Розробка технології формування модифікованих поліпропіленових волокон

Размещено на http://www.allbest.ru/

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ДИЗАЙНУ

АВТОРЕФЕРАТ

РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ ФОРМУВАННЯ МОДИФІКОВАНИХ ПОЛІПРОПІЛЕНОВИХ ВОЛОКОН

Дисертація є рукопис

Робота виконана в Київському національному університеті технологій та дизайну Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: доктор хімічних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України, Цебренко Марія Василівна, Київський національний університет технологій та дизайну, професор кафедри технології полімерів та хімічних волокон

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України, голова правління ВАТ «Хімтекстильмаш» Міністерства промислової політики України (м. Чернігів) Ступа Володимир Іванович. кандидат хімічних наук, професор, завідувач кафедри хімії Національного університету «Києво-Могилянська Академія» Бурбан Анатолій Флавіанович.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Київського національного університету технологій та дизайну за адресою: вул. Немировича-Данченка 2, корпус 1, м. Київ 01011.

Автореферат розіслано «8» травня 2008 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, к.т.н., проф. Т.С. Шостак

Загальна характеристика роботи

Актуальність роботи. Світовий і вітчизняний досвід показує, що найбільш доцільним вирішенням проблеми створення полімерних матеріалів з заданими властивостями є не розробка нової сировини, а модифікація промислово освоєних полімерів та олігомерів. Це зумовлено тим, що шляхи модифікації практично невичерпні. З цієї точки зору великий інтерес представляє поліпропілен (ПП). ПП волокна займають друге місце за об'ємом виробництва, що пояснюється дешевизною і доступністю вихідної сировини, простотою технології формування, малими энергозатратами і комплексом цінних властивостей. Завдяки перерахованому асортимент і галузі застосування ПП волокон і ниток досить широкі. Але останні, як і інші види волокон, мають комплекс специфічних властивостей (гідрофобність, текучість під навантаженням, недостатньо високий початковий модуль та інш.), які обмежують сфери його застосування. Тому пошук нових методів модифікації для покращення властивостей ПП є актуальним.

Одним із ефективних методів модифікації ПП волокон є одержання мікроволокон шляхом переробки розплавів сумішей полімерів. В Київському національному університеті технологій та дизайну виконані фундаментальні дослідження в галузі фізико-хімії розплавів сумішей полімерів, що дали можливість розробити наукові основи одержання ультратонких синтетичних волокон та запропонувати ряд нових технологій виробництва тонковолокнистих матеріалів (фільтрів, комплексних ниток, термоклейових прокладок, штапельних волокон). На відміну від загальноприйнятих методів формування хімічних волокон, комплексна нитка з десятків і сотень тисяч мікроволокон утворюється при екструзії розплаву через один отвір. Йдеться про принципово новий процес волокноутворення одного полімеру суміші під дією реологічних сил в середовищі іншого (явище специфічного волокноутворення). З цієї точки зору найбільш детально були досліджені суміші поліпропілен/співполіамід (ПП/СПА). Мікроволокна на основі сумішей полімерів є вовно- та бавовноподібними за рахунок унікальної структури поверхні. Таких волокон немає в природі, і вони не можуть бути одержані за традиційними технологіями. Подальша модифікація властивостей ПП мікроволокон можлива за рахунок введення в їх структуру нанорозмірних добавок. З даного питання в літературі відсутні відомості, і вирішення такого завдання ставиться вперше.

ПП і волокна на його основі мають дозвіл на використання в медико-біологічній, харчовій промисловостях. Створення бактерицидних ПП волокон є досить складним завданням, враховуючи неполярність полімеру і відсутність реакційноздатних функціональних груп, за допомогою яких можна було б закріпити потрібні препарати. Відомі шляхи вирішення вказаної проблеми методом прищепленої полімеризації до макромолекулярного ланцюгу ПП з утворенням полімерів, що мають реакційноздатні функціональні групи. Але це складний і дорогий процес, який вимагає використання шкідливих органічних розчинників та мономерів. Тому перспективним і актуальним шляхом вирішення вказаної проблеми є введення бактерицидних добавок в ПП та його суміші з іншими полімерами. Поєднання унікальних властивостей ПП мікроволокон з бактерицидною дією надасть можливість створити нові полімерні матеріали медичного призначення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в Київському національному університеті технологій та дизайну на кафедрі технології полімерів та хімічних волокон і є частиною досліджень з бюджетних тем Міністерства освіти і науки України: „Теоретичні дослідження механізмів структуроутворення при течії розплавів сумішей полімерів та особливості властивостей ультратонких синтетичних волокон”, № держреєстрації 0103U000848; „Фізико-хімічні основи створення синтетичних мікроволокон з наповнювачем в наностані”, № держреєстрації 0105U002387, „Мікро- і макрореологічні процеси в нанонаповнених сумішах полімерів”, № держреєстрації 0107U009781. Робота пов'язана з дослідженнями, що виконувалися за грантом НАТО SfP - 977995 „Novel Combined Adsorption Filtering Materials for Individual Protective Systems”. Автор дисертаційної роботи є співвиконавцем цих тем.

Мета і завдання дослідження.

Мета роботи - дослідження фізико-хімічних закономірностей модифікації поліпропіленових волокон шляхом введення в поліпропілен або його суміш зі співполіамідом бактерицидних речовин та нанонаповнювачів.

Завдання дослідження. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні завдання:

- обґрунтовано вибрати суміші полімерів та добавки;

- дослідити вплив бактерицидних добавок та нанонаповнювачів на реологічні властивості розплавів і на процеси структуроутворення в сумішах поліпропілен/співполіамід (ПП/СПА);

- вивчити вплив нанодобавок та бактерицидних речовин на фазові переходи в сумішах ПП/СПА;

- дослідити можливість одержання модифікованих ПП ниток шляхом переробки розплавів ПП, що містять добавки різної хімічної природи або нанодобавки;

- розробити технологічний регламент виробництва нових фільтруючих матеріалів на основі сумішей ПП/СПА, що містять бактерицидні та нанорозмірні добавки;

- напрацювати партії фільтрів за розробленою технологією, ПП модифікованих ниток, дослідити їх властивості, в тому числі і бактерицидні.

Об'єкт дослідження - технологія одержання модифікованих ПП волокон.

Предмет дослідження - явище специфічного волокноутворення в полімерних сумішах, що містять бактерицидні добавки та нанонаповнювачі.

Методи дослідження. Для вирішення поставлених в роботі завдань були використані сучасні методи дослідження: капілярна віскозиметрія, світлова та електронна мікроскопія, диференційний термічний (ДТА) та гравіметричний аналізи, ІЧ-спектроскопія, методи оцінки властивостей фільтрів, дослідження механічних, гідрофільних, бактерицидних, сорбційних, адгезивних властиво- стей волокон.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше запропоновані полігексаметиленгуанідінхлорид (ПГГХ) та полігексаметиленгуанідінфосфат (ПГГФ), як бактерицидні добавки при одержанні ПП мікроволокон шляхом переробки розплавів сумішей ПП/СПА. Показано, що вказані добавки виступають ефективними компатибілізаторами полімерів в сумішах ПП/СПА, що проявляється в зміні процесів структуроутворення в напрямку формування більш тонких ПП мікроволокон, збільшенні їх числа та маси від 63,4% та 50,7 % до 89,0 % і 82,8 % відповідно, та різкому зростанню однорідності розподілу мікроволокон за діаметрами. Механізм дії добавок полягає в зменшенні міжфазового натягу в сумішах ПП/СПА та збільшенні часу розпаду рідких струменів ПП в матриці СПА.

Показано, що величина питомої поверхні аеросилів, хімічна природа функціональних груп їх частинок, розмір зазору в дисковій зоні екструдера дозволяють регулювати процеси структуроутворення в розплавах сумішей ПП/СПА. З точки зору реалізації специфічного волокноутворення найбільш ефективним є аеросил з диметильними групами. Для аеросилів з силанольними групами 82,1 % ПП за масою утворює волокна безперервної довжини проти 50,7 мас.% для бінарної суміші.

Підтверджена робоча гіпотеза про стабілізуючу дію нанорозмірних аеросилів на рідкі струмені ПП в матриці СПА. Механізм дії цих добавок полягає в тому, що на нанорозмірних частинках гаситься амплітуда руйнівного збудження, а міжфазовий натяг різко зменшується. Обидва ці факти сприяють покращенню специфічного волокноутворення при течії розплавів сумішей ПП/СПА.

Встановлені особливості реологічних властивостей розплавів нанонаповнених сумішей ПП/СПА, які заключаються в незначній зміні в'язкості в умовах зсуву, не дивлячись на твердий стан добавки, та в різкому збільшенні прядомості розплавів за рахунок реалізації специфічних взаємодій між силанольними групами аеросилу та амідними зв'язками макромолекул СПА.

Показано, що показник степені в степенному рівнянні, який описує течію розплаву, може бути якісною характеристикою міри сумісності компонентів суміші та критерієм оцінки характеру процесів структуроутворення в них.

Практичне значення одержаних результатів. Практичне значення роботи полягає в розробці технології виробництва фільтрувальних матеріалів (ФМ) і фільтрів на їх основі, що містять бактерицидні добавки і поєднують високі продуктивність та ефективність за частинками 0,3 мкм. Розроблений технологічний регламент виробництва вказаних фільтрів, за яким створена технологія виробництва на ЗАТ „Чернігівфільтр”. На цьому підприємстві напрацьована партія фільтрів, яка випробувана на ЗАТ „Біофарма” та на Чернігівському лікеро-горілчаному заводі. Рекомендовані модифікуючі добавки та оптимізовано склад композиції для виробництва ПП мікроволокон. Одержано ПП нитки з високими механічними властивостями, підвищеною гідрофільністю. Показано, що на основі модифікованого ПП можливе одержання ниток шляхом високошвидкісного формування.

Результати наукових досліджень з одержання бактерицидних поліпро- піленових мікроволокон впроваджені в учбовий процес Вінницького медичного національного університету ім. Пирогова.

Від заміни імпортних фільтрів на розроблені вітчизняні підприємством „Біофарма” (м. Київ) одержано економічний ефект в сумі 2,1 млн. грн.

Особистий внесок здобувача. Особистий внесок здобувача полягає в самостійному аналізі науково-технічної і патентної літератури з розв'язуваної проблеми, виконанні експериментальних досліджень, аналізі результатів, формулюванні в співавторстві з науковим керівником мети, завдань, основних теоретичних положень і висновків роботи. Здобувач брав безпосередню участь в напрацюванні промислових партій фільтрувальних елементів і проведенні їх випробувань.

Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи доповідались, обговорювались та одержали позитивну оцінку на IV, V, VІ-ій Всеукраїнських наукових конференціях молодих вчених та студентів „Наукові розробки молоді на сучасному етапі” (Київ, 2005; 2006; 2007); Міжнародній конференції НАТО „Combined and hybrid adsorbentals: and applications.” (Київ, 2005); ІІ-ій Міжнародній науково-технічній конференції студентів, аспірантів та молодих вчених „Хімія і сучасні технології” (Дніпропетровськ, 2005); ІV, VІ Міжнародних науково-практичних конференціях „Техніка для хімволокон” (Чернігів, 2005, 2007); 24-ому Симпозіумі з реології (Валдай, 2005); XVIII Українському семінарі з мембран і мембранних технологій (Київ, 2006); Науково-практичній конференції „Сучасні проблеми охорони довкілля, раціонального використання водних ресурсів та очистки природних і стічних вод” (Миргород, 2006, 2007); Міжнародній науковій конференції „Мембранні і сорбційні процеси та технології” (Київ, 2007); Міжнародній науковій конференції, присвяченій 110 річчю О.І. Меоса і 60-річчю кафедри технології хімічних волокон і композиційних матеріалів Санкт-Петербургського національного університету технологій та дизайну „Сучасні волокнисті матеріали, перспективи одержання і використання” (Санкт-Петербург, 2007); Всеукраїнській з міжнародною участю конференції молодих вчених „Наноматеріали в хімії , біології і медицині” (Київ, 2007); Міжнародній конференції HighMatTech (Київ, 2007); ІІІ Міжнародній науково-технічній конференції „Сучасні технології та обладнання для одержання та переробки полімерів, хімічних волокон, полімерних композиційних матеріалів та гуми” (Київ, 2007).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 5 статтей в фахових журналах, 14 тез доповідей на наукових конференціях, симпозіумах, одержано 2 патенти України і позитивне рішення Росії на винахід.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, шести розділів, загальних висновків та списку використаних джерел, який містить 176 найменувань. Зміст дисертації викладено на 185 сторінках, робота містить 53 таблиці, 31 рисунок. Обсяг основної частини дисертації складає 135 сторінок.

Основний зміст роботи

В першому розділі зроблено критичний аналіз літератури з питань особливостей методів модифікації полімерів та ПП, реологічних властивостей, процесів структуроутворення в компатибілізованих сумішах полімерів, розглянуто шляхи одержання та властивості полімерних нановолокон.

В другому розділі охарактеризовано об'єкти та методи дослідження, обґрунтовано їх вибір. Основними об'єктами дослідження були суміші ПП/СПА складу 30/70 та 40/60 мас.%. Як добавки використовували ПГГХ, ПГГФ, аеросили з різною питомою поверхнею та функціональними групами, а також вуглецеві нанотрубки (ВНТ). Об'єктами дослідження були і зразки фільтрувальних матеріалів та патронних фільтрів на їх основі, модифіковані ПП нитки.

В третьому розділі наведено результати досліджень закономірностей течії та процесів структуроутворення в розплавах сумішей ПП/СПА, що містять бактерицидні добавки - ПГГХ, ПГГФ.

Виходячи з будови та полярності ПГГХ та ПГГФ, можна було розраховувати на їх біфільність по відношенню до ПП та СПА. Аміногрупи та кислотні залишки забезпечують утворення специфічних зв'язків з макромолекулами СПА, а наявність вуглеводневої частини макромолекули сприяє спорідненості до ПП. Важливим є те, що добавки термостійкі в умовах переробки розплавів сумішей ПП/СПА і переходять в в'язкотекучий стан при Т > 169 ⁰С.

Одержані результати (табл.1) свідчать, що для сумішей ПП/СПА/ПГГХ переважає структуруючий ефект за рахунок специфічних взаємодій, що приводить до підвищення в'язкості. При використанні ПГГФ переважає вплив волокноутворення, і в'язкість (з) падає. Слід звернути особливу увагу на падіння величини розбухання екструдатів (В) сумішей ПП/СПА з добавками ПГГХ і ПГГФ в умовах чіткої реалізації специфічного волокноутворення (табл.1). Даний експериментальний результат одержаний вперше і пояснюється утворенням сітки сильних специфічних зв'язків між добавкою та макромолекулами СПА при витримуванні розплавів сумішей впродовж шести хвилин в камері капілярного віскозиметра, який використовувався при формуванні екструдатів сумішей для послідуючого відпалу. Важливим науковим і практичним результатом, одержаним в роботі, є різке підвищення прядомості розплаву трикомпонентних сумішей, виходячи із значень величини максимально можливоїфільерної витяжки (Фmax).

Таблиця 1 Реологічні властивості розплавів сумішей ПП/СПА/добавка

Встановлена закономірність пояснюється зміцненням струменю розплаву суміші за рахунок специфічних взаємодій між добавкою і СПА та відкриває шлях одержання більш тонких мікроволокон (аж до нанорозмірів) в композиційному екструдаті за рахунок збільшення фільєрної витяжки.

Результати досліджень мікроструктури екструдатів сумішей ПП/СПА/ПГГХ та ПП/СПА/ПГГФ наведені в табл. 2. На основі якісного та кількісного аналізу процесів структуроутворення в бінарних та трикомпонентних сумішах ПП/СПА, ПП/СПА/добавка можна зробити висновок про компатибілізуючу дію ПГГХ і ПГГФ в суміші ПП/СПА, що проявляється в зменшенні діаметрів мікроволокон, збільшенні їх чисельної та масової долі, значному зменшенні кількості плівок, частинок та коротких волокон. Порівняння даних для ПГГХ та ПГГФ підтверджує більшу ефективність другої добавки. В цьому випадку діаметр мікроволокон зменшується з 4,0 до 2,0 мкм, збільшується числова (з 63,4% до 89,0%) і масова (з 50,7% до 82,8 %) долі безперервних волокон, зменшується кількість плівок, коротких волокон та частинок. Аналогічний вплив вказаних добавок на волокноутворення ПП має місце і для співвідношення ПП/СПА 40/60 мас.%.

Таблиця 2 Вплив добавки ПГГХ та ПГГФ на мікроструктуру екструдатів сумішей ПП/СПА

* р -середній діаметр, у² - дисперсія розподілу за діаметрами.

Раніше були отримані дані, які підтверджують нестабільність рідких струменів ПП в матриці СПА, що веде до утворення варикозних волокон. З додаванням ПГГХ зникає варикозність, значно зменшується дисперсія розподілу за діаметрами, а отримані мікроволокна рівномірні по всій довжині. Вказані явища відбуваються і в суміші ПП/СПА/ПГГХ складу 40/60/1. Одержані дані підтверджують стабілізуючу дію ПГГХ та ПГГФ на рідкі струмені ПП.

За теорією Томотіки причиною руйнування рідкого циліндру є виникнення на його поверхні збуджень хвильового характеру, амплітуда яких зростає експоненційно у часі (t): a = a₀ exp (q·t), де a₀ - початкова амплітуда збудження; q - коефіцієнт нестабільності. Струмінь стає варикозним і руйнується за умови, коли амплітуда збудження за величиною досягає радіусу струменя. За теорією Томотіки, розраховуючи коефіцієнт нестабільності (q), довжину хвилі руйнівного збурення (л_m), хвильове число (2рR/л_m), розмір r_к утворених крапель, Щ - табульовану функцію (залежність між хвильовим числом і співвідношенням в'язкостей компонентів), час розпаду (t_ж), його приведене значення t_ж/R та величину міжфазного натягу (г_бв). Результати експериментів наведені в таблицях 3, 4.

Таблиця 3. Характеристики розпаду ПП мікроволокон в екструдатах сумішей ПП/СПА складу 30/70 з добавками ПГГХ або ПГГФ

Аналіз даних дослідження розпаду ПП мікроволокон в матриці СПА підтверджує суттєве зростання приведеного часу життя t_ж/R ПП струменів в компатибілізованих сумішах (табл.3). Найбільш ефективною є концентрація 1мас.% ПГГХ або ПГГФ. При даній концентрації приведений час життя ПП струменів в сумішах ПП/СПА/ПГГХ збільшується з 38,9 до 70,9 с/мкм, а в сумішах ПП/СПА/ПГГФ з 38,9 до 57,2 с/мкм.

