МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
ТАШКЕНТСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
На правах рукописи
УДК 677.052.494.02
ТУРАЕВ АБДУХОШИМ АБДУМУТАЛОВИЧ
СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПЛАСТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
НА ОСНОВЕ ФИБРОИНА ШЕЛКА И ПОЛИЭТИЛЕНА
05.17.06 – Технология и переработка пластических масс и стеклопластиков
А В Т О Р Е Ф Е Р А Т
диссертации на соискание ученой степени кандидата
технических наук
Ташкент – 2010
2
Работа выполнена на кафедре «Физики» Ташкентского института текстильной
и легкой промышленности
Научные руководители:
доктор химических наук
Каримов Закирджан
доктор технических наук, профессор
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор
Таджиходжаев Зокирходжа Абдусаттарович
кандидат технических наук
Абдуразаков Мухитдин
Ведущая организация:
Национальный университет Узбекистана
им. Мирзо Улугбека
Защита состоится «____» ___________ 2010 г. в ______ часов на заседании
специализированного совета Д 067.24.02. при Ташкентском химико-
технологическом институте по адресу: 100011, г. Ташкент, ул. А.Навои, 32,
телефон: 998-71-244-79-17, Факс: 998-71-244-79-17, E-mail: tashct@ishonch.uz
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ташкентского химико-
технологического института.
Автореферат разослан «___» ___________ 2010 г.
Учёный секретарь
специализированного совета,
доктор технических наук А.С. Ибодуллаев
Хафизов Махмуджон Мамадалиевич
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИИ
Актуальность работы.
При размотке шелка-сырца и производстве шелко-
вых тканей, постоянно накапливается значительное количество самых разнооб-
разных отходов. Это часть оболочки коконов (коконный сдир), внутренний
слой (одонки), бракованные коконы и различные другие отходы, которые прак-
тически не утилизируются. Очевидно, что решение этой проблемы представля-
ет существенное экономическое значение. Также очевидно, что в ходе ее реше-
ния могут возникнуть проблемы научного характера, поскольку основой всех
отходов производства натурального шелка является полимер протеиновой при-
роды - фиброин, обладающий специфическими свойствами и структурой. То
обстоятельство, что фиброин не плавится и с большим трудом растворяется в
ограниченном числе сложных, специфических растворителей, налагает серьез-
ные ограничения на возможности его переработки. Одной из таких немного-
численных возможностей является получение отходов натурального шелка
(ОНШ) в дисперсной физической форме (порошки, короткие фрагменты воло-
кон) с перспективой дальнейшего их использования в различных полимерных
материалах, где в качестве матричного полимера можно использовать различ-
ные пластичные (синтетические) полимеры. В результате открывается возмож-
ность создания материалов, где можно прогнозировать появление весьма цен-
ных свойств, высоких физико-химических и механических характеристик, гиг-
роскопичности и теплопроводности.
Перевод ОНШ в тонкодисперсное состояние может также заметно изме-
нить его набухание в некоторых пластифицирующих системах, способствовать
переходу в пластичное состояние и позволит формовать различного рода пла-
стические массы на основе, как самого фиброина, так и его смесей с полимера-
ми, набухающими или растворяющимися в тех же растворителях. Очевидно,
что одной из основных задач при решении указанных проблем является нахож-
дение эффективного способа измельчения ОНШ в условиях интенсивных воз-
действий (деформаций сдвига, сжатия и растяжения) как в виде гомополимера,
так и в смесях с другими полимерами, а также в гомогенизирующих средах. В
этом плане имеются ссылки на использование для указанных целей типа ротор-
ных диспергаторов, где реализуется комплекс указанных выше силовых воздей-
ствий на разрушаемые материалы.
Вполне очевидно, что необходимы детальные исследования процессов,
происходящих при диспергировании ОНШ, их соизмельчении с другими поли-
мерами и в средах, вызывающих набухание (растворение), детальная оценка
структурных изменений в этих полимерных веществах и их свойств. Не менее
важно оценить структурные и физико-химические характеристики полученных
материалов и их свойства, а также определить возможные области использова-
ния. В целом вышеуказанные свидетельствуют об
актуальности
решаемой про-
блемы с позицией технических наук, охватывающих вопросы переработки поли-
меров.
Степень изученности проблемы.
В 80-е годы Н.С. Епиколопов с стр.
предложили новый высоко-эффективный способ измельчения различных поли-
4
мерных материалов до тонкодисперсного состояния, состоящий в одновремен-
ном воздействии на него давления и сдвиговых деформации в сочетании с по-
вышенной температурой. Имеется информация о том, что данный метод может
быть использован для диспергирования таких нативных полимеров, как древеси-
на и другие целлюлозосодержащие материалы, шелк, шерсть, а также их смесей с
синтетическими полимерами. Однако здесь еще остается целый ряд проблем,
имеющих как научное, так и прикладное значение, связанных с влиянием струк-
туры исходных полимеров, их соотношения и условий измельчения на характе-
ристики конечных продуктов. Для нас особый интерес представляет исследова-
ние процесса измельчения натурального шелка и ОНШ, а также их смесей с
различными синтетическими полимерами и получение на основе пластических
и волокнистых материалов.
Связь диссертационной работы с тематическими планами НИР.
Дис-
сертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР ТИТЛП по теме:
«Освоение безотходной экологически чистой технологии утилизации отходов
легкой промышленности и организации выпуска материалов для промежуточ-
ных деталей обуви и одежды на базе Ассоциации Узбекчармпойабзал» (№ И-
01-62).
Цель исследования
заключается в разработке способа получения пласти-
ческих материалов на основе отходов фиброина натурального шелка путем со-
измельчения их с синтетическими полимерами и изучении возможности прак-
тического использования полученных материалов в обувной промышленности.
Задачи исследования.
Для достижения сформулированной цели решались
следующие задачи:
- изучение структуры и свойств натурального шелка, подвергнутого диспер-
гированному измельчению и термообработке;
- изучение совместного измельчения волокон натурального шелка с синте-
тическими полимерами (полиэтиленом, полиакрилонитрилом) и их физико-
химических, механических и реологических свойств;
- получение пластических и волокнистых материалов на основе фиброина и
его смесей с синтетическими полимерами;
- теоретический анализ двухкомпонентного материала с упруго-вязкими и
пластичными свойствами.
- разработка технологической схемы получения термопластических матери-
алов на основе волокнистых отходов натурального шелка с синтетическими по-
лимерами.
Научная новизна.
