ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вытягивание волокон при формовании из "Физико-химические основы технологии химических волокон" Выше этих значений вязкости свежесформованные волокна под действием механических усилий, применяемых при формовании, не могут вытягиваться, поэтому диаметр их остается постоянным. [c.183] Параллельно с ростом вязкости прядильного расплава или раствора и усилий, действующих на волокно, изменяется продольный градиент скорости О (см. рис. 6.3), который сперва возрастает, а затем снил ается. [c.183] Однако действие тянущего усилия не ограничивается уменьшением диаметра формуемого волокна и увеличением его вязкости. Одновременно происходят сложные структурные изменения. В кристаллизующихся полимерных волокнах протекает кристаллизация, которая ускоряется под действием тянущего усилия, и возникают более или менее крупные надмолекулярные структурные образования. Эти образования в большей или меньшей степени ориентируются вдоль оси волокна, благодаря чему оно упрочняется. [c.183] Все эти структурные изменения особенно интенсивно происходят при температуре или степени десольватации полимера, соответствующей области О на рис. 6.5. [c.183] При температурах значительно ниже То (см. рис. 6.5) или соответствующем снижении сольватации вязкость полимера увеличивается сверх критической (10 пз), перемещение и ориентация структурных образований под действием внешних усилий без появления дефектов в волокне становится невозможным, а кристаллизация резко замедляется. [c.184] Область О на рис. 6.5 находится при формовании волокон из расплава - на расстоянии около 30—50 см от фильеры (см. рис. 6.4) в зависимости от скорости формования и охлаждения волокна. При формовании волокон из раствора сухим способом положение этой области на рис. 6.5 зависит от скорости испарения летучего растворителя, а при формовании мокрым способом — от 04 и Ау, но в обоих случаях,соответствует определенной степени сольватации полимера (при весовом соотношении полимер растворитель в свежесформованном волокне от 1 1 до 1 0,5). [c.184] Любая деформация формуемой струйки при более высокой температуре или более сильной сольватации, т. е. до достижения области О и близко к фильере, как уже было указано, не приводит к постоянной ориентации макромолеку л. Поэтому увеличение фильерной вытяжки волокна при формовании [см. (6.1) и (6.2)1 не помогает ориентировать макромолекулы и создавать стабильные структуры в волокне. [c.184] в частности, объясняется очень низкая прочность медноаммиачных, ацетатных и невытянутых капроновых волокон, несмотря на очень большие фильерные вытяжки, составляющие соответственно-10 ООО—30000, 2000—3000 и 1500—4000%. [c.184] Правда, в отдельных случаях с ростом фильерной вытяжки наблюдается увеличение степени ориентации макромолекул и повышение прочности волокон, но вытяжка при этом всегда складывается из двух величин вытяжки жидкой струйки вблизи фильеры (не эффективной для ориентации и упрочнения) и вытяжки пластичного волокна (пластификационной вытяжки) вблизи области О, т. е. при вязкости 10 —10 пз. [c.184] Таким образом, вытягивание волокон на прядильной машине может привести к ориентации надмолекулярных структурных образований только при их определенной подвижности, зависящей от межмолекулярных и межатомных взаимодействий. В связи с тем, что перемещаются более или менее гибкие участки макромолекул (сегменты), большое значение приобретает также сегментальная подвижность макромолекул и энтропийный член в уравнении (2.2). [c.184] Если Межмолекулярное взаимодействие мало, а гибкость макромолекул велика, релаксационные процессы нарушают ориентацию макромолекул и структурных элементов. Это проявляется в снижении величины двойного лучепреломления (см. рис. 6.8 и 6.9) и прочности волокна. [c.185] Таким образом, во время ориентационного вытягивания волокон (независимо от стадии технологического процесса) устанав ливается равновесие ежду ориентацией и релаксацией макромолекул в волокне (подробнее см. гл. 10). [c.185] Суммарная сила Р, тянущая формующиеся волокна, складывается из нескольких величин — тянущей силы приемного механизма Р, силы тяжести волокон, опускающихся в прядильной шахте 7 2 при-вертикальном формовании, сопротивления воздуха или жидкости, сил поверхностного натяжения и т. п. [c.185] Градиент скорости движения волокон С увеличивается от О в канале отверстия фильеры, до максимального значения (см. рис. 6.3) и уменьшается до О в момент затвердевания струи (при Т1 10 —10 з пз). [c.185] АГо L J где — фильерная вытяжка, равная j/Oi. [c.185] О на рис. 6.5, напряжение достигает значительных величин, достаточных для создания ориентированных структур. [c.186] Одновременно увеличивается натяжение в точке Хо, что приводит к росту ориентации макромолекул в волокне при движении его в шахте. [c.186] С увеличением скорости формования ориентация макромолекул в невытянутом волокне настолько возрастает, что кратность вытяжки при последующем вытягивании должна быть снижена, а при 2 4000 м1мин последующее вытягивание становится излишним. [c.186] В то же время с ростом Р ускоряется не только ориентация макромолекул (преимущественно в области О), но и кристаллизация полимера. [c.186] Для полиамидных волокон были получены аналогичные данные, показывающие, что именно сопротивление воздушной среды Ръ Р ) в основном определяет эффективность вытягивания волокна и ориентацию макромолекул вблизи области О. Такие же данные получены при формовании волокон из раствора сухим способом (р5 также больше Р ). [c.186] Вернуться к основной статье