ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Деструкция химических волокон из "Физико-химические основы технологии химических волокон" Чаще всего волокна разрушаются в результате одновременного воздействия нескольких факторов, однако в ряде случаев они разрушаются под действием одного из перечисленных факторов. [c.335] Необратимые термоокислительные разрушения наблюдаются при температурах выше 100—150° С и проявляются особенно силь- но в полиам идных, полиолефиновых и других волокнах, содержащих легко окисляемые группы. [c.335] Термической деструкции (термолизу) подвергаются все волокна органического происхождения при температурах выше 200°,С, а некоторые из них со слабыми химическими связями, например из полимера и сополимеров винилхлорида, даже при 100° С. [c.335] Механизм разрушения волокон под действием света, по-видимому, аналогичен термической деструкции, но световая деструкция (фотолиз) часто усиливается в присутствии кислорода или воды и мало зависит от температуры. [c.335] Воздействие энергии различной природы (тепловой или световой) может оказать определенное влияние на направление распада продуктов окисления. [c.336] Гидролитической деструкции особенно легко подвергаются волокна, содержащие эфирные, амидные и другие группы, склонные к гидролизу. К таким волокнам относятся гидратцеллюлозные, ацетатные, полиамидные. Повыщение температуры резко ускоряет гидролитическое разрушение. [c.336] Впрочем, вопрос о месте первоначального инициирования процессов, происходящих при термической и термоокислительной деструкциях полиамидов, еще окончательно не решен. Имеются данные, что атака кислорода направляется на группу СНг, расположенную в р-положении к атому азота. [c.336] Из приведенных выше уравнений следует, что гидроперекись, взаимодействуя с молекулой полимера, может распадаться на два активных радикала и воду, а вода гидролизирует амидную группу с образованием новых функциональных групп СООН и МНг. При высоких температурах эти группы могут отщепляться, образуя СО2 и ЫНз. [c.336] Термическая деструкция (термолиз) химических волокон является радикально-цепной реакцией, так как в результате тепловых колебаний атомов й разрыва связей С—С, С—О, С—С1 и других образуются свободные радикалы, способствующие развитию и разветвлению цепей, образованию химических сшивок и т. п. В отсутствие кислорода энергия связей С—С для алифатических углеро-дов колеблется в пределах от 60 до 90 ккал/моль (в зависимости от размера и характера замещающих групп), а в пяти- и шестичленных циклах или конденсированных ядрах она возрастает до ПО—120 ккал/моль. Наличие гетеросвязей типа С—С1, sN, С—ОН снижает температуру термодеструкции. Например, в поливинилхлоридных волокнах НС1 отщепляется при 100° С, в п0ли-акрилонитрильных волокнах азиновые кольца и сшивки образуются при 160—170° С, в целлюлозных волокнах отщепление воды (в вакууме) происходит при 260° С, а в полиэфирных волокнах выделение СОз начинается с 290° С. [c.337] Во всех случаях в результате термического разрыва связей и появления свободных радикалов протекают сложные цепные реакции, приводящие к разветвлению и сшиванию макромолекул, в результате чего волокна теряют прочность и резко изменяются их свойства. [c.337] Фотолиз химических волокон обычно происходит в присутствии воздуха и воды. В отсутствие следов влаги и кислорода химические волокна чаще всего достаточно стойки к действию солнечных и большей части ультрафиолетовых лучей (естественной радиации). В этих условиях только коротковолновая часть спектра с максимальной энергией, космические лучи и ядерное излучение разрушают химические волокна. В присутствии воды и воздуха легко образуются перекиси, которые далее реагируют с полимерами по приведенным выше схемам, т. е. возникают радикально-иепные реакции, происходят сшивание и разрывы макроцепей. Поэтому при облучении химические волокна обычно ведут себя так же, как при термоокислительных и термических процессах. [c.337] Гидролитическая деструкция (гидролиз) волокон протекает иначе. Этому виду деструкции подвержены только волокна, содержащие такие группы в основной макромолекулярной цепи, которые способны связывать воду водородной связью (например, полиамидные, полиэфирные, ацетатные, гидратцеллюлбзные). При температурах выще 200° С или в присутствии ионов Н+ или ОН амидные и эфирные группы гидролизуются, цепи рвутся, на концах образуются новые функциональные группы (гидроксиль- ные, карбоксильные, альдегидные, аминные и др.). Кинетически эти процессы хорошо описываются обычными физико-химическими уравнениями гидролиза в гетерогенной среде. Концевые группы при высоких температурах способны вновь вступать в реакции конденсации, в, результате чего образуются разветвленные и сшитые макромолекулы. [c.338] Вернуться к основной статье