CC BY
911. Meakin P. et al. J. Phys. Ser. A. 1984. V. 17. N 18. P. 975981.
12. Kolb M., Botet R., Jullien R. Phys. Rev. Lett. 1983. V. 1. N 13. P. 1123-1126.
13. Meakin P. J. of sol-gel science and technology. 1999. V. 15. N 2. P. 97-99.
14. Кокоревич А.Г., Гравитис Я.А., Озоль-Калнин В.Г.
Химия древесины. 1989. № 1. С. 3-24.
15. Козлов Г.В. и др. Вопросы химии и химической технологии. 1998. № 3. С. 26-29.
16. Карманов А.П., Монаков Ю.Б. Высокомолек. соед. А. 1995. Т. 37. №2. С. 328-331.
17. Баранов В.Г., Френкель С.Я., Бресткин Ю.В. Докл. АН СССР. 1986. Т. 290. № 2. C. 369-372.
18. Mandelbrot B.B. The fractal geometry of nature. San-Francisko: Freeman and Company. 1982. 459 P.
19. Alexander S., Orbach R. J. Phys. Lett. 1982. V. 43. N 17. P. 625-631.
20. Vilgis T.A. Physica. A. 1988. V. 153. N 2. P. 341-354.
Лаборатория физикохимии лигнина
УДК 541.49: (546.74.2+548.736) А.А. Аминджанов, С.М. Сафармамадов, Н.Г. Кабиров
ВЛИЯНИЕ 3-ЭТИЛ-4-МЕТИЛ-1,2,4-ТРИАЗОЛТИОЛА-5 И КОМПЛЕКСА РЕНИЯ (V) С НИМ НА ЭЛЕКТРИЗУЕМОСТЬ ДИАЦЕТАТЦЕЛЛЮЛОЗЫ
(Таджикский государственный национальный университет) E-mail: [email protected]
Исследовано влияние 3-этил-4-метил-1,2,4-триазолтиола-5 и комплекса рения (V) с ним, на электризуемость диацетата целлюлозы. Установлена их высокая антистатическая активность. Выявлено, что комплексное соединение рения (V), по сравнению с некоординированным 3-этил-4-метил-1,2,4-триазолтиолом, проявляет большую антистатическую активноcть в отношении диацетата целлюлозы.
При эксплуатации ацетатцеллюлозные материалы в результате трения, деформации и под действием других факторов сильно электризуются. С целью снижения их электризуемости и создания на их основе материалов, обладающих низкой способностью к электризации, на их поверхность наносят или в их состав вводят различные добавки (антистатические присадки) [1,2]. Наносимые на поверхность антистатические присадки способствуют образованию слоя влаги, который снижает поверхностное сопротивление полимера [3]. Подобный способ снижения электризуемости является не очень высокоэффективным. Введение внутренних антистатических присадок в состав
полимера является более эффективным, однако желаемый результат получается при относительно больших концентрациях добавок. В [4] представлены экспериментальные данные по изучению влияния 1 -метил-2-меркаптоимидазола на электризуемость диацетата целлюлозы (ДАЦ). Было установлено, что введение в ДАЦ 0,4% от массы полимера 1-метил-2-меркаптаимидазола приводит к снижению температуры проявления максимума напряжения возникновения ионизационных процессов. При этом одновременно снижается величина напряжения возникновения ионизационных процессов, которая характеризует степень структурной упорядоченности и степень дефектности
материала. Вместе с этим резко снижается способность ДАЦ к электризации. Авторами [5] показано аналогичное воздействие другого серосодержащего гетероциклического соединения 1,2,4-триазолтиола-З (5). Однако наиболее эффективной концентрацией 1,2,4-триазолтиола-3(5), способствующей значительному снижению элек-тризуемости ДАЦ, является 0,5-0,6%. Из данных работ [4,5] можно сделать вывод о том, что серосодержащие пятичленные гетероциклические соединения при относительно низких концентрациях проявляют антистатические свойства в отношении ДАЦ. Можно предположить, что на антистатические свойства этих соединений могут влиять алкильные радикалы и их положение в гетеро-цикле. В этой связи целью настоящей работы явилось исследование влияния такого алкилзамещён-ного 1,2,4-триазолтиола-3(5), как 3-этил-4-метил-1,2,4-триазолтиола-5 и комплекса рения (V) с ним на электризуемость диацетатцеллюлозы.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Исходные соединения З-этил-4-метил-1,2,4-триазолтиол-5 (3-Э-4-МТТ) и ЩЯеОСЬ] были получены по методикам [6,7], комплекс [ReO(OH)L2Cy получали из ЩЯеОСЬ] и 3-Э-4-МТТ в среде 6 моль/л HC1 при соотношении исходных реагентов 1:2. В качестве растворителя для литья пленки использовали диметилформамид. 3-этил-4-метил- 1,2,4-триазолтиол-5 и комплекс рения (V), с ним вводили в 5%-ный раствор диацета-та целлюлозы в диметилформамиде в количестве 0,01-2% от массы полимера. Из полученного раствора на стеклянной подложке отливались пленки, которые высушивались при 323К до полного удаления растворителя. Электростатические заряды наносились методом трения медицинского хлопка о плёнки. Электризуемость пленок из ДАЦ измеряли методом вибрирующего электрода. Регистрацию спада заряда осуществляли с использованием цифрового вольтметра с точностью ±2мВ сразу после нанесения электростатических зарядов.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В табл. 1 представлены полученные экспериментальные данные по изучению влияния различных концентраций 3-этил-4-метил-1,2,4-три-азолтиола-5 на элекризуемость ДАЦ.
