ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
С целью улучшения требуемых свойств полипропиленовой ленты актуальной задачей является поиск путей модификации данной продукции с незначительным повышением себестоимости выпускаемой продукции.
Одним из методов из таких методов является электрохимическая модификация. Отличительной особенностью электрохимической модификации является возможность протекания на электродах конкурирующих химических реакций окисления и восстановления, с образованием условно свободных молекул чистого вещества.
В ходе работы использована ранее разработанная установка электролиза, схема которой представлена на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1. – Схема лабораторной установки электролиза
1- источник постоянного тока; 2 - балласт; 3 – латр; 4 – диодный мост; 5 – амперметр; 6 – анод; 7 – катод; 8 – электролитический раствор
Исходя из результатов ранее проведенных работ, большой интерес представляет влияние сильных окислителей (пирофосфат калия) и восстановителей (соляная кислота) на изменение физико-механических свойств полипропиленовых лент в процессе гидролиза.
В качестве восстановителя выбрана соляная кислота, в связи с тем, что в процессе гидролиза выделяется условно свободный хлор, влияние которого и представляет особый интерес.
HCl==H++Cl-
2HCl==2Н+Cl2
Результаты изменения физико-механических свойств полипропиленовой лент, модифицированной раствором соляной кислоты 25%, методом гидролиза представлены на рисунках 4.1-4.2.
|
|
|
Рисунок 4.1 – Изменение разрывной нагрузки полипропиленовой ленты после модификации в растворе соляной кислоты концентрацией 3,8 г/м3 в процессе гидролиза
Анализируя результаты экспериментов, представленных на рисунках 4.1-4.2. Можно сделать вывод о том, что гидролиз раствора соляной кислоты оказывает существенное влияние на изменение физико-механических свойств полипропиленовой лены.
Рисунок 4.2 – Изменение относительного удлинения полипропиленовой ленты после модификации в растворе соляной кислоты концентрацией 3,8 г/м3 в процессе гидролиза
Увеличение показателя разрывной нагрузки полипропиленовой ленты, расположенной на «катоде» объясняется, восстановлением и дальнейшей структуризацией части свободных групп полимера, что подтверждается как повышением показателей разрывной нагрузки, так и повышением показателя относительного удлинения.
Полипропиленовая лента расположенная «на аноде» подверглась деструктивному воздействию, видимо, благодаря условно свободному водороду. Об этом свидетельствует снижение разрывной нагрузки и увеличение относительного удлинения, исследуемых образцов.
|
|
|
Кроме того необходимо отметить повышение износостойкости исследуемых образцов расположенных «на катоде». Результаты испытаний представлены на рисунке 4.3
|
| а б в |
Рисунок 4.3 – Изменение показателя истираемости полипропиленовой ленты после модификации в растворе соляной кислоты концентрацией 3,8г/м3 в процессе гидролиза.(а– катод, б – контрольный, в – анод)
Таким образом, анализируя результаты, представленные на рисунках1,6-1,8 можно сделать вывод о том, что при проведении процесса гидролиза раствора соляной кислоты с концентрацией 3,8 г/м3, образцы полипропиленовой ленты расположенных «на катоде» приобретают повышенные эксплуатационные свойства, как по показателю разрывной нагрузки – 7%, относительное удлинение – 8%.
В связи с тем, что результаты исследований имеют положительный результат, но не достаточный для практического применения, следующим этапом работы являлось увеличение концентрации соляной кислоты до 11,5г/м3.
Эксперимент проводился при тех же условиях и настройках экспериментальной установки. Результаты исследований представлены на рисунках 4.4-4.6.
Рисунок 4.4 – Изменение разрывной нагрузки полипропиленовой ленты после модификации в растворе соляной кислоты концентрацией 11,5 г/м3 в процессе гидролиза
|
|
|
Рисунок 4.5 – Изменение относительного удлинения полипропиленовой ленты после модификации в растворе соляной кислоты концентрацией 11,5 г/м3 в процессе гидролиза
|
| а б в |
Рисунок 4.6 – Изменение показателя истираемости полипропиленовой ленты после модификации в растворе соляной кислоты концентрацией 11,5г/м3 в процессе гидролиза.(а – катод, б – контрольный, в – анод)
Увеличение концентрации соляной кислоты в растворе до 11.5 г/м3 приводит к увеличению прочности полипропиленовой ленты расположенной «на катоде» на 20%, с минимальным увеличением показателя относительного удлинения 2%, что говорит о максимальной насыщенности полипропилена ионами хлора.
Следующим этапом работы являлось определение влияния сильного окислителя пирофосфата калия, на физико-механические свойства полипропиленовой ленты.
Результаты исследований представлены на рисунках 4.7-4.9.
Рисунок 4.7 – Изменение разрывной нагрузки полипропиленовой ленты после модификации в растворе пирофосфата калия концентрацией 5 г/м3 в процессе гидролиза
Рисунок 4.8 – Изменение относительного удлинения полипропиленовой ленты после модификации в растворе пирофосфата калия концентрацией 5г/м3 в процессе гидролиза
|
|
|
|
| а б в |
Рисунок4.9 – Изменение показателя истираемости полипропиленовой ленты после модификации в растворе пирофосфата калия концентрацией 5 г/м3 в процессе гидролиза ( а –катод, б– контрольный, в – анод)
Анализируя данные представленные на рисунках 4.7-4.9., можно сделать вывод о том, что при использовании пирофосфата калия в концентрации 5 г/дм3, приводит к незначительному увеличению прочностных свойств полипропиленовой ленты в процессе гидролиза.
Данное увеличение прочности на 3% не существенно, а дальнейшее увеличение концентрации пирофосфата калия экономически не выгодно. Однако использование пирофосфата калия в процессе гидролиза приводит к существенному повышению износостойкости, что позволяет применять данный вид продукции в направлениях не требующих высокой прочности на разрыв, а требующих высокой стойкости к истиранию, например тормозные колодки или приводные ремни.
Таким образом, результаты экспериментов представленных в данной работе позволяют сделать вывод о том, что модификация тканых полипропиленовых лент методом гидролиза, с применением восстановителей и окислителей, позволяет целенаправленно изменять физико-механические характеристики и предопределять дальнейшие свойства материала.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Исходя из результатов, представленных в данной работе можно сделать вывод о том, что
1. Определеновлияние раствора соляной кислоты различных концентраций, в процессе гидролиза, на физико-механические показатели полипропиленовой ленты.
2. Доказано, что при увеличении концентрации соляной кислоты до 11,5 г/дм3, приводит к максимальной насыщенности полипропилена ионами хлора.
3. Установлено, что использование пирофосфата калия в процессе гидролиза приводит к существенному повышению износостойкости.
4. Определены и сформулированы дальнейшие этапы разработки технологии электролизной модификации полипропиленовых лент
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 3481; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!