Ориентационное упрочнение волокон

Методы ориентационного упрочнения волокна [c.84]

Тем не менее целесообразно несколько подробнее остановиться на одном вопросе, имеющем особое значение, а именно на изменении свойств полимерных материалов и в первую очередь волокон, формуемых из растворов, при их ориентационной вытяжке. В производстве волокон из синтетических кристаллизующихся полимеров процессы ориентационного вытягивания волокна с целью его упрочнения выносятся за пределы машин для формования волокна. Это относится не только к тем волокнам, которые формуются из расплава, но и к волокнам, получаемым путем формования из растворов (например, поливинилспиртовые волокна). Кратность последующего вытягивания с целью ориентации полимера и перестройки структуры волокна может достигать 5—10. В ходе этого процесса происходит и установление окончательного диаметра (номера) нити. [c.282]

Отдавая отчет в дискуссионном характере многих положений, изложенных в данной статье, авторы сочли возможным обобщить имеющийся литературный и собственный экспериментальный материал. и выявить технологические приемы структурной модификации и ориентационного упрочнения волокна. [c.75]

Волокна нз ароматических полиамидов, сформованные из растворов в амидно-солевых растворителях или в серной кислоте, так же тщательно, как и пленки, промывают водой для удаления следов растворителей и солей, содержание которых в волокне недопустимо из-за снижения прочности при последующих термообработках и уменьшения термостабильности в процессе эксплуатации изделий на основе этих волокон. Промывка термостойких нитей может произвол диться непрерывно на роликах при большой длине пути нити, обеспечивающей продолжительность промывки в течение 2 мин и более при скорости до 38 м/мин [98]. Промытые и высушенные волокна в большинстве случаев подвергают ориентационному упрочнению путем вытягивания при повышенных температурах. [c.184]

Исследовано влияние времени прогрева невытянутого моноволокна лавсан на процесс ориентационного упрочнения и свойства вытянутого волокна. С увеличением времени прогрева невытянутой нити вследствие частичной кристаллизации возрастает напряжение вытягивания волокна. Плотность вытянутых образцов определяется, с одной стороны, влиянием предва рительной кристаллизации, с другой — бразованием значительных межструктурных пространств в виде продольных пор длиной 5—10 мкм. Диаграммы нагрузка — удлинение показывают различия в деформационных свойствах предварительно прогретых вытянутых образцов. [c.323]

Закономерности упрочнения полиамидных волокон характерны для кристаллизующихся синтетических полимеров. Основой процесса ориентационного упрочнения является вытягивание сформованного волокна. Главные параметры вытяжки следующие температура волокна, напряжение и продолжительность действия усилия. [c.181]

Предполагают следующий механизм разрушения волокна при многократном растяжении [13]. Дефект, образовавшийся на поверхности, начинает распространяться в глубь волокна. Вследствие ориентационного упрочнения материала усиление растущего дефекта в вершине становится столь велико, что рост дефекта перпендикулярно направлению цепей прекращается. Происходит скол вдоль направления ориентации молекул. Этот скол как бы залечивает разросшийся дефект. Но на этом сколе может находиться или возникнуть другой дефект, который начинает распространяться в глубь волокна. Описанные явления повторяются. Когда нагруженным остается лишь небольшое сечение, происходит одновременный разрыв имеющихся в этом сечении молекулярных цепей. [c.287]

Прн многократных воздействиях характер разрушения волокна иной происходит постепенное разрастание имеюш,ихся и вновь возникающих дефектов волокна. Был предложен следующий механизм разрушения волокна прн многократном растяжении . Дефект, образовавшийся в точке Л, распространяется в глубь волокна (рис. 103, а). Вследствие ориентационного упрочнения материала в определенный момент рост дефекта перпендикулярно направлению ориентации цепей прекращается (упрочнение в клине растущего дефекта АБ становится равным напряжению на участке БМ). Однако в ненагруженной зоне / напряжение меньше, чем в нагруженной зоне //. Поэтому вдоль направления ориентации молекул происходит скол БК, который развивается до тех пор, пока напряжения в зоне / и // ие выравняются (точка К)-Однако в зоне I релаксационные процессы проходят быстрее, так как она менее напряжена. Поэтому через некоторое время равенство напряженности зон / и //в точке К нарушается и скол продолжает распространяться дальше. При этом форма участка АБК может меняться (на рис. 103,а это показано пунктиром). [c.121]

