Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Разработка физико-химических методов анализа и контроля технологических сред в производстве арамидных волокон

Диссертация: Разработка физико-химических методов анализа и контроля технологических сред в производстве арамидных волокон
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В связи с расширением областей использования арамидов и повышением требований к физико-механическим параметрам волокон, а также расширением их ассортимента потребовалась специальная работа по совершенствованию аналитического контроля в технологических схемах получения готовой продукции. Впервые с помощью спектральных методов (ИК, УФспектроскопии, люминесценции) и дифференциального термического… Читать ещё >

Содержание

  • I. Литературный обзор
    • 1. 1. Общая характеристика технологии арамидных волокон
    • 1. 2. Анализ исходного сырья для синтеза сополиамидбензимидазоля
    • 1. 3. Существующий анализ стадий получения сополиамидных систем 13 в производственных условиях
    • 1. 4. Анализ прядильных растворов, осадительных ванн, полимеров 14 после их формования, промывок и термообработок
    • 1. 5. Оценка качества готовой продукции по физико-механическим 17 показателям сополиамидных нитей
    • 1. 6. Обработка результатов измерений
  • I. 7.0сновные выоды по разделу и постановка задачи создания инст- 18 рументального контроля в технологии арамидных волокон
  • II. Объекты и методы исследования
    • 2. 1. Объекты исследования
    • 2. 2. Методы исследования
  • III. Экспериментальная часть
    • 3. 1. Общая характеристика электронно-колебательного состояния мо- 23 номерных и полимерных систем с применением абсорбционной спектроскопии
    • 3. 2. ИК И УФ-спектральный анализ диамина АФБИ
    • 3. 3. Термографические и термогравиметрические исследования 52 АФБИ
      • 3. 3. 1. Исследования АФБИ методом ДТГ
      • 3. 3. 2. Исследования АФБИ методом ДСК
  • 4. Разработка методик измерений количественных характеристик мономерных соединений
    • 4. 1. Спектральное определение массовой доли влаги в амидосолевой 73 системе
    • 4. 2. Спектральное определение массовой доли 1лС1 в ДМАА
    • 4. 3. Спектральное определение массовой доли полимера
    • 4. 4. ИК-спектроскопическое определение массовой доли ДМАА в 77 осадительной ванне
    • 4. 5. ИК-спектроскопическое определение содержания замасливателя 77 НО
    • 4. 6. ИК-спектроскопический метод определения состава безводных 82 форм АФБИ
    • 4. 7. ИК-спектроскопический метод идентификации волокна на основе 82 гомополимера СВМ
    • 4. 8. Спектро-люминесцентный метод анализ структуры АФБИ- 87 системы
    • 4. 9. Исследование возможности применения жидкостей хроматогра- 87 фии для анализа микропримесей с помощью капиллярного электрофореза
    • 4. 10. Применение результатов изучения полиморфных форм АФБИ в 91 технологическом процессе получения волокна
  • Выводы

Разработка физико-химических методов анализа и контроля технологических сред в производстве арамидных волокон (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Новый класс полиамидных волокон, содержащих гетероароматические элементы макромолекул, позволил создавать материалы с набором уникальных эксплуатационных свойств. Авиационная, космическая, атомная промышленности, автомобилеи судостроение, создание сверхпрочных канатов, тросов, средств индивидуальной защиты от баллистических ударов, трудногорючие текстильные материалы являются областями применения арамид-ных волокон.

В настоящее время выпуск арамидных волокон в мире составляет сотни тысяч тонн. Волокна торговых марок СВМ, Армос, Русар, Артек, Тверла-на, Аримид ПМ, ВМ в России, а также их зарубежные аналоги Кевлар, Тва-рон, Номекс, Кермель и др. имеют долгосрочный спрос для создания многих видов материалов, работающих в экстремальных условиях действия темпе-ратурно-силовых полей.

Надежность работы конструкций, созданных на основе арамидов, в значительной степени определяется качеством соответствующих волокон и стабильностью их физико-механических свойств.

Широко известно, что технология термостойких волокон по мокрому способу их получения из сернокислотных и амидосолевых прядильных растворов предусматривает использование полимеров и сополимеров, синтезированных из соответствующих диаминов и диангидридов ароматических кислот [1,2]. Технологические переходы в процессах получения волокон характеризуются протеканием сложных химических превращений в момент полимероб-разования и структурных перестроек в цепях макромолекул сополиамидов при волокнообразовании. На всех стадиях получения волокон необходим жесткий контроль за протеканием каждого этапа по технологической схеме от характеристики мономеров до готового волокна [3].

Ранние обзорные и оригинальные работы и материалы патентной литературы [4 — 6] свидетельствуют о том, что сополимеризационные процессы в системе ароматический диаминдиангидрид в средах амидосолевых апро-тонных растворителей характеризуются реакциями ацилирования с образованием бензамидных группировок. Кроме основной реакции поликонденсации возможно протекание побочных реакций монофункциональных соединений примесей, приводящих к обрыву цепей макромолекул и снижению молекулярной массы полимера [7].

В связи с расширением областей использования арамидов и повышением требований к физико-механическим параметрам волокон, а также расширением их ассортимента потребовалась специальная работа по совершенствованию аналитического контроля в технологических схемах получения готовой продукции.

Снижение коэффициента вариации основных характеристик выпускаемых волокон, стабилизация параметров всех стадий получения волокон, повышение сортности — все эти вопросы требуют осуществления планомерного перехода от визуальных отсчетов данных аналитических измерений к инст-рументализации в системе контроля производства.

В конечном итоге работа свелась к решению следующих вопросов:

1. Характеристика многообразия мономерных соединений, их электронно-колебательное состояние, определяющее химические превращения при синтезе ароматических полиамидов и структурные переходы в процессах волокнообразования.

2. Анализ и систематизация существующих методов анализ и контроля при производстве нитей растворным способом.

3. Разработка новых физико-химических методов анализа и контроля для замены малоэффективных химических методов.

I. Литературный обзор

В семидесятые годы прошлого столетия независимо в СССР и США были получены сверхпрочные термостойкие волокна на основе ароматических полиамидов, полиимидов. Их удивительно высокие механические характеристики привлекли внимание широкого круга специальных производств. Группа советских ученых под руководством проф. Г. И. Кудрявцева впервые получила волокна на основе полиамидобензимидазола [8, 9]- ВНИИВлон, которое стало первым в ряду отечественных ароматических полиамидных волокон с товарными марками СВМ, Армос, Русар, освоенных в промышленных масштабах.

выводы.

1. Впервые с помощью спектральных методов (ИК, УФспектроскопии, люминесценции) и дифференциального термического анализа охарактеризован состав полиморфных форм ароматического диамина 5(6) амино-2(п-аминофенил) бензи-мидазола в твердом безводном состоянии и виде нескольких кристаллогидратов.

2. Разработан экспресс-метод одновременного определения концентрации полимера, состава амидосолевой системы и микропримесей, который позволил уменьшить дисперсию показателей механических свойств нитей и повысить их уровень.

3. Впервые исследовано взаимодействие в системе прядильный растворосадительная ванна, что позволило разработать спектральный анализ состава ванны и, выявить наличие амидо-имидольных форм и хиноидных структур в полимерной системе.

Это позволяет находить оптимальные условия процесса осаждения сополимеров с необходимой пред-ориентацией для реализации максимальных прочностных показателей нитей.

4. Впервые разработаны основы получения микрофиламентных отечественных арамидных нитей для создания баллистических тканей нового поколения.

5. Разработана новая схема аналитического контроля процессам получения арамидных волокон в условиях производства «Каменск-волокно» .

6. Разработаны технические условия и осуществлен выпуск нового ассортимента арамидных волокон.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Г. И., Щетинин A.M. Термо-, жаростойкие и негорючие волокна. М. Изд. Химия, 1978, 424 с.
  2. Г. И. Ж. Химические волокна, 1990, № 2, с 34−38.
  3. Контроль производства синтетических волокон. Сб. под ред. Кудрявцева Г. И., 1975, 77с.
  4. В.В., Виноградов СВ., Васнев В. А. Высокомолекулярные соединения, 1973, 16А, С. 2456−2460.
  5. СИ., Брук Е. Б. Успехи химии, 1979, т.48, вып.2, с.297−343.
  6. В.А., Кучанов СИ. Успехи химии, 1973, т.42, вып. 12, с. 2194−2220.
  7. В.М., Соколов Л. Б., Высокомолекулярные соединения, 1973, 15Б, № 4, С. 307−310.
  8. Г. И., Токарев A.B., Авророва Л. В. Ж. Химические волокна, 1971, № 1, С. 76.
  9. Л.В. Дисс. на соис.уч. ст к.х.н., Мытищи, 1983, 203 с.
  10. З.Г. Дисс. на соис. уч. ст. к.х.н., 1970, 195с.
  11. В.М. Дисс. на соис.уч. ст к.х.н., Мытищи, 1983, 202 с.
  12. O.A. Дисс. на соис.уч. ст к.х.н., Мытищи, 1990, 165 с.
  13. В.Б. Дисс. на соис.уч. ст к.х.н., Мытищи, 1982, 150 с.
  14. И.В. Дисс. на соис.уч. ст к.х.н., Москва, 2005, 141с.
  15. СВ., Авророва Л. В. Сб. Термостойкие волокна под ред. Кудрявцева Г. И., Мытищи, 1976, С. 98−103.
  16. А.Т., Глазунов В. Б., Сб. Шинный корд, Мытищи, 1977, С. 1−12.
  17. В.Б., Комиссаров В. И. Сб. Шинный корд, Мытищи, 1979, С 166.
  18. Авророва Л. В, Смирнова В.Н. Ж. Химические волокна, 1988, № 2, С. 2021.
  19. И.В. Дисс. на соис. уч ст к. ф-м. н. г. Тверь, 1990.
  20. В.А., Френкель С .Я. Композиционная неоднородность сополимеров, Изд. Химия, 1988. 216с.
  21. A.B., Цутырский В. П. Ж. Механика композиционных материалов, 1987, № 5, С.771−775.
  22. Курицын J1.B. Высокомолекулярные соединения, 1973, 15Б, № 4, С. 317 320.
  23. A.M. Высокомолекулярные соединения, 1976, 19Б, № 1, С. 6971. 1983, т.256, № 4, С. 264−268.
  24. М.В. Сб. Термостойкие волокна под ред. Кудрявцева Г. И., 1974, вып. 1, ч. 1, С. 132−136.
  25. Литовченко Г. Д там же, С. 142−146.
  26. Г. А. Ж. Физическая химия, 1975, т.49, вып. 11, С. 3005−3006.
  27. И.Д. Ж. Физическая химия, 1975, т.53, вып. 10, С. 2662−2663.
  28. М.В. Дисс. на соис. уч. ст. д.х.н., 1984, Мытищи, 410 с.
  29. И.В. Вестник МГУ им. Ломоносова, Москва, 1988, т.39, С. 253−256.
  30. Л.Я., Зенков И. Д. Сб. Термостойкие волокна под ред. Кудрявцева Г. И., 1976, С. 41−46, 24−28.
  31. М.В. Сб. Термостойкие волокна под ред. Кудрявцева Г. И., 1974, вып. 1, ч. 1, С. 150−152.
  32. Г. Д. Сб. Термостойкие волокна под ред. Кудрявцева Г. И., 1982, вып. 5, ч. 1, С. 57−63.
  33. A.B. Жидкокристаллические полиимиды, М., Изд. Химия, С. 372−407.
  34. А.Г. Дисс. на соис. уч. ст. к.х.н., 2002, Москва, патент № 1 666 947 от 10.11.88.
  35. А.Ф., Шаблыгин М. В. Ж. Химические волокна, 2004, № 5, С. 5962.
  36. Л.М. Ж. Текстильная промышленность, 2002, № 7, С.17−18.
  37. Г. А., Волохина A.B. Ж. Текстильная промышленность, 2003, № 3, С.21−22.
  38. Г. И. Армирующие химические волокна для композиционных материалов, Изд. Химия, 1992, С. 25−198.
  39. Т.К., Оприц З. Г. Тезисы докладов конференции «Волокнистые материалы XXI века». С.-Петербург, 2005, С. 39−44.
  40. И.В. и др. там же, С. 21−24.
  41. М.П. и др. Тезисы докл. 8 конференции в области конструирования СИЗ, 2005, г. Хотьково, С. 92.
