Процессы при ориентационной вытяжке

Степень ориентации (и коэффициент двойного лучепреломления), созданная в процессе ориентационной вытяжки, зависит от многих параметров, характеризующих процессы растяжения, важнейшими из которых являются величина деформации (степень вытяжки), температура и длительность вытяжки (или скорость вытяжки в режиме вытягивания с постоянной скоростью роста нагрузки). Описание степени ориентации полимеров лишь одним параметром — степенью вытяжки — недостаточно, как это убедительно доказали Кувшинский с сотрудниками и Шишкин с сотрудниками. Степень ориентации однозначно связана со степенью вытяжки лишь при условии, что режим вытяжки (температура и скорость) остается неизменным. [c.187]

Значения пьезомодулей, вероятно, можно повысить, если совместить процесс ориентационной вытяжки с поляризацией коронным разрядом. При одновременной одноосной вытяжке и поляризации получены значения 31 a 35 пКл/Н [162]. [c.185]

Межмолекулярные взаимодействия могут служить зажимами, фиксирующими проходные цепи в кристаллитах, только при натяжении цепи, меньше.вд некоторого усилия /п, которое не превышает критическую прочность цепи [117] (для ПЭ, например, прочность оценивается в 0,063 мПа [118]). Прн натяжениях, больших /о, межмолекулярные силы неспособны удерживать цепь в кристаллитах. Для ее фиксации нужны стопоры иной природы. Оценить силу, действующую на отдельную молекулу, соединяющую две соседние микрофибриллы, в настоящее время не представляется возможным. Однако изучение накопления молекулярных разрывов в процессе ориентационной вытяжки, а также падение увеличением Я заставляет предполагать, что часть цепей в межфибриллярных промежутках все же рвется. [c.220]

Если принимать модель строения микрофибрилл, описанную в разделе 11.4 то предположение о возрастании числа межфибриллярных молекул в процессе вытяжки кажется маловероятным, поскольку число проходных молекул по этой модели считается близким к числу молекул, составляющих кристаллит. Кроме того, данные об изменении коэффициентов диффузии [55] или по контрастированию иодом [120] не обязательно интерпретировать только увеличением числа межфибриллярных молекул. Эти данные могут быть обусловлены простым увеличением плотности упаковки межфибриллярных промежутков (за счет перехода сегментов молекул из свернутых конформаций в более выпрямленные) или сближением микрофибрилл в процессе ориентационной вытяжки. [c.229]

Т. обр., роль теплового движения в процессе ориентационной вытяжки полимеров очень многообразна. Прежде всего, полимер должен быть нагрет — тепловое движение молекул должно быть настолько интенсивным, чтобы обеспечивалась достаточная подвижность молекул. Уже здесь роль теплового движения в ориентационной вытяжке двоякая. С одной стороны, оно обеспечивает флуктуационные перескоки небольших участков молекул таким образом, что при наличии внешней силы участки молекул в аморфных областях кристаллич. полимера или между узлами в аморфных полимерах постепенно распрямляются и вытягиваются приблизительно вдоль направления действия силы. С другой стороны, это же тепловое движение стремится дезориентировать молекулы, вернуть пх к более скрученному состоянию. Поэтому уже на начальной стадии ориентирования требуется подбор определенных оптимальных условий растяжения для успешного проведения ориентационного процесса. [c.259]

При всей важности первой стадии формования волокна, т. е. стадии, на которой из растворов полимера возникает студнеобразная нить с определенной структурой, не меньшее значение имеют последующие процессы. Первичная стадия заканчивается образованием студнеобразной нити, которая содержит еще очень большое количество растворителя. Дальнейшие стадии процесса получения нити заключаются в доведении ее до сухого полимерного волокна. Этот переход к сухому волокну (или, как иногда принято говорить в коллоидной химии, к ксерогелю), так же как и процессы ориентационной вытяжки, отражается на его свойствах. [c.225]

Остается сделать несколько замечаний относительно влияния этих морфологических особенностей двухфазных систем на процессы ориентационной вытяжки. [c.263]

