Ориентационная вытяжка волокон в аморфной состоянии

Однако кристалличность полимеров, используемых для получения волокон, проявляется не только в том, что степень кристалличности (или совершенства кристаллической структуры) в определенной мере влияет на модуль упругости волокна, но и в том, что переход от аморфной к кристаллической структуре способствует фиксации ориентированного состояния. В процессе первичного образования нити преимущественно возникают аморфные или метастабильные кристаллические структуры. Ориентационная вытяжка волокна позволяет расположить макромолекулы и их агрегаты вдоль оси волокна, но фиксация этого ориентированного состояния волокна происходит лишь благодаря кристаллизации полимера. Наиболее пригодными для получения волокон оказались кристаллизующиеся полимеры, причем стадии окончательной их кристаллизации в ориентированном состоянии предшествует стадия аморфизации. Аморфное состояние сохраняется при формовании волокна из раствора и расплава или возникает при разрушении первоначальной метастабильной кристаллической структуры в начальной стадии ориентационной вытяжки. [c.27]

На основании перечисленных особенностей ориентационной вытяжки волокна можно построить типовые диаграммы этого процесса. На рис. 9.9 приведена диаграмма напряжение — кратность вытяжки для исходного аморфного полимера (кривая 1), частично закристаллизованного полимера (кривая 2) и полимера, имеющего относительно высокую степень кристаллизации в исходном состоянии (кривая 3). В первом случае начальное напряжение нити невелико. Оно определяется скоростью деформации и вязкостью системы, находящейся выше температуры стеклования. По мере увеличения кратности вытяжки (при сохранении скоростного и температурного режима деформации) возрастает количество упорядоченного полимера, начинает протекать кристаллизация и возрастает сопротивление дальнейшей деформации. При определенных кратностях вытяжки, зависящих от скорости деформации и температурных условий, напряжение достигает предела, задаваемого прочностью системы при растяжении. [c.220]

Раствор оказывается при этом нестабильным как в отношении кристаллического равновесия, характеризуемого кривой температур плавления (кривая 1), так и в отношении аморфного равновесия, задаваемого кривой расслоения (кривая 2). При быстром протекании процессов кристаллизации образуется непрочная нить, содержащая сферолиты полимера. Такая нить, как правило, с трудом поддается вытягиванию с целью ориентации и очень хрупка. Если же процессы кристаллизации заторможены (например, вследствие большого переохлаждения и относительно невысокой концентрации полимера), начинается распад полимера на аморфные фазы и система ведет себя как раствор обычного некристаллизующегося полимера. В результате происходит застудневание нити, при котором неравновесный раствор превращается в равновесную фазу и его концентрация постепенно увеличивается. Это может ускорить процессы кристаллизации (увеличение степени пересыщения), но при быстром застудневании время достижения состояния низкой текучести невелико, и поэтому в образовавшейся нити степень кристалличности будет невысокой. При продолжительном пребывании волокна в таком состоянии кристаллизация будет продолжаться. Поэтому нецелесообразно долго хранить волокно. Его необходимо подвергнуть ориентационной вытяжке или заменить жидкость на другую, в которой подвижность молекул полимера будет еще меньше, чем в среде Рд. Процесс кристаллизации можно ускорить, повысив температуру сформованной нити и тем самым увеличив тепловое движение макромолекул. [c.201]

Для достижения возможно высокой прочности волокна имеет большое значение структурное состояние нити, в котором она находится перед вытяжкой. Так как это зависит от условий фильерной вытяжки, то является важным соотношение между величиной фильерной вытяжки и вытяжки скоагулированной нити между дисками. Из работы Сиссона вытекает, что наилучшие результаты могут быть достигнуты, если волокно перед вытягиванием имеет структуру сетки — мелкие упорядоченные и соответственно мелкие аморфные участки (если эти участки не подверглись предварительной ориентации в результате фильерной вытяжки). Захаров, Зеленцов и Пакшвер уточнили этот вывод и показали,что перед ориентационной вытяжкой волокно должно иметь по возможности более низкую плотность. Авторами была обнаружена примечательная особенность плотность формующегося волокна по мере удаления нити от фильеры (в осадительной ванне) вначале падает, а затем после вытяжки снова возрастает. Отсюда следует, что при ориентационной вытяжке скоагулировавшей нити необходимо устанавливать фильерную вытяжку на возможно более низком уровне, так как предварительная ориентация частиц должна быть по возможности уменьшена. Эта закономерность была обнаружена ранее Раухом и Гармсом чисто эмпирически. [c.294]

Дополнительными доказательствами в пользу модели Гесса — Херла могут служить волокна из целлюлозы. Для них большинство исследователей всегда принимало очень большое число проходных молекул, хотя многие физические свойства этих волокон близки к свойствам высокоориентированных гибкоцепных полимеров. Выше мы отмечали такие факты, как увеличение продольных размеров кристаллитов при ориентационной вытяжке и упругом растяжении гибкоцепных полимеров (при неизменном поперечном размере микрофибриллы). Кроме того, хорошо известна способность таких полимеров как каучук, гуттаперча и ПЭТФ кристаллизоваться при растяжении из аморфного состояния после достижения зна.чительных степеней вытяжки. Так как для подрастания или возникновения кристаллита определенного поперечного размера необходимо не произвольное число макромолекул, а строго определенное (которое можно найти с учетом параметров элементарных ячеек), нам представляется, что эти факты являются серьезным доводом Б пользу модели Гесса — Херла. [c.151]