8.2. Волокна и другие изделия

Изготовление волокон различного назначения является одним из основных направлений использования ПВС в мире. ' .

Отличительная особенность поливинилспиртового волокна — его высокая' гидрофильность и в этом отношении оно напоминает хлопок. В зависимости от вида и условий получения волокна из ПВС могут иметь различные механические свойства, но, как правило, они обладают высокой прочностью и стойкостью к ис­тиранию и изгибам. Высокая реакционная способность ОН-групп полимера обеспечивает хорошую окрашиваемость волокон из ПВС красителями, применяемыми для крашения целлюлозных воло­кон, и возможность их химического модифицирования. Поливи-нилспиртовое волокно устойчиво к действию света, микроорга­низмов, многих химических реагентов, малополярных раствори­телей и нефтепродуктов.

Для изготовления волокна используется специальная Марка ПВС, имеющая степень полимеризации 1700 ± 50, узкое ММР и содержание ацетатных групп менее 0,2—0,5% (масс). Норми-' руются также примеси ацетата натрия и железа, набухаемость полимера в воде, что необходимо для отмывки ацетата натрия, растворимость ПВС и качество растворов. Детально изучено влияние свойств ПВС и особенно его молекулярных характери­стик на процессы волокнообразования и показатели качества во­локна [35, 56, с. 90].

В СССР под названием «винол» выпускается поливинилспир-товое волокно как водорастворимое, так и обладающее высокой водостойкостью, даже при кипячении в воде. Повышение водо­стойкости волокон достигается их термической обработкой, а также частичным ацеталированием формальдегидом. Технология производства и свойства поливинилспиртовых волокон описаны в книгах [144; 145, с. 164—354]. Диапазон применения волокон из ПВС чрезвычайно широкий, он охватывает производство тканей и одежды, рыболовных сетей, канатов, парусины, брезента, раз­личных фильтровальных материалов, нетканых изделий, бумаги и т. п. Высокомодульные нити из ПВС являются прекрасными армирующими наполнителями для пластмасс, транспортных лент, шлангов, мембран и других резинотехнических изделий. Химиче­ски модифицированные волокна используются в медицине и в качестве ионообменных материалов.

На основе ПВС изготавливают поропласта, главным образом пенополивинилформаль (ППВФ). К раствору ПВС марки 16/1 или 20/1, содержащему минеральную кислоту с константой дис­социации ^10^-2 (обычно серную или соляную) добавляют фор­малин и ПАВ., после чего смесь взбивают механической ме­шалкой до тех пор, пока вспененная масса не дбстигнет макси­мального объема. Пену заливают в форму и оставляют при комнатной температуре для завершения реакции ацеталирования. Затем материал промывают водой для удаления непрореагиро-вавших компонентов и сушат [146]. Существуют и другие спо­собы получения ППВФ [106, с. 58].

.Кажущаяся плотность ППВФ от 0,02 до 0,2 г/см³. Пеномате-риал имеет два типа пор: возникающих при вспенивании (раз­мером в несколько десятков мкм) и свойственных конденсацион­ным структурам, образующимся в результате выделения новой дисперсной фазы из лабильных или метастабильных ПВФ (раз­мером менее 1 мкм). Изменяя состав исходной композиции или добавляя в нее насыщенные растворы солей, можно варьиро­вать размер пор от нескольких единиц до десятков и сотен .микро­метров. Благодаря наличию пор и высокой гидрофильное™ ППВФ способен поглощать большое количество воды (700—800% в условиях неограниченного набухания и около 450% при погло­щении без изменения объема поропласта). Увеличение объема блока из ППВФ при неограниченном набухании в воде состав­ляет 40—50%.

Переход в высокоэластическое состояние у ППВФ наблюдает­ся при температуре около ПО°С. Деформированием нагретого поропласта в увлажненном состоянии можно получать изделия желаемой конфигурации. При температуре выше 160 °С изменяет­ся окраска образцов, а при 180°С происходит деструкция ППВФ. Воздушно-сухой ППВФ с кажущейся плотностью 0,1 г/см³ имеет следующие свойства:

Объем, занимаемый отрытыми порами, % 90—95 Разрушающее напряжение, МПа

прн растяжении 0,5—0,55

прн сжатии 0,5—0,8

прн изгибе 0,45—0,48 Относительное удлинение прн растяжении, % 10—11

Удельнан ударная вязкость, кДж/м² 0,72—0,75 Эластичность по отскоку, % 10—11

Водопоглощенне за 24 ч, % 1000—1200

ППВФ стоек к истиранию и эластичен во влажном состоянии.

Из ППВФ марки ТПВФ-3 (ТУ 6-05-221-123—78) получают сепараторы и фильтры для систем подачи топлива и смазки в двигателях. Этот поропласт можно использовать для изготовле­ния абразивных инструментов, увлажняющихся валиков в поли­графической промышленности, губок для мытья, пуховок для водорастворимой косметики, платков, полотенец, сигаретных фильтров и т. д. Применение ППВФ в качестве адсорбента вла­ги позволяет осушать органические жидкости до содержания в них воды 0,001 % (масс).

Ассортимент изделий, изготавливаемых из ПВС, определяет­ся специфическими свойствами полимера: стойкостью к органи­ческим растворителям, бензину и маслам, газонепроницаемостью, отсутствием старения. Шланги и трубы из ПВС для перекачива­ния растворителей и топлива получают экструзией пластифици­рованных композиций. Снаружи их защищают водостойкими ма­териалами или вводят в композицию сшивающие агенты. Всевоз­можные изделия могут быть изготовлены методами прессования и литья. Так, молотки, не образующие искр при ударе, получают прессованием порошка ПВС с небольшой добавкой воды и пла­стификатора или прессованием заготовок, вырезанных из поли-винилепиртовой пленки. В композиции можно вводить различные наполнители [1, с. 709],