Ориентация полимера в волокне

Проведенное исследование показало, что в процессе привитой полимеризации на ненапряженных волокнах происходит релаксация замороженных напряжений в волокнах под действием радиации и сорбированного мономера. Этот процесс сопровождается уменьшением степени ориентации полимера волокна за счет разориентации аморфной фазы при сохранении ориентации кристаллической фазы и СК волокна. При соответствующем подборе условий прививки можно избежать уменьшения степени ориентации волокна, а следовательно, и ухудшения его механических свойств. [c.560]

Введение инертных наполнителей в полиамиды понижает термический коэффициент расширения. Наиример, коэффициент линейного расширения ненаполненного ПА 66 равен 9-10 град-, а при введении в этот полимер мелко раздробленного графита коэффициент понижается до 7,6-10-5 град . Волокнистые наполнители оказывают аналогичное влияние. Кроме того, они могут вызывать дополнительные эффекты вследствие ориентации волокна. Влияние ориентации стеклянного волокна на коэффициент линейного расширения ПА 66 иллюстрируют приведенные ниже данные [52] [c.153]

Сильная зависимость прочности от молекулярной ориентации является основным признаком, отличающим прочностные свойства полимеров от закономерностей прочности других твердых тел. Эта зависимость особенно сильно выражена в волокнистых и пленочных материалах. В синтетических и модифицированных природных материалах путем вытяжки осуществляется либо одноосная ориентация (в волокнах), либо двухосная (в пленочных п листовых материалах). [c.134]

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]

Связь между ориентацией полимера в волокне и прочностью изучена еще недостаточно подробно. В работе Журкова и сотр.высказано предположение о наличии следующей количественной зависимости [c.283]

Изменение свойств волокон при формовании определяется рядом факторов, и особенно ориентацией полимера в волокне. В связи с этим особый интерес представляет сопоставление свойств изотропных полимерных [c.292]

Во всех перечисленных случаях происходит сольватация активных функциональных групп волокнообразующего полимера, ослабляются межмолекулярные взаимодействия, и макромолекулы или отдельные сегменты макромолекул приобретают способность изменять свою ориентацию в волокне и занимают по- [c.46]

Для расчетов теоретической прочности полимеров используется наиболее простая структурная модель одноосно-ориентированного линейного полимера (волокна), в которой все цепи считаются расположенными вдоль оси ориентации. В такой струк- [c.11]

Зависимость прочности ориентированных твердых полимерных материалов от величины молекулярной массы более сильная, чем изотропных. Действительно, прочность одного и того же ориентированного полимера с увеличением молекулярной массы резко возрастает, а изотропного не изменяется (рис. 144). Для волокон также установлено, что при одинаковой степени ориентации прочность волокна увеличивается с ростом степени полимеризации. [c.234]

В случае формования волокна из системы, гомогенной лишь в определенной области концентраций, растягивающее усилие, прило-,-Женное к такой системе в процессе выделения полимера, приводит к тому, что морфологические элементы выделившейся фазы получают ориентацию, фиксирующуюся в конце процесса. В этой связи С. П. Папков полагает, что процессы ориентации полимера должны рассматриваться не только на молекулярном и флуктуационном надмолекулярном уровне, но и на уровне более крупных элементов [c.246]

Паттерсон и Уорд [2407] разработали метод измерения молекулярной ориентации в волокнах полиэтилентерефталата, основанный на определении оптического дихроизма красителя (кислый антрахиноновый), введенного в расплав полимера перед формованием волокна. [c.122]

Б. Л. Цетлин. Степень ориентации привитого полимера в наиболее благоприятном случае соответствует степени ориентации подложки. Это было показано на примере полимеризации винилиденхлорида на полиэтиленовом и полипропиленовом волокнах. С уменьшением степени ориентации (вытяжки) волокна снижается и степень ориентации привитого слоя. [c.138]

Для образца волокна ПАН семикратной вытяжки уменьшение теплоты сгорания составляет величину, равную 7,0 ккал/моль, что отвечает относительному уменьшению вклада реакций циклизации 19%. Для образца волокна ПАН с дополнительной вытяжкой эта величина составляла соответственно 16,0 ккал/моль и —43%. Таким образом, доля вклада реакций циклизации при термическом преобразовании существенно уменьшается в зависимости от возрастания степени молекулярной ориентации полимера. [c.222]

