Макромолекула ориентация в волокне

Рнс. 20. Ориентация макромолекул в волокне нейлон в результате холодного вытягивания [c.55]

В. п. должны иметь узкое молекулярно-массовое распределение. С ростом полидисперсности полимера число коротких молекул в полимере увеличивается, что обусловливает уменьшение межмолекулярного взаимодействия. В результате облегчается перевод полимеров в р-р или расплав, а также пластификационное вытягивание волокон, но затрудняется ориентация макромолекул в волокне. При этом качество волокон снижается. Полимеры, получаемые равновесной поликонденсацией, отличаются более узким молекулярно-массовым распределением по сравнению с полимерами, получаемыми радикальной полимеризацией. Поэтому поликонденсационные полимеры более пригодны для создания высокопрочных волокон. [c.254]

Очень важно правильно оценить степень молекулярной ориентации и связь между последней и степенью вытяжки (или кратностью растяжения) полимера. Рентгенографические и оптиче-ские о методы являются наиболее эффективными для определения ориентации макромолекул в волокнах. Полимерные волокна ири вытяжке приобретают одноосную оптическую анизотропию, обнаруживаемую по двойному лучепреломлению. Этот метод определения степени молекулярной ориентации получил наибольшее распространение. [c.139]

Формование волокна заканчивается отвердеванием образовавшихся элементарных волокон с сохранением ориентации макромолекул. Часто для повышения степени ориентации волокна (т. е. для достижения большей параллельности расположения макромолекул вдоль оси волокна) прибегают к последующей вытяжке еще не совсем отвердевших волокон. [c.443]

ДЛЯ их применения в качестве текстильного сырья. Эта прочность обусловлена, во-первых, длиной макромолекул, и во-вторых, их параллельной ориентацией. Макромолекулы связаны друг с другом в фибриллах или, по крайней мере в областях с параллельной ориентацией волокна (кристаллитах), водородными связями между группами НО. Эти поперечные связи по отношению к оси волокна, хотя и слабы, но многочисленны, поэтому их действие суммируется они увеличивают общую механическую прочность волокна, препятствуя скольжению макромолекул друг относительно друга. Искусственный шелк менее устойчив к растяжению, чем природное хлопковое волокно, не только потому, что его макромолекулы короче, но главным образом потому, что эти макромолекулы ориентированы параллельно в менее широких областях, чем в природном волокне. [c.297]

Углеродные волокна, используемые в композициях со смолами для изготовления армированных пластиков, характеризуются высокой разрывной прочностью и жесткостью. Их получают из специальных марок полиакрилонитрильных волокон путем трехступенчатой термической обработки по строго определенному режиму во все более жестких условиях. На первой стадии полиакрилонитрильное волокно нагревают на воздухе при температуре 200—300°С, одновременно вытягивая его для поддержания высокой степени ориентации макромолекул. Окисленное волокно подвергают карбонизации в атмосфере инертного газа с повышением температуры до 1500 °С и в заключение проводят графитацию волокна при температуре до 2500—3000 °С. Природа протекающих при этом химических реакций сложна и пока еще плохо изучена. На первой стадии в полимер вводится кислород и волокно становится устойчивым к термической деструкции. Для этого промежуточного материала было предложено несколько структур, большинство которых основано на представлении об образовании многоядерной системы лестничного типа с непрерывным увеличением числа сопряженных двойных связей (и, следовательно, углублением окраски) в ходе окисления. В состав этой системы входят звенья 85 —87. [c.352]

Рис. 52. Схематическое изображение участков с параллельной ориентацией макромолекул в волокне целлюлозы.