Из данных таблицы 1 видно, что введение 3-этил-4-метил-1,2,4-триазолтиола-5 в состав ДАЦ приводит к снижению начальной заряжаемости ДАЦ. Уменьшение начальной заряжаемости происходит по мере увеличения концентрации 3-этил-4-метил-1,2,4-триазолтиола-5. Так, при вве-
дении в состав ДАЦ 0,01% 3-этил-4-метил-1,2,4-триазолтиола-5 начальная заряжаемость полимера снижается от 46,1 у.е. до 26,8 у.е., а при концентрации 2% от 46,1 у.е. до 10,8 у.е. То есть введение в состав ДАЦ 3-этил-4-метил-1,2,4-триазолтиола-5 приводит к снижению его электризуемости при концентрации добавки 0,01% в 1,72 раза, а при концентрации 2% - в 4,26 раза. Установлено, что с увеличением концентрации добавки время полного спада заряда уменьшается. Если в течение 9 мин. величина статического заряда для исходного ДАЦ уменьшается от 46,1 у.е. до 29,7 у.е., то для ДАЦ содержащей 3% 3-Э-4-МТТ она уменьшается от 10,8 у.е. до 6,9 у.е. Проведенные исследования показывают, что 3-этил-4-метил-1,2,4-триазолтиол-5 проявляет высокую антистатическую активность в отношении диацетатцеллюлозы и эта эффективность возрастает с повышением его концентрации в полимере.
Таблица 1
Зависимость величины статического заряда на поверхности ДАЦ от времени и процентного содержания 3-этил~4-метил-1,2,4-триазолтиола-5 Table 1 Dependence of static charges on the DAC surface on time and percentage of 3-ethyl-4-methyl-1,2,4-
triazoltiol-5
т, мин Величина стат. заряда
Концентрация 3-этил-4-метил-1,2,4-триазолтиола-5
0 0,01% 0,5% 1% 2%
1 2 3 4 5 6
0 46,1 26,8 15,0 12,6 10,8
0,5 35,0 23,1 10,2 9,4 9,0
1,0 34,8 22,5 10,0 9,0 8,7
1,5 32,5 21,8 9,9 8,6 8,6
2,0 30,8 21 6 9,8 8,5 8,5
2,5 30,5 20,1 9,6 8,5 8,2
3,0 30,4 20,0 9,5 8,3 8,0
3,5 30,1 19,4 9,4 8,2 7,9
4,0 30,2 19,1 9,2 8,1 7,7
4,5 30,1 19,0 9,0 8,0 7,5
5,0 30,0 18,6 8,9 8,0 7,5
5,5 29,8 18,5 8,9 7,8 7,4
6,0 29,9 18,5 8,8 7,7 7,3
6,5 29,8 18,4 8,9 7,5 7,2
7,0 29,8 18,0 8,7 7,5 12
7,5 29,7 18,1 8,7 7,4 7,1
8,0 29,7 18,0 8,6 7,3 7,0
8,5 29,6 18,0 8,6 7,2 6,9
9,0 29,7 18,0 8,6 7,2 6,9
Определенный интерес представляло изучение антистатического эффекта комплекса рения (V) с 3-этил-4-метил-1,2,4-триазол-тиолом-5. В таблице 2 представлены полученные экспериментальные данные по изучению влияния
различных количеств комплекса [ReO(OH)L2Cl2] на электризуемость ДАЦ.
