нетканый материал

Формула изобретения

Нетканый материал, выполненный из ионообменных модифицированных поликапроамидных волокон, отличающийся тем, что в качестве ионообменных модифицированных поликапроамидных волокон используется смесь анионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом и катионообменного волокна на основе фосфорилированного привитого сополимера поликапроамида с полигилицидилметакрилатом при содержании последнего в смеси 40-60 мас. %.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области изготовления фильтрующих нетканых материалов и может быть использовано для изготовления фильтрующих элементов газоулавливающих установок.

Известен нетканый материал из анионообменного модифицированного волокна КМ-А1 [1] . Волокно КМ-А1 представляет собой привитой сополимер поликапроамида и полидиметиламиноэтилметакрилата. Недостатком такого материала являются недостаточно высокие защитные свойства.

Наиболее близким решением является нетканый материал, выполненный из ионообменных модифицированных поликапроамидных волокон [2]. Материал состоит из смеси анионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида и полидиметиламиноэтилметакрилата при содержании его 15-25% по массе и катионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида и полиметакриловой кислоты при содержании последней 15-25% по массе, содержание катионообменного волокна составляет 30-70% от массы смеси. Недостатком такого материала являются относительно невысокие защитные свойства, особенно по аэрозолям солей.

Задачей изобретения является повышение защитных свойств материала по аэрозолям растворимых солей.

Этот результат обеспечивается тем, что нетканый материал выполнен из ионообменных модифицированных поликапроамидных волокон, в качестве ионообменных модифицированных поликапроамидных волокон используется смесь анионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом и катионообменного волокна на основе фосфорилированного привитого сополимера поликапроамида с полигилицидилметакрилатом при содержании последнего в смеси 40-60 мас.%.

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 полигилицидилметакрилатом. Материал-прототип таких волокон в своем составе не имеет. Следовательно, заявляемый материал отвечает критерию "новизна".

Эффективность предлагаемого материала обусловлена тем, что он содержит анионообменное волокно на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом и катионообменное волокно на основе фосфорилированного привитого сополимера поликапроамида с полигилицидилметакрилатом в определенном соотношении. 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%), обладающего способностью присоединять ионы металлов, 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 аэрозоли растворимых солей.

В процессе газоочистки происходит растворение улавливаемых солей в воде, набухание ионообменных волокон с последующей диссоциацией, при этом положительно заряженные ионы металлов улавливаются катионообменным волокном, а отрицательно заряженные кислотные остатки - анионообменным волокном.

В зонах контакта волокон, содержащих различные функциональные группы и имеющих различную гигроскопичность, возникает электрический потенциал, приводящий к лучшему взаимодействую полярных молекул поликапроамидных волокон с полярными молекулами сорбируемых газов и лучшему проникновению их вглубь материала. Это также повышает защитные свойства материала.

Выбор соотношения содержания катионообменного волокна в материале обусловлен тем, чтобы обеспечить высокие защитные свойства. При увеличении его содержания выше 60% происходит уменьшение общей нормальной влажности материала, что понижает защитные свойства. При уменьшении его содержания ниже 40% наблюдается проскок аэрозоли через материал, обусловленный малым количеством активных центров.

Новые признаки, наличие в материале анионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом и катионообменного волокна на основе фосфорилированного привитого сополимера поликапроамида с полигилицидилметакрилатом в оптимальном соотношении обеспечивают материалу новое техническое свойство - способность улавливать аэрозоли солей металлов.

Авторам и заявителю не известно использование данных признаков с достижением такого же технического свойства, что свидетельствует о соответствии объекта критерию "изобретательский уровень".

Нетканый материал получают по иглопробивной технологии. Смесь волокон прочесывают на чесальной машине, формируют волокнистый холст на преобразователе прочеса, скрепляют на иглопробивной машине.

По стандартным методикам (ГОСТ 15902.1-80, 15902.3-79, 12088-77, 10185-75) определены свойства заявляемого материала и материала-прототипа в сопоставимых условиях (концентрация СuСl₂ - 50 мг/м³, СuS0₄ - 50 мг/м³, FeСl₃ - 50 мг/м³, FeSO₄ - 50 мг/м³, влажность ГВС 80%).

Пример 1. Волокнистую смесь, содержащую 240 г анионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом и 160 г катионообменного волокна на основе фосфорилированного привитого сополимера поликапроамида с полигилицидилметакрилатом, прочесывают на чесальной машине, формируют волокнистый холст и скрепляют его на иглопробивной машине. Содержание катионообменного волокна - 40%. По стандартным методикам определены свойства материала.

Пример 2. Волокнистую смесь, содержащую 200 г анионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом и 200 г катионообменного волокна на основе фосфорилированного привитого сополимера поликапроамида с полигилицидилметакрилатом, прочесывают на чесальной машине, формируют волокнистый холст и скрепляют его на иглопробивной машине. Содержание катионообменного волокна - 50%. По стандартным методикам определены свойства материала.

Пример 3. Волокнистую смесь, содержащую 160 г анионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом и 240 г катионообменного волокна на основе фосфорилированного привитого сополимера поликапроамида с полигилицидилметакрилатом, прочесывают на чесальной машине, формируют волокнистый холст и скрепляют его на иглопробивной машине. Содержание катионообменного волокна - 60%. По стандартным методикам определены свойства материала.

Показатели свойств приведены в таблице.

Нетканый материал может применяться в качестве фильтрующего элемента газоочистных устройств.

Новое техническое свойство обеспечивает достижение положительного эффекта - повышение надежности защиты.

Материал обладает высокой эффективностью улавливания аэрозолей солей (время защитного действия по СuСl₂ до 14,89 час), значительной механической прочностью (разрывная нагрузка до 223 Н), достаточной воздухопроницаемостью (до 250 дм³/м²с).

Источники информации

1. Татарников М. К., Мкртычев К.Н., Желтобрюхов В.Ф. и др. Основы технологического процесса получения волокон с хемосорбционными свойствами из привитых сополимеров поликапроамида // Химические волокна, 1986, 6, с. 35-36.

2. Авт. св. 1677110. Нетканый материал / Желтобрюхов В.Ф., Мензелинцева Н.В., Морозенко Т.Ф., опубл. в БИ 34, 1991 - прототип.