Впервые комплексом физических и физико-химических
методов выявлены изменения структуры волокна натурального шелка в резуль-
тате тепловой обработки; исследован процесс упруго - деформационного из-
мельчения отходов натурального шелка (ОНШ) и смеси ОНШ с синтетическими
полимерами. Установлены структурные особенности и физико-химические
свойства ОНШ, подвергнутых измельчению, и материалы ОНШ/синтетические
полимеры. Созданы пластические материалы на основе ОНШ, переведенных в
пластическое состояние путем упруго - деформационного воздействия совместно
с пластифицирующими добавками в различных средах. Разработана математиче-
5
ская модель, описывающая двухкомпонентные системы, полимеры типа ОНШ –
полиолефины, при различных свойствах их составляющих. Исследованы различ-
ные свойства растворов ОНШ в широком диапазоне концентраций.
Научная и практическая значимость результатов исследования.
Полу-
ченные многочисленные результаты являются важной научной предпосылкой
для создания технологии получения эффективного пластического материала с
заданными и наилучшими эксплуатационными свойствами на основе фиброина
шелка и полиэтилена, а также более дешевого и доступного сырья – отходов
натурального шелка. Разработаны нетканые пластические материалы на основе
ОНШ, которые предлагаются для широкого использования в легкой промышлен-
ности (текстильная, обувная и т.д.).
Объект и предмет исследования.
Основными объектами исследования яв-
ляются волокнистые отходы натурального шелка, содержащиеся биополимера
фиброина. Также в работе используются синтетические полимеры – полиэтилен
низкой плотности и полиакрилонитрил. Предметом исследований является прове-
дения соизмельчения отходов натурального шелка с синтетическими полимерами
и получение на их основе пластических и волокнистых материалов для использо-
вания в обувной промышленности.
Методы исследования.
В работе используются роторный диспергатор, раз-
работанный в Институте физической химии РАН, также ряд методов физической
химии и структурного исследования: электронная и оптическая микроскопия,
рентгенография, дифференциальный термический анализ, Реотест-2 и т.д.
Положения, выносимые на защиту:
- возможность получения ОНШ из смесей ОНШ с синтетическими полиме-
рами в тонкодисперсных системах и создание из них различных пластических
материалов;
- детальное изучение надмолекулярной структуры и некоторых свойств
ОНШ, а также материалов на их основе до и после диспергирования;
- получение и исследование пластических материалов (шелкопласты) на ос-
нове ОНШ;
- теоретическая модель двухкомпонентных материалов при различных свой-
ствах их составляющих.
Реализация результатов.
На опытной установке Ташкентского института
текстильной и легкой промышленности наработана опытная партия пластиче-
ских материалов в количестве 500 кг для испытания в условиях Чирчикской
детской обувной фабрики «КИБО», на частном предприятии «Гамбет-альфа».
Результаты многолетних (2002 г., 2006-2008 гг.) испытаний, на указанных
предприятиях, показали хорошую эффективность опытной партии предлагае-
мых материалов. Проведенные технико-экономические расчеты показывают,
что экономический эффект от внедрения пластических материалов на одну па-
ру обуви составляет более 150 сум.
Апробация работы.
Основные положения диссертации и результаты ис-
следований докладывались и обсуждались на Республиканской научной конфе-
ренции “Структурно-динамические процессы в неупорядоченных средах” (Са-
марканд, 1992 г.); Республиканской научно-технической конференции «Меха-
6
ническая технология текстильных материалов» (Ташкент, 1992 г.); Республика
илмий-амалий конференция «Ёшларнинг фандаги ютуклари ишлаб чикаришга»
(Тошкент, 1992 й.); Республика илмий-амалий конференция «Тукимачилик, ен-
гил ва матбаа саноатларининг замонавий технологиялари ва истикболли мате-
риаллари», Тукимачилик – 2005 (Тошкент,2005 й.); ЎзМУнинг 90 йиллик
юбилейига бағишланган илмий конференция (Тошкент, 2008 й.); Республикан-
ской научно-технической конференции ''Композиционные материалы:
структура, свойства и применение'' (Ташкент, 2008 г.)
Научно-
производственных конференциях профессорско-преподавательского состава
ТИТЛП (Ташкент, 1992-2008 гг.).
Опубликованность результатов:
По материалам диссертации опублико-
вано 17 научных работ, в том числе 9 статей.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, че-
тырех глав, общих выводов, списка использованной литературы, содержащей
102 наименований и приложений. Основное содержание изложено на 106 стра-
ницах, компьютерного набора текста, содержит 4 таблицы и 32 рисунка.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Во введении
обосновывается актуальность темы, раскрываются цели и за-
дачи исследования, научная новизна и практическая значимость, формулиру-
ются выносимые на защиту положения.
Первая глава
, посвященная литературному обзору, состоит из четырех
частей. Первая часть содержит формирование, некоторые структурные особен-
ности и свойства натурального шелка; вторая – проблемы измельчения и соиз-
мельчения твердых полимерных материалов по упруго-деформационному ме-
ханизму; третья - термопласты, наполненные волокнами; а четвертая – пробле-
мы перевода фиброина в раствор и получение волокнистых материалов фибро-
ина с синтетическими полимерами.
Во второй главе
описаны объекты и методы исследования: ИК-
спектроскопия, термогравиметрия, рентгенофазный и микроскопический ана-
лиз, определение вязкости, набухания и др.
В третьей главе
приведены исследования структуры и физико-
химических, механических свойств материалов, полученных на основе нату-
рального шелка и некоторых синтетических полимеров.
Некоторые способы измельчения, например, ударное воздействие в шаровой
мельнице, истирание с одновременным раздавливанием вызывают очень силь-
ное нарушение структуры волокна. Поэтому представляло особый интерес
оценить характер изменений структуры шелка при воздействии сдвиговых де-
формаций в роторном диспергаторе.
___________________________
Выражаю искреннюю благодарность за помощь над диссертацией, кан-
дидату физико-математических наук, доценту Мухтасимову Ф.Н.
7
Измельчению подвергали как волокна натурального шелка, так и некото-
рые отходы шелкомотального производства При описании принципа работы
диспергатора отмечалось, что диспергируемое волокно (гранулы полимера)
подается шнеком в зону измельчения, где оно предварительно сильно уплотня-
ется. Ширина уплотненного слоя достигает 20 мм и располагается вблизи смот-
рового окна. Если двигатель продолжает работать, передний край уплотненного
слоя интенсивно разрушается, образуя очень мелкие частицы, которые прова-
ливаются в отверстие для разгрузки и выходят из диспергатора.