Иногда неправильно оценивают эффективность ориентационных процессов, сопоставляя достигнутую прочность волокон с кратностью их ориентационной вытяжки. Неправильность такой оценки следует из того, что степень ориентации не является линейной функцией кратности вытяжки. На первичных стадиях вытяжки, как уже говорилось ранее, часто происходит резкая перестройка внутренней структуры полимера в волокне. Кроме того, в процессе ориентационной вытяжки доля пластической деформации изменяется по определенному закону. Эта деформация, не отражая непосредственно процесса ориентационной вытяжки, входит в качестве составной части в показатель общей деформации при вытяжке. [c.281]

Зона пластификации волокна (нагрева или набухания), после которой начинается процесс ориентационной вытяжки. [c.243]

При введении красителей в прядильный раствор при крашении в массе осложняется протекание процессов ориентационной вытяжки, а также кристаллизация при термообработке. Это обусловливает более жесткие режимы термообработки для достижения достаточной водостойкости волокон [9—11]. Кроме того, изменяется степень ацеталирования полученных волокон, что однако незначительно сказывается на их водостойкости и физикомеханических свойствах. [c.331]

В заключение рассмотрим вопрос о повышении температуры в зоне образования шейки. В большинстве случаев ориентационная вытяжка развивается локально — путем возникновения и последовательного распространения шейки в неориентированном материале, и эта локализация деформации может приводить к существенным разогревай материала за счет превращения работы пластической деформации в теплоту. Предположение об адиабатическом повышении температуры выше температуры размягчения в области шейки было одним из первых объяснений процесса ориентационной вытяжки стеклообразных полимеров [86—89] и повлекло за собой экспериментальную проверку распределения температуры вдоль образца, подвергаемого ориентационной вытяжке. Независимые измерения с применением термопар [72, 88, 90] и фосфоров [70] привели к заключению, что повышение температуры в зоне образования шейки существенно зависит от скорости ориентации при обычных лабораторных ско- [c.204]

Структура и свойства ориентированных аморфно-кристаллических полимеров зависят и от их молекулярного строения, и от степени ориентации, созданной в процессе ориентационной вытяжки. Степень ориентации определяется многими параметрами, характеризующими процессы растяжения, важнейшими из которых являются деформация (степень вытяжки), температура и длительность (или скорость) вытяжки. [c.49]

Для практики особенно интересны методы, предусматривающие совмещение в едином технологическом цикле процессов ориентационной вытяжки и формования деталей остекления, —так называемые методы совмещенной технологии / Изготовление деталей из ориентированного стекла этими методами наиболее эффективно, поскольку позволяет улучшить их качество за счет исключения повторной операции разогрева при температурах выше температуры стеклования, резко сократить трудоемкость процесса благодаря устранению охлаждения, разрезания мз[териала, монтажа перед формованием и последующего нагрева, а также исключить брак, вызываемый повторным нагревом для формования. [c.98]

При такого рода трансформациях действует запрет на прямой переход от КСЦ к КВЦ. До недавнего времени его не удавалось преодолеть, и по мере приближения к температуре плавления вытянутое таким образом волокно усаживалось примерно во столько же раз, во сколько оно было вытянуто, с очевидной потерей механических свойств. Долгое время считалось, что существенного увеличения прочности при технологическом процессе, основанном на ориентационной вытяжке, ожидать не приходится, ибо генетическая память предполагает если не сохранение, то во всяком случае реставрацию во время усадки, числа проходных или держащих нагрузку цепей, в конечном счете, определяющих прочность. [c.378]

Величина О и скорость гомогенной нуклеации По зависят от числа активных соударений, т. е. процесс носит вероятностный характер, и выражаются экспонентой. В связи с этим суммарная скорость структурообразования имеет экстремальную зависимость от температуры. Свойства вискозных нитей, сформованных при разной температуре, также изменяются экстремально. Типичной в этом случае является зависимость показателя двойного лучепреломления волокна от температуры [93], приведенная на рис. 7.33. Волокно формовали без ориентационной вытяжки. При 20 °С показатель двойного лучепреломления Ап составлял 0,0158. При повышении температуры до 30—40 °С Ап возрастает до 0,0169— 0,0172. Затем при 50—60 °С этот показатель снижается до 0,0165— 0,0169. Особенно сильное снижение наблюдается при повышении температуры до 70 °С. Величина Ап при этом составила 0,0126. [c.203]

