 мас % склала 99,6%, а продуктивність 73 мл/см2 хв В таблиці наведені співвідношення компонентів в формувальній композиції та властивості ФМ Аналіз одержаних результатів свідчить, що запропонована термопластична формувальна композиція дає можливість виготовити фільтрувальний матеріал на основі ультратонких синтетичних волокон з тонкістю очистки 0,4 мкм і підвищеною продуктивністю 3 таблиці видно, що ФМ має ефективність очистки по частинках розміром 0,4 мкм 65,8-99,9%, продуктивність в 1,2-1,6 рази вищу, ніж у ФМ одержаного з композиції прототипу (зразки № 2-5, 8-13) Оптималь 34605 не співвідношення волокноутворюючого І матричного полімерів 20777 мас.%, а оптимальний вміст олеату натрію 3 мас.%. При цьому ефективність очистки ло частинках розміром 0.4 мкм 99.8-99,9%, а питома продуктивність 70-73 мл/см2 • хв. (зразки №2,3). Вплив складу термопластичної формувальноТ композиції на властивості ФМ Nt КОМПОЗИЦІЇ Назва та співвідношення компонентів волокиоутворюючий (матричний) сіль, мас.% Ефективність затримки частинок розміром 0,4 мкм, % Питома продуктивність, мл/см*- хв 1 ПП(СПА)олеат натрію 20/80/0 87.7 46 2 ЛЛ(СПА)олеат натрію 20/77/3 99.9 70 3 ПОМ(СПА)олеат натрію 20/77/3 99,8 73 4 ЛП(СПА)олеат натрію 20/79,5/0,5 94,5 55 5 ПП(СПА)олеат натрію 20/73/7 91,1 72 6 ПП(СПА)олеат натрію 20/79,6/0,4 вв,2 52 7 ПП(СПА)олеат натрію 20/72/8 86,7 72 8 ПП(СПА)олеат натрио 10/87/3 87,7 78 9 ПП(СПА)олеат натрію 40/57/3 69,5 61 to ПП(СГІА)олеат натрію 10/89.5/0,5 86,9 75 11 ПП(СПА)опеат натрію 10/87/7 89.7 81 12 ПЛ(СПА)олєат натрію 40/59,5/0,5 85,8 58 13 ПП(СПА)олеат натрію 40/53/7 87,3 65 14 ПОМ(СПА)хлористий натрій прототип 20/79,3/0,7 99,97 50 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03 І