ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Фиксация нити при застудневании раствора полимера из "Физико-химические основы переработки растворов полимеров" Каков бы ни был прием отверждения жидкой нити, он сводится в принципе к повышению эффективной вязкости системы до такой, при которой необратимая деформация нити под действием заданной нагрузки становится практически несущественной. Это относится г к формованию волокон из растворов полимеров по мок-po.wy методу, когда жидкая нить проходит через осадительную ванну. [c.266] Диффузионные процессы приводят к тому, что в системе полпмер — растворитель происходит смена растворителя на нерастворитель. Это означает с точки зрения представлений о фазовых равновесиях, что система с заданными параметрами (концентрация полимера, температура) оказывается в области распада на две фазы. Схематически это показано на рис. 111, где на диаграмме а представлено исходное состояние раствора (растворитель Р,), а на диаграмме б — состояние системы после замены растворителя на нерастворитель (Рг). [c.266] Как уже говорилось, диффузионные процессы протекают достаточно быстро и для обычных волокон, формуемых через фильеры с отверстием 50—100 мк, заканчиваются за десятые доли секунды. В известной степени процесс смены растворителя на нерастворитель можио считать мгновенным. После такой смены система, находящаяся в точке ГоХо (рис. 111, б), начинает распадаться на две фазы. [c.266] НИН в равновесную фазу с концентрацией х , а фаза с содержанием полимера х оказывается как бы диспергированной в этой непрерывной среде, то физические свойства системы, и в первую очередь вязкость ее, будут определяться преимущественно свойствами этой непрерывной каркасной среды. По мере повышения концентрации полимера в ней ее вязкость будет быстро нарастать и при концентрации Хг достигает такой величины, что при заданном внешнем усилии (натяжение нити) необратимые деформации будут незначительны. Таким образом, наступает фиксация формуемой нити. [c.267] При внешнем различии в приемах фиксации нити по сухому и мокрому методам формования они в принципе сходны между собой. Хотя при первом методе система остается в течение всего процесса однофазной, а при втором ироисходит фазовое превращение, и в том, и в другом случаях изменение эффективной вязкости является результатом быстрого возрастания концентрации полимера. [c.268] Общие положения о механизме фиксации жидкой нити при мокром методе формования дают возможность описать некоторые частные особенности процесса, в том числе и принципы подбора осадительной ванны, а также выбора других условий формования волокна. [c.268] Прежде всего необходимо сделать несколько замечаний относительно общей схемы осуществления процесса формования волокон и того круга полимерных систем, которые перерабатываются по этому методу. [c.268] На рис. 112 дана принципиальная схема формования волокна ио мокрому методу. По выходе из фильеры пучок жидких струек раствора полимера попадает в осадительную ванну, в которой происходит взаимная диффузия низкомолекулярных компонентов из волокна в ванну и из ванны в волокно. На начальном участке пути нити в ванне она еще очень слаба, так как процесс застудневания не завершен или успел пройти лишь в поверхностных слоях волокна. В конце пути застудневание заканчивается и одновременно повышается натяжение нити за счет возрастания гидродинамического сопротивления ванны. [c.268] Р1скусственные волокна из целлюлозы (их обычно называют гидратцеллюлозными или волокнами из регенерированной целлюлозы) до сих пор занимают в общем объеме производства химических волокон ведущее место, несмотря на бурное развитие производства воло- он из синтетических полимеров. Доля целлюлозньи, волокон в 1966 г. в мировом производстве составлял более 50%, а в СССР еще больше. [c.269] Из этих данных следует, что разработка вопросов теории формования волокон из растворов полимеров вообще, и по мокрому методу в частности, заслуживает серьезного внимания. [c.270] Рассмотрим последовательно процессы, которые протекают в формующемся волокне при прохождении им осадительной ванны. Выше уже были обсуждены диффузионные процессы и принцип отверждения жидкой струи эаствора полимера. Представляет интерес несколько подробнее остановиться на вопросе о том, каким образом жидкая нить, имеющая при выходе из фильеры диаметр, равный диаметру отверстия фильеры или несколь-. 0 больший (вследствие эффекта расширения струи), превращается в конечном итоге в нить, диаметр которой сказывается приблизительно в 2,5—4 раза меньшим. Дело в том, что в начальной стадии застудневания объем студня практически равен исходному объему раствора. [c.270] В процессе диффузионного обмена между формующимся волокном и осадительной ванной объем волокиа ожет убывать или возрастать в зависимости от соотношения коэффициентов диффузии обменивающихся веществ и составов волокна и осадительной ванны. [c.270] Наконец, можно представить себе случай, когда ко личество вещества, диффундирующего в волокно, превышает количество встречно диффундирующих веществ Следствием этого должно быть набухание формующего ся волокна. Такой случай, по-видимому, имеет место г-разрабатываемых в последнее время способах формова ния термостойких волокон из растворов полимеров I серной кислоте с осадительной ванной, состоящей иь водных растворов серной кислоты. [c.271] Однако еще до конца установления диффузионного равновесия наступает застудневание раствора полимера, и появляются новые факторы, которые обусловливаю характер массообмена между волокном и ванной. Прежде чем подробнее рассматривать это, следует иоказату на примере формования вискозных волокон объем рас творителя (воды), удаляемого из волокна за счет дио-фузионных процессов. [c.271] Синерезис протекает вначале очень быстро, а затем амедляется по мере того, как спадают внутренние напряжения. Через некоторое время устанавливается кажущееся равновесие, которое, хотя и нельзя считать окончательным, поскольку студень представляет собой фактически неравновесную систему, тем не менее условно принимается за конечное состояние синерезирующей системы. [c.272] Соотношение между объемом (или весом) жидкости, удерживаемой в этом квазиравновесном состоянии, и объемом (весом) полимера в системе, называемое часто степенью набухания волокна, позволяет судпть об интенсивности процесса формования или жесткости осадительной ванны, а также устанавливать корреляцию ежду условиями формования и свойствами получаемого волокна. [c.272] Для формования вискозного волокна вопрос о набухании приобретает особое значение. Это набухание, которое в технологии называют иногда первичным набуханием в отличие от набухания готового волокна, позволяет оценивать эффективность осадительных ванн. Осадительные ванны для вискозного волокна имеют сложный солевой состав. Онн, как правило, содержат кроме серной кислоты также сульфаты натрия и цинка. [c.273] Вернуться к основной статье