Как видно из данных таблицы, во время движения нити на расстоянии 19,5 м в течение 59 с протекают процессы вторичного структурообразования и остаточный ксантогенат снижается с 6,6 до 4,1. Это приводит к возрастанию напряжения при вытягивании с 4,7 до 6,2 сН/текс. Однако нить сохраняет удовлетворительную способность к вытягиванию, и физико-механические характеристики нити практически остаются на постоянном уровне. Тем не менее при выборе участка, на котором должна осуществляться ориентационная вытяжка, следует каждый раз учитывать конкретные производственные условия и требования, предъявляемые к качеству получаемого волокна. [c.229]

Жгут с машины для формования 1 принимается на вальцы 2. Между вальцами и прядильными дисками машины производится ориентационная вытяжка (до 10—40%) и вытянутый жгут через питающие вальцы 3 подается на резательную машину 4. Штапельки падают в рыхлительную барку 5, где они разбиваются на отдельные волокна струями подаваемой сверху пластификационной ванны и пара, барботирующего снизу. Температура обработки 94—96 °С продолжительность — 3—5 мин. В рыхлительной барке одновременно протекают процессы довосстановления, отгонки сероуглерода и термофиксации. Однако, поскольку обработка прово- [c.284]

Жгут подвергается ориентационной вытяжке в размере 120— 140%. Процесс проводится в две ступени на агрегате, изображенном на рис. 8.10. Первая вытяжка (40—60%) реализуется на воз- [c.289]

Рис. 106. Пределы вязкости при ориентационной вытяжке волокна в процессе формования по сухому методу (пояснения см. в тексте).

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]

При формовании волокон из целлюлозы и ее эфиров ориентационная вытяжка заканчивается непосредственно на прядильной машине до удаления остатков растворителя. Именно поэтому эффект ориентационного упрочнения целлюлозных волокон имело бы смысл рассмотреть непосредственно в связи с процессами формования и структурообразования при застудневании жид- [c.282]

Осуществление ориентационной вытяжки волокон в процессе их формования представляет большую сложность. Об этом кратко упоминалось при анализе метода сухого формования волокна. Аналогично обстоит дело и при мокром методе формования. Как в том, так и в другом случаях полимерная система проходит в процессе фиксации жидкой нити широкий диапазон вязкостей, вплоть до практически нетекучего состояния. Задавая соответствующий градиент скорости нити в шахте или ванне, можно ориентировать макромолекулы и надмолекулярные образования вдоль оси волокна. При этом устанавливается определенное равновесие между ориентирующим действием потока и дезориентирующим действием теплового движения. Как только снимается растягивающее напряжение, вновь происходит полная разориентация полимера. [c.286]

Перевод в нетекучее состояние (коагуляция, застудневание) осуществляется обычно путем диффузионной замены растворителя на нерас-творитель (осадительная ванна). Что касается ориентационной вытяжки, то, собственно, здесь и закладываются основные свойства волокна. И эта стадия технологического процесса является самой тонкой и в то же время самой ответственной. В самом деле, если в результате завершения процесса распада на две фазы студень полностью теряет текучесть, то ни о какой устойчивой ориентации макромолекул не может быть и речи, так как ориентация макромолекул связана с вязким течением. С другой стороны, если процесс перехода к равновесному составу фазы И (этот переход от точки а к точке б отмечен горизонтальной стрелкой на рис. 4) только начался и вязкость остова студня, т. е. будущей фазы И, еще относительно мала, то вытяжка такой системы [c.170]

Нам представляется, что использование полос поглощения, соответствующих колебаниям боковых и концевых групп, принципиально не устраняет те неопределенности, от которых авторы [80] стремились избавиться. Например, концы молекул могут находиться и в межфибриллярных прослойках если не допускать значительного числа складок (а оно даже по этим оценкам составляет 30%), то вопрос о расположении момента перехода для большинства цепей становится не столь уж неопределенным. Соотношения, полученные в работе [80], в какой-то мере отражают выбранную авторами модель устройства аморфных областей. Результаты количественного обсчета экспериментальных данных более подробно будут обсуждаться позже. Отметим только, что в работах [86, 87] на основании ИК-спектроскопических данных делается вывод, что в процессе ориентационной вытяжки таких полимеров, как ПЭ, ПЭТФ, найлон 66, число складок по сравнению с неориентированным состоянием резко уменьшается и говорить о каком-либо заметном их количестве в высокоориентированном состоянии становится довольно трудно. И только дс- [c.122]

