Отверждение нити в процессе формования

ОТВЕРЖДЕНИЕ НИТИ В ПРОЦЕССЕ ФОРМОВАНИЯ [c.157]

Более сложен процесс отверждения нити при формовании волокон из раствора полимера в осадительную ванну. Принцип этого процесса заключается в изменении растворяющей способности среды. При э ом система распадается на две фазы, одна из которых представляет собой практически не содержащую полимера смесь растворителя и осадителя, а другая — концентрированный раствор полимера, обладающий высокой вязкостью, что и обусловливает отверждение волокна. [c.115]

Таким образом, согласно описанной схеме застудневания раствора отверждение нити при формовании но мокрому методу совпадает в принципе с отверждением по сухому методу, если рассматривать процесс с точки зрения причин повышения вязкости. И в том и в другом случае повышение вязкости и достижение т]кр обусловлено повышением концентрации полимера. Этот процесс протекает достаточно быстро и участок, на котором нить находится в интервале вязкостей, благоприятствующих устойчивой ориентации полимера, относительно невелик. [c.181]

Для формования волокон триацетат целлюлозы растворяют в смеси дихлорметана с метанолом (9 1), а ацетат с СЗ 2,5— в смеси ацетона с этанолом (8 2). Растворы продавливают через фильеры. Отверждение нитей осуществляют испарением растворителя потоком нагретого воздуха (процесс сухого формования) [114]. [c.390]

ФИКСАЦИЯ НИТИ в ПРОЦЕССЕ ФОРМОВАНИЯ Общие сведения об отверждении нити [c.248]

О взаимосвязанности различных процессов внутри фильеры и вне ее имеется еще мало данных. Так, например, нет полной уверенности в том, что динамическая ориентация и эластические напряжения внутри фильеры полностью исчезают и оказывают ли какое-либо влияние процессы, происходящие в фильере, на процессы, протекающие за ней. Исследования, проведенные на расплавах, определенно показывают, что фильеры имеют большое значение для качества получаемого волокна. Необходимо также еще указать, что в вытянутом волокне величина q равна нулю. Хотя, с одной стороны, на нить действует трение, возникающее при ее движении в осадительной ванне (аналогично стенке капилляра), а с другой стороны, отверждение нити начинается с поверхности и распространяется к середине нити. Поэтому можно считать, что внешние слои во время формования имеют более высокую вязкость, чем внутренние. [c.273]

Критерии оценки способности полимера образовывать волокна за последнее время также изменились. Если раньше единственным способом получения волокна был перевод полимера в вязкотекучее состояние путем растворения (или расплавления) его и продавливания через тонкие отверстия с последующим отверждением образующейся жидкой нити, то в настоящее время появились и другие методы превращения блочного образца полимера в тонкие волокна. К ним можно отнести формование жидкой нити из мономеров с превращением их в полимер непосредственно в процессе формования формование волокон из дисперсии нерастворимого и неплавкого полимера с последующим удалением вспомогательной дисперсионной среды и объединения частиц дисперсии (например, путем спекания) формование волокнистых материалов путем механического нарезания нитей из полимерного блока формование волокнистого материала методом выращивания игольчатых кристаллов ( усы ) и т. д. Применяется и двухстадийный метод получения неплавких и нерастворимых [c.17]

Для других пар полимер — растворитель концентрация второй фазы может быть столь высокой, что эта фаза оказывается совершенно нетекучей. Так, если путем замены растворителя перейти к системе целлюлоза — вода, то окажется, что концентрация полимера во второй фазе достигает (по косвенным оценкам) 60—65 вес %. При такой концентрации второй фазы она представляет собой нетекучее (твердое) тело. Физическая форма систем, распавшихся на две фазы, у которых концентрация полимера во второй фазе высока, будет рассмотрена при описании процесса отверждения жидкой нити при формовании волокон из растворов по мокрому методу. Вернемся к дальнейшему рассмотрению диаграммы состояния. [c.77]

Отверждение (фиксация) жидкой нити, т. е. перевод ее в нетекучее состояние, является наиболее важным и сложным но механизму этапом процесса формования волокна. Сущность фиксации заключается в резком повышении эффективной вязкости раствора или расплава волокнообразующего полимера. [c.157]

Из этих данных видно такн е, что для очень широкого круга систем и условий диффузии при самых различных методах исследования и вероятных ошибках измерений коэффициенты диффузии в полимерных системах различаются между собой в пределах одного десятичного порядка. Если учесть величины диаметров формуемых волокон, то окажется, что скорость проникновения осаждающего реагента достаточно велика и то количество осадителя, которое проникает в нить на первых участках ее пути в ванне, достаточно, чтобы вызвать отверждение нити. Для того чтобы оценить продолжительность этого этапа процесса формования, примем, что для любых систем, которые могут встретиться при формовании волокон по мокрому методу, предельные значения коэффициента диффузии составляют [c.189]

Как видно из изложенного, фиксация жидкой нити при формовании по мокрому методу тесно связана с процессами ее дальнейшего структурного преобразования. Тем не менее целесообразно выделить для самостоятельного рассмотрения ту стадию процесса формования, которая связана с завершением ориентационной вытяжки. Существуют некоторые закономерности в изменении свойств нитей при ориентации, которые имеют много общего независимо от того, какой метод был использован для превращения жидкой струи полимера в отвержденную нить. Поэтому ориентационная вытяжка и сопровождающие ее процессы будут подробно рассмотрены в следующем разделе. [c.200]

Попутно следует обратить внимание и на х о обстоятельство, что макро-фибриллярный распад вискозных волокон характерен преимущественно для оболочки. Это можно объяснить тем, что в процессе формования в осадительной ванне наиболее интенсивную нагрузку растягивающего напряжения выдерживают поверхностные слои волокна, которые успевают отвердеть за короткое время прохождения нити через ванну, в то время как внутренние слои сохраняются еще в пластическом состоянии. Различие в поведении поверхностных и внутренних слоев наблюдается также и для волокон, сформованных из расплава, что, вероятно, объясняется наличием температурных градиентов при отверждении нити [c.273]

Так как пространственные полимеры непригодны для формования изделий (пленок, нитей, пластмассовых и резиновых изделий), то в процессе синтеза высокомолекулярных соединений получают линейные полимеры, которые сохраняют в готовых изделиях линейное строение, либо приобретают пространственную структуру в процессе переработки. Лишь в немногих случаях пространственные полимеры являются первичным продуктом синтеза (например, резольные смолы, стр. 421). При этом в начальных стадиях технологического процесса получают олигомеры с молекулярным весом около 1000, еще сохраняющие способность плавиться или растворяться и, следовательно, поддающиеся формованию. В последующих стадиях переработки такие олигомеры превращаются в пространственные полимеры, теряя растворимость и способность плавиться (процесс отверждения резоль ных смол. стр. 553). [c.377]

Растворение полимера и формование изделия из рас гвора завершаются фиксацией (отверждением) полученного изделия (пленки, нити). Фиксация достигается, как указывалось ранее, путем испарения растворителя до перехода системы в состояние практической нетекуче-сти или путем такого изменения состава растворяющей смеси, при котором происходит выделение иовой, концентрированной по полимеру фазы, образующей остов изделия. В последнем случае мы имеем дело с одной из основных разновидностей процесса застудневания жидких систем. [c.171]

Для получения волокнистого материала раствор полимера продавливается через тонкие отверстия. Вытекающая из отверстия струйка раствора подвергается отверждению путем испарения растворителя или путем застудневания. Процессы отверждения будут рассмотрены в следующем разделе. Здесь же кратко излагаются некоторые вопросы собственно формования жидкой нити. [c.235]

Формованные и вальцованные изделия из Ф. п. м получают соответственно прессованием и вальцеванием, а т. н. навитые материалы — намоткой асбестовой нити, пропитанной связующим. При использовании в качестве связующего синтетич. смолы сформованное изделие подвергают отверждению, при применении каучука — вулканизации. Процесс производства тканых Ф. п. м. включает изготовление тканой ленты из нити, к-рая м. б. армирована проволокой (путем их, совместного скручивания). Картонные Ф. п. м. изготавливают на картоноделательных машинах, связующее вводят непосредственно в асбестовую массу или пропитывают им вырубленное из асбестового картона изделие. [c.393]

Так как трехмерные полимеры непригодны для формования изделий (пленок, нитей, пластмассовых и резиновых изделий), то основной задачей является синтез высокомолекулярных соединений в виде линейных полимеров, которые либо сохраняют в готовых изделиях линейное строение, либо приобретают сетчатую структуру в процессе переработки. Лишь в немногих случаях трехмерные макромолекулы являются первичным продуктом синтеза (например, резольные смолы). В этих случаях в начальных стадиях технологического процесса получают трехмерные молекулы сравнительно малого молекулярного веса около 1000), благодаря чему полимер еще сохраняет способность плавиться или растворяться, а следовательно, и формоваться. В последующих стадиях переработки происходит укрупнение трехмерной молекулы и развитие пространственной структуры, приводящее к потере полимером способности плавиться и растворяться (отверждение -смол). [c.346]

Одновременно будут рассмотрены вопросы физико-химии процессов формования волокон, включая перевод полимера в вязкотекучее состояние и подготовку к формованию закономерности образования жидкой нити при экструзии расплава или раствора через тонкие отверстия условия стабильности формующейся нити при воздействии аэро- и гидродинамических полей в прядильных шахтах и ваннах механизм отверждения жидкой нити при формовании волокон из растворов и расплавов фазовы( превращения и физические переходы полимера, протекающие при формовании волокон и при их дальнейшей обработке связь между ориентацией полимера и свойствами волокон процессы, протекающие при ориента ционной вытяжке волокна. [c.16]

Наиболее же примечательным является то, что значение модуля упругости таких образцов достигает 100 ГПа [35], т. е. самого высокого значения, которое только удавалось достичь при формовании нитей другими способами. Существенно отметить, что гидростатическое давление само по себе без предварительной заготовки фибрилл не приводит к такому результату также само присутствие фибрилл в образце без приложения давления в процессе отверждения не обеспечивает высоких значений модуля упругости. [c.257]

Далее начинаются самые сложные процессы, связанные с отверждением жидкой нити в результате тепло-и массообмена в условиях ее продольного вытягивания. По аппаратурному оформлению и принципу удаления растворителя различают три основных способа формования сухое, мокрое и сухо-мокрое [9—11]. В первом случае струйки прядильного раствора попадают в шахту, где омываются током нагретого газа. При этом интенсивно протекают диффузионные процессы (испарение растворителя), что приводит к утверждению элементарных волоконец. По этому способу можно получить высокопрочные волокна из растворов ПБА и ДМАА [9], однако ограничения по применению низкокипящих [c.227]

При дальнейшем испарении растворителя во время формования по сухому методу система переходит в застеклованное состояние, соответствующее точке Хс и деформация- нити (фильерное вытягивание) полностью прекращается. Процесс отверждения в этом случае связан с изменением агрегатного, а не фазового состояния системы, поскольку на всем пути раствор остается однофазным. Этот переход часто происходит почти одновременно по всему сечению волокна и приводит к образованию сравнительно однородной надмолекулярной структуры и макроструктуры. [c.152]

Последующие процессы получения волокон сводятся к ориентационному вытягиванию нитей, причем в зависимости от метода отверждения жидкой нити и характера исходной системы ориентация полимера по времени полностью или частично совмещается со стадией отверждения. Формование химических волокон завершается релаксацией внутренних напряжений, возникших на предыдущих стадиях процесса, а в ряде случаев — дополнительной обработкой с целью придания волокнам особой макроструктуры и улучшения их способности к текстильной пер( -работке. [c.68]

Из приведенного выше рассмотрения явления прядомости следует, что для упруговязких систем существуют два механизма разрушения жидкой нити, зависящие от скорости деформации и соотношения вязких и упругих свойств системы. При слабо выраженных упругих свойствах жидкости и относительно небольших скоростях деформации длина, на которую жидкость может быть вытянута в виде метастабильного цилиндра , пропорциональна в первом приближении эффективной вязкости системы. При отчетливо выраженных упругих свойствах жидкости и при больших продольных градиентах скорости для сохранения системы в виде непрерывной нити необходимо, чтобы процесс деформации сопровождался такой перестройкой структуры системы, нри которой происходит ее упрочнение. Первый механизм характерен для формования нити из обычных прядильных растворов и расплавов с вязкостью приблизительно до 10 — 10 пз, по крайней мере на участке до первичной фиксации (отверждения) жидкой нити. Второй механизм действует, очевидно, на участке вытяжки первично зафиксированной нити. [c.151]

Прежде чем перейти к подробному рассмотрению про цесса отверждения нити по мокрому методу формования, связанному с заменой в жидкой нити растворителя яа юрастворитель, необходимо кратко рассмотреть диф-с[.узиоиные процессы, предшествующие собственно от-вер кдению раствора полимера [c.257]

Как уже указывалось, формование предусматривает не только придание формы волокна вытекающему прядильному раствору, но и фиксацию его при охлаждении расплава, застудневании раствора в осадительной ванне или при испарении растворителя. Одной из важных стадий технологического процесса, которая определяет структуру и свойства готового волокна, является начальная стадия формования — перевод жидкой струи, выходящей из фильеры, в отвержденную нить. Вследствие фазовых превращений, происходящих в системе, возникают надмолекулярные образования, морфология которых определяется фазовым распадом системы. Именно на этой стадии закладываются основные элементы структуры волокна. Так, ввиду жесткоцепного характера молекул целлюлоза при формовании вискозной нити не должна претерпевать больших изменений, а лишь некоторую ориентацию элементов структуры. [c.243]

При формовании дедеронового волокна прядильная шахта, расположенная под обдувочной шахтой, представляет собой обычную трубу, через которую элементарные волоконца проходят в нижнюю часть машины. Длина шахты (включая обдувочную часть) составляет 3—5 м. Следует упомянуть, что Михайлов с сотрудниками на основании данных своей уже упоминавшейся работы [28], посвященной исследованию процесса отверждения полиамидных нитей при формовании из расплава, согласно которым процесс отверждения заканчивается уже на расстоянии 40—50 см от фильеры, ставят вопрос о том, насколько необходимо применять шахты высотой около 4 м, как это делается сейчас. Такая постановка вопроса, несомненно, была бы справедливой, если не учитывать, что прядильная шахта должна уменьшить колебания нитей (которые могут распространяться вплоть до фильеры) в результате движения потоков воздуха. Следствием этих колебаний является неравномерность нити по номеру. Если учесть это обстоятельство и установить в помещении, в котором проводят формование и намотку волокна, специальные приспособления по выравниванию давления и воздушные затворы, то можно, конечно, обойтись и без установки специальной прядильной шахты (см. стр. 478 и [19]). Необходимо также выяснить, насколько велика разница в капиталовложениях и в эксплуатационных расходах при использовании этой схемы вместо обычно применяемых прядильных шахт. [c.336]

Свежесформованная нить обрабатывается кислотами для нейтрализации остатков непрореагировавшего диамина. Обычно для такой обработки применяется 1—10%-ный раствор органической кислоты. Для завершения процесса формования и отверждения полужидкой внутренней части волокна нить обрабатывается водой под давлением. При этом также образуется полимочевина и отщепляется СОг. Реакция протекает по схеме [c.173]

Первая стадия формования волокон из полимеров заключается п про-давливании раствора или расплава через тонкие отверстия фильеры в прядильную шахту или ванну, где образовавишяся после выхода из фильеры жидкая нить фиксируется в виде отвердевшего полимера. Фиксация (отверждение) жидкой нити представляет собой самостоятельную стадию процесса формования и будет рассмотрена в отдельной главе. [c.139]

По мере протекания процесса отверждения ншдкой нити при формовании волокна свойства полимерной системы резко изменяются. Вязкость начинает быстро нарастать, что приводит к уменьшению вязкой соста-вляюш[ей общей деформации, которая становится менее значимой по сравнению с обратимой деформацией. Если вязкость растворов, из которых формуют волокна по сухому методу, и расплавов полимеров составляет около 10 —10 пз, то вязкость сформованного волокна, находящегося ниже температуры стеклования, достигает 10 —10 пз и выше. На изменении вязкости в этих пределах и основан процесс отверждения жидкой нити. [c.158]

Известно, что время достижения определенной концентрации осадителя в волокне зависит от его концентрации в осадительной ванне. Поэтому, если фазовое превращение, приводящее к отверждению нити, например застудневание раствора полимера, достигается при каком-либо определенном содержании осадителя, то согласно уравнению Крэнка время диффузии будет зависеть от отношения оо, т. е. в конечном счете от концентрации осадителя в ванне (обычно принимается, что М о равно этой концентрации). Именно поэтому в ряде случаев для регулирования коагулирующей способности осадительных ванн изменяют концентрацию осадителя, т. е. того компонента, который вызывает смещение равновесия в системе и застудневание раствора полимера. Например, при формовании полиакрилонитрильного волокна из растворов в диметилформамиде таким активным компонентом является вода. В качестве осадительной ванны используются смеси диметилформамида с водой. Регулирование коагулирующей способности ванн достигается изменением содержания воды в осадительной ванне. Употребляемые иногда в технологической практике термины жесткая и мягкая осадительные ванны характеризуют, в частности, такое изменение состава и концентрации компонентов осадительной ванны, которое приводит к уменьшению или увеличению соотноц1ения между скоростью диффузионных процессов и скоростью нарастания вязкости в формующейся нити. Более жестким осадительным ваннам соответствуют, как правило, более высокие концентрации осадителя, что приводит в соответствии с закоиамр диффузии к более быстрому достижению пороговых концентраций в волокне, вызывающих фазовые превращения и, следовательно, отверждение нити. Более мягкие осадительные ванны — ванны с пониженной концентрацией осадителя — вызывают в конечном итоге такое же отверждение нити, но в этом случае для накопления в волокне пороговых концентраций требуется более продолжительное время. [c.190]

Следует ожидать, что и механизм ориентации полимера в областях, прошедших стадию застудневания и еще не прошедших этой стадии, будет различным. В первом случае ориентация должна сводиться к взаимному перемещению и преобразованию элементов, возникших при направленном разрушении студнеобразной нити, в то время как во втором случае будут преобладать процессы ориентации за счет вязкого течения макромолекул или их статистических агрегатов. Макрофибриллярные образования, возникающие при направленном разрушении студня, могут существенно отличаться от микрофибрилл, характерных для ориентированного полимера, прошедшего стадию ориентации в вязком состоянии. Соответственно этому физико-химические и механические свойства волокон будут в значительной степени определяться условиями проведения процессов формования на стадии фиксации жидкой струи и превращения ее в отвержденную нить. [c.200]

Однако основной целью первой стадии процесса по- ле образования жидкой нити является ее отверждение, и поэтому достижение полного равновесия не обязательно. Более того, во многих случаях при формовании по мокрому методу желательно, чтобы в полимере охранилось достаточно большое количество растворителя, который действует как пластификатор, облегчая )риентаиионную вытяжку волокна. [c.258]