Г вследствие дальнейшего ориентационного упрочнения он залечится и перейдет в скол Г Д. Точно таким же образом дефект О может распространяться далее по ДЕЖ и т. д. Наконец, когда нагруженным остается лишь небольшое сечение ЖЗ, нагрузка, прикладываемая к волокну в процессе испытания, становится равной его прочности и происходит одновременный разрыв всех имеющихся в этом сечении молекулярных цепей. [c.121]

Как уже упоминалось, модуль Юнга является мерой жесткости материала. В табл. 4.2 приведены деформационно-прочностные характеристики некоторых крупнотоннажных полимерных материалов общего назначения. На примере капрона и полиэтилентерефталата видно, что ориентационное упрочнение, достигаемое при вытяжке волокна из полимера, приводит к увеличению как прочности, так и жесткости полимерного материала. [c.162]

Можно назвать следующие экспериментальные методы получения высокопрочных волокон за счет кристаллизации на выпрямленных цепях 1) кристаллизация из разбавленных растворов полимеров, подвергаемых действию сдвиговых усилий [47, 53] 2) экструзия расплавов полимеров в условиях максимального градиента температур упрочненные волокна получают при этом непосредственно при формировании расплава, поступающего в канал фильеры при температуре, немного превышающей температуру плавления полимера, а кристаллизацию осуществляют за счет растяжения и охлаждения струи в сужающейся части канала фильеры из фильеры выходит закристаллизованное на вытянутых цепях волокно [45] 3) ориентационное отверждение полимеров [48], сущность которого состоит в том, что сформованное из расплава волокно растягивают в жидком со стоянии, причем растяжение локализуют при заданной температуре, в результате чего образуются кристаллиты на выпрямленных цепях. [c.64]

Казалось естественным приписать увеличение прочности тонких стеклянных волокон, по аналогии с органическими волокнами, именно ориентационным эффектам. Первые же теоретические представления о причинах упрочнения стеклянных волокон были направлены в эту сторопу. [c.22]

Из всех перечисленных способов наиболее технологичным оказался способ получения волокон из водных дисперсий ПТФЭ. Принципиальное отличие этого способа от известных способов формования волокон заключается в следующем. При обычных методах формования специфический характер надмолекулярных образований, содержащихся в расплавах и концентрированных растворах волокнообразующих полимеров, обеспечивает образование непосредственно в ходе формования относительно прочного, способного к ориентационному упрочнению волокна. [c.464]

Вытяжка волокон. Несмотря на особенности морфологического строения волокна из ПТФЭ, данные, приведенные на рис. 33.4, а также результаты подробного исследования процесса ориентационного упрочнения волокна полифен [39] показывают, что основные закономерности процесса вытяжки волокон из ПТФЭ не отличаются от закономерностей вытяжки других волокон из кристаллизующихся полимеров. Следовательно, прочность связи между частицами ПТФЭ, определяющая способность волокна к вытяжке, превышает в данном слз чае усилия, необходимые для соответствующей деформации волокна. [c.474]

На сколе БК может находиться или возникнутьдефектВ(рис. 11.55, б), который начнет распространяться в направлении ВГ. В точке Г вследствие дальнейшего ориентационного упрочнения он залечится и перейдет в скол Г Д. Точно таким же образом дефект может распространяться по ДЕЖ и т. д. Наконец, когда нагруженным остается лишь небольшое сечение ЖЗ, нагрузка, прикладываемая к волокну в процессе испытания, становится равной его прочности, и происходит одновременный разрыв всех имеющихся в этом сечении цепей. [c.124]

Для производства комплексных нитей и штапельного волокна используется метод, сущность к-рого заключается в формовании волокна из вспомогательного полимера (т. н. загустителя), наполненного частицами ПТФЭ, с последующей термич. обработкой полученного волокна. В результате термообработки вспомогательный полимер разрушается и удаляется в виде газообразных продуктов, а частицы ПТФЭ спекаются, превращаясь в волокно. После спекания Ф. подвергается ориентационному упрочнению — вытяжке при повышенной темп-ре. [c.394]

В связи с тем, что в исследованных смесях одной из составляющих является полиамидокислота, характер ее циклизации обусловливает поведение волокон при дополнительной термической вытяжке. Обнаружено [251], что дополнительную термическую вытяжку смешанных волокон невозможно осуществить, если амидокислотные группы ПАК не зациклизованы, хотя волокно на основе гомополимера ПАК может быть ориентировано при повышенных температурах и до стадии имидизации. Для смешанных волокон, циклизация ПАК в которых осуществлялась химическим методом, степень предельно достижимой дополнительной термической вытяжки оказывается меньше, чем для волокон, подвергнутых термической имидизации. Удлинение также различно и зависит от степени вытяжки и характера имидизации (рис. 4.47). Характерной особенностью ориентационного упрочнения волокон из исследованных смесей является большая эффективность термического вытягивания по сравнению с вытяжкой свежесформованных волокон в пластифицированном состоянии [252]. Если после пластификационного вытягивания двойное лучепреломление и плотность волокон из смесей ПСА—ПАК практически такие же, как и у волокон на основе гомополимера ПСА, а прочность их даже несколько ниже, то в результате термического вытягивания картина меняется (табл. 4.54). [c.196]

Пластические деформации. После использования всех конформационных и ориентационных возможностей макромолекул волокла, при дальнейшем увеличении нагрузки выше точки Б (см. рис. 14.1) начинается течение материала, т. е. проявляется пластическая (необратимая) деформация (отрезок ВС на кривой /). Но и в этом случае текстильные волокна отличаются от упруготвердых тел, так как смещение макромолекул и структурных элементов часто приводит не к разрыву волокна, а к их дополнительной ориентации (главным образом в аморфных областях), т. е. к упрочнению волокна (отрезок СД на кривой /). Только после достижения возможной в данных условиях степени ориентации макромолекул волокно под нагрузкой разрывается Сточка Д). [c.396]

Первый процесс, очевидно, обусловливает повышение неравномерности распределения напряжений по элементам структуры и одновременно с образованием микродефектов приводит к уменьшению прочности волокон. Второй из указанных процессов приводит к увеличению одновременности нагружения молекулярных цепей и, следовательно, — к упрочнению волокна. В результате протекания этих двух процессов (упрочняюш его и разупрочня-ющего) ориентационная вытяжка прекращается. При дальнейшем увеличении ее кратности может произойти обрыв волокон. [c.266]

Напротив, малая анизотропия и относительно большой размер дисперсных частиц ПТФЭ не позволяют получить при формовании из дисперсии волокна, достаточно прочные для проведения их ориентационной вытяжки. Поэтому процесс получения волокон из дисперсии ПТФЭ включает в себя в качестве обязательной стадии термическую обработку сформованных волокон, в процессе которой за счет развивающихся при повышенной температуре диффузионных процессов происходит спекание частичек ПТФЭ с образованием прочной аутогезионной связи между ними, обеспечивающей способность волокон к последующему ориентационному упрочнению. [c.464]

Механические характеристики волокна фторлон могут быть значительно улучшены при ориентационном упрочнении. Вытяжка свежесформованного волокна при комнатной температуре в 5—6 раз позволяет увеличить его прочность до 25 гс/текс и снизить разрывное удлинение до 20%. [c.478]

Стопка ламелей образует микрофибриллу длиной 5-20 мкм и толщиной 10-20 нм. Микрофибриллы вытянуты вдоль оси вытяжки и разделены аморфными областями, вытянутыми в том же направлении. Последнее подтверждается тем, что при разрыве кристаллического ориентированного волокна область, прилегающая к разрыву, часто расщепляется наподобие щетки, причем трещины, разделяющие волоконца, ориентированы вдоль направления вытяжки. Очевидно, что эти трещины распространялись вдоль вытянутых аморфных областей. При разрушении полимера магистральные трещины распространяются нормально к направлению вытяжки. В случае ориентированного полимера им противостоит ансамбль выпрямленных макромолекул, что и является причиной ориентационного упрочнения. [c.163]

Немонотонное изменение предела прочности на растяжение с температурой обработки может быть объяснено действием нескольких факторов. Упрочнение до температуры обработки 1500°С связано с наличием поверхностных дефектов, поскольку травление волокон, термообработанных в интервале 1000—1500 °С, повышает их прочность. Последу ющее разупрочнение может быть объяснено увеличением диаметра кри сталлитов в соответствии с рассмотренной в,гл. 3 теорией Гриффитса Другой причиной снижения прочности и деформации при термообработ ке углеродных волокон в интервале 1500-3000 °С считают [135] увели чение ширины трещин и увеличение степени кристалличности располо женного вблизи них углерода. Создавая при высокотемпературной обра ботке волокна растягивающие напряжения, можно изменять степень совершенства гексагональных слоев и их ориентацию относительно оси волокна. Последнее дает возможность регулировать величину модуля упругости. Полученная при этом связь модуля упругости с ориентационным параметром q, представляющим количественный показатель предпочтительной ориентации углеродных слоев относительно оси волокна, представлена на рис. 96 [133]. В этом случае величина относительной деформации определяется степенью совершенства гексагональных слоев в пределах областей когерентного рассеяния и может быть охарактеризована средним межслоевым расстоянием (рис. 97) [133]. [c.236]

Фибриллизованную синтетическую обвязочную веревку, предназначенную для штучной ручной упаковки товаров широкого потребления, изготовляют нз полиэтиленовых лен Дяя упрочнения ленты подвергают ориентационной вытяжке, при которой происходит микрорасщепление их по ширине (фибриллизация). Прочность при разрыве таких изделий может достигать 400 МПа. Концы веревки необходимо многократно завязывать узлами, так как волокна гладкие и имеют очень малый коэффициент трения. [c.80]

Рассмотрены технологические закономерности процессов ориентационного вы-тягявагия полиэфирных волокон. Варьирование температурных условий процесса создает возможность широкой структурной модификации волокна. Вытягивание вблизи и выше имеет существенные физические различия, связанные с различной интенсивностью релаксационных и кристаллизационных процессов, причем вытяжка выше позволяет получать более прочное волокно. Показано, что начальная упорядоченность волокна оказывает значительное влияние на структурообразование при вытягивании и в ряде случаев играет позитивную роль. Вытягивание в несколько стадий повышает прочность и равномерность нити. Одним из эффективных методов упрочнения является высокотемпературное вытягивание, в интервале 170—250° С. [c.323]

Таким образом, прекращение процесса упрочнения происходит из-за развития противоположно-на1пра1вленного процесса разрушения. Разупрочнение волокон за счет возникновения в процессе ориентации различных дефектов рассмотрено в работе [80]. Помимо отмеченных факторов на разупрочнение волокна за счет ориентационной вытяжки может оказывать большое (влияние противоположно- аправленный процесс дезориентации, обусловленной пнтенсив ностью теплового движения молекулярных цепей. [c.185]

На основании зависимостей, приведенных на рис. 5.21, можно сделать вывод, что упрочнение капрона может происходить в некотором температурном интервале, ширина которого зависит от ряда факторов. Свежесформованное малозакристаллизованное волокно (время между формованием и вытяжкой не более 15 мин) начинает ориентационно вытягиваться уже при температуре —70 °С (кривая /). Чем больше степень кристалличности волокна, тем выше нужна температура для начала процесса ориентирования. Для высушенного волокна со степенью кристалличности 20—30 /о (по ИКС) начало вытягивания сдвигается в область температур 20—50°С (кривая 2). Такое старение волокна не оказывает существенного влияния на апособность к ориен- [c.185]

Трудно реализовать также ориентационную вытяжку аморфных некристаллизующихся полимеров, полученных ио сухому методу формования, например диацетатного волокна. Сопоставим кривые напряжение — деформация, приведенные иа рис. 9.14. Типичная кривая для ацетатного волокна (кривая 1) пе показывает заметного эффекта упрочнения по мере увеличения деформации, а соответстиепио этому достигнутая при вытягивании ориентация не фиксируется самопроизвольно, как в случае волокон из кристаллизующихся полимеров (кривая 2), у которых наблюдается эффект упрочнения, обусловленный кристаллизацией ориентированного иoJrимepa и выражающийся в подъеме кривой напряжение — деформация после завершения стадии течения. Хотя существует принципиальная возможность фиксации [c.225]

Технологический процесс получения высокомоцульного волокна может быть реализован также на агрегатах И1А-25-ИР после их модернизации. Для повышения производительности агрегата до 30 т/сут применяют блочные фильерные комплекты, усиленные вытяжные устройства. Ориентационная вытяжка жгута, термофиксация и отгонка сероуглерода осуществляются в дополнительно устанавливаемом аппарате пластификационной вытяжки за пределами формовочной машины или в подкапсюльном пространстве. Такой модернизированный агрегат имеет уменьшенные габариты и пригоден для получения высокомодульного, упрочненного и обычного вискозного волокон. [c.32]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология