Нетканый защитный материал
Изобретение относится к области изготовления нетканых материалов и может быть использовано в качестве защитного материала при работе с агрессивными средами. Технический результат - повышение защитных свойств материала при работе с агрессивными средами (кислотами, щелочами). Этот результат обеспечивается тем, что нетканый материал, включающий два слоя, один из которых выполнен из смеси анионообменного и катионообменного модифицированных капроновых волокон, а другой - из гидрофильного модифицированного капронового волокна, скрепленных иглопрокалыванием, дополнительно содержит слой из полипропиленового волокна, расположенный над слоем из смеси анионообменного и катионообменного модифицированных капроновых волокон, причем в качестве анионообменного волокна используется волокно на основе привитого сополимера поликапроамида и полидиэтиламиноэтилметакрилата, а в качестве катионообменного - волокно на основе фосфорилированного привитого сополимера поликапроамида и полиглицидилметакрилата, при этом содержание последнего в смеси составляет (35-65) мас.%, слой гидрофильного волокна расположен под слоем из смеси анионообменного и катионообменного волокон, соотношение слоев по массе составляет 1:(0,5-0,7):0,3. 1 табл.
Изобретение относится к области изготовления нетканых материалов и может быть использовано в качестве защитного материала при работе с агрессивными средами.
Известен нетканый защитный материал, включающий основу в виде волокнистого холста из модифицированного полиамидного волокна, скрепленного петлями основовязаного переплетения из пучков волокон самого холста [АС СССР 1805152, D 04 Н 13/00. Нетканый защитный материал, 1993]. Основа имеет дополнительный слой из полипропиленового воллокна и петельный ворс из гидрофильного модифицированного полиамидного волокна.
Недостатком материала являются неустойчивость к агрессивным средам основного характера, например к щелочам.
Наиболее близким решением является нетканый материал, включающий два слоя, выполненных из модифицированных капроновых волокон, скрепленных иглопрокалыванием [АС СССР 1682431 Нетканый материал, 1991 - прототип]. Один слой выполнен из гидрофильного модифицированного капронового волокна мегалон, а второй - из смеси анионообменного модифицированного полиамидного волокна при содержании его 40-60% по массе и катионообменного модифицированного полиамидного волокна, содержание катионообменного волокна составляет 40-60% от массы смеси. В качестве анионообменного используется волокно на основе привитого сополимера поликапроамида и полидиметиламиноэтилметакрилата, а в качестве катионообменного - волокно на основе привитого сополимера поликапроамида и полиметакриловой кислоты. Недостатком материала является невысокая устойчивость к действию агрессивных сред.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение защитных свойств материала при работе с агрессивными средами (кислотами, щелочами).
Поставленная задача обеспечивается тем, что нетканый материал, включающий два слоя, один из которых выполнен из смеси анионообменного и катионообменного модифицированных капроновых волокон, а другой из гидрофильного модифицированного капронового волокна, дополнительно содержит слой из полипропиленового волокна, расположенный над слоем из смеси анионообменного и катионообменного модифицированных капроновых волокон, причем в качестве анионообменного волокна используется волокно на основе привитого сополимера поликапроамида и полидиэтиламиноэтилметакрилата, а в качестве катионообменного - волокно на основе фосфорилированного привитого сополимера поликапроамида и полиглицидилметакрилата, при этом содержание последнего в смеси составляет (35-65) мас.%, слой гидрофильного волокна расположен под слоем из смеси анионообменного и катионообменного волокон, соотношение слоев по массе составляет 1:(0,5-0,7):0,3.
Анализ заявляемого материала и материала-прототипа показал, что оба материала содержат модифицированные поликапроамидные волокна, однако в состав заявляемого материала входят анионообменное волокно на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом и катионообменное волокно на основе фосфорилированного привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом. Материал-прототип таких волокон в своем составе не имеет. В состав заявляемого материала входит полипропиленовое волокно. Материал-прототип такого волокна в своем составе не имеет. Следовательно, заявляемый материал отвечает критерию "новизна".
Эффективность предлагаемого материала обусловлена тем, что он содержит слой полипропиленового волокна, обладающего высокой устойчивостью к действию агрессивных сред (кислот и щелочей), слой из смеси анионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом и катионообменного волокна на основе фосфорилированного привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом и слой гидрофильного модифицированного полиамидного волокна в определенном соотношении. В контакт с агрессивной средой вступает слой полипропиленового волокна. Осевшие капельки щелочи или кислоты задерживаются на волокнах этого слоя за счет механической сорбции. Продиффундировавшие внутрь материала капельки кислоты или щелочи вступают в реакции ионного обмена с ананионообменными и катионообменными волокнами. Введение в состав смеси катионообменного волокна с высокой статической обменной емкостью (СОЕ по NaOH до 4 мг/экв-г сух. волокна) и значительной нормальной влажностью (до 3,6%), а также анионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом с СОЕ по HCl до 2,5 мг-экв/г сух. волокна и высокой нормальной влажностью (W до 5,7%) позволяет с высокой эффективностью улавливать кислоты и щелочи. Слой гидрофильного модифицированного полиамидного волокна повышает защитные свойства и обеспечивает материалу высокие гигиенические показатели. Введение в состав материала слоя из гидрофильного полиамидного волокна повышает общую влажность материала, вызывает дополнительное набухание ионообменных волокон, тем самым повышается способность к хемосорбции, улучшаются защитные свойства. Повышение гигиенических свойств, в частности понижение электризуемости, объясняется тем, что в состав материала входит волокно полипропилен, заряженное отрицательно и полиамидное волокно, заряженное положительно, что и способствует получению материала с пониженной электризуемостью.
Выбор соотношения слоев хемостойкого, ионообменного и гидрофильного является оптимальным, так как уменьшение содержания полипропиленового волокна и ионообменных волокон снижает защитные свойства, увеличение содержания указанных волокон ухудшает гигиенические свойства. Уменьшение содержания гидрофильного модифицированного полиамидного волокна мегалон ухудшает гигиенические свойства, увеличение его содержания повышает жесткость и увеличивает материалоемкость.
Выбор соотношения содержания катионообменного волокна в материале обусловлен тем, чтобы обеспечить высокие защитные свойства. При увеличении его содержания выше 65% происходит уменьшение общей нормальной влажности материала, что понижает защитные свойства как по кислотам, так и по щелочам. При уменьшении его содержания ниже 35% наблюдается понижение защитных свойств по щелочам.
Таким образом, наличие в составе материала дополнительного слоя из полипропиленового волокна, введенного в определенном соотношении по массе к гидрофильному и ионообменному слоям, а также введение в состав ионообменного слоя анионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом и катионообменного волокна на основе фосфорилированного привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом в оптимальном соотношении, обеспечивает защиту от агрессивных сред, что является новым техническим свойством заявляемого нетканого материала.
Нетканый материал получают по иглопробивной технологии. Волокна прочесывают на чесальных машинах, формируют трехслойный волокнистый холст на преобразователе прочеса, скрепляют на иглопробивной машине.
По стандартным методикам (ГОСТ 15902.1-80, 15902.3-79, 12088-77, 16166-70, 10185-75, 16166-70, 12.4.048-78) определены свойства заявляемого материала и материала-прототипа в сопоставимых условиях.
Пример 1. 200 г полипропиленового волокна прочесывают на чесальной машине, волокнистую смесь, содержащую 48 г анионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом и 72 г катионообменного волокна на основе фосфорилированного привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом прочесывают на второй чесальной машине, 60 г гидрофильного модифицированного полиамидного волокна прочесывают на третьей чесальной машине, формируют волокнистый холст и скрепляют его на иглопробивной машине.
Пример 2. 200 г полипропиленового волокна прочесывают на чесальной машине, волокнистую смесь, содержащую 50 г анионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом и 50 г катионообменного волокна на основе фосфорилированного привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом прочесывают на второй чесальной машине, 60 г гидрофильного модифицированного полиамидного волокна прочесывают на третьей чесальной машине, формируют волокнистый холст и скрепляют его на иглопробивной машине.
Пример 3. 200 г полипропиленового волокна прочесывают на чесальной машине, волокнистую смесь, содержащую 90 г анионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом и 50 г катионообменного волокна на основе фосфорилированного привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом прочесывают на второй чесальной машине, 60 г гидрофильного модифицированного полиамидного волокна прочесывают на третьей чесальной машине, формируют волокнистый холст и скрепляют его на иглопробивной машине.
Показатели свойств приведены в таблице.
Материал обладает высокой эффективностью защиты от агрессивных сред (кислотостойкость 14%, кислотопроницаемость 35 мин, щелочепроницаемость 34 мин), значительной механической прочностью (разрывная нагрузка до 756 Н), хорошими гигиеническими показателями (воздухопроницаемость до 245 дм3/(м2· с), нормальная влажность 8,0%).
Формула изобретения
Нетканый защитный материал, включающий два слоя, один из которых выполнен из смеси анионообменного и катионообменного модифицированных капроновых волокон, а другой - из гидрофильного модифицированного капронового волокна, скрепленных иглопрокалыванием, отличающийся тем, что он дополнительно содержит слой из полипропиленового волокна, расположенный над слоем из смеси анионообменного и катионообменного модифицированных капроновых волокон, при этом в качестве анионообменного волокна используется волокно на основе привитого сополимера поликапроамида и полидиэтиламиноэтилметакрилата, а в качестве катионообменного волокна - волокно на основе фосфорилированного привитого сополимера поликапроамида и полиглицидилметакрилата, причем содержание последнего в смеси составляет 35-65 мас.%, а слой гидрофильного волокна расположен под слоем из смеси анионообменного и катионообменного волокон, при этом соотношение по массе слоев из полипропиленового волокна, из смеси анионообменного и катионообменного волокон и из гидрофильного волокна составляет 1:(0,5-0,7):0,3 соответственно.