Відомо, що в першому наближенні час розпаду рідинного струменю прямо пропорційний його радіусу R, в'язкості з і зворотньо пропорційний міжфазному натягу: t_ж = зR/г_бв.

Таблиця 4. Міжфазний натяг в сумішах ПП/СПА/ПГГХ та ПП/СПА/ПГГФ

Експерименти показали (табл. 4), що має місце різке зниження значення міжфазного натягу (від 2,4 до 0,4 мН/м) як для сумішей ПП/СПА/ПГГХ, так і для - ПП/СПА/ПГГФ. Згідно з формулою t_ж = зR/г_бв, це означає збільшення часу розпаду, тобто стабілізацію більш тонких струменів. Одержані експериментальні дані є прямим доказом компатибілізуючої дії ПГГХ і ПГГФ в сумішах ПП/СПА. Для розробки технології одержання ультратонких волокон з антимікробними властивостями необхідними є знання закономірностей фазових переходів при переробці сумішей полімерів ПП/СПА з бактерицидними добавками ПГГХ та ПГГФ. Параметри процесів плавлення та кристалізації визначали методом ДТА. Вплив ПГГХ і ПГГФ на фазові переходи в сумішах ПП/СПА проявляється в наступному. Має місце значне зростання температури кристалізації СПА в потрійних сумішах. Останнє можна пояснити тим, що СПА кристалізується на гетерогенних зародках добавок, які при температурі кристалізації СПА вже знаходяться в твердому стані. Температура кристалізації ПП також зростає тому, що він кристалізується після того, як вже закристалізувався СПА. Характерною особливістю процесів кристалізації в трикомпонентних сумішах є поява двох або навіть трьох піків кристалізації. Так, наприклад, в сумішах ПП/СПА/ПГГХ складу 40/60/0,5 перший пік кристалізації ПП має місце при 120⁰С, в той час як вихідний ПП кристалізується при 114⁰С. Другий пік кристалізації (при 112⁰С) відноситься до ПП у вигляді більш тонких мікроволокон, третій пік кристалізації (при 108⁰С) можна віднести до тієї частини ПП, що знаходиться в перехідному шарі і утворює фібрили на поверхні мікроволокон. Знайдені закономірності процесів плавлення та кристалізації бінарних та потрійних сумішей дають можливість встановити температурні області експлуатації композицій та ПП мікроволокон. Таким чином, результати свідчать, що всі особливості фазових переходів в сумішах ПП/СПА пов'язані з дисперсним станом полімеру дисперсної фази.

З метою оптимізації складу композиції ПП/СПА/ПГГХ використовували симплексно-гратковий метод в псевдокоординатах, оскільки він є найпридатнішим для оптимізації складу сумішевих систем. В результаті одержана математична модель у вигляді системи рівнянь, яка описує залежність між складом композиції та характеристиками композиції. Модель використано для багатокритеріального пошуку оптимального складу суміші за допомогою узагальненого критерію бажаності D (критерій Харингтона). Визначений оптимальний вміст компонентів в суміші складає, мас. %: ПП - 29,9; СПА - 69,8; ПГГХ- 0,3.

В роботі знайдена кореляція між показником степені N рівняння ф =KD^N (ф - напруга зсуву, D - градієнт швидкості зсуву, К - постійна величина) і характером процесів структуроутворення, які залежать від ступеня сумісності полімерів. Показано, що ПГГФ, як компатибілізатор, покращує волокноутворення ПП в матриці СПА, що проявляється в збільшенні N та наближенні його значення до значення N вихідного СПА.

В четвертому розділі подані результати дослідження закономірностей течії та процесів структуроутворення в розплавах сумішей ПП/СПА, що містять нанодобавки. поліпропіленовий волокно бактерицидний

Об'єктами дослідження були суміші ПП/СПА складу 30/70 мас. % з добавками ВНТ, аеросилів з різною питомою поверхнею (S) та хімічною природою груп на поверхні їх частинок. Одержання сумішей ПП/СПА/добавка здійснювали при трьох величинах зазору (h) між рухомим та нерухомим дисками екструдеру ЛГП-25: 4,8; 6,0; 9,0 мм. Аеросили і нанотрубки - тверді добавки, які можуть змінювати текучість розплавів. Тому були проведені дослідження впливу нанодобавок на в'язкість, еластичність та здатність до поздовжнього деформування розплавів ПП/СПА.

Аналіз одержаних експериментальних даних свідчить, що в досліджуваному діапазоні напруг зсуву для всіх досліджених зазорів в'язкість падає порівняно з з розплаву бінарної суміші, а залежність в'язкість - питома поверхня має характер кривих з мінімумом при величині питомої поверхні аеросилів від 142 до 240 м²/г. При подальшому збільшенні питомої поверхні аеросилів в'язкість незначно зростає, залишаючись меншою в'язкості розплаву вихідної суміші ПП/СПА. Такий характер залежності з = f(S) можна пояснити наностаном твердої добавки, яка змінює структуру розплаву та кінетичний елемент течії. Крім того, зміна характеру процесів структуроутворення під впливом добавки також може бути причиною падіння в'язкості розплавів сумішей. Нижче наведені дані з мікроструктури екструдатів підтверджують останнє. Еластичність розплаву оцінена за величиною розбухання В екструдатів сумішей, також визначається величиною питомої поверхні і зростає з її збільшенням.

З цієї точки зору, можна сказати, що добавки всіх аеросилів покращують волокноутворення ПП в матриці СПА. Не дивлячись на твердий стан добавок, фільєрна витяжка розплавів ПП/СПА/аеросил для всіх величин питомих поверхонь і зазорів зростає. Чим більша величина питомої поверхні аеросилу, тим більша фільєрна витяжка. Специфічні взаємодії між силанольними групами аеросилу і амідними групами співполіаміду зміцнюють струмені розплавів сумішей в поздовжньому полі. В результаті значно зменшується діаметр мікроволокон в композиційному екструдаті.

Таким чином, можна зробити висновок, що типові закономірності для сумішей зі звичайними наповнювачами при використанні нанонаповнювача не виконуються. Добавки аеросилів не мають негативного впливу на реологічні властивості розплавів сумішей ПП/СПА, навпаки, має місце падіння в'язкості при зсуві і підвищення здатності до поздовжнього деформування. Еластичність і Фmax є максимальні при величині зазору 9,0 мм. Як і слід було чекати, величина поверхні аеросилів та величина зазору суттєво впливають на процеси волокноутворення в суміші ПП/СПА (табл. 5). Як відомо, макрореологічні характеристики розплавів сумішей полімерів визначаються мікрореологічними процесами, що мають місце при течії розплавів сумішей. Тому в'язкість розплаву суміші є функцією двох факторів: специфічних взаємодій, що структурують розплав і збільшують в'язкість, та процесу волокноутворення полімеру дисперсної фази: наявність рідких струменів знижує в'язкість розплаву. Із залежностей з = f(S); з = f(В); з = f(Фmax) витікає, що оптимальна величина питомої поверхні аеросилу лежить в межах 142 - 240 м²/г. В цьому діапазоні питомої поверхні має місце мінімум на кривих з = f(S) та максимуму на з = f(Фmax). Із вказаних залежностей вже можна заключити, що з точки зору волокноутворення ПП в матриці СПА оптимальним є використання аеросилів з величиною поверхні від 142 до 240 м²/г. Останнє підтверджується структурою поперечних, поздовжніч зрізів та результатами кількісного мікроаналізу залишків після екстракції матричного полімеру із екструдатів сумішей (табл. 5).

Таблиця 5. Мікроструктура екструдатів сумішей ПП/СПА/аеросил

Видно, що при додаванні аеросилів з питомою поверхнею 142 та 240 м²/г ПП мікроволокна мають найменший діаметр, зменшується масова доля коротких волокон, утворюється зовнішня тонковолокниста оболонка (ЗТВО), яка по масі складає майже 7,7 %. Найбільш тонкі волокна утворюються при зазорі 9,0 мм. В зазорі між рухомим та нерухомим дисками виникають розтягуючі та зсувові напруги, величини яких зростають зі зменшенням зазору. Чим менша величина зазору, тим вища ступінь диспергування і тим вірогідніше досягнення критичного ступеня диспергування, коли краплі полімеру дисперсної фази стійкі до розтягування та зсуву. Крім того, в результаті тепловиділення в дисковій зоні можуть посилюватися деструктивні процеси. Вказані явища послаблюються при збільшенні величини зазору. Результати аналізу процесів структуроутворення свідчать, що із трьох досліджених величин зазорів оптимальним є 9,0 мм. Особливо, слід підкреслити те, що при введенні аеросилів має місце утворення ЗТВО із ПП мікроволокон, тому загальний вміст безперервних волокон повинен бути сумою масових відсотків безперервних волокон і оболонки. Утворення вказаної ЗТВО має велике практичне значення при виробництві ФМ, так як вона захищає шар ПП мікроволокон від розмивання фільтратом.

Відомо, що хімічна природа поверхні частинок аеросилу відіграє важливу роль в процесах наповнення полімерів. Шляхом хімічних обробок силанольні групи частинок аеросилів можуть бути замінені на диметильні. В такий спосіб був отриманий диметилаеросил (МАС), який має більшу спорідненість до ПП і за рахунок цього є більш ефективним з точки зору специфічного волокноутворення, ніж аеросили з силанольними групами (табл. 6). Останнє виражається в зменшенні середнього діаметра ПП мікроволокон до 1,5 мкм проти 4,0 мкм для суміші ПП/СПА 30/70, в збільшенні до 82,1 мас.% долі волокон безперервної довжини, різкому зменшенні кількості плівок та утворенні тонковолокнистої оболонки в результаті міграційних процесів.

Таблиця 6. Вплив величини зазору на характеристики мікроструктури екструдатів сумішей ПП/СПА/МАС складу 30/70/1

В'язкість розплаву ПП/СПА різко зменшується при введенні навіть незначної (0,5%) кількості диметилаеросилу. Останнє пояснюється зміною процесів структуроутворення під впливом МАС. Еластичність розплавів ПП/СПА, що містять МАС, зростає і досягає максимального значення при 1% МАС, який очевидно і є оптимальним вмістом. Такий самий характер має і залежність Фmах від концентрації МАС. Реологічні дані свідчать, що при 5% МАС збільшується в'язкість розплаву, падає величина розбухання та Фmах, тобто починає проявлятися дія добавки, як наповнювача.

Таким чином, в результаті виконаних досліджень показано, що введення нанорозмірних добавок (аеросилів) є ефективним методом регулювання процесів волокноутворення ПП в матриці СПА при переробці розплавів сумішей полімерів. Величини питомої поверхні та величина зазору, а також хімічна природа аеросилу впливають на мікрореологічні процеси. Найбільший ефект з точки зору волокноутворення досягається для аеросилів в діапазоні величин питомої поверхні 142-240 м²/г, а також при заміні силанольних груп на диметильні і для величини зазору 9 мм.

Із літератури відомо, що ВНТ використовуються для одержання армованих композиційних матеріалів на основі термопластичних та термореактивних матриць. Вони підвищують міцність, теплопровідність та надають матеріалу нові унікальні властивості. Тому було важливо одержання ПП мікроволокон, модифікованих ВНТ. Для вирішення цього завдання оцінювали вплив добавок ВНТ на закономірності течії та процеси структуроутворення в розплавах ПП/СПА. Отримані результати дають підставу стверджувати, що загальний підхід до наповнених систем в даному випадку не виконується, так як при введенні ВНТ в'язкість розплаву падає, а не зростає.Це можна пояснити зміною механізму течії розплаву в присутності твердої нанодобавки. Позитивний вплив добавок нанотрубок підтверджується зростанням Фmax розплаву ПП/СПА, що означає покращення прядомості. Таким чином, переробка розплавів ПП/СПА/ВНТ може здійснюватися в таких же умовах, як і вихідної бінарної суміші. Не дивлячись на твердий стан ВНТ, вони покращують волокноутворення ПП в масі СПА, що проявляється в зменшенні діаметру мікроволокон, дисперсії розподілу. Бінарні добавки ВНТ та такі компатибілізатори, як ПМС - 100, олеат натрію, співполімер етилену з вінілацетатом, більш ефективні, ніж просто ВНТ, з точки зору реалізації специфічного волокноутворення.

На основі знайдених закономірностей розпаду мікроволокон в сумішах ПП/СПА/аеросил була підтверджена стабілізуюча дія добавок на рідкі струмені ПП, що проявляється в збільшенні t_ж/R і різкому зменшенні міжфазного натягу. Механізм дії аеросилів полягає в тому, що на нанорозмірних частинках гаситься амплітуда руйнівного збудження.

