RU2254341C1 - Способ получения модифицированных целлюлозных материалов - Google Patents
Способ получения модифицированных целлюлозных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2254341C1 RU2254341C1 RU2003138016/04A RU2003138016A RU2254341C1 RU 2254341 C1 RU2254341 C1 RU 2254341C1 RU 2003138016/04 A RU2003138016/04 A RU 2003138016/04A RU 2003138016 A RU2003138016 A RU 2003138016A RU 2254341 C1 RU2254341 C1 RU 2254341C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- minutes
- paper
- aqueous solution
- phosphorus
- cellulose materials
- Prior art date
Links
Landscapes
- Paper (AREA)
Abstract
Изобретение относится к текстильной промышленности, к способам модификации огнестойких целлюлозных материалов, которые могут найти применение в самолето-, автомобилистроение, пожарной технике. Способ получения модифицированной бумаги и хлопчатобумажной ткани путем обработки фосфорсодержащими и борсодержащими соединениями. Бумагу и ткань предварительно обрабатывают 2,5-10% водным раствором поливинилового спирта в течение 30-40 минут и сушат при комнатной температуре с последующей обработкой в течение 1-2 минут фосфорборсодержащим соединением, в качестве которого используют 5-15% водный раствор бората метилфосфита, и сушкой при комнатной температуре. Изобретение позволяет существенно упростить способ модификации и повысить огнестойкость целлюлозных материалов и изделий на их основе, повысить прочность при разрыве бумаги. 2 табл.
Description
Изобретение относится к текстильной промышленности, к способам модификации огнестойких целлюлозных материалов, которые могут найти применение в самолето-, автомобилестроении, пожарной технике и для других специальных целей.
Известен способ получения огнестойких целлюлозных материалов путем обработки 25-40% раствором смеси диалкилфосфита с диизоцианатом, взятых в эквимолекулярном соотношении в присутствии триэтиламина при 100-200°С. При обработке целлюлозы предлагаемым способом, происходит присоединение к целлюлозе диалкилфосфита через диизоцианат, в результате чего полученный материал приобретает огнестойкость (Авторское свидетельство СССР №473722, кл. С 08 В 15/00; Опубл.14.06.75).
Однако данный способ является трудоемким, требует достаточно высокого интервала температур и не обеспечивает сохранения прочностных характеристик целлюлозных материалов.
Наиболее близким является способ получения модифицированных целлюлозных материалов посредством обработки их фосфорной кислотой в присутствии мочевины и термофиксации при 140-160°С с дополнительной обработкой расплавом борной кислоты и термической обработкой при 600-700°С (Авторское свидетельство СССР №371793, кл. C 08 В 15/00; Опубл.15.04.78).
Однако данный способ является многостадийным, требует сложного аппаратурного оформления и высоких температур.
Задача - разработка способа модификации целлюлозных материалов, не требующего сложного аппаратурного оформления, высоких температур, не продолжительного по времени и позволяющего получать изделия на их основе с повешенной огнестойкостью.
Техническим результатом является упрощение способа модификации бумаги и хлопчатобумажной ткани, повышение их огнестойкости, прочности при разрыве бумаги и обладающих стойкостью к термоокислительной деструкции.
Поставленный технический результат достигается тем, что бумагу и ткань предварительно обрабатывают 2.5-10% водным раствором поливинилового спирта в течение 30-40 минут и сушат при комнатной температуре с последующей обработкой в течение 1-2 минут фосфорборсодержащим соединением, в качестве которого используют 5-15% водный раствор бората метилфосфита и сушкой при комнатной температуре.
Наличие в составе модификатора атомов фосфора и бора, являющихся ингибиторами процессов горения и окисления, позволяет повысить огнестойкость целлюлозных материалов, а также увеличить стойкость к термоокислительной деструкции. Увеличение прочности при разрыве достигается за счет предварительной пропитки бумаги поливиниловым спиртом (ПВС) и образованием при этом композиционного материала с повышенными показателями прочности при разрыве.