Третий и во многих отношениях наиболее интересный класс синтетических полимеров — это кристаллические полимеры. В отличие от обычных кристаллических твердых тел полимеры не полностью кристалличны, а содержат множество очень мелких кристаллов, существующих наряду с остальным разупорядоченным или аморфным веществом, как это схематично показано на рис. 6.4, а. Среди кристаллических полимеров волокна образуют особый класс или подгруппу, но если у волокон кристаллиты ориентированы приблизительно параллельно друг другу, то кристаллы в обычных кристаллических полимерах не имеют какой-либо преимущественной ориентации их расположение полностью случайно. [c.21]

Метод широких линий используется для изучения полимеров в блоке. Форма, ширина и момент второго порядка (или просто второй момент) линии ЯМР зависят от строения цепи — наличия разветвленности, стереорегулярности, от степени кристалличности полимера. Сравнивая экспериментальное значение второго момента линии с теоретическим, рассчитанным для определенной структуры, можно получить информацию о молекулярной структуре полимера. В ориентированных полимерах — волокнах и пленках —спектр ЯМР зависит от угла поворота образца в магнитном поле, и с помош,ью ЯМР можно получить информацию о характере ориентации макромолекул или кристаллитов в полимере. Наблюдая изменение ширины линии с температурой, получают данные о молекулярном движении в полимере. Ширина и форма линии ЯМР меняется также и в том случае, когда в полимере идут химические и физические процессы полимеризация, сшивание цепей, деструкция и т. д. Метод ЯМР дает возможность изучать кинетику и механизм этих процессов. [c.14]

Механические свойства студней представляют боль-шой интерес по двум причинам. Во-первых, студнеобразное состояние системы в процессе переработки полимера является промежуточным или даже конечным состоянием. Поэтому необходимо знать такие механические характеристики студней, как прочность при сжатии и растяжении, деформационные свойства, а также модули сдвига и растяжения. В некоторых случаях, особенна при формовании волокон из растворов полимеров, необходимо знать и составляющие суммарной деформации образующегося студня, поскольку это связано с возможностью ориентации полимера в волокне. [c.121]

При формовании полиамидных волокон из анизотропных растворов ароматических полиамидов, характеризующихся наиболее высокой жесткостью цепей макромолекул и очень высоким молекулярным весом, через газовую прослойку в охлаждаемую осадительную ванну создаются настолько благоприятные условия для ориентации полимера в процессе формования волокна, что дополнительная термическая вытяжка является излишней. [c.187]

Самопроизвольное протекание процессов упорядочения неупорядоченных (дезориентированных) препаратов целлюлозы и ее эфиров. Направление самопроизвольно протекающих процессов является одним из критериев равновесности фазового состояния полимера. По данным Каргина и Михайлова ориентированное гидратцеллюлозное волокно полностью дезориентируется при кипячении в воде. На основании этого факта был сделан вывод, что состоянию истинного равновесия в целлюлозных материалах отвечает не высокоориентированная структура, а дезориентированное расположение макромолекул. Однако этот вывод недостаточно обоснован. Не говоря уже о том, что по данным тех же авторов при кипячении в течение 10—12 ч вискозного или медноаммиачного шелка, сформованного с большой вытяжкой, степень ориентации не понижается и что известны факты повышения ориентации гидратцеллюлозного волокна при прогреве его в глицерине при 200—250 °С, необходимо учесть, что выбор указанных объектов исследования для ответа на вопрос о равновесном фазовом состоянии целлюлозы не вполне удачен, так как гидратцеллюлозные волокна различной степени ориентации находятся, по-видимому, в одном и том же фазовом состоянии. [c.51]

Для получения достаточно прочных волокон необходимо, чтобы между соседними макромолекулами действовали значительные межмолекулярные силы притяжения. Это возможно только в том случае, если макромолекулы имеют линейную структуру (или при наличии разветвленной структуры боковые цепи невелики) и если они будут расположены наиболее правильно, по возможности параллельно друг другу. Для этого макромолекулы полимера должны быть прежде всего в какой-то степени отделены друг от друга полимер переводят в раствор (прядильный раствор) или получают его расплав. Это первая стадия в процессе получения химических волокон. Второй стадией является прядение (или формование) волокон из расплава или прядильного раствора продавливанием через фильеру (небольшой металлический колпачок, в дне которого имеются тончайшие отверстия, 0,06—0,5 мм) с последующим затвердеванием струек расплава, или коагуляцией струек раствора, или же удалением из них растворителя. Образующиеся при этом из струек волокна затем в большинстве случаев вытягивают. При формовании и вытягивании как раз и осуществляется взаимная ориентация молекул. Волокна или скручиваются вместе, образуя нить искусственного шелка (филаментную нить), или режутся на небольшие кусочки (штапельки), длиной 4—15 см, образуя штапельное волокно, или реже (при большем диаметре отверстий) каждое волокно остается отдельным моноволокном (применяется для изготовления щеток и трикотажа). Третья стадия процесса заключается в обработке полученного волокна различными реагентами (отделка), а для шелка также в проведении текстильной подготовки (кручение нити, перематывание на бобины — катушки и т. д.). [c.329]

Упрочнение при ориентации полимеров, как считалось до последнего времени, имеет место только при приложении разрывающего усилия параллельно оси ориентации. Разрыв в перпендикулярном направлении сопровождается падением прочности. Это приводит к ограничениям в практическом использовании ориентации. Вопрос этот, однако, упрощается в связи с обнаруженным для ряда эластомеров новым явлением [9, 20, 21] всестороннего упрочнения эластомеров при их одноосном растяжении. Наиболее распространенным способом получения анизотропных полимеров является их вытяжка в механическом поле. В пластиках и волокнах ориентация, осуществленная в процессе вязкого течения при повышенных температурах, может быть закреплена охлаждением до нормальной температуры благодаря их переходу в застеклованное или закристаллизованное состояние. Ориентация, возникающая при переработке каучуков [22], при их совмещении [23], также вызывает анизотропию прочности после вулканизации. Однако этот эффект мал и непостоянен как вследствие легкости протекания релаксационных процессов в резиновой смеси, особенно во время вулканизации при высокой температуре, так и потому, что при определении прочности, связанном с дополнительной сильной ориентацией эластомера перед разрывом, он искажается и маскируется. [c.227]

Приведенное выражение, не отличаясь большой строгостью, позволяет, однако, судить об общей тенденции изменения прочности при изменении коэффициента и угла разориентации а. При а=0 (идеальная ориентация) второй член знаменателя дроби превращается в нуль, и поэтому прочность не зависит от коэффициента . Если а>0, то изменение будет сказываться на прочности материала. При увлажнении волокна не изменяются прочности химической связи в цепях, но уменьшается межмолекулярное взаимодействие цепей. Следовательно, при одном и том же значении а (если а>0) прочность в мокром состоянии будет меньшей, чем прочность в сухом состоянии. Чем выше а, т. е. чем иже ориентация полимера, тем резче будет оказываться возрастание при увлажнении полимера (волокна). - [c.158]

Из данных таблицы видно, что волокна, вытянутые в присутствии растворителя, характеризуются более высокими физи-ко-механическими свойствами по сравнению с волокнами, не содержащими растворителя. Это, по-видимому, связано с тем, что в присутствии растворителя повышается структурная ориентация полимера. [c.172]

Гетерополитиоэфиры, в отличие от карбополитиоэфиров, имеют более низкую степень полимеризации, но отличаются высокой кристалличностью. Поэтому они образуют прочные пленки и волокна, аналогично кислородсодержащим полиэфирам. Прочность и эластичность этих изделий возрастает с повышением степени ориентации полимеров. Гетеротиополиэфиры отличаются от кислородсодержащих аналогов полиэфиров более высокой температурой плавления и большей стойкостью к гидролитическому воздействию. [c.464]

Мерой степени ориентации полипропиленового волокна может лужить разность показателей преломления, измеренных в двух ззаимно перпендикулярных направлениях, т. е. величина так называемого двойного лучепреломления. Метод основан на возник-гювении у ориентированных полимеров оптической анизотропии и, как уже упоминалось выше, устанавливает среднюю степень ори-гнтации цепных молекул. [c.89]

При растяжении изотропного волокна в одном направлении может происходить, во-первых, перемещение цепных молекул или кристаллитов и, во-вторых, деформация валентных углов, т. е. перемещение атомов из их положения равновесия [102]. В случае ориентации полимеров линейной структуры необходимо различать перемещение атомов из положения равновесия, которое обусловливает деформационное двойное лучепреломление, и ориентацию цепей или кристаллитов, вызывающую ориентационное двойное преломление. Суммарное двойное лучепреломление складывается, следовательно, из деформационного и ориентационного двулуче-преломления. Возникновение деформационного двойного лучепреломления у низкомолекулярных веществ обусловлено главным образом эластическими деформациями. Если кратность вытяжки лежит в пределах, описываемых законом Гука, т. е. приложенное напряжение прямо пропорционально деформации, то и в случае высокомолекулярных соединений речь идет преимущественно о деформационном двойном лучепреломлении. Деформационное двойное лучепреломление вообще зависит не от ориентации цепей, а от деформации валентных углов, или перемещения атомов из положения равновесия [78]. В противоположность этому, ориентационное двойное лучепреломление зависит от степени ориентации цепей. [c.89]

По-видимому, этих осложнений удалось бы избежать при одноосной ориентации -/ ,/ -полимеров, кристаллизуя их из смектического состояния с вытянутыми цепями. Как явствует из гл. XV, из термотропных полимерных жидких кристаллов вряд ли можно столь же просто получить волокна, как из лиотропных причина тому — топоморфизм и связанные с ним кажущиеся необратимости. Переход к выгодным топомерам надо совершать так же, как и в случае обычных гибкоцепных полимеров, т. е. используя принципы ориентационной кристаллизации или вытяжки (еще в жидкокристаллическом состоянии). [c.389]

Ориентация полимера в нити становится устойчивой только после достижения определенного значения вязкости. Ниже этого значения преобладает тепловая разориен-тация. Однако когда в нити достигается концентрация полимера, при которой пластическая деформация оказывается очень низкой, процесс ориентации полимера не может продолжаться из-за малых градиентов скорости в волокне. Пределы вязкости показаны на рис. 106, где по оси абсцисс отложена концентрация полимера в формующейся нити, а по оси ординат — эффективная вязкость. [c.254]

Рассмотрим ориентированный полимер (волокно или пленку) с полимерными цепями, расположенными вдоль оси ориентации. Если пренебречь межмолекулярными взаимодействиями и считать, что все цепи в данном сечении квазннезависимы и рвутся практически одновременно, то долговечность такого образца т = т . Такая модель разрушения полимера принималась в работах Журкова с сотр. как исходная. Если Яо — межмолекулярное расстояние, то имеет место соотношение aя f/Яo , где ст — растягивающее напряжение. Тогда вместо уравнения (2.1) получим при режиме нагрузки а — onst для механизма одно- [c.22]

Закристаллизованные области в полимерном теле обычно оптически анизотропны. Эта анизотропия вызвана анизотропным ориентационным и координационным порядком в расположении цепных молекул в кристаллич. решетке полимера. Картина возникающего при этом Д. л. зависит от характера надмолекулярных структур, образовавшихся в закристаллизованном полимере. В фибриллярных структурах наблюдается осевой ориентационный молекулярный порядок и соответственно оптич. анизотропия, ось к-рой направлена вдоль по фибрилле (волокну). При этом знак Д. л. определяется знаком анизотропии цепных молекул, а значение Д. л. может служить мерой средней степепи их ориентации в волокне (фибрилле). Широко распространенным типом кристаллич. форм, обнаруживаемых в микроскоп по их Д. л., являются сферолиты. При наблюдении сферолита, полученного кристаллизацией полимера в тонком слое, в параллельных лучах и скрещенных поляроидах виден темный крест, центр к-рого совпадает с центром сферолита, а оси параллельны плоскостям поляризатора и анализатора. Малое значение Д. л. у сферолитов означает, что степень упорядоченности субмикроскопич. монокристаллов в них невелика. Если известен знак оптич. анизотропии молекул полимера, то по знаку Д. л. сферолита можно судить о направлении в нем молекулярных цепей. Так, отрицательное Д. л. сферолитов полиэтилена соответствует тому, что его положительно анизотропные молекулы ориентированы в сферолите в тангенциальных направлениях (вдоль оси с кристалла). [c.332]

Полимеры с длинными цепями, расположенными приблизительно параллельно общей оси (оси волокна), дают обычно характерную диффракционную картину. В волокне содержится много кристаллов, имеющих всевозможные ориентации внутри волокна однако все оси цепей расположены параллельно общей оси. Поэтому диффракционная картина аналогична той, которая была бы полуьена в случае одиночного, кристалла при вращении последнэго околэ его кристалло графической оси (рис. 1). [c.295]

Наилучшим образом о полном выпрямлении цепи в этих полимерах можно судить по результатам измерения ориентации в волокнах, сформованных из анизотропного раствора без последующей вытяжки. Такие измерения были выполнены на волокнах из по-ли(1,4-бензамида) и поли(1,4-фенилентерефталамида) методами измерения скорости распространения акустического импульса (по Черчу и Мозли [6]) в натянутом пучке волокон, дающим полную молекулярную ориентацию относительно оси волокна определения угла ориентации в кристаллических участках стандартными рентгенографическими измерениями [7]. Для высококристаллических ориентированных волокон (таких, как рассматриваемые) результаты, полученные этими методами, хорошо согласуются, если использовать в качестве критерия сравнения фактор ориентации Германса [8], [c.139]

Волокна, состоящие из более гибких макромолекул или из макромолекул со слабыми дипольными межмо-лекулярными связями (например, пО лиамидные, полипропиленовые и полиформальдегидные), легче подвергаются ориентации, чем волокна из жесткоцепных полимеров с сильными полярными группами, например вискозные или полиакрилонитрильные. [c.289]

Во всех перечисленных случаях происходит сольватация полярных. групп волокнообразующего полимера и смешение звеньев этого, полимера с молекулами растворителя. Вследствие этого энтальпия системы-убывает, энтропия возрастает, и подвижность макромолекул увеличивается. Благодаря ослаблению межмолекулярных взаимодейс.твий и облегчению тепловых колебаний звеньев макромолекулы в целом,- или частично (в виде сегментов и звеньев) приобретают способность самопроизвольно изменять свою ориентацию в волокне и принимать более вероятностную изогнутую форму. В результате снижаются иооч- [c.83]

Возникает естественный вопрос о влиянии ориентации целлюлозы в волокнах на их сорбционную способность в отношении воды. Дело в том, что ориентация полимера, если она не приводит непосредственно к повышению степени кристалличности или сшиванию макромолекул кристаллическими участками, не должна сказываться на способности целлюлозы поглощать влагу. Действительно, как показывают уже упоминавшиеся исследования Джеффриса, различные вискозные волокна и пленки, имеющие приблизительно одинаковую степень [c.155]

В связи с этим интересно рассмотреть поведение и съойства нового класса искусственных волокон, так называемых высокомодульных волокон (волокон с высоким модулем упругости во влажном состоянии). Не касаясь деталей формования этих волокон, отметим, что они получаются в условиях, обеспечивающих более высокую ориентацию полимера. Их отличительной. особенностью является сохранение более высоких значений прочности во влажном состоянии и соответственно более высоких начальных модулей упругости (этот модуль измеряется как отношение нагрузки к деформации при заданной — обычно очень малой — деформации при растяжении). Это дает возможность перерабатывать такие волокна в смеси с хлопком и вообще заменять ими хлопок в текстильных изделиях, поскольку по механическим свойствам эти волокна приближаются к хлопковым. Если принять прочность в кондиционном состоянии (65% относительной влажности) обычных вискозных волокон за 100%, то их прочность в мокром состоянии составит 45—55%. В еще большей степени снижается при смачивании этих волокон модуль упругости. Высокомодульные волокна, подвергнутые в условиях формования значительно более высокой ориентационной вытяжке, теряют в мокром состоянии значительно меньшую долю прочности (их прочность снижается лишь до 65— 70% от прочности в кондиционном состоянии). Меньше, чем у обычных вискозных волокон, и снижение модуля упругости в мокром состоянии. [c.156]

Много информации о строении полимерных молекул дает исследование поглощения ориентированными полимерами поляризованного света. Исследование дихроизма позволяет сделать выводы о гео- метрическом расположении в молекуле различных групп, установить конформацию макромолекулы, оценить степень ориентации полимер--ных молекул и т. п. Главным образом изучают дихроизм в ИК-области спектра . При этом используют плосконоляризованный свет. В растянутых полимерных пленках или волокнах оси молекул преимущественно ориентированы вдоль направления растяжения. Т колебания в молекуле, при которых изменение дипольного момента совпадает по направлению с колебаниями электрического поля пло-скополяриаованного света, имеют наибольшее поглощение. Напротив, если изменение дипольного момента перпендикулярно направлению колебаний электрического поля нлоскополяризованного света, то колебания молекулы не проявляются и интенсивность поглощения оказывается минимальной. Чем больше различия между интенсивностями поглощения света с поляризацией, параллельной и перпендикулярной направлению вытяжки, тем сильнее дихроизм полосы. Отношение оптических плотностей полосы поглощения, соответствующих разным направлениям поляризации света, называют ди-хроичным отношением Н = где и I) ц — оптические [c.59]