В п'ятому розділі встановлено, що ефективним методом модифікації ПП та волокон на його основі є введення на стадії переробки різноманітних добавок низькомолекулярної, олігомерної та полімерної природи.

В розділах 3, 4, а також в раніше виконаних дослідженнях показана можливість одержання модифікованих ПП мікроволокон з використанням компатибілізаторів та нанодобавок. Досліджені добавки можуть представляти значний інтерес для одержання модифікованих ПП волокон за традиційними технологіями.

Результати досліджень свідчать, що за впливом на в'язкість розплаву ПП всі використані добавки можна умовно розділити на чотири групи: добавки, які знижують в'язкість, добавки, що підвищують в'язкість, добавки, які майже не змінюють з і добавки, для яких в'язкість є функцією концентрації. До першої групи відносяться ПЕГ, А-300, до другої - олеат натрію, аеросили різних питомих поверхонь та функціональних груп, до третьої - ПГГФ та тетралін (ТР) і до четвертої - ПГГХ, ВНТ. Особливий інтерес, як нанонаповнювач, викликають вуглецеві нанотрубки. Оцінка впливу добавок ВНТ на реологічні властивості ПП розплаву (табл. 7) показала, що в'язкість розплаву ПП майже не змінюється до вмісту ВНТ 0,5%. Починаючи з 1% в'язкість закономірно зростає, тобто проявляється ефект наповнення.

Таблиця 7. Вплив вуглецевих нанотрубок на реологічні властивості розплаву поліпропілену

Результати реологічних досліджень дозволили рекомендувати прядильні композиції для формування ПП ниток на основі модифікованого полімеру. Найбільш важливими властивостями ниток, які були оцінені в роботі, є розривна міцність, початковий модуль, еластичність та гігроскопічність.

Аналіз одержаних результатів (табл. 8) свідчить про модифікуючий вплив добавок на властивості ПП ниток. Це підтверджується зростанням міцності, початкового модуля та гідрофільності.

Таблиця 8. Властивості поліпропіленових ниток, модифікованих добавками різної хімічної природи

*Т- лінійна густина; Р- розривна міцність; е - еластичність; E - початковий модуль; ц - гігіроскопічность

Як і очікувалось, ВНТ проявляють суттєвий армуючий ефект на ПП нитки, що підтверджується одночасним ростом міцності (в 1,4 - 1,6 раз) та початкового модуля (в 2,1 -3,1 рази). Механічні властивості ПП ниток визначаються концентрацією ВНТ: при концентрації ВНТ 0,05-0,1% властивості ПП ниток покращуються, а при 0,5-5%, вірогідно, відбувається агрегація добавки та проходять деструктивні процеси, що приводить до погіршення механічних властивостей (табл. 8). Введення в розплав ПП аеросилів, ПГГФ також позитивно впливає на властивості ПП ниток. Всі досліджені добавки, також підвищують в 1,2-1,5 рази гідрофільність ниток. Найбільшого значення (3%) ц досягає при використанні 3 мас.% олеату натрію.

В шостому розділі узагальнено результати досліджень властивостей фільтрувальних матеріалів на основі ПП мікроволокон, одержаних шляхом переробки сумішей ПП/СПА при встановлених технологічних параметрах.

За результатами даної роботи в установлених режимах були напрацьовані фільтри на основі сумішей ПП/СПА з бактерицидними та нанодобавками. Оцінка властивостей ФМ показала, що має місце різке зростання питомої поверхні мікроволокон, сформованих із компатибілізованих сумішей полімерів (у 2,7-3,3 рази), за рахунок покращення волокноутворення полімеру дисперсної фази при введенні ПГГХ або ПГГФ. Із вихідної суміші ПП/СПА складу 30/70 без добавок отримано ФМ з тонкістю очистки 1мкм. При введенні 1 мас.% ПГГХ одержано фільтрувальний матеріал з тонкістю очистки 0,3 мкм. Іншою важливою характеристикою будь-якого ФМ є продуктивність. Дослідження показали, що для ФМ, який містить добавки ПГГХ або ПГГФ, продуктивність зростає в 3-4 рази (табл. 9).

Таблиця 9. Продуктивність ФМ по воді

Таким чином, можна стверджувати, що створено ФМ, який поєднує високу ефективність з високою продуктивністю.

В результаті виконаних досліджень визначені склади композицій та технологічні параметри процесу виробництва фільтруючих елементів з ФМ на основі ПП мікроволокон. Розроблений технологічний регламент виробництва фільтрів із сумішей ПП/СПА/ПГГХ і ПП/СПА/МАС, у відповідності з яким на обладнанні ЗАТ «Чернігівфільтр» вироблена дослідна партія фільтрів. Разом із Харківською військово-медичною академією були виконані перші пошукові дослідження бактерицидних, адгезивних та сорбційних властивостей ФМ на основі сумішей ПП/СПА з добавками аеросилів, ПГГХ, ПГГФ.

Запропоновано новий метод гідрофілізації поверхні ФМ на основі ПП мікроволокон шляхом її обробки ультрафіолетовим випроміненням в присутності 2,4% озону. Методом ІЧ-спектроскопії показано, що кінцевими продуктами фотоозонолізу поверхні фільтрувального матеріалу є кисневмісні продукти, переважно кетони. Наявність вказаних продуктів на поверхні опроміненого ФМ зумовило збільшення його гідрофільності, що виразилось в різкому підвищенні продуктивності фільтрувального матеріалу.

Загальні висновки

В дисертації проведено теоретичне узагальнення та знайдено нове рішення наукової проблеми, що полягає в реалізації явища специфічного волокноутворення при переробці розплавів нанонаповнених сумішей полімерів, а також сумішей, які містять бактерицидні добавки. В результаті виконаних наукових досліджень розроблена технологія виробництва фільтрувальних матеріалів, що містять аеросил в наностані або бактерицидні добавки. Фільтри на основі розроблених матеріалів поєднують високу продуктивність з високою ефективністю і бактерицидною дією.

