Ориентация полимера в волокне из расплава

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]

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]

Приведем ряд примеров. Изотактический полипропилен обычно кристаллизуется в моноклинной форме. Однако при быстром охлаждении полипропилен кристаллизуется в виде сферических агломератов, состоящих из несовершенных гексагональных кристаллитов [9, 10]. Аналогичные результаты получил Уайт с сотр., исследуя волокно изотактического ПП, охлаждавшееся на воздухе и в воде [11 ]. Полибутен-1 при кристаллизации из расплава обычно образует кристаллы формы П [12]. Однако если расплав полибутена-1 подвергнуть деформации и только после этого произвести изотермическую кристаллизацию, то он кристаллизуется преимущественно в виде стабильных кристаллов формы I. Полимер, состоящий из кристаллов формы I, обладает более высокой плотностью (р = 930, Ри = 877 кг/м ). Более того, в ряде случаев наблюдается переход кристаллической формы П в форму I с максимальной скоростью при комнатной температуре [13]. Поэтому можно ожидать, что любые изделия из полибутена-1 будут подвергаться усадке при хранении. Величина этой усадки с увеличением деформации расплава уменьшается. Таким образом, инженер-технолог, прибегая к ориентации расплава, может избавиться от этой неприятной особенности весьма полезного полимера. [c.49]

В области / умеренных и небольших уц (низкие напряжения) формование волокон и пленок из расплавов хорошо кристаллизующихся полимеров (ПЭ, ПЭВД, ПКА и т. д.) приводит к росту у них сферолитов, сплюснутых относительно направления растяжения [66]. Как правило, с увеличением Яф степень сплюснутости сферолитов увеличивается, а диаметр уменьшается. Поскольку на выходящий из фильеры расплав действует не только растягивающее поле, но и термоградиентное, одно время считали, что именно последнее обуславливает неодинаковую скорость роста сферолитов в разных направлениях (перепад температуры вдоль формуемого волокна или пленки обычно на несколько порядков больше, чем в поперечном направлении). Однако, было обнаружено, что в деформированном расплаве сшитого ПЭ и при отсутствии термоградиентного поля растут анизометрические сферолиты [66]. Термодинамический анализ кинетики кристаллизации расплава в условиях растягивающих напряжений показал, что влияние молекулярной ориентации на структурообразование в этом случае сводится к подавлению роста кристаллитов в направлении растяжения. [c.59]

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]

При определенной температуре, и затем расплав насосом подается на фильеру. Прочность волокна еще сравнительно низка и недостаточна для того, чтобы его можно было подвергнуть вытяжке, после того как оно затвердеет. Поэтому, хотя полимер в этом состоянии и имеет форму волокна, молекулярная ориентация у него отсутствует. [c.160]

Соприкасаясь с холодным воздухом, расплав полимера затвердевает. При этом в той или иной степени происходит кристаллизация полимера, а вытягивание струи приводит к ориентации макромолекул. Данные поляризационно-оптических исследований показывают, что в волокнах нетканого материала достигается довольно [c.122]

Кинетика фазового перехода от жидкого состояния (расплав, р-р) к твердому может осложняться частичным переходом системы в жидкокристаллич. состояние (см. Структура). При этом сформованное, но не подвергнутое ориентационной вытяжке волокно имеет заметно выраженную предориентацию , к-рая усиливается при формовании в мягких условиях (низкая степень пересыщения или переохлаждения). Крайний случай этого явления — Ф. в. из р-ров или расплавов, полностью находящихся в жидкокристаллич. состоянии. Это реализуется нри использовании жесткоцепных полимеров (ароматич. и гетероциклич. полиамиды, полиэфиры, полигидразиды и др.). Сформованное волокно из р-ров таких иолимеров непосредственно после отверждения имеет очень высокую степень ориентации. Его прочность достигает 200—250 гс/текс (см. также Прочность химических волокон). [c.376]

Главное требование к волокнообразующему полимеру заключается в том, что длина его вытянутой молекулы должна быть не менее 1000А (100 нм), т. е. его молекулярный вес должен быть не ниже 10 000. Эта величина, разумеется, может быть и выше например, молекулярный вес необработанной (не-деструктированной) хлопковой целлюлозы достигает 500000. В случае синтетических волокон молекулярный вес исходного полимера намеренно ограничивают, поскольку прядильный раствор или расплав должен иметь не слишком высокую вязкость. У большинства волокон, сформованных из расплава, молекулярный вес составляет 10 000—20 000. Волокна, получаемые формованием из раствора, могут иметь более высокий молекулярный вес. Для текстильных волокон характерна также определенная степень кристалличности и (или) ориентации молекул вдоль оси волокна. Эти свойства, присущие природным волокнам, придаются искусственным и синтетическим волокнам в процессе их формования, вытягивания и термической обработки. Точность соблюдения параметров этих процессов оказывает существенное влияние на физико-механические и отчасти на химические свойства готового волокна. В свою очередь, регулярная структура волокна возможна лишь при определенной степени регулярности строения макромолекул, достаточной для их плотной упаковки, которая необходима для возникновения сильных меж-цепных взаимодействий (за счет водородных связей, ассоциации диполей или сил вандерваальсова притяжения). Однако при слишком высокой степени крист алличности волокно не только становится очень прочным, но и делается слишком жестким и теряет способность растягиваться в процессе его получения и эксплуатации. Кроме того, такое волокно чрезвычайно трудно окрасить, поскольку реакционноспособные группы почти целиком находятся в неупорядоченных участках. Степень кристалличности наиболее прочных синтетических волокон, по-видимому, не превышает 50—60%. Исключение составляют полиакрилонитрильные волокна, которые обнаруживают мало признаков истинной кристалличности, но вместе с тем обладают высокой однородностью структуры по всему сечению волокна. В неупорядоченных участках силы межцепного взаимодействия [c.284]

Макромолекулы В. п. должны иметь линейную или слаборазветвлен-ную форму. Полимеры с сетчатой (сшитой) структурой непригодны Д.ПЯ получения волокон, т. к. они пе могут быть переведены в расплав или р-р. Наличие в макромолекулах больших разветвлений снижает возможность межмолекулярных взаимодействий (уменьшается фактор к, см. ур-ние) и одновременно затрудняет ориентацию макромолекул при формовании и пластифи-кационном вытягивании волокна это снижает прочность волоквд при растяжении и увеличивает нежелательные пластич. деформации. Поэтому, напр., из класса полиолефинов для формования волокон пригодны только стереорегулярные практически перазветвленные полимеры (напр., изотактич. полипропилен). [c.254]

Полидихлорметиленоксипропилен (пентон) — новый кристаллизующийся полимер, впервые синтезированный в середине 50-х годов текущего столетия. Содержит 45,5% хлора, который входит в состав хлорметильных групп, присоединенных к атому углерода в цепи, не содержащей дополнительных атомов водорода. Вследствие этого при нагревании полимера исключается возможность отщепления хлористого водорода, ускоряющего термическую деструкцию полимера, как это наблюдается в поливинилхлориде [8]. Расплав полимера имеет сравнительно низкую вязкость, что облегчает его переработку в изделия методом литья под давлением. Температура плавления кристаллических структур пентона соответствует 180°. При нагревании полимера до 285° он размягчается без деструкции. В вязкотекучем состоянии пентон легко формуется, образует пленки и волокна, легко подвергается ориентации [9]. [c.507]

Независимо от метода полимеризации получаемый полиамид содержит некоторое количество непрореагировавшего мономера — капролактама, который должен быть удален путем экстракции, так как наличие его в смоле приводит к ухудшению свойств получаемого волокна. После экстракции и сушки смолу нагревают до 260—270° при этой температуре расплав смолы представляет собой прозрачную вязкую жидкость. Расплав дозирующими насосиками продавливают через отверстия фильер. Скорость формования волокна достигает 1000 мЫин. Струйки расплава, попадая в воздух, застывают в виде тонких нитей. Образующаяся нить проходит по двум цилиндрам, касаясь их поверхности. На первом цилиндре нить увлажняется водой, на втором —обрабатывается эмульсией замасливателя. Метод увлажнения нити путем пропускания ее через шахту с водяным паром, как это имеет место при производстве нейлона 66, неприемлем в случае формования волокна перлон, содержащего в своем составе значительное количество мономерного лактама. При таком способе увлажнения происходило бы слипание элементарных волоконец нити или прилипание ее к стенкам шахты. Сформованное волокно подвергают пятикратной вытяжке для ориентации линейных макромолекул полимера и придания нити прочности, эластич-302 [c.302]

Вторая стадия —формованне волокна. Прядильную массу (раствор или расплав) выдавливают через отверстия фильеры в виде струек, из которых образуются бесконечные тонкие волокна. В зависимости от условий формования эти струйки превращаются в волокна в результате остывания расплава или осаждения растворенного полимера. В процессе остывания или осаждения образуется основная надмолекулярная структура волокон, — характеризуемая размерами и степенью совершенства структурных элементов (фибрилл, сферолитов, кристаллитов), степенью их ориентации и т. п. [c.14]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология