Курсовая работа: Основные физико-химические закономерности получения пленок из растворов полимеров

1)достаточная растворяющая способность по отношению к полимеру;

2)неограниченное смешение с пленкообразующим полимером для обеспечения однородного раствора;

3)минимальное значение концентрационного градиента вязкости (т. е. вязкость раствора по возможности должна мало изменяться с изменением концентрации полимера во избежание значительной усадки пленки при испарении растворителя);

4)максимальный температурный градиент вязкости (т. е. значительное изменение вязкости с изменением температуры, что облегчает проведение ряда технологических операций, например фильтрования, деаэрации);

5)степень летучести, обеспечивающая оптимальную кинетику испарения;

6)химическая стойкость и инертность по отношению к другим компонентам раствора и материалам оборудования;

7)нетоксичность;

8)взрыво- и пожаробезопасность;

9) экономичность, определяемая как доступностью и низкой стоимостью растворителя, так и возможно более полной его регенерацией.

В отличие от растворителя, играющего вспомогательную роль при получении пленок (при формовании пленки растворитель удаляется), пластификатор остается в пленке как ее неотъемлемая часть.

Общие требования к пластификаторам:

1)эффективность действия;

2)совместимость с полимером;

3)низкая степень летучести;

4)химическая стойкость и инертность в отношении других компонентов смеси;

5)отсутствие цвета и запаха;

6)нетоксичность.;

Пластификатор не должен также экстрагироваться из пленки в условиях ее эксплуатации.

Состав раствора, как правило, определяется назначением пленки.

Для получения более толстых пленок, не подвергающихся изгибу, готовят более концентрированные растворы, содержащие до 40% частично омыленного триацетата целлюлозы. Для электроизоляционных пленок, которые должны выдерживать многократный изгиб/ используются 10%-ные растворы того же полимера в метилен хлориде с добавкой спирта. При пониженных требованиях к прочности пленки применяют вторичный ацетат целлюлозы с меньшим количеством связанной уксусной кислоты (54-56% вместо 60-61% в частично омыленном триацетате целлюлозы). Это позволяет повысить содержание полимера в спирто-ацетоновом растворе (1 : 3) до 18-20% при наименьшем концентрационном и наибольшем температурном градиентах раствора.

Пластификаторами ацетилцеллюлозных пленок служат смеси фта-латов и фосфатов.

Однородность раствора в большой степени зависит от выбора смесительного оборудования, порядка загрузки компонентов и режима перемешивания.

Обычно используют вертикальные или наклонно-горизонтальные аппараты с коррозионностойким внутренним покрытием, снабженные мешалками, конструкция которых обеспечивает эффективное перемешивание массы во всем объеме аппарата. Схематическое изображение таких аппаратов дано на рис. 3.

Рис. 3

Так как для лучшего растворения полимера необходимо дать ему набухнуть, загрузку компонентов ведут следующим образом: в аппарат вводят примерно половинное количество растворителя и при работающей мешалке загружают небольшими порциями разрыхленный порошкообразный полимер. Затем загружают остальное количество основного растворителя и после продолжительного перемешивания в полученный однородный раствор добавляют смесь пластификаторов в растворе входящего в рецептуру тяжелолетучего растворителя.

Продолжительность и интенсивность перемешивания зависят от количества и характера смешиваемых компонентов, а также от конструкции смесителя и его емкости; приготовление раствора занимает обычно от 6 до 24 ч: В случае высоковязких растворов слишком интенсивное перемешивание (высокая скорость вращения мешалки) вызывает нежелательное разогревание раствора.

Выгрузка, вязкого раствора и подача его в дополнительные емкости - гомогенизаторы - производится насосами плунжерного, геликоидального или шестеренчатого типа, предназначенными для перекачивания вязких жидкостей.

Подготовка раствора к формованию. Раствор, поступающий и формование пленки, не должен содержать каких-либо механически примесей и частиц нерастворившегося полимера, а также пузырьков газа, ухудшающих качество отлитой пленки.