Таблица 2
Данные по изучению влияния различных количеств комплекса состава [ReO(OH)L2CI2] на электризуемость диацетатцеллюлозы Table 2 Influence of [ReO(OH)L2CI2] complex amount
т, мин Величина стат. заряда
Концентрация комплекса.
0 0,01% 0,5% 1% 2%
1 2 3 4 5 6
0 46,7 25,2 12,4 10,0 8,8
0,5 38,0 20,4 10,9 8,6 6,0
1,0 34,1 18,8 10,2 7,9 5,5
1,5 32,2 18,0 10,0 7,6 5,0
2,0 30,5 17,3 9,7 7,4 4,8
2,5 30,5 16,5 9,7 7,4 4,8
3,0 30,3 16,4 9,6 7,2 4,3
3,5 30,2 16,2 9,5 7,0 4,0
4,0 30,1 16,0 9,4 6,8 3,8
4,5 30,1 15,1 9,1 6,4 3,8
5,0 30,0 15,0 9,0 6,2 3,7
5,5 30,0 14,9 8,9 6,0 3,6
6,0 29,8 14,8 8,9 5,6 3,5
6,5 29,9 14,8 8,9 5,6 3,5
7,0 29,9 14,6 8,6 5,4 3,1
7,5 29,8 14,4 8,5 5,4 3,0
8,0 29,7 14,2 8,5 5,3 3,0
8,5 29,7 14,0 8,4 5,3 2,8
9,0 29,7 14,0 8,3 5,2 2,7
Из данных таблицы видно, что введение в состав ДАЦ 0,01% комплекса состава [ЯеО(ОН)Ь2С12], где L-3-этил-4-метил-1,2,4-три-азолтиол-5 приводит к снижению его начальной электризуемости от 46,7 до 25,2, то есть почти в 2 раза. С увеличением концентрации комплекса его антистатическая активность в отношении ДАЦ возрастает. Необходимо отметить, что введение 2% этой добавки в состав ДАЦ снижает его электри-зуемость в начальный момент в 5,3 раза, в течение 9 минут почти в 17 раз. Другими словами, комплексное соединение рения (V) с 3-этил-4-метил-1,2,4-триазолтиолом-5 обладает высокими антистатическими свойствами. Сравнивание антистатических свойств некоординированного 3-этил-4-метил-1,2,4-триазолтиола-5 с комплексом состава ^еО(ОН^2С12], где L-3-этил-4-метил-1,2,4-три-азолтиол-5 показывает, что комплексное соединение обладает большим антистатическим влиянием в отношение диацетатцеллюлозы.
Важной характеристикой эффективности антистатических добавок является долговремен-ность их действия и их стойкость к обработке по-
лимера водой. В этой связи нами были проведены опыты по определению электризуемости диацета-та целлюлозы содержащей различные концентрации 3-этил-4-метил-1,2,4-триазолтиола-5 и комплекса рения (V) с ним после обработки плёнок водопроводной водой. После водной обработки плёнки были высушены и подвергнуты электризации трением о хлопковую ткань. Полученные экспериментальные данные представлены на рисунках 1 и 2.
Рис.1 Зависимость величины статического заряда на поверхности ДАЦ от времени и процентного содержания комплекса рения (V) с 3-этил-4-метил-1,2,4-триазолтиолом после водной обработки: 1-ДАЦ+0,01% комплекс; 2-ДАЦ+0,5% комплекс;
3-ДАЦ+1,0% комплекс; 4-ДАЦ+2,0% комплекс; Fig. 1. Dependence of static charges on the DAC surface on the time and percentage of rhenium (V) with 3-etil-4-metil-1,2,4-triazoltiol complex after water treatment: 1^АС+0.01% complex; 2-ЭАС+0.5% complex; 3^АС+1.0% complex;
4^АС+2.0% complex.
sp 7fl
Рис.2. Зависимость величины статического заряда на поверхности ДАЦ от времени и процентного содержания 3-этил-4-метил-1,2,4-триазолтиола после водной обработки: 1-ДАЦ+0,01% 3-Э-4-МТТ; 2-ДАЦ+0,5% 3-Э-4-МТТ; 3-ДАЦ+1,0% 3-Э-4-МТТ; 4-ДАЦ+2,0% 3-Э-4-МТТ; Fig. 2. Dependence of static charges on the DAC surface on the time and percentage of 3-ethyl-4-methyl-1,2,4-triazoltiol after water treatment: 1-DАC+0.01% 3-E-4-MTT; 2-ЭАС+0.5% 3-E-4-MTT; 3-DАC+1.0% 3-E-4-MTT; 4-DАC+2.0% 3-E-4-MTT.
Сравнение данных рисунков 1,2 и таблиц 1,2 показывает, что после водной обработки и сушки электризуемость плёнок, содержащих 3-этил-4-метил-1,2,4-триазолтиол-5 и комплекс
рения (V), увеличивается. Однако более ощутимое возрастание электризуемости наблюдается для плёнок, содержащих 3-Э-4-МТТ, что, вероятно, связано с частичным вымыванием присадки. В случае комплекса, поскольку он практически не растворяется в воде, возрастание электризуемости плёнок из ДАЦ происходит в значительно меньшей степени. Так, после промывания водой элек-тризуемость плёнок, содержащих 0,01% 3-Э-4-МТТ, возрастает от 26,8 у.е. до 34,8 у.е., а элек-тризуемость плёнок, содержащих 0,01% комплекса, возрастает лишь от 25,2 до 27,8 у.е. Аналогичная закономерность наблюдается и для плёнок, содержащих большие концентрации добавок. Спад электростатических зарядов во времени происходит в соответствии с этой закономерностью.
Q, у.е.
100 -
60 -
10 20 30 40 50 60 з^уф час
Рис. 3. Влияние времени УФ - облучения на электризуемость ДАЦ содержащий 0,5 %-3-Э-4-МТТ; 1-без промывки водой;
2-после промывки водой. Fig. 3. Influence of UV - irradiation time on the DAC electrifying БАС containing 0.5% 3-Е-4-МТТ; 1-without washing; 2-after washing.
В соответствии с данными работы [8] для закрепления антистатического эффекта добавки и повышения его стойкости к водным обработкам пред-
лагается воздействовать на полимер, содержащий присадку УФ облучением. В этой связи образцы плёнок ДАЦ, содержащие различные концентрации добавок облучали, в ртутно -кварцевом везе-рометре полным спектром лампы ПРК-2 в течение 5-30 часов. После чего плёнки были промыты при комнатной температуре в проточной воде, высушены и испытаны. Полученные экспериментальные данные представлены на рис. 3. Из данных рис.3 видно, что после воздействия УФ облучения происходит закрепление 3-этил-4-метил-1,2,4-триазолтиола-5 на поверхности диацетатцеллю-лозных плёнок. Следствием этого является отсутствие вымывания добавки проточной водой. Полученный эффект, по - видимому, связан с тем, что под действием УФ - облучения происходит фото- радиационное сшивание между молекулами 3-этил-4-метил-1,2,4-триазола-5 и диацетатцеллю-лозой.
ЛИТЕРАТУРА
1. Предупреждение статической электризации полимеров. Л.: Химия. 1981. 208с.
2. Хорват Т., Берта И. Нейтрализация статического электричества. Пер с англ. М.: Энергоатомиздат. 1987. -104с.
3. Статическое электричество в химической промышленности. //Под ред. Н.Г. Дроздова. Л: Химия. 1971. -208с.
4. Аминджанов А.А. Автореф. ... дис. докт. хим. наук. 1992. Иваново. 42с.
5. А.с. 1219687 СССР, МКИ Д 01 F 1/02. В.В. Лаврентьев, А.А. Аминджанов, К.У. Ахмедов (СССР).-3698572/23-05; Заявлено 1.02.84; Опубл. 23.03.86. Бюл. №11 .-2с.
6. Carl-Friedrich Kroger, Wolf Safflez, Haus Beyr.
//Liebigs.Ann.Chem. 1961. Bd. 643. S. 129.
7. Ежовска- Тщебятовска Б., Вайда С., Балука Н. Журн. структ. химии. 1967. Т.8. Вып. 3. С. 5 1 9-523.
8. Цой Б., Лаврентьев В.В. Основы создания материалов со сверхвысокими физическими характеристиками. М.: Энергоатомиздат. 2004. -398с.
НИЛ «Синтез и испытания координационных соединений»