Итак, первой стадией процесса получения искусственного и синтетического волокна любого вида является приготовление прядильной массы полимера— его расплава, раствора или раствора его производного. Вторая стадия процесса — прядение — заключается в формовании из прядильной массы волокна. Прядение производится путем вытягивания с большой скоростью весьма тонких струек прядильного раствора или расплава. В процессе прядения линейные макромолекулы В" той или иной мере располагаются вдоль оси вытягиваемых, струй, т. е. ориентируются вдоль оси волокна, подобно бревнам, сплавляемом по быстрой реке. Последней стадией формования волокна является отвердевание образовавшихся элементарных волокон с сохранением ориентации макромолекул. Часто для повышения степени ориентации волокна, т. е. для достижения большей параллельности расположения макромолекул вдоль оси волокна, прибегают к последующей вытяжке полностью или частично отвердевшего волокна. [c.422]

Спряденное волокно имеет очень низкую прочность (10—12 ркм) и большое пластическое удлинение (300—500%). так как макро-молек лы высокополимера в процессе прядения из расплава почти совсем не ориентируются вдоль оси волокна. Для придания волокну требуемых физико-механических свойств его подвергают холодной вытяжке. Волокно вытягивается до трех-пятикратного увеличения длины. При этом достигается высокая степень ориентации макромолекул—прочность волокна возрастает в 4—7 раз. Остаточное удлинение уменьшается до 12 — 25%, и волокно перестает быть пластичным. [c.447]

Взаимодействие АЦ с растворителями в волокнах, содержащих более 50% ПАН, в значительной степени зависит от ПАН. Набухание в хлороформе сильно ограничиваете , и прекращается растворение в ацетоне. По-видимому, силы сцепления макромолекул ПАН в большей или меньшей степени препятствуют набуханию ацетилцеллюлозы под действием хлороформа. Картина меняется, если основным компонентом является ацетилцеллюлоза. Силы сцепления молекул ПАН проявляются в небольшом уменьшении длины (табл. 12). Однако ацетилцеллюлоза может набухать в достаточной степени, в результате чего снижается ориентация волокна и заполняются пустые пространства, образующиеся при вытяжке волокна. [c.105]

Это явление объясняется тем, что молекулы красителя, сорбированные волокном, расположены в нем не хаотически, а в определенном порядке, параллельно макромолекулам волокна. Если макромолекулы в волокне расположены беспорядочно и не ориентированы, то не будут ориентироваться и молекулы красителя, и волокно не будет обнаруживать дихроизма. Наличие дихроизма у волокна свидетельствует об ориентации его макромолекул. Вполне понятно, что чем выше степень ориентации, тем сильнее проявляются дихроические свойства волокна. Поэтому явление дихроизма можно использовать для количественной оценки степени ориентации макромолекул в волокне. При сравнении данных об ориентации макромолекул в ацетатном волокне, полученных при измерении дихроизма и рентгенографическим путем, было найдено, что первый метод дает заниженную величину степени ориентации однако в целом результаты, получаемые обоими методами, совпадают, что является доказательством пригодности дихроического метода. [c.60]

Изменение ориентации макромолекул в волокне может быть достаточно отчетливо определено рентгенографически. На рис. 20 приведены рентгенограммы вискозных волокон различной степени ориентации. С повышением ориентации макромолекул целлюлозы изменяется характер рентгенограммы — вместо расплывчатых кругов на ней появляются отчетливо выраженные рефлексы. [c.76]

Вторым методом структурной модификации ацетатных волокон, разработанным в последние годы, является упрочнение волокон путем повышения ориентации макромолекул и их агрегатов. Как уже указывалось, этого можно добиться различными методами ориентацией волокна (арнель-60) в процессе формования и отделки мокрым способом, ацетилированием высокопрочного вискозного волокна (алон), вытягиванием волокна на [c.194]

Ориентация макромолекул в волокне определяется их расположением относительно оси волокна. [c.54]

Исследование волокон при помощи лучей видимого света дает возможность определить степень ориентации длинных макромолекул в волокнах, а также установить различие в ориентации у волокон разных типов. Однако этим методом нельзя выяснить более подробные детали внутренней структуры волокон для этой цели необходим более тонкий инструмент, в качестве которого применимы рентгеновские лучи с длиной волны примерно в тысячу раз меньшей, чем у лучей видимого света, и соизмеримой с величиной расстояний между атомами. [c.60]

Даже для не специалиста понятно, что дифракции, получаемые на рентгенограммах, являются следствием упорядоченности, или ориентации макромолекул в волокне. Когда говорят, что подобная рентгенограмма характерна для кристаллических, а пе для аморфных веществ, то тем самым считают волокно кристаллическим. Однако, поскольку рентгенограммы волокон не очень четки, а дуги и пятна дифракций их более расплывчаты, чем на рентгенограммах обычных кристаллических веществ, кристалличность волокон также, по-видимому, несовершенна. Однако волокна, обладающие высокой прочностью и малым удлинением, например волокно рами, дают значительно более четкую рентгенограмму, чем волокна с малой прочностью и большим удлинением (шерсть, искусственные белковые волокна). На основании этих данных можно сделать вывод, что одни волокна значительно более кристалличны, чем другие, и что высокая прочность и малое удлинение волокна определяют высокую степень кристалличности . Упорядоченность, регулярность расположения, ориентация и кристалличность в отношении волокон означают почти одно и то же. Волокна, рентгенограммы которых по своей резкости [c.64]

Изменение формы сильно изогнутых макромолекул уже рассматривалось. Однако поскольку наилучшая оценка изменений свойств волокна, сопровождающих ориентацию волокна, возможна лишь при правильном понимании процессов, сопровождающих вытягивание, некоторые из этих процессов, не рассмотренных раньше, будут дополнительно обсуждены ниже. [c.79]

Из-за увеличения количества водородных связей при ориентации макромолекул в волокне уменьшается также восприимчивость волокна к молекулам красителей крашение высокоориентированных волокон связано со значительными трудностями, обусловленными отчасти наличием водородных связей, которые не только увеличивают плотность структуры волокна, но и снижают количество активных групп, которые могут взаимодействовать с молекулами красителя, фиксируя их . [c.83]

Степень ориентации макромолекул поливинилспиртового волокна, так же как и других волокон, может быть увеличена путем вытягивания его при нормальной и особенно при повышенной температуре. Возможность повышения кристалличности волокна определяется в основном структурой макромолекул. Чем меньше число разветвлений в макромолекуле, чем выше регулярность химического строения (меньше ацетильных групп, оставшихся после омыления) и чем больше содержание стереорегулярных фракций, тем выше при одной и той же степени вытягивания кристалличность волокна и соответственно ниже его растворимость. Увеличение кристалличности волокна достигается повышением степени его вытягивания, особенно при наличии последующего процесса терморелаксации. Изменение степени кристалличности поливинилспиртового волокна на отдельных стадиях технологического процесса производства характеризуется следующими данными [c.241]

На протяжении пути от поверхности осадительной ванны до кружки центрифуги нить вытягивается. Вытяжка нити увеличивает ориентацию макромолекул в волокне и приводит к увеличению прочности. Очень важно сохранять одинаковое натяжение нити на отдельных рабочих местах. Различие в натяжении формуемого волокна сильно отражается на блеске полученной нити. [c.130]

Путем фотографирования нейлона при вытягивании установлено, что вытягивание волокна проходит через стадию образования на волокне шейки, а не равномерно по всей свободной длине волокна. В результате вытягивания волокно приобретает высокую прочность и становится блестящим, что объясняется ориентацией макромолекул. В только что сформованном невытянутом волокне макромолекулы расположены беспорядочно и, вероятно, изогнуты, а при холодном вытягивании они ориентируются и распрямляются, как было описано выше . Зигзагообразная форма макромолекул вытянутого нейлона определяет разрывное удлинение волокна. Вытягивание нейлона почти до разрыва приводит сначала к распрямлению макромолекул. Дальнейшее вытягивание приводит к разрыву волокна. Разрыв волокна может произойти в результате разрыва макромолекул или превышения межмолекулярного взаимодействия за счет растаскивания макромолекул. Разрыв волокна по второму механизму происходит в том случае, если энергия межмолекулярного взаимодействия невелика чем больше длина макромолекул, тем меньше вероятность разрыва по этой схеме. [c.280]

