Способ получения модифицированных пленок на основе поливинилового спирта
Владельцы патента RU 2278874:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) (RU)
Изобретение относится к способу получения пленок на основе поливинилового спирта с повышенной огнестойкостью путем обработки фосфорсодержащими соединениями. Описывается способ получения модифицированных пленок на основе поливинилового спирта обработкой указанных пленок фосфорсодержащим соединением, причем в качестве фосфорсодержащего соединения используют 5-15% водный раствор бората метилфосфита, и обработку пленок проводят в течение 1-2 минут с последующей сушкой при комнатной температуре. Полученные таким способом полимеры отличаются хорошими пленкообразующими свойствами, проявляют свойства самозатухаемости и имеют водопоглощение на уровне 1,14%. Указанные пленки могут быть использованы в различных отраслях промышленности и народного хозяйства. 1 табл.
Изобретение относится к способу получения гидроксилсодержащих полимеров с повышенной огнестойкостью путем обработки фосфорсодержащими соединениями. Подобные полимеры отличаются хорошими пленкообразующими свойствами, эластичностью, прочностными характеристиками, что позволяет использовать их в различных отраслях промышленности и народного хозяйства.
Известен способ химической модификации пленок на основе поливинилового спирта растворами хлоридов рения с целью придания водо-, свето-, термостойкости и устойчивой окраски (Авторское свидетельство СССР №332102, кл. С 08 F 27/04; Опубл. 14.03.72).
Однако данный способ модификации не обеспечивает придание огнестойкости модифицируемым пленкам и продолжителен по времени.
Известен способ модификации пленок на основе поливинилового спирта путем обработки производными ортотитановой кислоты с целью придания повышенных физико-механических свойств и увеличения огнестойкости (Авторское свидетельство СССР №319614, кл. С 08 F 27/00; Опубл. 02.11.71).
Однако данный способ модификации не обеспечивает значительного увеличения огнестойкости и требует сложного аппаратурного оформления.
Наиболее близким является способ модификации пленок на основе поливинилового спирта диалкилфосфитами. По данному способу пленки предварительно подвергаются дегидратации путем нагревания в течение 35 часов, в присутствии бисульфата калия как катализатора, с применением гептана в качестве растворителя и далее обрабатываются водными растворами диалкилфосфитов при комнатной температуре (Куликова и др. «Изучение продуктов присоединения диалкилфосфитов к ПВС-волокну методом инфракрасной спектроскопии» Журнал прикладной химии, 1967, №10, с 2318-2322).
Однако данный способ модификации продолжителен по времени, требует сложного аппаратурного оформления, повышенных температур и не приводит к значительному увеличению огнестойкости.
Задача: разработка способа химической модификации пленок на основе поливинилового спирта, не требующего сложного аппаратурного оформления, высоких температур, не продолжительного по времени и позволяющего получать изделия с повышенной огнестойкостью. Техническим результатом является упрощение способа модификации, повышение огнестойкости и обеспечение низкого водопоглощения пленок на основе поливинилового спирта.
Поставленный технический результат в способе получения модифицированных пленок на основе поливинилового спирта достигается обработкой указанных пленок фосфорборсодержащим соединением, в качестве которого используется 5-15% водный раствор борат метилфосфита, причем обработку пленок проводят в течение 1-2 минут с последующей сушкой при комнатной температуре.
Наличие в составе модификатора атомов фосфора и бора, являющихся ингибиторами процессов горения и окисления, позволяет значительно повысить огнестойкость пленок на основе поливинилового спирта. Кроме того, значительное содержание фосфора и бора в структуре вещества способствует достижению максимального результата, не прибегая к использованию больших концентраций. Низкое водопоглощение может быть объяснено образованием поперечных связей в образцах модифицированных пленок на основе поливинилового спирта. Данный способ позволяет существенно упростить модификацию пленок на основе поливинилового спирта. Так, для достижения положительного эффекта не требуется использование высококонцентрированных водных растворов борат метилфосфита. Использование 5-15% водного раствора борат метилфосфита наиболее оптимально.
Увеличение концентрации водного раствора борат метилфосфита вызывает деструкцию пленок, а снижение концентрации ниже 5% не позволяет достичь эффекта самозатухания. Обработка водным раствором борат метилфосфита в течение 1-2 минут позволяет достичь необходимого содержания фосфора в модифицируемых образцах. А следовательно, увеличение времени обработки не целесообразно и, кроме того, приводит к деструкции образцов. Необходимо отметить, что данный способ модификации не требует высоких температур и сложного аппаратурного оформления.
Модификацию проводят следующим образом: пленки на основе поливинилового спирта обрабатывают в течение 1-2 минут фосфорборсодержащим соединением, в качестве которого используют 5-15% водный раствор борат метилфосфита, с последующей сушкой при комнатной температуре. Изобретение иллюстрируется следующим примером.
Пример 1. Пленку на основе поливинилового спирта помещают на 1-2 минуты в 5% водный раствор борат метилфосфита, после чего подвергают сушке при комнатной температуре до постоянного веса.
Примеры 2, 3 осуществляются аналогично примеру 1.
Полученные образцы по примерам 1-3 подвергались исследованию на стойкость к горению (ГОСТ 21793-76) и водопоглощение (ГОСТ 4650-65). Полученные результаты представлены в таблице.
| Таблица Свойства модифицированных пленок на основе поливинилового спирта | |||
| № примера | Концентрация водного раствора борат метилфосфита, % | Стойкость к горению | Водопоглощение, % |
| 1 | 5 | Самозатухает | 1,82 |
| 2 | 10 | Самозатухает | 1,38 |
| 3 | 15 | Не воспламеняется | 1,14 |
Из таблицы видно, что с ростом концентрации водного раствора борат метилфосфита, при одинаковом времени модификации наблюдается значительное снижение водопоглощения. Это свидетельствует об увеличении плотности поперечных связей в образцах модифицированных пленок на основе поливинилового спирта.
Исследование горючести модифицированных пленок показывает, что с увеличением концентрации раствора борат метилфосфита, а следовательно, с увеличением содержания фосфора в модифицированных образцах горючесть резко снижается. Исходная пленка при воздействии открытого пламени сгорает полностью. Пленки на основе поливинилового спирта, модифицированные водным раствором борат метилфосфита, самозатухают, причем при 15% концентрации водного раствора борат метилфосфита пленка не воспламеняется.
Технико-экономический эффект, полученный от применения данного способа модификации, заключается в том, что его применение позволяет значительно повысить огнестойкость, обеспечить низкое водопоглощение, не требует сложного аппаратурного оформления, высоких температур и не продолжителен по времени.
Способ получения модифицированных пленок на основе поливинилового спирта обработкой указанных пленок фосфорсодержащим соединением, отличающийся тем, что в качестве фосфорсодержащего соединения используется 5-15%-ный водный раствор бората метилфосфита, обработку пленок проводят в течение 1-2 мин с последующей сушкой при комнатной температуре.