Данный способ позволяет существенно упростить модификацию целлюлозных материалов. Так, для достижения положительного эффекта не требуется использование высококонцентрированных водных растворов поливинилового спирта и бората метилфосфита. Использование 2.5-10% водного раствора поливинилового спирта и 5-15% бората метилфосфита наиболее оптимально. Увеличение концентрации водного раствора поливинилового спирта более 10% не позволяет добиться пропитки целлюлозных материалов из-за его высокой вязкости, а увеличение концентрации водного раствора бората метилфосфита более 15% вызывает деструкцию целлюлозных материалов. Снижение концентрации водных растворов не позволяет достичь эффекта самозатухания. Предварительная обработка водным раствором поливинилового спирта в течение 30-40 минут наиболее оптимальна, поскольку образцы из целлюлозных материалов пропитываются полностью, а уменьшение не приводит к равномерной пропитке. Обработка водным раствором бората метилфосфита в течение 1-2 минут позволяет достичь необходимого содержания фосфора в модифицируемых образцах, а следовательно, увеличение времени обработки нецелесообразно и, кроме того, приводит к деструкции материалов и ухудшению их физико-механических показателей. Необходимо отметить, что данный способ модификации не требует высоких температур и сложного аппаратурного оформления. Кроме того, используя в качестве модификатора водный раствор бората метилфосфита, содержащего в своем составе как фосфор, так и бор, позволяет избежать многостадийности или последующей обработки модифицируемых материалов. При обработке целлюлозного материала фосфорборсодержащим соединением (ФБС) происходит химическое взаимодействие по гидроксильным группам целлюлозы, что предотвращает вымывание ингибитора горения водой, и сохранение эффекта огнезащиты.
Модификацию проводят следующим образом: исходные образцы бумаги и ткани предварительно обрабатывают водным раствором поливинилового спирта концентрацией 2.5-10% в течение 30-40 минут и сушат при комнатной температуре до полного высыхания. Далее пропитанные образцы обрабатывают в течение 1-2 минут водным раствором бората метилфосфита концентрацией 5-15% и сушат при комнатной температуре.
Изобретение иллюстрируется следующим примером.
Пример 1. Образцы бумаги и хлопчатобумажной ткани (полоски шириной 1 см и длиной 10 см) помещают на 30-40 минут в 2.5% водный раствор поливинилового спирта, после чего пропитанные образцы подвергают сушке при комнатной температуре до полного высыхания. Далее высушенные образцы помещают в 5% водный раствор бората метилфосфита с выдержкой 1 -2 минуты и дальнейшей сушкой при комнатной температуре.
Примеры 2-6 осуществляют аналогично примеру 1.
Полученные образцы подвергались исследованию на стойкость к горению (ГОСТ 21793-76), прочность при разрывном напряжении (ГОСТ 20403-75) и изменение массы при термоокислительной деструкции (исследования проводились при температурах 200, 300, 400°С в течение 40 минут). Полученные результаты приведены в табл. 1 и 2.
| Таблица 1 Свойства модифицированной бумаги |
||||||
| №образца | Концентрация водных растворов ПВС, ФБС и время пиролиза | Изменение массы при пиролизе, % | Стойкость к горению | Прочность при разрыве кгс/см2 | ||
| 200°С | 300°С | 400°С | ||||
| Бумага, модифицированная 2.5% ПВС и 5% ФБС | ||||||
| 10 мин | 11.3 | 56.4 | 62.7 | |||
| 1 | 20 мин | 12.2 | 66.9 | 72.1 | Самозатухает | 28.3 |
| 30 мин | 18.1 | 68.1 | 77.1 | |||
| 40 мин | 21.0 | 69.7 | 83.3 | |||
| Бумага, модифицированная 2.5% ПВС н 15% ФБС | ||||||
| 10 мин | 8.9 | 58.2 | 64.4 | |||
| 2 | 20 мин | 10.2 | 61.2 | 71.4 | Самозатухает | 34.3 |
| 30 мин | 13.4 | 70.2 | 74.5 | |||