Волокнистые материалы, в том числе полученные из поливинилового спирта (винол) и полиакрилонитрила (нитрон), обладают очень развитой поверхностью и при соприкосновении с водой или слабыми растворами электролитов их поверхность, как правило, заряжается отрицательно. Возникновение электрокинетического потенциала (так называемого дзета-потенциала) на поверхности волокон объясняется в основном диссоциацией поверхностных электролитически активных групп полимера или преимущественной специфической адсорбцией ионов из раствора, а также ориентацией молекулярных диполей, входящих в состав жидкой фазы. В частности, дипольные молекулы воды могут определенным образом ориентироваться относительно полярных гидроксильных групп поливинилспиртового волокна или нитрильных групп макромолекул полиакрилонитрильного волокна. [c.228]

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]

Одновременно увеличивается натяжение в точке Хо, что приводит к росту ориентации макромолекул в волокне при движении его в шахте. [c.186]

Таким образом, при формовании волокон из расплава и из раствора сухим способом создание надмолекулярной структуры и ориентация макромолекул в волокне является следствием растяжения волокон в воздушной среде под действием усилий Рь, возрастающих пропорционально о . [c.186]

Из рис. 10.1 видно, что при достижении определенной величины натяжения а двойное лучепреломление достигает максимального значения, после чего дальнейший рост средней ориентации макромолекул в волокне не происходит или происходит крайне медленно. [c.290]

Таким образом, межмолекулярные взаимодействия в полимере зависят от наличия и ориентации надмолекулярных структурных образований и от плотности расположения макромолекул в волокне, т. е. от условий его формования и предварительной отделки. [c.90]

При любом методе формование волокна производят под натяжением. В процессе формования линейные макромолекулы в той или иной степени ориентируются вдоль оси волокна. Часто для повыщения степени ориентации макромолекул в волокне его подвергают дополнительной вытяжке. [c.32]

Технологический процесс получения волокон стремятся проводить так, чтобы достигалась высокая степень ориентации макромолекул в волокне не только на его поверхности, но и в середине. При деформации волокна изменения конформаций макромолекул происходят в меньшей степени, чем при разрушении высокоэластичных полимеров или неволокнообразующих полимеров. [c.138]

Эффект упрочнения в процессе ориентации широко используется для повышения прочности волокон. На рис. 146 приведена зависимость прочности от степени ориентации поликапроамидного волокна. Степень ориентации волокна принято выражать как соз 0,. где 0 — угол ориентации волокна. В предельно ориентированно. волокне, т. е. волокне, в котором все макромолекулы и элементы надмолекулярной структуры расположены параллельно оси волокна, соз2 0 = 1. Как видно из рис. 146, малые вытяжки (соз 0 0,6) практически не влияют на прочность волокна, но начиная с определенной величины вытяжки (со5 0 0,6) прочность волокна резко возрастает. [c.235]

При охлаждении струек расплава в прядильной шахте происходят процессы начальной ориентации макромолекул в волокне и структурообразования полимера. Ориентация макромолекул вдоль оси волокна обусловливается напряжениями, возникающими вследствие разности скоростей вытекания расплава из отверстия фильеры и намотки нити на приемное устройство прядильной машины. Происходит т. наз. фильерная вытяжка, степень к-рой составляет 3000 — 6000%. По выходу пз шахты на сформованную нить наносится заданное количество влаги и поверхностно-активных веществ для предотвращения электризации и раснуше-ния нити, а также для придания ей необходимой компактности. Пучки волокон поступают в приемное устройство, где наматываются на цилиндрич. бобину или укладываются в контейнер. Приемка волокон происходит со скоростью от 400 до 1800 м/мин в зависимости от вида П. в. и конструкции прядильной машины. [c.360]

