ПОРІВНЯЛЬНА ОЦІНКА ВОЛОКНИСТИХ ОСНОВ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ КОМПОЗИТНИХ МАТЕРІАЛІВ ІЗ СОРБЦІЙНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ

Анотація

Мета дослідження – порівняльний аналіз двох типів волокнистих основ для виготовлення композиційних матеріалів із сорбційними властивостями шляхом просочення волокнистої основи наповненими дисперсіями водорозчинних полімерів.

Методика. Як волокнисті основи для отримання сорбентів в роботі були використані: 1) голкопробивний нетканий матеріал з поверхневою щільністю 227 г/м² (ПУ/ПА-6.6), отриманий з відходів поліуретан-поліамідних хімічних волокон. Складається з комплексних волокон Lycra 162C (лінійна густина 4,4 текс) (ПУ), та волокон Nylon 6.6 f20/1 (лінійна густина 3,3 текс) (ПА-6,6) у співвідношенні 70/30 мас. %; 2) нетканий матеріал з поліефірних мікроволокон, отриманих аеродинамічним методом з поверхневою щільністю 178 г/м² (ПЕТФ). Для просочення волокнистої основи були використані наповнені дисперсії водорозчинних полімерів ПВС і крохмалю. Як адсорбент до складу дисперсії вводили порошок глини монтморилонітового типу в кількості від 5 до 10% від загальної маси. Досліджували влив концентрації полімерних розчинів та кількість введеного адсорбенту на вологопоглинання та паропроникність матеріалів згідно ІSO 20158:2018 та ISO 15496:2018, механічну міцність матеріалів при розтягуванні визначали на розривній машині типу РМ-30, відповідно стандарту ДСТУ ISO 9073-3:2003.

Результати. Доведено, що підвищення концентрації полімерного зв’язуючого призводить до ущільнення структури волокнистої основи і, як наслідок, до зростання її поверхневої щільності. Також на величину поверхневої щільності впливає кількість мінерального сорбенту: введення 5% глини призводить до зростання поверхневої щільності волокнистої основи ПЕТФ більше ніж у 2 рази, а з 10% глини поверхнева щільність зростає ще майже вдвічі. Із підвищенням концентрації водорозчинних полімерів і вмісту глини в дисперсії, вологопоглинання всіх типів нетканих матеріалів дещо знижується. Фізико-механічні властивості волокнистих матеріалів залежать від типу вихідного волокна, типу та концентрації полімерного зв’язуючого і кількості введеного глинистого адсорбенту. Підвищення концентрації розчину ПВС призводить до підвищення міцності просоченої волокнистої основи як ПУ/ПА-6.6, так і ПЕТФ, але викликає зменшення показника відносного видовження при розриванні. Втрата еластичності матеріалів відбувається в результаті структурування, причому ступінь структурування в разі застосування наповнених дисперсій ПВС вища.

Наукова новизна дослідження полягає у використанні двох різних типів нетканих матеріалів з різною структурою та складом, просочених наповненими дисперсіями водорозчинних полімерів, як волокнистих основ для отримання в подальшому волокнистих композиційних матеріалів з сорбційними властивостями.

Практична значимість. Композиційні матеріали з сорбційними властивостями можуть бути в подальшому використані для очистки стічних вод підприємств легкої і хімічної промисловості від іонів важких металів.