Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
После вытягивания химические волокна приобретают необходимую прочность, но их формоустойчивость при последующем нагревании или набухании обычно недостаточна. Например, большинство химических волокон дают усадку после нагревания или стирки (при 90—100°С) на 10—20%, многие волокна теряют при подобных обработках извитость или объемность, а некоторые становятся вялыми , так как снижается модуль упругости.

ПОИСК





Термообработка и фиксация

из "Физико-химические основы технологии химических волокон"

После вытягивания химические волокна приобретают необходимую прочность, но их формоустойчивость при последующем нагревании или набухании обычно недостаточна. Например, большинство химических волокон дают усадку после нагревания или стирки (при 90—100°С) на 10—20%, многие волокна теряют при подобных обработках извитость или объемность, а некоторые становятся вялыми , так как снижается модуль упругости. [c.304]
Эти явления объясняются тем, что любые прследующие обработки, снижающие межмолекулярное взаимодействие или повышающие подвижность макромолекул, облегчают протекание релаксационных процессов. При этом происходит дезориентация надмолекулярных элементов структуры или отдельных макромолекул в аморфных областях, приводящая к усадке и другим перечисленным выше недостаткам. Для повышения стойкости химических волокон к последующим обработкам необходимо соответственно увеличить энергию межмолекулярного взаимодействия, чтобы надежно закрепить их структуру. Для этого химические волокна подвергают длительной тепловой или пластификационной обработке. Эта операция называется фиксацией. [c.304]
Если прекратить процесс в момент Ть т. е. до начала второй стадии фиксации, то волокно может оказаться менее формоустойчивым, чем до нагрева или до пластификации, особенно если обработка его производилась в свободном состоянии, так как расфиксация приводит к дезориентации молекулярной структуры волокна и к снижению взаимодействия между макромолекулами. Повышенная лабильность структуры проявляется в первую очередь в увеличении усадки при нагревании или набухании. [c.305]
Необходимо подчеркнуть, что снижение энергии межмолекулярного взаимодействия во время расфиксации волокна происходит только в наиболее рыхлых амо.рфных областях волокна. Более прочные надмолекулярные образования (кристаллиты, сферолиты, фибриллы) при этом не исчезают. [c.305]
Вторая стадия является основной стадией процесса фиксации. Наблюдаемый самопроизвольный рост энергии Ег от 2 до Е (см. рис. 10.4) объясняется тем, что в результате расфиксации и теплового колебательного движения отдельные звенья и сегменты макромолекул периодически сближаются и вновь удаляются друг от друга. [c.305]
В волокнах из аморфных полимеров во время фиксации происходит только уплотнение аморфной фазы и образование новых фибрилл и других надмолекулярных структурных образований, что также ведет к росту межмолекулярного взаимодействия. [c.306]
Аналогичное ускорение процесса наблюдается при увеличении степени пластификации волокна, например при увеличении содержания активного соединения в пластифицирующей среде. [c.306]
Однако ускорение процесса фиксации повышением температуры или степени пластификации имеет границы, так как чрезмерное ослабление межмолекулярных связей может привести к плавлению или растворению фиксируемых волокон. Кроме того, чрезмерное повышение подвижности макромолекул влечет за собой резкое изменение надмолекулярной структуры волокон. Это изменение приводит к ухудшению физико-механических показателей волокон, подвергавшихся фиксации в свободном виде. [c.306]
Высокий температурный коэффициент процесса термофиксации влияет на технологический режим. Для достижения заданной степени фиксации необходимо поддерживать температурные и соответственно концентрационные параметры в очень узких пределах (например, 0,5°С при термофиксации). [c.306]
Значительное ускорение второй стадии фиксации может быть достигнуто комбинированным действием теплоты и пластифицирующего действия веществ, сольватирующих активные группы. Например, при фиксации полиамидных волокон одинаковый эффект за одно и то же время достигается при 150—160° С в сухом воздухе и при 120—125° С — в среде водяного пара, а фиксация крутки вискозных нитей практически возможна только в среде водяного пара. [c.306]
Благодаря фиксации энергия межмолекулярного взаимодействия значительно увеличивается, так как возрастает число межмолекулярных связей. По числу не зацепившихся - активных групп можно судить о подвижности макромолекул и о способности фиксированного волокна противостоять последующим тепловым и пластифицирующим обработкам, т. е. о степени фиксации волокна. [c.307]
Для гидратцеллюлозных, полиамидных и полиэфирных волокон удобным методом оценки степени фиксации оказалось определение йодного числа ИЧ. Для большинства химических волокон пригоден также метод онределения температуры или времени растворения нити с подвешенным грузом в смеси растворителя и нерастворителя. [c.307]
С увеличением продолжительности, температуры и степени термофиксации величина ИЧ снижается (рис. 10.5), а время растворения увеличивается. Одновременно возрастает формоустойчивость волокна, что проявляется, например, в уменьшении усадки волокна в кипящей воде или при нагревании. [c.307]
Между степенью фиксации и формоустойчивостью волокон существует определенная зависимость, которая для полиамидных волокон выражается кривыми, связывающими ИЧ с AL и не зависящими от времени или температуры фиксации (рис. 10.7). Пользуясь рис. 10.6 и 10.7, можно графически рассчитать время и температуру тепловой обработки, необходимые для получения волокна с заданной величиной усадки. [c.308]
Подобные кривые, характеризующие формоустойчивость волокон (отсутствие усадки при стирке или при нагревании, сохранение извитости или первоначального объема для объемной пряжи), в зависимости от степени их фиксации можно, очевидно, получить для всех химических волокон. [c.308]
Условия фиксации, например, полиамидных волокон в среде водяного пара могут несколько изменить расположение кривых на графике, не изменяя их основного характера. [c.308]
Однако не всегда процессы фиксации химических волокон протекают так, как показано на рис. 10.6 и 10.7. [c.308]
В зависимости от предыстории волокна (т. е. от начальной величины энергии межмолекулярного взаимодействия) период расфиксации, т. е. время на рис. 10.4, может быть более или менее продолжительным. Чем больше Еъ тем больше — время необходимое для снижения уровня этой энергии до значений, при которых усиление колебательных движений звеньев макромолекул может привести к образованию новых межмолекулярных связей. [c.308]
Рассмотрим особенности проведения процесса фиксации волокон отдельных видов. [c.309]
Поливинилхлоридные волокна. Нерегулярность строения макромолекул в обычном (нестереорегулярном) поливинилхлориде и небольщая энергия связей Н...С1 объясняют низкую начальную величину Е°2. Но в отличие от полиолефинов поливинилхлорид при длительном нагревании или при высокой температуре легко отщепляет НС1 и подвергается деструкции. Поэтому из обычного поливинилхлорида даже при длительной термофиксации не удается получить волокна, стойкие к кипящей воде. [c.309]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте