В настоящем сообщении представлены результаты исследования физико-механических характеристик ацетатцеллюлозных волокон, модифицированных парами мезофазогенных растворителей, а также ацетатцеллюлозных материалов, полученных из модифицированного в тех же условиях порошкообразного полимера.
Объектами исследования служили промышленные три- и диацетатные волокна линейной плотности 11 текс и сформованные в лабораторных условиях пленки и нити из промышленных, порошкообразных образцов три- (ТАЦ) и диацетата целлюлозы (ДАЦ). Паровую модификацию полимера осуществляли в условиях комнатных температур в герметически закрытом сосуде, частично заполненным растворителем. В качестве сорбата использовали следующие мезофазогенные растворители: трифторуксусную кислоту (ТФУК), нитрометан (НМ) и этиловый спирт (ЭС). Пленки получали в стандартных условиях методом полива на зеркальную стеклянную поверхность. Прочностные характеристики измеряли на разрывной машине 2148Р-5 и оценивали по величинам предела прочности s (МПа) и относительного удлинения при разрыве l (%) согласно ГОСТ 17316-71. Дифференциально-термический анализ проводили на микрокалориметре ДСК-Д. Рентгенограммы получены на дифрактометре ДРОН-3 с излучением Fe-Ka в диапазоне углов 2Θ = 5-30°.
Из рис.1 представлено изменение прочности три- и диацетатных волокон, модифицированных в парах ЭС и НМ, от времени обработки полимера в парах модификатора. На рис.2 – изменение прочности и эластичности пленок, полученных из активированного в парах ТФУК порошкообразного ТАЦ, от количества сорбированных полимером паров.
Рис.1. Зависимость разрывной прочности триацетатных волокон от времени обработки в парах этилового спирта (1) и диацетатных волокон от времени обработки в парах нитрометана (2) | 
Рис.2. Зависимость: предела прочности (1) и относительного удлинения при разрыве (2) пленок ТАЦ от степени сорбции полимером паров ТФУК | Из рис.1 и 2 видно, что физико-механические характеристики модифицированных образцов значительно выше контрольных. Аналогичная картина наблюдается для нитей и пленок, полученных в лабораторных условиях из ДАЦ, модифицированного в парах ТФУК и НМ. Максимальные физико-механические характеристики материалов достигаются при кратковременной обработке полимера парами мезофазогенных растворителей, т.е. при поглощении малых количеств паров (не более 3 - 5 масс.%). Кроме того, паровая обработка готовых изделий, например волокон парами ЭС, сопровождается значительным снижением коэффициентов вариации по разрывному удлинению и прочности.
Ориентирующее влияние паров модификаторов (мезофазогенов) подтверждают и прямые структурные методы. Например, для пленок из ТАЦ, сорбировавшего пары ТФУК, высота пика в области углов 2Θ = 20 - 21° и его площадь возрастают, а при 10 - 11° – снижаются (рис.3). При этом общая площадь пиков в модифицированных образцах снижается в сравнении с контролем. Это является дополнительным подтверждением прошедших в полимерной матрице ориентационных процессов. Модифицированные образцы имеют и более высокую температуру термического разложения.
Таким образом, модификация ацетатов целлюлозы парами растворителей, являющихся мезофазогенными для производных целлюлозного ряда, создает возможности для направленного формирования высокоупорядоченной структуры полимера. Особенно важно, что наиболее существенное влияние оказывают малые дозы поглощенных паров сорбата. Изменения в структурной организации полимерной матрицы предопределяют комплекс достигаемых физико-механических и структурно-морфологичес-ких характеристик, что позволяет получать на основе модифицированного ацетата целлюлозы материалы с регулируемой структурой и, соответственно, с заданными свойствами.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 03-03-33049а).
