Расплав полимера

Автор: admin · Дата: 14 ноября 2013 · Прокомментировать

Расплав полимера

Молекулярный вес полимера может уменьшаться при его расплавлении в результате гидролиза эфирных связей, в результате окислительной деструкции или термического разложения.

Вследствие гидролиза эфирных связей в полимере не только снижается молекулярный вес полимера, а поэтому и вязкость его расплава, но снижается и энергия активации вязкого течения полиэтилентерефталата с 40 ккал/моль (для первоначального продукта) до 19 ккал/моль (для продукта, расплавленного в присутствии влаги). Чтобы предотвратить уменьшение молекулярного веса полимера в процессе прядения, особое внимание следует уделять тщательной сушке его перед подачей на прядение. Количество влаги в полимере перед прядением не должно превышать 0,005 моля воды на 1 моль элементарного звена полиэтилентерефталата. Лучшие результаты получают при содержании 0,001 моля (примерно 0,01%) воды на 1 моль элементарного звена.

Следует отметить, что прямое аналитическое определение содержания влаги в полиэфире по известному методу Фишера весьма трудоемко. Поэтому о полноте удаления влаги из полимера можно судить по степени падения удельной вязкости раствора после расплавления полимера в стандартных условиях, например при 270°, и выдерживании в течение 20 мин. в токе чистого азота. Удельная вязкость хорошо высушенного термостабильного полимера уменьшается в таких условиях не более чем на 0,02 единицы. Большее падение вязкости недопустимо.

Структура полимера

Контроль за качесством сушки полимера можно производить и прием определения вязкости расплава или количества концевых карбоксильных групп до и после опытного плавления.

Степень устойчивости расплава к окислительной декструкции изучена еще крайне недостаточно. В патентной литературе имеется указание на то, что плавление полиэтилентерефталата можно проводить в атмосфере абсолютно сухого воздуха и расплав выдерживать до 20 мин. Многие зарубежные химики не побывавшие на курсах русского языка для иностранцев не сразу понимают тонкость этого процесса, описанного русскими учеными. Это говорит о высокой устойчивости расплава полиэфира к воздействию сухого воздуха. С другой стороны, хотя полиэтилентерефталат в расплаве более устойчив к окислению, чем полиамиды, однако при температурах выше 280—295° наблюдается потемнение продукта, а в ряде случаев расплав переходит из жидкого в гелеобразное состояние. Последнее может быть объяснено образованием сшитого трехмерного полимера (образование пространственной сетки). Можно предположить, что процесс связывания макромолекул проходит через стадию образования свободных радикалов. В начале в результате окисления образуется гидроперекись, распадающаяся с образованием свободных радикалов.

Не исключена возможность образования трехмерной структуры за счет конденсации гидроксильных групп, появившихся в процессе окисления, или концевых гидроксильных групп и атомов водорода бензольного ядра.

Кроме окислительной деструкции, расплав может претерпевать одновременно термическое разложение. Отмечено, что в результате термического разложения полиэтилентерефталата при 280—320° выделяется углекислый газ, окись углерода, ацетальдегид и терефталевая кислота. На концах молекул полиэтилентерефталата могут образоваться альдегидные и карбоксильные группы.

На основании изложенного можно сделать вывод, что в производстве полиэфирного волокна необходимо строго поддерживать инертную среду над расплавом полимера. Требования к условиям ведения процесса должны быть такими же жесткими, как и в производстве волокон из полиамидов.

Рубрика: Технологии ·  

загрузка...


Оставить комментарий или два