Вперше запропоновані ПГГХ та ПГГФ, як бактерицидні добавки при одержанні ПП мікроволокон шляхом переробки розплавів сумішей поліпропілен/співполіамід. Показано, що вказані добавки виступають ефективними компатибілізаторами полімерів в сумішах ПП/СПА, що проявляється в зміні процесів структуроутворення в напрямку формування більш тонких ПП мікроволокон, збільшення їх числа та маси від 63,4% та 50,7 % до 89,0 % і 82,8 % відповідно та різкому зростанню однорідності розподілу мікроволокон за діаметрами. Механізм дії добавок полягає в зменшенні міжфазного натягу в сумішах ПП/СПА та збільшенні часу розпаду рідких струменів ПП в матриці СПА.

Показано, що величина питомої поверхні аеросилів, хімічна природа функціональних груп їх частинок, розмір зазору в дисковій зоні екструдера дозволяють регулювати процеси структуроутворення в розплавах сумішей ПП/СПА. З точки зору реалізації специфічного волокноутворення найбільш ефективним є аеросил з диметильними групами. Для аеросилів з диметильними групами 80,0 % ПП за масою утворює волокна безперервної довжини проти 50,7 мас.% для бінарної суміші. Підтверджена робоча гіпотеза про стабілізуючу дію нанорозмірних аеросилів на рідкі струмені ПП в матриці СПА. Механізм дії цих добавок полягає в тому, що на нанорозмірних частинках гаситься амплітуда руйнівного збурення, а міжфазний натяг різко зменшується. Обидва ці факти сприяють покращенню специфічного волокноутворення при течії розплавів сумішей ПП/СПА.

Встановлені особливості реологічних властивостей розплавів нанонаповнених сумішей ПП/СПА, які заключаються в незначній зміні в'язкості в умовах зсуву, не дивлячись на твердий стан добавки, та в різкому збільшенні прядомості розплавів за рахунок реалізації специфічних взаємодій між силанольними групами аеросилу і амідними зв'язками макромолекул СПА.

Рекомендовані як добавки олеат натрію, ПЕГ, ПГГХ, ПГГФ, аеросили з різною питомою поверхнею та функціональними групами, ВНТ та тетралін, що здійснюють модифікуючий вплив на властивості ПП ниток. Останній проявляється в зростанні міцності, гідрофільності та, особливо, початкового модуля ниток на основі модифікованого ПП. Добавки олеату натрію, ПГГФ різко підвищують прядомість розплавів, що вказує на можливість реалізації високошвидкісного формування з метою одержання тонкого асортименту ПП ниток.

Розроблена технологія виробництва ФМ і фільтрів на їх основі, що містять бактерицидні добавки або аеросил в наностані. Створені фільтри поєднують високі продуктивність та ефективність за частинками 0,3 мкм. Рекомендовані модифікуючі добавки та оптимізовано склад композиції для виробництва ПП мікроволокон. Розроблений технологічний регламент виробництва вказаних фільтрів, за яким створена технологія впроваджена на ЗАТ „Чернігівфільтр”. На цьому підприємстві напрацьована партія фільтрів, яка випробувана на ЗАТ „Біофарма” і на Чернігівському лікеро-горілчаному заводі. Результати наукових досліджень впроваджені в учбовий процес Вінницького медичного національного університету ім. Пирогова. Від заміни імпортних фільтрів на розроблені вітчизняні підприємством „Біофарма” (м. Київ) одержано економічний ефект в сумі 2,1 млн. грн.

Перелік публікацій

1. Мельник І.А., Цебренко М.В. Можливість модифікації поліпропілену добавкою тетраліну // Вісник КНУТД. - 2007. - №2.- С. 55 - 58.

2. Мельник І.А., Цебренко М.В. Мікро- і макрореологічні властивості розплавів сумішей поліпропілену і співполіаміду з бактерицидними добавками // Вісник КНУТД. - 2007.- №3.- С.64 - 68.

3. Мельник І.А., Ірклей В.М., Цебренко М.В. Модифікація поліпропілену аеросилами різної питомої поверхні // Вісник КНУТД (спецвипуск). - 2007. - №4. - С. 164 - 168.

4. Мельник І.А., Ірклей В.М., Цебренко М.В Взаємозв'язок між реологічними властивостями розплавів сумішей полімерів і процесами структуроутворення // Вісник КНУТД. - 2007. - №4. - С. 51 - 55.

5. Мельник І.А., Цебренко М.В., Резанова Н.М., Цебренко І.А. Вплив питомої поверхні аеросилів на реологічні властивості та процеси структуроутворення в розплавах сумішей поліпропілен/співполіамід // Вісник КНУТД (спецвипуск). - 2008. - №1. - С. 365 - 370.

6. Пат. №20963 України MKИ DO 1F 8/00 Термопластична формувальна композиція для отримання ультратонких синтетичних волокон / Мельник І.А., Цебренко М.В., Резанова Н.М., Горбик П.П., Сап'яненко О.О., Ващенко І.І.; заявник і патентовласник Київський національний університет технологій та дизайну. - № u200609838; заявл. 14. 09. 06; опубл. 15. 02. 07, Бюл. №2.

7. Пат. №11032 України МКИ D01F8/00 Спосіб отримання поліпропіленових ниток / Цебренко М.В., Мельник І.А., Резанова В.Г., Цебренко І.О., Ващенко І.І., Данилова Г.П.; заявник і патентовласник Київський національний університет технологій та дизайну. - № u200504013; заявл. 27. 04. 05; опубл. 15. 12. 2005, Бюл. № 12.

8. Цебренко М.В., Мельник И.А. Резанова В.Г., Цебренко И.А., Технология и оборудование для получения модифицированных полипропиленовых волокон // Сборник докладов ІV Международной научно-практической конференции «Техника для химволокон», 23 - 25 мая 2005 г. - Чернигов, 2005. - С. 171 - 174.

9. Мельник І.А., Цебренко І.О, Муфтахова Л.Ф. Дослідження можливостей модифікації поліпропіленових волокон шляхом введення добавок різної хімічної природи // Тези доповідей II Міжнародної науково-технічної конференції студентів і аспірантів та молодих вчених „Хімія і сучасні технології”, 26 - 28 квітня 2005 р. - Дніпропетровськ, 2005 .- С. 150.

10. Мельник І.А., Цебренко М.В. Дослідження властивостей впливу добавок полігексаметиленгуанідінхлориду на явище специфічного волокноутворення // Тези доповідей ІV Всеукраїнської ювілейної наукової конференції молодих вчених та студентів „Наукові розробки молоді на сучасному етапі”, 17 - 19 травня 2005 р. - Київ, 2005. - Т.1. - С. 175.

11. Melnik I.A., Tsebrenko I.A., Rezanova N.M. Modification of the properties of polypropylene fibers // Combined and hybrid adsorbentals: and applications, 15-17 September 2005. - Kiev, 2005. - P. 24.

12. Цебренко І.А., Мельник І.А. Фільтри для отримання біологічно активної води // Труди науково-практичної конференції „Сучасні проблеми охорони довкілля, раціонального використання водних ресурсів та очистки природних і стічних вод”, 11 - 14 квітня 2006р. - Миргород, 2006. - С. 131 - 135.

13. Сенек І.З., Мельник І.А., Цебренко М.В. Дослідження реологічних властивостей та процесів структуроутворення в сумішах поліпропілен/співполіамід/полігексаметиленгуанідінфосфат // Тези доповідей V Всеукраїнської наукової конференції молодих вчених та студентів, 26 - 28 квітня 2006р. - Київ, 2006. - С.220

14. Мельник І.А., Цебренко М.В. Модифікація поліпропіленових волокон добавками різної хімічної природи // Тези доповідей V Всеукраїнської наукової конференції молодих вчених та студентів „Наукові розробки молоді на сучасному етапі”, 26 - 28 квітня 2006 р. - Київ, 2006. - Т.1. - С. 219.

15. Мельник І.А., Цебренко М.В., Резанова Н.М. Розробка тонковолокнистих фільтрувальних матеріалів на основі мікроволокон із компатибілізованих сумішей полімерів // Тези доповідей Міжнародної наукової конференції „Мембранні і сорбційні процеси та технології”, 5 - 7 березня 2007р. - Київ, 2007. - С.33.

16. Цебренко М.В., Резанова Н.М., Цебренко И.А., Мельник И.А. Полипропиленовые микроволокна с наполнителем в наносостоянии и новые материалы на их основе // Сборник научных трудов международной научной конференции, посвященной 110-летию А.И. Меоса и 60-летию кафедры „Технологии химмических волокон и композиционных материалов” Санкт-Петербургского государственного университета технологий и дизайна, январь 2007г. - Санкт-Петербург, 2007. - С. 114 - 118.

17. Мельник І.А., Сап'яненко О.О., Вплив бактерицидних добавок на закономірності течії та процеси структуроутворення в сумішах поліпропілен/співполіамід // Всеукраинская с международным участием конференция молодых ученых «Наноматериалы в химии биологии и медицине», 15 - 17 мая 2007 р. - Киев, 2007. - С.103 - 104.

18. Сап'яненко О.О., Мельник І.А., Дзюбенко Л.С., Горбик П.П. Регулювання гідрофільно-гідрофобних властивостей поверхні поліпропіленових мікроволокнистих матеріалів // Всеукраинская с международным участием конференция молодых ученых «Наноматериалы в химии, биологии и медицине», 15 - 17 мая 2007 р. - Киев, 2007. - С.113 - 114.

19. Цебренко М.В., Мельник И.А., Сапьненко А.А. Резанова Н.М., Цебренко И.А. Физико-химические закономерности получения нанонаполненных полипропиленовых микроволокон // Сборник докладов VІ Международной научно-практической конференции «Техника для химволокон», 23 - 25 мая 2007 р. - Чернигов, 2007. - С.98 - 101.

20. Мельник І.А., Цебренко М.В., Вплив бактерицидних добавок на мікро- і макрореологічні властивості розплавів сумішей полімерів // Тези доповідей V Всеукраїнської ювілейної наукової конференції молодих вчених та студентів „Наукові розробки молоді на сучасному етапі”, 17 - 18 квітня 2007 р. - Київ, 2007. - С.241.

21. Мельник И.А., Резанова Н.М., Цебренко М.В. Реологические свойства расплавов смесей полипропилен-сополиамид с бактерицидными добавками // Тезисы Международной конференции HighMatTech, 15 - 19 октября 2007. - Киев, 2007. - С. 413.

22. Положительное решение заявки на Пат. № 2006138694/04(042177) Росии Термопластическая формовочная композиция для получения полипропиленовых нитей. Мельник И.А., Цебренко М.В., Резанова Н.М., Горбик П.П., Сапьненко А.А., Дзюбенко Л.С.; заявл. 03. 11. 06.

23. Особистий внесок автора у працях, що опубліковані у співавторстві: [6-12, 14, 15, 17, 20, 21 ,22] - постановка, проведення експериментів, обробка одержаних даних, участь в обговоренні результатів, у співавторстві оформлена заявка на винахід; [1-5] - виконання теоретичних та експериментальних досліджень; [13, 16, 18, 19] - здобувач одержав дослідні зразки, брав участь в обговоренні результатів дослідження, підготовки тез доповідей.

Анотація

Мельник І.А. Розробка технології формування модифікованих поліпропіленових волокон. - Рукопис. Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.15 - Технологія хімічних волокон. - Київський національний університет технологій та дизайну, Київ, 2008 р.

В дисертації проведено теоретичне узагальнення та знайдено нове рішення наукової проблеми, що полягає в реалізації явища специфічного волокноутворення при переробці розплавів нанонаповнених сумішей полімерів, а також сумішей, які містять бактерицидні добавки. Вперше як бактерицидні добавки запропоновано полігексаметиленгуанідінхлорид та полігексаметилен- гуанідінфосфат, при одержанні поліпропіленових мікроволокон шляхом переробки розплавів сумішей полімерів. Встановлені закономірності течії та процеси структуроутворення в розплавах сумішей ПП/СПА, що містять наповнювач в наностані - вуглецеві нанотрубки та аеросили з різними питомими поверхнями і функціональними групами. Показано, що не дивлячись на твердий стан добавок, в'язкість розплавів сумішей не підвищується та має місце значне покращення волокноутворення. Підтверджена робоча гіпотеза про стабілізуючу дію аеросилів на рідкі струмені ПП в матриці СПА. Були рекомендовані як добавки олеат натрію, ПЕГ, аеросили, ВНТ, ПГГХ, ПГГФ та тетралін, які здійснюють модифікуючий вплив на властивості ПП ниток. Розроблена технологія виробництва фільтрувальних матеріалів і фільтрів на основі ПП мікроволокон, що містять бактерицидні добавки або аеросил в наностані. Такі фільтри поєднують високі продуктивність, ефективність та бактерицидну дію. За традиційною технологією одержано ПП нитки з високими механічними властивостями, підвищенною гідрофільністю.