  42. JI.C. и др. Авторское свидетельство № 81 836 от 03.09.74.
  43. П.И. и др. Авторское свидетельство № 446 526 от 22.08.72.
  44. A.C. и др. Авторское свидетельство № 82 139 от 11.01.73
  45. И.А. и др. Авторское свидетельство № 1 197 517 от 05.04.84.
  46. H.H. Авторское свидетельство № 294 060 от 29.01.87.
  47. H.H. Авторское свидетельство № 237 191 от 10.07.85.
  48. Г. И. и др. Авторское свидетельство № 1 510 413 от 15.12.86.
  49. Г. А. и др. Авторское свидетельство № 262 325 от 01.10.87.
  50. Патент РФ № 940 301 от 20.05.97.
  51. Патент РФ № 2 175 035 от 30.12.99.
  52. Патент РФ № 214 736 от 10.04.2002.
  53. Патент Франции № 2 725 018 от 20.08.98.
  54. В.Ф. и др. Ж. Химические волокна, 1978, № 2, С. 71.
  55. Н.М. Ж. Химические волокна, 1978, № 2, С. 73−74.
  56. Сборник «Вода в полимерах». Пер. с анг., М, Мир, 1984, 555 с.
  57. СР. Ж. Химия древесины, 1991, № 1, С. 17−25.
  58. Э.А. Ж. Химические волокна, 2004, № 4, С. 10−17.
  59. Патент РФ № 2 100 748 от 27.12.97.
  60. Патент США № 2 147 363 от 10.04.2000.
  61. Патент DU PONT WO № 99/4 217 от 28.01.99.
  62. Патент RU № 2 175 035 от 20.01.2001.
  63. Патент RU № 2 129 173 от 29.05.99.
  64. Патент RU№ 2 126 856 от 16.05.97.
  65. Патент RU № 2 211 263 от 19.12.2001.
  66. Патент RU № 2 258 105 от 23.06.2004.
  67. Дж. Пиментел, О-Мак-Клеллан. Водородная связь, Изд. Мир, М., 1964, 450с.
  68. М.В. Ж Химические волокна, 1982, № 1, С. 34−36.
  69. А.Эллиот. Инфракрасные спектры и структура полимеров. Изд. Мир, М., 1972, 159 с.
  70. Н.Харрик. Спектроскопия внутреннего отражения. Изд. Мир, М., 1970, 330с.
  71. М.В. и др. Высокомол. соед. 1982, т. 24А, № 5, с 1020-
  72. Л. Инфракрасные спектры сложных молекул. Изд. Иностр. лит., М., 1063, 590с.
  73. С.Г., Шаблыгин М. В., Высокомолекулярные соединения, 1977, 19Б, № 1, С. 62−64.
  74. К.Е. Теплофизические свойства волокнообразующих полимеров и волокон. М, НИИТЭХим, 1987, 80 с.
  75. В.К. Обзорная информация, М., НИИТЕХИМ, 1986,118с.
  76. Е.Л. и др. Журнал прикладной химии, 1989, № 13,2793−2797.
  77. Патент Ш № 2 285 071 от 29.08.2005 г.
  78. И.А., Слугин И. В., Шаблыгин М. В. Ж Химические волокна, 2004, № 4, С. 42−45.
  79. М.В. Ж.Химические волокна, 2006, № 6,44−47.iuлез ясен ие J1. Hpt
  80. Утверждаю Технический директор менскволокно" И. В. Слугин1. QS 2007 г. 1. Методика № 258выполнения измерения массовой доли полимера в прядильном растворе производства арамидных нитей методом ШС-спектроскопии.
  81. Согласовано: Главный м&шолог
  82. М. В. Масленников <25 2007г.1. Руководитель:&bdquo- Т. Б. Склярова Чс1гё / М/ 2007 г. 1. Исполнитель:1. Зам. начальника ОПОЦ- JI. А. Новикова «??/» CJL 2007 г. ч1. Приложен* г
  83. Утверждаю Технический директор менскволокно" И. В. Слугин007 г.
  84. Методика № 254 выполнения измерения массовой доли диметилацетамида в осадительной ванне методом ИК-спектроскопии.гласовано.авный метролог--«'Ю- В. Масленников 2007 г. 1. Руководитель: 7ПВВ1. Г. Б. Склярова 6/ 2007 г. 1. Исполнитель:
  85. Начальник лаборатории ОПОЦ
  86. Г. Т. Коваленко «<%Ь 2007 г.и/>о%с ем с/е. 31. ОАО «КАМЕНСКВОЛОКНО»
  87. Утверждаю Технический директор енскволокно» И. В, Слугин2007 г.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!