| 40 мин | 14.6 | 71.2 | 93.5 | |||
| Бумага, модифицированная 5% ПВС и 5% ФБС |
||||||
| 10 мин | 6.3 | 18.6 | 19.9 | |||
| 3 | 20 мин | 11.8 | 22.8 | 48.5 | Самозапхает | 34.1 |
| 30 мин | 14.8 | 62.6 | 73.7 | |||
| 40 мин | 27.5 | 65.2 | 74.8 | |||
| Бумага, модифицированная 5% ПВС и 15%ФБС | ||||||
| 4 | 10 мин | 10.4 | 19.4 | 29.9 | ||
| 20 мин | 17.2 | 22.8 | 51.7 | Самозатухает | 35.2 | |
| 30 мин | 35.2 | 57.7 | 62.1 | |||
| 40 мин | 37.5 | 97.1 | 97.4 | |||
| Бумага, модифицированная 10% ПВС и 5% ФБС | ||||||
| 5 | 10 мин | 31.1 | 40.1 | 47.2 | ||
| 20 мин | 58.3 | 59.9 | 60.1 | Не загорается | 41.1 | |
| 30 мин | 61.2 | 65.2 | 68.2 | |||
| 40 мин | 69.4 | 72.9 | 77.8 | |||
| Бумага, модифицированная 10% ПВС и 15% ФБС | ||||||
| 6 | 10 мин | 50.9 | 51.1 | 58.9 | ||
| 20 мин | 51.1 | 55.5 | 64.6 | Не загорается | 37.7 | |
| 30 мин | 52.9 | 56.2 | 65.8 | |||
| 40 мин | 54.2 | 65.2 | 67.8 | |||
| Таблица 2 Свойства модифицированной хлопчатобумажной ткани |
|||||
| №образца | Концентрация водных растворов ПВС, ФБС и время пиролиза | Изменение массы при пиролизе, % | Стойкость к горению | ||
| 200°С | 300°С | 400°C | |||
| Х/б ткань, модифицированная 2.5% ПВС и 5% ФБС | |||||
| 10 мин | 5.3 | 14.4 | 16.3 | ||
| 1 | 20 мин | 6.2 | 17.3 | 63.5 | Самозатухает |
| 30 мин | 6.4 | 59.6 | 66.6 | ||
| 40 мин | 6.7 | 67.4 | 77.6 | ||
| Х/б ткань, модифицированная 2.5% ПВС и 15% ФБС | |||||
| 10 мин | 5.4 | 15.9 | 24.8 | ||
| 2 | 20 мин | 6.6 | 18.9 | 62.7 | Самозатухает |
| 30 мин | 8.5 | 63.2 | 70.1 | ||
| 40 мин | 9.4 | 68.5 | 86.2 | ||
| Х/б ткань, модифицированная 5% ПВС и 5% ФБС | |||||
| 10 мин | 4.7 | 4.8 | 5.2 | ||
| 3 | 20 мин | 4.9 | 5.7 | 54.9 | Самозатухает |
| 30 мин | 7.2 | 7.8 | 65.7 | ||
| 40 мин | 8.6 | 46.7 | 74.2 | ||
| Х/б ткань, модифицированная 5% ПВС и 15% ФБС | |||||
| 10 мин | 4.7 | 4.8 | 5.5 | ||
| 4 | 20 мин | 5.8 | 5.8 | 22.1 | Самозатухает |
| 30 мин | 7.2 | 21.1 | 68.1 | ||
| 40 мин | 8.8 | 49.3 | 75.1 | ||
| Х/б ткань, модифицированная 10% ПВС и 5% ФБС | |||||
| 10 мин | 4.2 | 4.6 | 4.6 | ||
| 5 | 20 мин | 4.8 | 6.6 | 12.9 | Не загорается |
| 30 мин | 5.6 | 7.4 | 65.1 | ||
| 40 мин | 8.0 | 37.8 | 68.6 | ||
| Х/б ткань, модифицированная 10% ПВС и 15% ФБС | |||||
| 10 мин | 4.2 | 4.8 | 4.8 | ||
| 6 | 20 мин | 4.8 | 7.3 | 25.6 | Не загорается |
| 30 мин | 5.7 | 9.2 | 65.1 | ||
| 40 мин | 8.5 | 41.7 | 69.9 | ||
Из таблиц видно, что горючесть обработанных материалов значительно снижается. Для образцов, обработанных 2.5-5% водным раствором поливинилового спирта и 5-15% водным раствором бората метилфосфита, наблюдается эффект самозатухания, а максимальный результат (не воспламенение) достигается для образцов, обработанных 10% водным раствором поливинилового спирта и 5-15% водным раствором бората метилфосфита. Кроме того, данный способ существенно улучшает стойкость к термоокислительной деструкции целлюлозных материалов и приводит к увеличению прочности при разрыве бумаги до 41.1 кгс/см2. Установлено, что данное соотношение концентраций водных растворов поливинилового спирта и бората метилфосфита наиболее оптимально, так как уменьшение концентрации не приводит к эффекту самозатухания, а увеличение вызывает деструкцию целлюлозных материалов.
Технико-экономический эффект, полученный от применения данного способа модификации, заключается в том, что его применение позволяет значительно повысить огнестойкость целлюлозных материалов, не требует сложного аппаратурного оформления, высоких температур, не продолжителен по времени и позволяет избежать многостадийности за счет использования модификатора, содержащего в своей структуре как фосфор, так и бор.
Claims (1)
- Способ получения модифицированной бумаги и хлопчатобумажной ткани путем обработки фосфорсодержащими и борсодержащими соединениями, отличающийся тем, что бумагу и ткань предварительно обрабатывают 2,5-10%-ным водным раствором поливинилового спирта в течение 30-40 мин и сушат при комнатной температуре с последующей обработкой в течение 1-2 мин фосфорборсодержащим соединением, в качестве которого используют 5-15%-ный водный раствор бората метилфосфита, и сушкой при комнатной температуре.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003138016/04A RU2254341C1 (ru) | 2003-12-29 | 2003-12-29 | Способ получения модифицированных целлюлозных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003138016/04A RU2254341C1 (ru) | 2003-12-29 | 2003-12-29 | Способ получения модифицированных целлюлозных материалов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2254341C1 true RU2254341C1 (ru) | 2005-06-20 |
Family
ID=35835776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003138016/04A RU2254341C1 (ru) | 2003-12-29 | 2003-12-29 | Способ получения модифицированных целлюлозных материалов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2254341C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2574658C2 (ru) * | 2011-07-21 | 2016-02-10 | Энексис Ко., Лтд. | Функционализированный хлопок многоцелевого применения и способ его производства |
| RU2590553C1 (ru) * | 2014-12-17 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Огнестойкая композиция на основе эпоксидной диановой смолы |
| RU2590551C1 (ru) * | 2014-12-17 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Огнестойкая композиция на основе эпоксидной диановой смолы |
-
2003
- 2003-12-29 RU RU2003138016/04A patent/RU2254341C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2574658C2 (ru) * | 2011-07-21 | 2016-02-10 | Энексис Ко., Лтд. | Функционализированный хлопок многоцелевого применения и способ его производства |
| RU2590553C1 (ru) * | 2014-12-17 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Огнестойкая композиция на основе эпоксидной диановой смолы |
| RU2590551C1 (ru) * | 2014-12-17 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Огнестойкая композиция на основе эпоксидной диановой смолы |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yang et al. | A durable flame retardant for cellulosic fabrics | |
| KR102494785B1 (ko) | 난연성 염료 및 이의 제조 방법 | |
| US11964407B2 (en) | Flame-retardant treatment of lignocellulosic materials, resulting flame-retarded lignocellulosic materials and uses thereof | |
| JPH04234603A (ja) | 難燃性組成物及び木材を処理する方法 | |
| Molaba et al. | Aging studies on flame retardant treated lignocellulosic fibers | |
| US20140137341A1 (en) | Multi-use functional cotton, and method for manufacturing same | |
| RU2254341C1 (ru) | Способ получения модифицированных целлюлозных материалов | |
| Zhou et al. | Chemical reaction intumescent flame retardant cotton fabric with flame retardancy and UV resistance prepared from phytic acid, tannic acid and diethylenetriamine | |
| KR102255811B1 (ko) | 방염 특성을 갖는 셀룰로스 기재 및 관련 제조 방법 | |
| RU2481428C1 (ru) | Состав для огнезащитной обработки полиэфирных волокон | |
| JP2004050828A (ja) | 不燃処理液、並びにこれを用いた防火材 | |
| CN113981688B (zh) | 一种阻燃纤维素基预氧化纤维制品及其制备方法 | |
| EP3253544B1 (en) | Fire resistant wooden body and method for producing thereof | |
| RU2614957C2 (ru) | Способ получения покрытий, придающих материалам огнестойкость | |
| RU2359976C1 (ru) | Способ получения пленок на основе поливинилового спирта | |
| RU2670229C1 (ru) | Рецептура состава для огнезащитной обработки полиэфирной ткани декоративного назначения | |
| RU2355842C1 (ru) | Способ получения модифицированной бумаги | |
| RU2355841C1 (ru) | Состав для получения модифицированной бумаги | |
| RU2330136C1 (ru) | Способ модификации синтетических волокон | |
| RU2565185C2 (ru) | Состав для огнезащитной отделки полиакрилонитрильных волокон | |
| RU2278874C2 (ru) | Способ получения модифицированных пленок на основе поливинилового спирта | |
| Song et al. | Improvement of fire safety for viscose fabrics based on phytic acid modified tea polyphenols complexed iron ions | |
| Bychkova et al. | Fire-resistant viscose rayon fiber materials | |
| KR20240103221A (ko) | 비할로겐계 생체 기반 난연제, 및 비할로겐계 생체 기반 난연제를 포함한 섬유의 제조 방법 | |
| Yang et al. | Flame-Retardant and Washable Finishing of Lyocell/Cotton Blended Fabrics Using Eco-Friendly Creatinine O-Phosphate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071230 |