В настоящее время вискозный корд вырабатывается из не полностью отрелаксированного волокна, поэтому пропитывание корда водными растворами латексно-резорцино-формальдегидных составов и сушка при высоких температурах ускоряют протекание релаксационных процессов. При обработке вискозного корда без натяжения происходит усадка ткани по длине, которая сопровождается потерей прочности и ростом удлинения кордной нити14 24-29 Цем выше степень ориентации макромолекул вискозного волокна, тем большую усадку дает крученая нить при обра-ботке 2 . [c.145]

Определенное значение имеет также натяжение полиамидного шелка в зоне вытягивания крутильно-вытяжной машины. Как было показано в работе Натуса, Зауэра и Вендерота [22], колебания натяжения обусловливают колебания номера вытянутого шелка величина натяжения при вытягивании зависит от степени предварительной ориентации макромолекул в волокне, которая в свою очередь определяется скоростью формования шелка. Аналогичные выводы сделаны и в работе Де-Рица [28]. [c.395]

Рассмотренное положение об ориентации и параллелизации макромолекул в волокне объясняет явление анизотропного набухания. Когда волокно замочено, молекулы воды диффундируют внутрь волокна, продвигаясь между отдельными длинными макролюлекулами и раздвигая их (рис. 21). Вследствие того, что макромолекулы ориентированы в одном направлении — вдоль оси волокна, при раздвигании их молекулами воды происходит значительное увеличение диаметра волокна и сравнительно небольшое увеличение его длины. Если не принимать во внимание ориентацию макромолекул, трудно представить механизм этого явления, лри-водяш,его к значительнол1у увеличению диаметра волокна при одновременном небольшом увеличении его длины в процессе набухания. [c.57]

Высокая прочность. Чем выше степень ориентации макромолекул в волокне, тем выше обычно его прочность. Естественным результатом процесса вытягивания волокна является значительное повышение его номера при этом абсолютная прочность нити (в г) почти не изменяется, но разрывная длина волокна возрастает. Разрывная длина нейлона равна примерно 54 км, фортизана — около 63 км, виньона — 36 км. Все эти величины значительно выше, чем у слабоориентированных волокон. [c.83]

Следует отметить, что высокая степень ориентации макромолекул в волокне дурафил снижает восприимчивость волокна к воде, молекулы которой вызывают ослабление межмолекулярных связей. Интересно проследить, как возрастает отношение прочности в мокром состоянии к прочности в сухом состоянии для вискозных волокон с увеличением степени ориентации (табл. 15). [c.204]

Удельный вес волокна винилов (1, 26) приближается к удельному весу шерсти. Прочность волокна равна 31,5—58,5 р. км, удлинение — соответственно 30—15%. Свойства винилона в очень большой степени зависят от ориентации макромолекул в волокне чем выше степень вытяжки, тем выше прочность и ниже удлинение Еолокна. Прочность волокна в мокром состоянии составляет 75% от прочности его в сухом состоянии. Винилон поглощает около [c.368]

Область О (см. рис. 6.5) оказывается наиболее благоприятной для создания предварительной ориентации макромолекул в волокнах, а также наиболее важной стадиен создания надмолекулярных структур. При температурах, заначитель-но превышающих Го, ориентация макромолекул не может сохраняться из-за их высокой подвижности, интенсивных тепловых колебаний и релаксационных процессов. Кристаллизация и образование надмолекулярных структур также затруднены, потому что максимальная скорость кристаллизации достигается обычно в области температур, которые на 30—40° С ниже Гпл- [c.161]

Прочность волокон, получаемых сухим способом, не превышает 10—12 гс1текс, так как в прядильной шахте отсутствуют местные сопротивления, увеличивающие ориентацию макромолекул. При формовании волокон мокрым способом их прочность даже без дополнительного вытягивания достигает 18—20 гс1текс, так как гидравлическое сопротивление ванны и нитеводителн создают значительное натяжение нити и способствуют ориентации макромолекул в волокне. [c.206]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология