ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физические свойства полиолефиновых волокон из "Полиолефиновые волокна" Свойства волокон определяются главным образом химической природой и физической структурой полимера (см. гл. I), а также макроструктурой волокна. [c.196] Первичными элементами структуры полимера являются макромолекулы с различным молекулярным весом (или степенью полимеризации — СП). [c.196] Обычно для гетероцепных полимеров оптим альное значение СП ниже, чем для карбоцепных полимеров. Влияние молекулярного веса на условия переработки полимера и свойства полипропиленового волокна описано в гл. IV и V. [c.196] ЭТО объясняется трудностями фракционирования полиолефинов. В работе отмечается, что из полипропилена с узким молекулярным распределением получаются волокна с несколько лучшими механическими свойствами. [c.197] Большую роль играет также строение макромолекул. Нарушение регулярности расположения элементарных звеньев или заместителей в макромолекуле затрудняет образование надмолекулярных структур (кристаллизацию), которые оказывают непосредственное влияние на свойства волокна. Влияние этого фактора особенно наглядно показано на примере стереорегуляр-ного полипропилена и линейного полиэтилена. [c.197] На первом этапе изучения взаимосвязи между структурой и свойствами волокна большое значение придавалось ориентации макромолекул вдоль оси волокна. По мере увеличения ориента-цип повышается однородность материала, уменьшается расстояние между макромолекулами и возрастает межмолекулярное взаимодействие. Однако исследования последних лет показали, что исходя только из этих представлений нельзя объяснить многообразие физико-механических свойств полимерных материалов. [c.197] Вторичные структурные элементы (сферолиты, макрофибриллы) по размерам значительно превосходят первичные и могут достигать величины нескольких миллиметров. Макрофибриллы имеют обычно асимметричную форму — большую длину и относительно небольшую толщину. Сферолиты, как это следует из названия, приближаются к сферической форме. Сферолиты образуются при медленном охлаждении расплавов полимеров. Для волокон, как правило, характерна фибриллярная структура. К сожалению, строение первичных и вторичных структурных образований мало изучено. В ряде обзорных статей рассматривается структура полимера и делаются попытки увязать стрз к-туру с механическими свойствами полимеров . Большинство исследователей считают, что механические свойства волокон определяются соотношением между кристаллической (упорядоченной) и аморфной (неупорядоченной) структурами, размерами надмолекулярных образований и ориентацией элементов структуры вдоль оси волокна. [c.198] На механические свойства волокна оказывает также большое влияние их макроструктура, которая характеризуется неоднородностью по поперечному срезу волокон, наличием пор и трещин, а также неоднородностью каждого волокна. Изучение макронеоднородности волокон было начато гораздо раньше, чем изучение физической структуры полимера это объясняется доступностью и простотой применяемых для этих целей микроскопических методов исследования. Многие волокна по поперечному срезу являются структурно неоднородными и состоят из оболочки (внешний слой) и сердцевины (внутренний слой), которые отличаются по физическим и механическим свойствам. Такое деление на оболочку и сердцевину только в первом приближении характеризует макронеоднородность волокна. Электрономикроскопические исследования ультратонких срезов и реплик показало, что волокна имеют сложное строение наподобие колец Ле-зиганга. [c.198] Макроструктурная неоднородность присуща волокнам, сформованным из растворов и расплавов полимеров, и обусловлена различными условиями массо- и теплообмена внешних и внутренних слоев формующегося волокна, а также неодновременным протеканием химических процессов, если таковые имеют место, по поперечному сечению волокна. [c.198] Получение строго однородного монолитного волокна не представляется возможным. Реальные волокна отличаются по диаметру, а также наличием в ни.к различных включений и Л1акро-дефектов. Вследствие неодинаковых условий формования отдельные волокна по прочности могут отличаться в 2—4 раза . Вот поче.му для получения волокна с определенными свойствами необходимо процесс формования проводить в стандартных условиях и строго выдерживать параметры формования. [c.199] Физико-химические свойства волокон, в том числе термо- и теплостойкость, определяются преимущественно химическим составом полимера. Присутствие в основной цепи гетероатомов, реакционноспособных групп или подвижных атомов снижает химическую стойкость волокна. Наличие гидрофильных групп приводит к повышению гигроскопичности и снижению электроизоляционных характеристик. Увеличение степени кристалличности полимера и ориентации макромолекул вызывает некоторое уменьшение гигроскопичности и повышение химической стойкости. [c.199] Характерной особенностью полиолефиновых волокон является их малая по сравнению с другими волокнами плотность (меньше единицы). Сочетание малой плотности и высокой прочности создает условия для изготовления из этих волокон легких и прочных изделий. [c.199] Физические свойства полиолефиновых волокон приведены в табл. 45. [c.199] Как видно из табл. 45, кристалличность полиэтиленового волокна из линейного полимера и полипропиленового волокна составляет 50—70%. Полиэтиленовое волокно из полимера разветвленной структуры характеризуется более низким содержанием кристаллической фракции. С увеличением степени кристалличности несколько возрастает плотность волокна. [c.199] К недостаткам полиэтиленового волокна относится низкая температура размягчения и плавления. Полипропиленовое волокно по этому показателю выгодно отличается от полиэтиленового, однако температура его плавления также недостаточно высока. [c.199] Полиолефиновые волокна довольно стойки к органическим растворителям. При обычной температуре они не растворяются в большинстве органических растворителей и только в некоторых набухают. Степень набухания зависит от природы растворителя, температуры и продолжительности воздействия. При высокой температуре полиолефиновые волокна растворяются в ароматических и алифатических углеводородах и их производных. [c.200] Полиолефиновые волокна обладают своеобразными физико-.механическими свойствами. В ряде случаев отсутствует корреляция между отдельными взаимосвязанными показателями. Особенности физико-механических свойств полиолефиновых волокон всецело определяются степенью кристалличности поли.мера и интенсивностью межмолекулярного взаи.модействия. [c.200] Любой гибкоцепной полимер в области температур, лежащих ниже температуры стеклования, становится жестким и теряет присущие ему большие высокоэластические деформации. Примером может служить натуральный каучук, охлажденный до температуры ниже —70 °С. Полиэтлиен и полипропилен от типичных каучуков отличаются тем, что температуры кристаллизации их выше 100 °С, поэтому при обычных условиях они являются высококристаллическими полимерами и обладают свойствами, присущими волокнообразующим полимерам. При нарушении регулярности цепи, например в результате хлорирования или хлорсульфирования полиэтилена, снижается степень кристалличности и температура плавления полимера и он уже при обычной температуре становится каучукоподобным. Аналогичные изменения свойств наблюдаются для сополимеров этилена и полипропилена при содержании в них более 15% пропилена. [c.201] В связи с лабильной структурой на механические свойства полиолефиновых волокон большое влияние оказывают условия эксперимента, особенно продолжительность испытания волокна. Лля полполефиновых волокон характерно несоответствие одних п тех же величин, полученных иа различных приборах. [c.201] Вернуться к основной статье