Образцы подвергнутых измельчению волокон и ОНШ были детально иссле-
дованы методами рентгенографии и микроскопии (оптической и сканирующей
электронной микроскопией). Диспергирование приводит к заметным изменени-
ям кристаллической структуры шелка. Прежде всего происходит снижение ин-
тенсивности дифракционного максимума при 2
= 19,5 и его заметное расши-
рение. Такие изменения дифрактограммы свидетельствуют об аморфизации
фиброина шелка (снижение СК), и уменьшении размеров кристаллитов. Отме-
тим также исчезновение максимумов в области 2
= 24-29°, что подтверждает эти
заключения. После диспергирования в надмолекулярной структуре шелка проис-
ходят заметные изменения: торцы волокна, выглядят сильно расплющенными,
обнаруживается сдавливание, протяженные трещины, начинающиеся у концов
фрагментов и распространяющиеся вглубь волокна. В диспергированных во-
локнах наблюдаются в заметном количестве очень мелкие частицы, размерами
1-2 мкм и даже меньше. Эти данные показывают, что упруго-деформационное
измельчение волокон шелка в роторном диспергаторе приводит к глубоким из-
менениям морфологической и кристаллической структуры волокна.
Нами проведены исследования, оценивающие молекулярную и надмолекуляр-
ную структуру природного шелка при термообработке в широком интервале (от
комнатной до температурного разложения). Для волокон, не подвергнутых термо-
обработке, наблюдается гладкая однородная поверхность без заметных дефектов,
складок, отслоений и т.п. Очевидно, в данном случае видна серициновая оболочка
по длине нити достаточно равномерная по диаметру. Иногда можно видеть неболь-
шие выемки диаметром, 1 мкм. Термообработка при 353 К до 1 часа не приводит к
каким-либо изменениям структуры волокон. Незначительное количество поверх-
ностных дефектов в виде продольных трещин появляется при нагреве до 2 часов.
Получасовая термообработка при 353 К структурных изменений шелка также не вы-
зывает. После прогрева в течение до 2-х часов видны разрывы серецинового слоя,
образования мелких капель, отслаивания оболочки (рис.1, а).
Прогрев до температуры 373 К приводит к потере 5 % массы шелка; до темпе-
ратуре 473 и 523 К - 8 % и 11 % соответственно. Значительная потеря массы шёлка
начинает проявляться при прогреве в интервале температур выше 523 К и 573 К.
Потери массы в этом интервале достигают 20 %, а в интервале температур 573-673
К даже 20 %, то есть прогретый до 673 К кокон теряет до 50% своей массы. Эти
данные согласуются с результатами рентгенографических и других структурных
исследований (рис.1, б). На срезах коконов виден распад нити на элементарные волок-
на. Та же тенденция обнаруживается у волокон термообработанных при 393К и 417
К: отслоение серицина, разрывы связи между волокнами, множественные трещины,
8
наплывы от растекшихся капель серицина. Из этих данных, очевидно, что интен-
сивные потери в весе начинаются в области выше 570 К, а прогрев до 673К приво-
дит к потере более 50% веса кокона. Далее идут процессы разложения шелка, тер-
модеструкции и выделения летучих продуктов (рис.1, в, г).
а б
в г
а - поверхность кокона без термообработки; б - поверхность кокона при термо-
обработке 353 К в течение 2 часов; в – поверхность кокона при термообработке
373 К в течение 1,5 часа; г - поверхность кокона при термообработке 413 К в
течение 1,5 часов.
Рис.1. Электронно-микроскопические снимки кокона (тетрагибрид 4)
натурального шёлка после термообработки
Исследования образцов методами ДТА и ТГА показали следующее. В обла-
сти температур от 323 К до 673 К на кривых ДТА и ТГА обнаруживается несколько
максимумов. В области до 373 К (примерно 353 К) наблюдается эндоэффект, кото-
рый вероятно обусловлен десорбцией влаги из волокна шелка (кокона). Выше 473 К
можно видеть ряд экзотермических эффектов на ДТА, которые соответствуют за-
метным потерям в весе. Интересно отметить, что исходные волокна имеют 2 пика
при 573 и 673 К. Волокно после термообработки дает кривую ДТА без пика 693 К.
Можно предполагать, что термообработка вызывает заметную химическую де-
струкцию серициновой фазы. С дальнейшим повышением температуры происходит
разрушение волокон и их обуглероживание.
Рентгенографические исследования свидетельствуют, что при нагреве до
373 - 393 К заметных изменений кристаллическая структура фиброина шелка не
претерпевает. Рост температуры до 573 К начинает вызывать необратимую тер-
модеструкцию белка, сопровождающуюся интенсивным пожелтением, а затем и
почернением волокон и потерей веса. Одновременно происходит снижение ин-
тенсивности рефлексов фиброина, а затем, их полное исчезновение. Идет процесс
обуглевания шелка с появлением соответствующих рефлексов.
9
Результаты ИК-спектроскопии хорошо коррелируют с рентгенографиче-
скими данными. В спектрах волокна шелка имеется интенсивная полоса погло-
щения в области 3350 см
-1
, обусловленная образованием Н-связей между груп-
пами -ОН и -NН, полоса валентных колебаний СН и СН
2
групп (2800-3000 см
-1
),
полоса валентных колебаний карбоксила (С=О) при 1630 см
-1
и ряд полос, обу-
словленных деформационными колебаниями -ОН, СН
2
и С-С в интервале 1000-
1510 см
-1
. При повышении температуры до 413-423 К наблюдается некоторое
усиление интенсивности полосы поглощения, обусловленной валентными коле-
баниями-ОН и - NН групп, включенных в водородную связь, в области 3300-
3500 см
-1
. Эта полоса становится несколько уже и смещается в сторону меньших
волновых чисел, что свидетельствует о повышении интенсивности Н- связей
(очевидно из-за удаления сортированной влаги) и уменьшении количества раз-
ных типов Н- связей. Другие полосы ИК - спектра также становятся четче, что,
вероятно, обусловлено ростом СК в этом интервале термообработки и соответ-
ствует данным рентгенографии.
На основании проведенных исследований можно сделать заключение, что
в том диапазоне температурных воздействий, которые обычно используются в
процессе измельчения (соизмельчения) природных волокон в роторном диспер-
гаторе практически не происходит изменение молекулярной структуры и надмо-
лекулярной организации фиброина шелкового волокна. Однако, повышение
температуры термообработки выше указанных пределов может привести к не-
обратимым изменениям всех структурных характеристик волокна шелка, и соот-
ветственно, его свойств (513-523 К).
После исследования измельчения в роторном диспергаторе волокон шел-
ка представлял интерес осуществить этот процесс упруго-деформационного из-
мельчения на смесях ОНШ с ПЭНП. При этом мы исходили из вполне обосно-
ванного предположения о возможности расширения областей применения поли-
олефинов благодаря наполнению высокопрочными, достаточно модульными и
термостойкими частицами шелка, обладающими к тому же высокой адгезией к
синтетическим полимерам. Вполне очевидно, что с экономической точки зрения,
безусловно, нецелесообразно использовать очень дорогое волокно натурального
шелка, тогда как отходы (ОНШ), если бы их удалось превратить из комкообраз-
ной массы в тонкую дисперсию, могли быть успешно использованы для указан-
ных целей. Эксперименты показали, что измельчение ОНШ в разных условиях, в
том числе, в роторном диспергаторе, приводит к заметным нарушениям струк-
туры волокна шелка. Исходя из этих соображений были проведены исследова-
ния в направлении определены возможности совместного измельчения различных
ОНШ с синтетическими полимерами, что может позволить сразу получить сме-
си компонентов в виде тонкой дисперсии с необходимым размером частиц и
массовым соотношением,
путем воздействия сдвиговых деформаций в ротор-
ном диспергатора. Уже отмечалась перспективность использования в качестве
матричных полимеров полиолефинов; поэтому основным объектом исследова-
ний в этом плане был ПЭНП. Шелк брали в виде различных отходов, а также в
виде коротких фрагментов волокна. Смеси нарезанных волокон шелка или ОНШ
10
с гранулами ПЭНП помещали в камеру для смешения и нагревали при темпера-
туре 483 К до размягчения ПЭНП.
Следует отметить еще ряд, как нам кажется, важных моментов связанных с
механизмом соизмельчения. Как уже было сказано, разрушение полимеров идет
только
на
небольшом
участке
зоны
разрушения,
причем
по
всему сечению транспортного зазора, а не только в местах контактов полимера
со стенкой камеры. Такое явление спонтанного разрушения достаточно
твердого материала получило название «реологического взрыва». Когда поли-
мерная матрица, содержащая распределенные в ней волоконца, разрушается с об-
разованием множественных микротрещин и оказывается на пути развивающейся
микротрещины, фрагменты волокна также разрушаются на мелкие частицы.
Нельзя не подчеркнуть тот факт, что прочность волокон намного выше, чем
ПЭНП и все же, несмотря на это обстоятельство, они разрушаются и измельча-
ются до тонкодисперсного состояния в матрице полиолефина. Установлена воз-
можность регулирования размеров (длина) частиц шелка за счет числа циклов
упруго-деформационного измельчения. Был определен характер распределения
длины частиц в зависимости от количества циклов.
Таким образом, проведена разработка и исследование процесса измельчения
и соизмельчения шелка и его отходов (ОНШ) совместно с полиолефином. Спо-
соб позволяет получить частицы волокон шелка размерами в несколько мкм и
достаточно узким распределением по длине. При этом основные структурные
характеристики нативного шелка практически не изменяются. Эти частицы об-
разуют гомогенную смесь с порошком ПЭНП, из которой можно формовать
различные изделия. Однако, в случае необходимости такую смесь легко разде-
лить на составляющие компоненты.
Из смесей ПЭНП/шелк различного состава (содержание шелка 3-70 %) и
разным размерам частиц, полученных соизмельчением компонентов в ротор-
ном диспергаторе были изготовлены пленки путем прессования под давлением
при температуре 423 К, 15 мин с последующей закалкой (охлаждение при 273 К).
Структура таких пленок существенно зависит от размеров и содержания
наполнителя. Если смесь прошла 1 цикл измельчения и частицы достаточно
крупные (порядка 0,3 - 0,5 мм), однородное распределение частиц и гомоген-
ная прозрачная структура пленки может быть получена при содержании
наполнителя до 25 % масс. При большем количестве наполнителя в материале
он образует в пленке крупные агрегаты, и она содержит большое количество
пузырьков воздуха. Если
размеры частиц более мелкие (2 цикла измельчения)
гомогенная и прозрачная пленка может быть получена из материала, содер-
жащей до 45 % масс волокна. Уменьшение размеров частиц до значений
меньше 100 мкм позволяет ввести в пленку до 70 % масс волокна шелка без
нарушений однородности пленки и образования воздушных пузырьков. Все
сказанное подтверждается микрофотографированием пленок в поляризован-
ном свете, что облегчает наблюдение волокон шелка из-за их сильной анизо-
тропии. Во всех образцах соотношение ПЭНП/шелк составляет 70:30 % масс., но
размеры частиц были различны т.к. смеси подвергали одному, двум и трем цик-
лам измельчения, соответственно (рис.2 а, б, в). Видно, что с уменьшением частиц
11
шелка заметно уменьшается их агрегация в пленке, а они распределяются в матрице
более равномерно.
а б в
а – после одного цикла; б - после второго цикла; в - после третьего цикла.
Рис.2. Микрофотография пленки, полученной горячим прессованием
порошкового материала 70 масс. ч. ПЭНП и 30 масс. ч. шелка
в роторном
диспергаторе при различном цикле переработки
Термостойкость полученных композиционных пленок определялась на дерива-
тографе МГМ методом ТГА при скорости нагрева 5 °С/мин. Сравнение получен-
ных кривых позволяет заключить, что с увеличением содержания шелка в компози-
ции ее термостойкость заметно возрастает. Так например, при 673 К образец с со-
держанием наполнителя 3 % масс теряет примерно 50 % масс, а с содержанием 30
% масс - 25 %. Показано, что введение примерно 30 % масс волокна шелка приво-
дит к повышению модуля упругости композита более чем в 3-4 раз по сравне-
нию с ПЭНП. Можно отметить, что для композиций, полученных путем одного
смешения, наблюдается определенный разброс значений всех измеренных фи-
зико-механических показателей (модуль упругости, относительное удлинение,
разрушающие напряжение), что, по-видимому, обусловлено заметной неодно-
родностью структуры пленок.
Реологические характеристики водных растворов ОНШ дают все основания
классифицировать эти системы как проявляющим в определенных условиях
(концентрация полимера, температура и т.д.) способность к переходу в мезофа-
зу, т.е. жидкокристаллические свойства. Анализ реограмм 17,1%-ного водного
раствора ОНШ в интервале температурах от 293 до 363 К позволяет заключить,
что форма кривых течения при разных температурах однотипна и более ста-
бильна по сравнению с реограммами 15 %-ных растворов. С возникновением
анизотропии образуются высокоупорядоченные области, разделенные неупоря-
доченными зонами, в которых существуют зацепления. По мере увеличения
концентрации размеры упорядоченных областей возрастают за счет уменьше-
ния неупорядоченных областей. Исчезновение областей с зацеплениями в соче-
тании с легкостью ориентации упорядоченных областей в направлении потока
может обусловить менее резко выраженное неньютоновское течение анизо-
тропных растворов. Полученные результаты свидетельствуют, что исследуемые
системы (как сама ОНШ, так и все ее растворы) являются высокоструктуриро-
ванными системами с различной прочностью и ориентированностью надмоле-
кулярных образований.
12
В четвертой главе
приводятся результаты экспериментального исследо-
вания пластических материалов на основе фиброина отходов натурального
шелка и их смесей с полиакрилонитрилом.
Опыты были проведены на чистом фиброине в виде фрагментов нату-
рального шелка по его растворению в смеси H
2
0:NaСNS. Все компоненты
смешивали в стеклянной емкости в соотношении фиброин NaСNS
Н
2
О =
1,0:1,0:0,36 и загружали в диспергатор через бункер. Оттуда смесь поступала
в камеру с тремя температурными зонами загрузки (293 К), компрессии (313
К) и диспергирования (323 К). Здесь она перемешивалась, прогревалась и по-
ступала под давлением в зазор камеры диспергирования, где подвергалась
воздействию сдвиговых деформаций 10-15 мин. После охлаждения до ком-
натной температуры раствор затвердевает в достаточно прочную и пластич-
ную массу. Последующие эксперименты показали, что полнота растворения
фиброина существенно зависит от его предварительного набухания в воде.
Если произошло интенсивное набухание, а затем к набухшим волоконцам до-
бавить NaСNS и эту смесь подвергнуть измельчению в роторном диспергато-
ре, происходит практически полное растворение волокна и в смеси наблюда-
ются только мелкие кристаллики и пузырьки воздуха. Многие особенности
структуры и свойств пластических материалов существенно зависят также от
количества NaСNS в системе. Чем ниже содержание соли, тем больше коли-
чество не растворившегося волокна в смеси.
Наконец еще один фактор существенно влияет на структурные особенно-
сти пластического материала - содержание воды в системе. При низких содер-
жаниях воды (0,10 %-0,15 %) в пластическом материале после диспергирова-
ния можно видеть довольно много частиц шелка и кристалликов NaСNS. Про-
веденные эксперименты однозначно показали, что измельчение в роторном
диспергаторе смесей шелка, NаСNS и Н
2
О в пределах l:(0,6:2,0):(0,l:0,8) при
температурах 313:323 К позволяет получать вполне устойчивые прозрачные
смеси, обладающие различной вязкостью.
Проведено исследование в целях получения материалов из смесей шелка и
ПАН путем соизмельчения в роторном диспергаторе с добавлением ZnСl
2
и Н
2
О.
Опыты показали, что при увеличении содержания ПАН в материале свыше 20 %
масс смесь приобретает гетерогенную структуру, которую удается гомогенизи-
ровать, повысив температуру в зоне смешения до 223 К и измельчения до 233 К.
При этом можно получить пластический материал с содержанием ПАН до 50 %
и одновременно снизить содержание ZnСl
2
в материале в 2
раза при сохранении
ее гомогенности. Как и в случае смеси с NаСNS, существенное значение в фор-
мировании структуры и свойств композиции имеет содержание в ней воды.
Наиболее однородные материалы получены при содержании воды 60 - 180 мл.
Когда содержание воды меньше 50 мл, в пленке наблюдается значительное ко-
личество нерастворенных волокон ПАН. Избыток воды (более 180 мл) приво-
дит к ее выжиманию из материала и накоплению в 1-й зоне диспергатора. Это
явление уже описано нами ранее. Структура при этом становится также очень
неоднородной с включением волоконец и их агрегатов.
13
Таким образом, показана возможность получения материалов типа полимер-
полимер (шелк-ПАН) путем их совместного измельчения в роторном
диспергаторе с добавкой ZnСl
2
.
Н
2
О или NаСNS + Н
2
О с полным расходом
реагентов и низкими энергозатратами.
При хранении или изменении соотношения компонентов, некоторые пла-
стические материалы оказались нестабильными. Наиболее стабильной была
композиция с соотношением компонентов ОНШ: NаСNS : Н
2
О (1:0,75:0,37). По-
этому более детально были изучены некоторые ее структурные характеристики
непосредственно после измельчения в роторном диспергаторе и через различные
интервалы времени после получения. Были проведены рентгенографические и
микроскопические исследования композиций, механических смесей, не подверг-
нутых измельчению и отдельных компонентов.
Фиброин характеризуется двумя дифракционными экваториальными макси-
мумами при 2
= 20° и 14°. Кристаллический порошок NaСNS характеризуется
несколькими пиками: наиболее характерны максимумы в области 2
= 25 – 33
о
.
На дифрактограмме механической смеси, не подвергнутой измельчению наблю-
даются максимумы, характерные как для NаСNS, так и для фиброина, но замет-
но менее интенсивные, поскольку в системе имеется вода. Дифрактограмма об-
разца после измельчения (через час) представляет собой практически прямую
линию без пиков, т.е. система полностью аморфизуется и гомогенизируется.
Хранение образца в течении 6 месяцев не влияет на его рентгенограмму и
структуру, которая соответствует картине рассеивания от вязкого раствора.
При изменении соотношения композитов в смеси (1:1,62:0,36) получается
прозрачный однородный материал. При хранении этого образца и изменениях в
нем появляются кристаллы. Чтобы стабилизировать подобный материал необхо-
димо очень быстро охладить его до 273 К и хранить в таком состоянии или при
более низких температурах. Однако даже непродолжительное хранение при 293
К вызывает кристаллизацию соли в виде разнообразных структур, что отчетли-
во наблюдается в поляризационном микроскопе. Структура полученного матери-
ала с изменением соотношения составляющих компонентов и изменением време-
ни хранения остается оптическими гомогенными.
В общей сложности, в процессе проведения этой работы было получено
много различных вариантов композиции шелкопласт с разным соотношением
компонентов, которые различались структурой и стабильностью. Безусловно,
понятие шелкопласт охватывает достаточно широкий интервал структур и
свойств и является в известной степени условным с этой точки зрения. Поведение
смеси, содержащих наряду с шелком и ПАН, во многом сходно с поведением
«шелкопласта», т.к. они вполне устойчивы в течении длительного времени, опти-
чески гомогенны в проходящем свете, а в поляризованном не обнаруживают ка-
ких-либо кристаллических образований. Рентгенографические исследования этих
систем не обнаруживают рефлексов, характерных для фиброина, ПАН или соли,
т.е. система, представляет собой вполне гомогенный высококонцентрирован-
ный раствор фиброина и ПАН в ZnСl
2
- Н
2
О.
Была сделана попытка оценки молекулярной подвижности и релаксацион-
ных переходов в рассмотренных выше материалах методом РТЛ. У фиброина на
14
кривой высвечивания РТЛ обнаруживается низкотемпературный максимум при
140 К и слабый максимум в области положительных температур (320 - 350 К). У
кристаллов NаСNS наблюдается слабый низкотемпературный максимум при 128
К и еще несколько слабых максимумов при температурах 290 и 320 К. Все эти
максимумы обеих компонентов можно наблюдать на кривой РТЛ их механиче-
ской смеси. Кривые РТЛ материала после измельчения резко отличаются от кри-
вых чистых компонентов. При температурах 160-165 и 170-175 К наблюдаются
интенсивные максимумы, наряду с которыми можно видеть более слабый, но
широкий максимум при 240 К. Ни один из перечисленных выше максимумов
«шелкопласта» не обнаруживается у последних компонентов смеси, тогда как их
пики можно обнаружить на кривых РТЛ материала.
Данные РТЛ подтверждают заключение о глубокой гомогенизации струк-
туры фиброина при измельчении его в системе NаСNS
Н
2
О приводящей к фор-
мированию материала со специфической структурой и свойствами, что вполне со-
гласуется с данными рентгеновской дифрактометрии и поляризационной микро-
скопии. Ряд образцов композиции шелкопласта был исследован ТМК на уста-
новке ТА-3000 фирмы НЕНЕГ. На рис.3 приведены кривые ТМК
(
L=f(Т))
для
пластического состава ФНШ: NаСNS: Н
2
О (1:0,75:0,37), полученного, в роторном
диспергаторе (кривая 1) и также этого же материала, выдержанного при темпера-
туре 423 К в течение 15 минут
(кривая 2).
1 - в роторном диспергаторе;
2 - тот же материал, выдержанный
при 423 К в течение 15 минут.
Рис.3. Термомеханическая кривая пластического материала, полученного
переработкой смеси ФНШ:(NaCNS):Н
2
О в соотношении компонентов
1:0,75:0,37, соответственно.
На ТМК наблюдается существенное изменение толщины образца в области
353-363 К, что характерно для аморфных полимеров в области температуры-
стеклования. Экстраполируя кривые
(
l=f(Т))
получаем значение Тg=346 К. В
дальнейшем при росте температуры свыше 383 К происходит снижение толщины
15
образца, поскольку он начинает течь. Если прогреть образец шелкопласта при 350
К Тg заметно повышается (до 408 К), что обусловлено удалением пластификатора
и структурными изменениями.
Была поставлена задача провести теоретический анализ тонкодисперсного
фиброинного волокна (ОНШ), подвергнутого измельчению в роторном диспер-
гаторе и синтетических полимеров (прежде всего ПЭНП и др.). При этом рас-
сматривали различные модели, где предполагались упругие, вязкоупругие и
упруго – вязко - пластические свойства основных смесей. Очевидно, что такие
подходы и результаты анализа могут быть в дальнейшем распространены на бо-
лее сложные системы. Вариант, который нам предстоит проанализировать, яв-
ляется-ли рассматриваемая комбинация моделей Максвелла-Фойгта и Кельви-
на - Томпсона. Поведение этой модели в основном описывается линейными
дифференциальными уравнениями и имеет решение в квадратурах только в
случае;
const
X
или
const
p
V
)
;
(
(1)
Если исходить из
const
P
или
const
P
э
ш
, аналогично уравнению (1) имеем:
2
1
1
2
1
1
exp
1
1
1
exp
1
1
1
э
э
э
э
э
э
ш
ш
ш
ш
ш
ш
t
С
С
С
Р
X
t
С
С
С
X
(2)
Представляет интерес оценить влияние на нагрузку и характер ее перерас-
пределения вязких (пластических) элементов, поскольку одной из основных
цепей наполнения полиолефинов волоконными наполнителями, в частности,
волокнами шелка преследует цель существенно уменьшить ползучесть синте-
тического полимера. Очевидно, что уменьшение
2
Э
приводит к значительному
повышению усилия, приходящегося на волокно и очень важно, чтобы пере-
распределение нагрузки не вызвало появления микротрещин на границе раз-
дела фаз и разрушения композиции.
При мгновенном приложении нагрузки материал ведет себя как вполне
упругое (Гуково) тело, а нагрузка на каждый из компонентов материала про-
порциональна жесткости каждого элемента. По истечении определенного
времени в материале происходит развитие классических и пластических де-
формаций. При этом суммарное напряжение остается постоянным, но проис-
ходит его перераспределение, в случае пластических деформаций по линей-
ному закону (для пластических деформаций, те же явления происходят при
релаксации материала). Характер указанных перераспределений зависит от
жесткости и вязкости материалов, коэффициентов вязкости пластических эле-
ментов и времени. Чем выше жесткость того или иного компонента и меньше
коэффициент вязкости, тем больше часть общей нагрузки перераспределяется
16
на этот компонент. Показано, что 95% вязких деформаций развивается в ма-
териале за время, не превышающие трех констант экспонента (Т
ЗТ=З
1/с
).
Рассмотренные модели дают возможность более обоснованно прогнозиро-
вать возможность создания и оценки физико-механического поведения по-
лимерных материалов на основе волокнистых наполнителей и полиолефинов.
В приложении представлены акт апробации полученных материалов, рас-
чет экономической эффективности и технологический регламент на производ-
ство пластических материалов, доказывающие возможность их использования.
В заключении диссертации подведены итоги исследования и сформулиро-
ваны основные выводы.
ВЫВОДЫ
1. На основе анализа состояния проблемы определены некоторые пути ра-
ционального использования отходов натурального шелка (ОНШ). Предложен
метод упруго-деформационного измельчения ОНШ и его соизмельчения с син-
тетическими полимерами.
2. Исследован процесс измельчения ОНШ в роторном диспергаторе и со-
измельчения волокон ОНШ с полиолефенами (ПЭНП) в плане оценки возмож-
ностей получения пластических материалов. Подобран оптимальный режим
измельчения и соизмельчения. Показаны возможности получения частиц ОНШ
размерами нескольких мкм и узким распределением по длине. В процессе со-
измельчения получена гомогенная смесь частиц ОНШ с порошком ПЭНП. По-
добранные режимы процесса позволяют избежать какой-либо деструкции по-
лимерных компонентов, о чем свидетельствуют структурные исследования.
3. Получены полимерных материалов из смеси ОНШ и ПЭНП с содержа-
нием ОНШ в интервале 3 - 70 % и разным размером частиц путем прессования
смеси под давлением и 423 К. Изучена структура полученных материалов и
определены их физико-механические показатели. При этом показано заметное
повышение термостойкости получаемого материала с увеличением содержания
шелка. Наблюдается резкое повышение модуля упругости композитов E
P
(более
чем в 4 раза) по сравнению с ПЭНП. Оптимальным решением для улучшения
комплекса физико – механических характеристик материала является одно-
кратная переработка смеси ОНШ/ПЭНП в роторном диспергаторе.
4. Проведены исследования в целях получения пластического материала
НШ и ПАН путем соизмельчения в роторном диспергаторе в системах
H
2
O-
NaCNS. Определено оптимальное соотношение полимерных компонентов в ма-
териале, воды и температуры получения. (Содержание воды 60-180 мл, содер-
жание ПАН до 50%, Т – 223-233 K).
5. Определены реологические характеристики растворов ОНШ в широком
диапазоне компонентов, температур и напряжений сдвига. Кривые зависимости
от lg
от lg
свидетельствуют о высокой структурованности изученных систем с
разной прочностью и ориентированностью надмолекулярных образований и их
дефектностью. Эти системы проявляют в определенных условиях жидкокри-
17
сталлические свойства, выражающиеся в анизотропии вязкости, ее максимуму в
области перехода в жидкокристаллическое состояние, и поведению вязко-
пластичности при малых напряжений сдвига.
6. Изучены структурные особенности и свойства шелкопласта ОНШ и дру-
гих материалов ОНШ. Показана структурная гомогенность указанных материа-
лов, которая не меняется во времени, о чем свидетельствуют данные рентгенов-
ской дифрактометрии, поляризационной микроскопии и РТЛ.
7. На основе проведенных исследований составлен технологический ре-
гламент на получение пластического материала на основе фиброина натураль-
ного шелка с его смесей с синтетическими полимерами. Установлена возмож-
ность применения полученных пластических материалов в обувной промыш-
ленности.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ
1.
Дадаходжаев Х.У., Фаттахов М.А., Тураев Х.А., Мухтасимов Ф.Н. Способ
водоподготовки для шелкомотальных фабрик // Шелк. - Ташкент, 1989. -
№5. - С. 18-20.
2.
Мухтасимов Ф.Н., Фаттахов М.А., Дадаходжаев Х.У., Тураев Х.А., Мирах-
медова Р.Ю., Ибрагимова Ф. Предварительная обработка коконов в электри-
ческом поле высокого напряжения // Шелк. - Ташкент, 1990. - №4. - С. 17-18.
3.
Тураев Х.А., Мухтасимов Ф.Н., Исломов Б.Х., Мусаев Х.Н., Дусимова М.
Зависимость вязкости от напряжения сдвига водных растворов композиции
отходов натурального шелка // Шелк. - Ташкент, 1992. - №4. - С. 23-24.
4.
Исламов Б.Х., Тураев Х.А., Мухтасимов Ф.Н. Шелковые отходы сырья для
новых материалов // «Механическая технология текстильных материалов»:
Тез. докл. Респ. научн. конф. -Ташкент, 1992. - С. 47.
5.
Тураев Х.А., Исломов Б.Х., Дусимова М. Реологические свойства концен-
трированных растворов фиброина // «Ёшларнинг фандаги ютуклари ишлаб
чикаришга»: Тез. докл. Респ. конф. -Ташкент, 1992. - С. 117.
6.
Тураев Х.А., Мухтасимов Ф.Н., Исломов Б.Х., Дусимова М. Исследование
структуры натурального шелка и высококонцентрированных растворов на
его основе методом радиолюминиоценции // Тезисы докладов Республикан-
ской научной конференции «Структурно-динамические процессы в неупо-
рядоченных средах»: Тез. докл. Респ. научн. конф. часть 2. - Самарканд,
1992. - С. 64 - 65.
7.
Исломов Б.Х., Тураев Х.А., Аскаров М.А. Амортизация фиброина натураль-
ного шелка в условиях интенсивных силовых воздействий //Докл. АН РУз. –
Ташкент, 1994. - №2. - С. 26 - 27.
8.
Тураев Х.А., Мухтасимов Ф.Н., Муллажонова Р.Ю., Дадаходжаев Х. О
структуре композиционных волокон на основе ПАН и отходов натурального
шелка // Ипак. - Ташкент, 1999. - №1. - С. 25 - 30.
9.
Тураев Х.А., Мухтасимов Ф.Н., Дадаходжаев Х.У., Фаттахов М.А. Исследо-
вание влияния термообработки на структуру натурального шелка // Ипак. –
Ташкент, 1999. - №2. - С. 30 - 33.
18
10.
Мухтасимов Ф.Н., Жуманиязов К., Тураев Х.А. Поведение двухкомпонент-
ного упруговязкопластического композита при его нагружении // Техноло-
гия текстильной промышленности.- Иванова (Россия), 2001. -№2. -С. 20 - 23.
11.
Мухтасимов Ф.Н., Тураев Х.А., Муллажонова Р.Ю., Дадаходжаев Х.У. Из-
менения структуры натурального шелка при термообработке // Проблемы
текстиля. – Ташкент, 2003. - №2. - С. 62 - 65.
12.
Астанкулова Н.А., Тураев Х.А., Муллажонова Р.Ю. Атлас матосидаги иплар
уртасидаги узилишдаги кучларини урганиш // «Тукимачилик, енгил ва мат-
баа саноатларининг замонавий технологиялари ва истикболли материалла-
ри»: Тез. докл. Респ. научн. конф. -Ташкент, 2005. - С. 113.
13. Тураев Х.А., Хафизов М.М. Структура термообработанного натурального
шелка // ЎзМУнинг 90 йиллик юбилейига бағишланган илмий конференция:
Маърузалар туплами. – Тошкент, 2008. - С. 33 - 36.
14. Тураев Х.А., Хафизов М.М. Пластические материалы на основе фиброи на
и полиакрилонитрила // ЎзМУнинг 90 йиллик юбилейига бағишланган ил-
мий конференция: Маърузалар туплами. – Тошкент, 2008. - С. 43 - 45.
15. Тураев Х.А., Хафизов М.М., Мухамедов Г.И. Структура и свойства компо-
зиционного материала, полученного на основе фиброина натурального шел-
ка // Композиционные материалы. – Ташкент, 2008. -№3. -С. 15 - 18.
16. Тураев Х.А., Юсупов Д., Хафизов М.М., Таштанова М.Т., Мухамедов Г.И.
Теоретический анализ тонкодисперсного композиционного материала, под-
вергнутого к измельчению при его нагружении // «Композиционные матери-
алы: структура, свойства и применение»: Тез. докл. Респ. научн. – техн.
конф. - Ташкент, 2008. - С. 54 - 55.
17. Тураев Х.А., Юсупов Д., Хафизов М.М., Мухамедов Г.И. Композиционные
материалы из отходов производств // «Композиционные материалы: струк-
тура, свойства и применение»: Тез. докл. Респ. научн. – техн. конф. - Таш-
кент, 2008. - С. 85 - 87.
Техника фанлари номзоди илмий даражасига талабгор Тураев Абдуҳошим
Абдумуталовичнинг 05.17.06 – «Пластик массалар ва шишапластиклар
технологияси ва қайта ишлаш» ихтисослиги бўйича «Ипак фиброини ва
полиэтилен асосидаги пластик материалларнинг тузилиши ва хоссалари»
мавзусидаги диссертациясининг
РЕЗЮМЕСИ
Таянч (энг муҳим) сўзлар:
пластик материал, хосса, тузилиш,
композиция, аралашма, майдалаш, термопласт.
Тадқиқот
объектлари:
табиий
ипак,
фиброин,
полиэтилен,
полиакрилонитрил, ипак чиқиндилари.
Ишнинг мақсади
: табиий ипак толаси чиқиндиси фиброин билан зичлиги
паст бўлган полиэтилен асосида пластик материал олиш технологиясини ишлаб
чиқиш ва уларни енгил саноатда қўллаш ҳамда олинган материалларни
тузилишини, физик-кимёвий ва механик хоссаларини тадқиқ қилиш.
19
Тадқиқот усули
: оптик ва электрон микроскопия, инфрақизил - спектро-
скопия,
бўкиш
жараёни,
рентгенфазали
анализ,
ДТА,
реология,
радиотермолюминесценция.
Олинган натижалар ва уларнинг янгилиги
: Илк маротаба ипак
фиброини ва полиэтилен, шунингдек арзон ва етарли тарзда мавжуд хом-ашё –
табиий ипак чиқиндилари асосида белгиланган ва яхшиланган эксплуатацион
хоссали пластик материаллар олиш технологияси ишлаб чиқарилган ҳамда кенг
кўламда енгил саноатда (тўқимачилик, пойабзал ва ш.к.) қўллаш учун тавсия
этилган.
Амалий аҳамияти
: олинган пластик материални енгил саноатда
(тўқимачилик, пойавзал ишлаб чиқаришда ва ҳ.) қўлланилиши мумкинлиги
аниқланган.
Татбиқ этиш даражаси ва иқтисодий самарадорлиги
: олинган илмий
тадқиқот ишлари натижалари Чирчикдаги болалар пойавзал фабрикаси
“КИБО”да ва хусусий корхона “Гамбет-алфа”да синовдан ўтказилди ва
иқтисодий самарадорлик хар бир пойавзалдан 150 сўмдан юқори эканлиги
аниқланди.
Қўлланиш (фойдаланиш) соҳаси
: енгил саноатда (тўқимачилик,
пойавзал ишлаб чиқаришда ва ҳ.к.).
РЕЗЮМЕ
диссертации Тураева Абдухошима Абдумуталовича на тему «Структура и
свойства пластических материалов на основе фиброина шелка и полиэтилена»
на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности
05.17.06 – «Технология и переработка пластических масс и стеклопластиков»
Ключевые слова:
пластические материалы, свойства, структура, компо-
зиция, смесь, измельчения, термопласты.
Объекты исследования:
натуральный шелк, фиброин, полиэтилен,
полиакрилонитрил, отходы шелка.
Цель работы:
разработка способов получения пластических материалов
на основе отходов фиброина натурального шелка и полиэтилена низкой плот-
ности при варьировании их содержания, изучение их структуры и физико-
механических, химических свойств; изучение возможности практического ис-
пользования полученных пластических материалов в легкой промышленности.
Метод исследования:
оптическая и электронная микроскопия, ИК-
спектроскопия, набухание, рентгенофазный анализ, ДТА, реология,
радиотермолюминесценция.
Полученные результаты и их новизна:
впервые разработаны технологии
получения пластического материала с заданными и наилучшими эксплуатаци-
онными свойствами на основе фиброина шелка и полиэтилена, а также более
дешевого и доступного сырья – отходов натурального шелка, которые предла-
гаются для широкого использования в легкой промышленности (текстильная,
обувная и т.д.).
20
Практическая значимость:
полученные пластические материалы реко-
мендуются для использования в легкой промышленности в качестве материа-
лов задников и подносков обуви, а также заготовок обуви с указанными дета-
лями.
Степень внедрения и экономическая эффективность:
проведенные ис-
пытания в условиях Чирчикской детской обувной фабрике «КИБО» и на част-
ном предприятии «Гамбет-альфа» показали, что экономический эффект от
внедрения пластических материалов на одну пару обуви составляет более 150
сум.
Область применения:
в легкой промышленности (текстильная, обувная и
т.д.).
RESUME
Thesis of Abdukhoshim Abdumutalovich Turaev on the scientific degree
competition of the doctor of sciences philosophy in technology on speciality
05.17.06 – «Technology and conversion of plastics and glass-fibers»,
subject: «Structure and properties of plastic materials on base of silk fibroin
and polyethylene»
Key words:
the plastic material, characteristic, structure, composition, mixture,
pulverizing.
Subjects of the inquiry:
the natural silk, fibroin, polyethylene, polyacryloni-
trile, waste of the silk.
Aim of the inquiry
: the development ways receptions plastic material on base
departure fibroin natural silk and polyethylene to low density at variation of their
contents, study of their structure and physico-mechanical, chemical characteristic; the
study of the possibility of the practical use got plastic material in light industry.
Method of inquiry:
optical and electronic spectroscopy, IR- Spectroscopy,
sorption, X-ray analysis, DSC and others.
The results achieved and their novelty:
technologies of the reception of the
plastic material is designed in the first with given and best working characteristic on
base fibroin silk and polyethylene, as well as more cheap and available cheese - a de-
parture of the natural silk, which are offered for broad use in light industry (textile,
shoe and etc.).
Practical value:
got plastic material are recommended for use of light industry.
Degree of embed and economic effecveness:
called on test in condition
Chirchikskoy baby shoe factory "KIBO" and on private enterprise "Gambet-alpha"
have shown that economic effect from introduction plastic material on one footwear
forms more than 150 bags.
Sphere of usage:
in light industry (textile, shoe and etc.).
Соискатель
