Cтраница 4
Установление минимально допустимой концентрации ингибитора в антикоррозионной бумаге имеет большое практическое значение, поскольку определяет срок ее защитного действия и необходимость переконсервации. Следует в этой связи обратить внимание потребителя на важный фактор, определяющий эффективность защитного действия антикоррозионных бумаг вообще, а именно на равномерность распределения ингибитора по толщине бумаги и по площади, включая элементы структуры целлюлозного волокна и целлюлозы. Равномерность распределения ингибитора в бумаге оказывает большое влияние не только на антикоррозионные свойства, но также и на биостойкость, термитостойкость; огнестойкость, свето - и теплостойкость, устойчивость к старению в присутствии тепла, влаги и микроорганизмов, атмосферостойкость. [46]
Для повышения реакционной способности целлюлозы проводят ее активацию, т.е. обработку, приводящую к набуханию и тем самым к увеличению доступности. Одним из способов активации может служить набухание целлюлозы в воде. Даже небольшие количества воды разрыхляют структуру целлюлозного волокна, увеличивают его внутреннюю поверхность и способствуют проникновению растворителей и реагентов. Воду далее вытесняют растворителем, в котором должна проводиться реакция. Однако имеет значение не только массовая доля воды в образце целлюлозы, но и предыстория последнего - получен ли образец подсушиванием влажной целлюлозы ( в том числе мерсеризованной и промытой) до определенного влагосодержания или же сушкой до сухого состояния с последующим увлажнением до того же влагосодержания. Большей реакционной способностью ( испытанной при ацетилировании) обладает первый образец. При сушке целлюлозы происходит уплотнение всей структуры волокна, а при последующем увлажнении вода уже не способна разрушить все образовавшиеся при сушке межмолекулярные водородные связи. Активацию целлюлозы водой с вытеснением ее последовательно полярными ( обычно сначала воду вытесняют водорастворимыми низкокипящими растворителями, такими как этанол, ацетон и т.п.) и неполярными растворителями называют инклюдиро-ванием. [47]
Представляет большой научный и практический интерес выяснение возможности сохранения в течение более или менее длительного времени той активной структуры волокон, которая достигается в результате обработки аминами и вытеснения аминов органическими растворителями. Может ли целлюлозное волокно с большой внутренней поверхностью и аморфностью структуры длительное время находиться в таком состоянии, будет ли оно сохранять свою химическую активность при этом. Для ответа на этот вопрос было проведено [691] изучение структуры активированных целлюлозных волокон после из хранения в среде неполярного органического растворителя, которым вытеснялся амин, в вакууме, в среде сухого газообразного азота и на воздухе при 45 - 55 % - и относительной влажности. [48]
Таким образом, под влиянием различных жидких сред могут быть достигнуты самые разные изменения в структуре целлюлозных волокон с сохранением их волокнистой формы. Эти изменения связаны с особенностью строения молекул активирующих сред, величинами их ионизационного потенциала, способностью к образованию водородной связи с гидроксильными группами. Немаловажна роль и стерических факторов, связанных с влиянием объема и разветвленности молекул на их проникновение в структуру целлюлозного волокна и затрудненностью сближения электроно-донорного атома в таких молекулах с гидроксилами целлюлозных молекул. Кроме того, эффект активации целлюлозы зависит от исходного состояния ее структуры. [49]
В нашу задачу не входит систематическое и полное изложение технологии производства антикоррозионной бумаги. Мы хотели бы здесь обратить внимание лишь на те особенности производства, которые оказывают заметное влияние на качество материала, его потребительские свойства и технико-экономические показатели, дать представление о правильном выборе сырья, материалов и оборудования. Последнее важно, так как зачастую для производства антикоррозионных бумаг используется несовершенное в техническом отношении оборудование, без учета особенностей взаимодействия растворов или дисперсий ингибиторов с бумагой-основой, их удержания структурой целлюлозного волокна и их высокой летучести при последующих сушке и эксплуатации у потребителя. [50]
Растворение природных полимеров облегчается тем, что их морфологическое строение обеспечивает высокоразвитую поверхность. Например, природные целлюлозные волокна состоят из тонких фибриллярных образо-ваний, и проникновение жидкости в них осуществляется: не только диффузионным путем, но и путем капиллярного ( вязкого) течения. Именно это обстоятельство обусловливает относительно быстрое протекание различных реакций. Например, в ходе реакций этерификации доступ реагента осуществляется не только путем молекулярной диффузии, но в первую очередь путем капиллярного течения реагента во внутренние области структуры целлюлозных волокон. Сохранение морфологии исходного волокна после этерификации обеспечивает такой же характер поступления и растворяющих агентов. [51]
Определенные трудности вызывает дериватографический анализ образцов бумаги, содержащей ингибиторы и другие функциональные вещества, температуры плавления которых близки к температуре кипения воды. Примером может служить бумага, содержащая нитрофурилакролеин. В связи с тем, что плавление указанного вещества происходит при температуре 116 С, эндотермические пики на кривой ДТА плавления нитрофурилакролеина и испарения воды сорбированной бумагой совпадают, что делает невозможным определение компонента в динамическом режиме работы дериватографа. Следует отметить, что плавление чистого образца нитрофурилакролеина дает строго локализованный эндотермический пик с максимумом при температуре 116 С, а плавление последнего в бумаге приводит к возникновению размытого пика, что связано с особенностями расположения функционального вещества в капиллярно-пористой структуре целлюлозных волокон, косвенным образом свидетельствующего о характере и площади его расположения в бумаге, на важность чего мы уже указывали. Чем меньше функционального вещества в бумаге, тем более размыт эндотермический пик. Размытость пика не мешает определению его содержания, поскольку максимум бывает всегда четко определен. Величина эндотермического эффекта, рассчитываемая по площади пика плавления, прямо пропорциональна содержанию нитрофурилакролеина в бумаге. Определение содержания функциональных веществ в неизвестном образце сводится к его дериватографированию и определению площади эндотермического пика с последующим определением содержания функционального вещества по стандартной кривой, построенной для данного дериватографа. [52]