Композиція для формування волокнистого фільтруючого матеріалу

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ВОЛОКНИСТОГО ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИ АЛА, содержащая термопластичный волокнообразуюпшй и матричный полимеры, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения срока службы материала, улучшения условий труда, она содержит в качестве матричного полимера поливиниловый спирт при отношении вязкостен расплавов волокнообразуюгдего и матричного полимеров 0,31-1,0 и соотношении компонентов, мас.%: Волокнообразующий полимер 5-50 Поливиниловый спирт 50-95 Л"' і 1080524 Изобретение относится к технологии получения волокнистых материалов формованием из расплава смесей полимеров, используемых в народном хозяйстве, в частности, в качестве фильтров прецизионной очистки. Известна композиция для получения ультратонких синтетических волокон, состоящая из волокнообразую)0 ajero \лолиамиды, стереорегулярные лолиолефины, поливинилхлорид, полиэтилентерефтапат) и матричного ( полиэтилен, сополимеры этилена с оі~винилциклическими лактамами, акриловой и метакриловой кислотами ) компонентов, которая предназначена для получения слоя волокон диаметром меньше 1 0 мкм £fj . Недостатками композиции являются образование волокон, значительно различающихся по диаметрам, перепутанность волокон в слое из-за очень большого (.50-80% ] содержания волокнообразующего полимера в смеси, Пере25 работка расплава дисперсии указанного состава затруднена из-за кинематической нестабильности дисперсии (агрегация частиц волокнообразующего компонента в процессе переработки). Содержаний даже 30% волокнообразующего компонента недостаточно для образования непрерывных фибрилл. Наиболее близкой к изобретению является композиция для формования волокнистого фильтрующего мате- 35 риала, содержащая термопластичный волокнообразующий (полиоксиметилен или полипропилен) и матричный полимеры (сополимер этилена и винилацетата - СЭВА) [2]. 40 Содержание волокнообразующего компонента не превышает 20 мас.%, •- Для уменьшения диаметра волокон, t получения волокон близких диаметров - и увеличения общего числа их в матрице композиция также содержит поверхностно-активное вещество. Поскольку волокнистые фильтры наряду с микроволокнами одного диаметра (порядка несколько микрон) содержат некоторое количество волокон другого диаметра (доли микрон), а также микроволокна ограниченной длины и частицы, в процессе фильтрации, осуществляемой обяза55 тельно под давлением, вероятность разрушения слоя и уноса частиц и коротких микроволокон малого диамет ра очень большая. Это является серье-, зным недостатком волокнистых фильтрующих материалов, что ограничивает их широкое использование (в особенности для микрофильтрации). Испытания фильтрующих материалов по очистке деионизированной воды от частиц размером 1 мкм и более показывают, что унос фильтратом частиц и коротких микроволокон, а также размывание слоя наблюдаются после 24 час работы. Одной из необходимых стадий получения волокнистого фильтрующего материала из расплавов смесей полимеров является экстракция матричного полимера, которую осуществляют ядовитым растворителем-бензолом. Цель изобретения - увеличение срока службы материала, улучшение условий труда. Цель достигается тем, что композиция для формования волокнистого фильтрующего материала, содержащая термопластичный волокнообразующий и матричный полимеры, в качестве матричного полимера содержит поливиниловый спирт при соотношении вязкостен расплавов волокнообразующего и матричного полимеров 0,31-1,0 и соотношении компонентов, мас.%: волокнообразующий полимер 5-50 поливиниловый спирт 50-95 Изобретение подтверждается следующими примерами. П р и м е р 1, Готовят смесь полиоксиметилена (И0Н)и ПВС в соотношениях ПОМгПВС 5:95; 20:80; 50:50, смешивая порошки в шаровой мельнице. Смесь вакуумируют до постоянной массы при 60 С и хранят над фосфорным ангидридом. Характеристики применяемых полимеров представлены в табл. 1, 2 t Т а б л и ц а Характеристики исходного ПОМ Показатели дам Характеристическая вязкость в диметилформамиде при 150 С 0,56 Средневязкостная молекулярная масса 49000 З 1080524 Продолжение табл.1 Полученную композицию продавливают через капилляр ( d . ^ 0 , 7 8 , 1= =7,8 мм) вискозиметра МВ-2 при температуре 140 G и напряжении сдвига 40 Период индукции 5 (л) 5,693'10^ На и получают экструдат, содержащий образующиеся в процессе Вязкость расплава течения ультратонкие полиоксиметилепри 190°С и напряновые волокна в массе ПВС, играющежении сдвига 5,7* го^ таким образом, роль матричного 830 х!0*Па, Па.с полимера. ИВС из экструдата э к с т р а гируют дистиллированной водой, после Ї а б л и ц а 2 чего полиоксиметилен остается в виде Характеристика исходного ПВС пучка ультратонких полиоксиметиленовых волокон непрерывной длины, з а Показатели ПВС 15 ключенных в оболочку. Для характеристики степени однородности полученных Характеристическая волокон, определения других типов вязкость в воде при структур /частицы, пленки) проводят 25°С 0,76 их количественный микроскопический Средневязкостная 20 анализ с помощью микросокпа МБИ-І5. молекулярная масса 85000 Из статического анализа результатов определяют: средний диаметр микровоВязкость расплава локон в- пучке, общее число волокон. при 190°С и напряжении Полученные результаты приведены сдвига 5,7* П г П а , Па о с 2860 25 в табл. 3, Т а б л и ц a J ^ ' « Вязкостные свойства расплавов смесей ПОМ-ПВС и характеристики микроволокон в зависимости от состава смеси т Содержание пом в смеси, мас.% Вязкость Средний расплава, диаметр На. с волокон, мкм Общее число микроволокон Массовая доля, % Волокон Пленок 5 2100 М 1700 85, і 14,9 20 1670 4,9 5600 67,9 32,3 50 1450 6,1 3200 42,4 57,6 Пленки в виде волокнистой наружной рубашки. Из приведенных данных видно, что щает унос волокон фильтратом. Устойесли соотношение вязкостей Ч ПОМ/»? чивая работа фильтра наблюдается ПВС составляет 0,31, то в экструдаболее 300 час. Фильтр снимается с те, кроме непрерывных ПОМ-микрово45 рабочего места не в результате разлокон, содержится большое число рушения фильтрующего слоя, а из-за волокнистых пленок. Однако эти плензабивания его механическими примеки образуют внешнюю волокнистую сями и падения производительности, проницаемую для растворителя рубашП р и м е р 2, Смешивают ПОМ и ку, не препятствующую процессу экс- 50 ПВС в соотношении ПОМ:ПВС 20:80, тракции ПВС. В итоге, после эксткак описано в примере 1, Характериракции ПВС в течение 1 час полистики ПОМ, как в примере \. ПВО имеоксиметилен остается в виде тонкоет следующие показатели: средневязволокнистой рубашки непрерывной дликостная молекулярная масса - 68,-500, ны, наполненной ультратонкими П0М55 вязкость расплава при 7=5,/ Па волокнами также непрерывной длины. и Т=19О Й С составляет 810 П а в с . При Плотная наружная рубашка предохратечении через формующее отверстие няет слой от размьюания и предотвраПОМ образует в массе ПВС ультратон 1080524 кие волокна. Следует подчеркнуть, что в этом случае £ ПОМ/# IIBC близко к 1 и ультратоккие ПОМ-микроволокна являются преимущественными структурными образованиями, средний диаметр волокон d~3,5 мкм, общее число волокон - 10000, отсутствуют грубые волокна. Массовая доля полиоксиметилена, расходующегося на наружную рубашку, уменьшается примернов 3 раза и составляет около 10%, В отличие от примера І, за счет того, что 1 НОМ/£ ПВС составляет І в экструдате образуются более тонкие волокна, увеличивается их общее число, уменьшается доля НОМ, образующего рубашку (однако волокнистая рубашка сохраняется), I р и м е р 3, Смешивают П0Ї1 и I ПВС в соотношении ПОМ:ПВС 20:80, как описано в примере 1. Используют образец ПОМ как в примере 1. ПВС с вязкостью расплава при ^-5,7-10 Па и Т=190° составляет 427 Па,с, то есть соотношение вязкостей расплавов 2 ПОМ/2ПВС=0,2. В этом случае получают экструдаты, по структуре аналогичные тем, которые образуются при отношении вязкостей 0,31Р содержащие наружную волокнистую рубашку, наполненную ультратонкими волокнами. Однако образующаяся наружная рубашка очень плотная, что затрудняет процесс экстракции. фракции 5%, вязкость расплава при 5>5,7- 10 4 Па и Т=190°С составляет 840 Па.с. Матричный полимер (ПВС), 5 как в примере 2. Отношение £ ПН/f IIBC =1,12, Результаты свидетельствуют, что в этом случае получают:,я ПП структуры в массе ПВС, аналогичные описанным в примере 2, "' П р и м е р 6, В шаровой мельнице готовят смесь гранул поликапроамида ПКА и предварительно гранулированного ПВС в соотношении НКА: :ПВС=20:80 мас,%. Характеристики 15 поликаггроамида: относительная вязкость IZ-ного раствора в концентрированной серной кислоте 2,6, содержание растворимых в воде низкомолекулярных соединений 0,8%, Поливини™ ловый спирт - как в примере 2. Смесь вакуумируют до постоянной массы при температуре 70 С и проводят смешение компонентов на червячном экструдере при температуре 225°С, Экстру25 даты получают при продавливании расплава смеси ИКА-ПВС через вискозиметр МВ-2 при температуре 225 С, отношение вязкостей £НКА/^ПВС при этом составляет 0,3, Анализ микро30 структуры экструдатов свидетельствует, что ПКА находится в массе ПВС в основном в виде ультратонких волокон (J=3,8 мкм), заключенных в волокнистую пленку, 35 Таким образом» реализация данной композиции обеспечивает получение структуры в виде волокнистой наружной рубашки, наполненной ультратонкими волокнами. Образование такой 40 структуры очень важно при использовании композиции в производстве фильтрующих материалов для прецизионной фильтрации жидких сред. П р и м е р 4. При переработке «меси, описанной в примере 2, при Т=220° и Т=5,7•1 О 4 Па отношение вязкостен Ч Y10HJ2 ПВС составляет 2, При данном отношении вязкостей еще реализуется особая структура типа наружной волокнистой рубашки, наполненной ультратонкими волокнами. Однако волокнообразование в *$ Применение в качестве матричного экструдате существенно ухудшается, компонента стабилизированного поличто проявляется в увеличении средвинилового спирта (НВС) позволяет него диаметра микроволокон и появулучшить условия труда за счет пролении коротких волокон, ведения процесса экстракции дистилП р и м е р 5. Получают микроволокна из термопластичной формовоч- 50 лированной водой. При этом длительность экстракции сокращается в неной композиции полипропилен-ПВС, сколько раз. Наличие волокнистой накак описано в примере 1, Соотноружной рубашки сохраняет целостность шение компонентов ПП:ПВС=20:80 мас.%, слоя в процессе фильтрации жидкости Характеристики ПИ: характеристи55 и препятствует попаданию частиц и ческая вязкость в декалине при коротких волокон в фильтрат. 135°С-1,2; содержание атактической ( Л р iff9J г> Филиал ППП Патеит", .Тираж 223 Подписное г, Ужгород,ул.Проектная, 4