Следствие конформационных переходов в аморфных областях полимеров при ориентировании — изменение распределения сегментов молекул в аморфных участках по длинам. Обнаружение в ориентированных полимерах после прорастания шейки заметного числа свернутых конформеров [56] позволяет считать, что в межкристаллитных аморфных прослойках по крайней мере часть молекул имеет длину, большую чем U- В процессе ориентационной вытяжки разнодлинность молекул в аморфных прослойках уменьшается. Это подтверждается ИК-спектроскопическими данными по изучению распределения напряжений в нагруженных образцах разной степени вытяжки [ 33]. Найдено, что в ориентированных образцах ПКА, ПП и др. с разной % число держащих нагрузку молекулярных цепей в аморфных об- [c.226]

Как видно из рис. 4.9, структура пленки состоит из анизометричных образований, скрепленных между собой узлами той же фазы. В процессе ориентационной вытяжки происходит параллелизация анизометричных элементов, но при этом в узлах создаются внутренние напряжения, поскольку одновременно с первичным процессом распада на фазы происходит и омыление ксантогената целлюлозы, что приводит к повышению темпера- [c.153]

Еще не совсем ясен характер открытого в последнее время третьего типа связей, образующихся в процессе сушки. Этот тип связи проявляется в определенном тиксотроническом эффекте при снятии кривой нагрузка—удлинение. Число и характер образующихся в процессе сушки волокна связей, естественно, зависят от предструктуры геля, в особенности от величины и количества кристаллитов, а также от их вида и упорядоченности. В связи с этим процесс ориентационной вытяжки волокна при формовании должен способствовать образованию новых связей, что проявляется в увеличении разрывной прочности волокон, подвергнутых вытягиванию. [c.329]

Тот факт, что поверхностный слой ориентированных волокон имеет существенно меньшую молекулярную Ориентацию, чем предповерхностный слой, является очень интересным и свидетельствует о разрушении поверхностного слоя в процессе ориентационной вытяжки. [c.170]

В закл]очение этого раздела уместно напомнить о тех структурных превращениях, которые сопровождают процесс ориентационной вытяжки аморфных полимеров при формовании через стадию застудневания. Выше [c.212]

Кроме степени кристалличности полимера в волокне на процесс ориентационной вытяжки определяющее влияние оказывают фазовые превращения, связанные с переходом от одной кристаллической модификации к друго11. Насколько сложны такие переходы и насколько важно их изучение, можно показать на примере процесса ориентационной вытяжки поликапроамида, исследованного в ряде работ [c.223]

Образцы ориентированного материала, вырезанные в перпендикулярном направлении, при температурах до 80°С разрушаются практически хрупко, без проявления вынужденно-эластических дефор маций (Гхр составляет 95°С). Таким образом, в направлении, перпендикулярном плоскости листа, почти полностью отсутствует область возможного проявления вынужденно-эластических деформаций (Гс—Гхр=120—95 = 25°С), в то время как в плоскости листа наблюдается обратная картина [Гхр=120—(—32) = 152 0]. Это связано, по-видимо му, с образованием слоистой структуры в процессе ориентационной вытяжки и уменьшением числа связей, влияющих на свойства в направлении, перпендикулярном плоскости листа. Только при темшературах выше 95 °С возможно проявление больших разрывных деформаций, обусловленных подвижностью молекулярного ориентированного каркаса. [c.135]

О влиянии длины цепей и их распределения на механические свойства изотропных и подвергшихся ориентационной вытяжке полимеров в литературе имеются весьма противоречивые сведения. Имеются данные о линейной зависимости между прочностью капронового волокна и величиной обратной молекулярной массы , но это — кристаллизующийся полимер и поэтому к подобным корреляциям следует отнестись осторожно. Наиболее существенные изменения прочности связываются с областью молекулярных масс З-Ю —15 10 т. е. там, где резко меняется прочность изотропного полимера. Обнаруживается также линейная зависимость между логарифмом прочности волокна и обратной величиной молекулярной массы полимеров, однако, в случае волокон, которые всегда кристалличны, тип зависимости любого параметра от М связан не с готовой структурой, а с технологической предысторией, где доминируют реологические факторы. Для ориентированных пленок поливинилацетата наблюдается линейное увеличение прочности с молекулярной массой. Однако эта зависимость четко проявляется лишь по достижении молекулярных масс, при которых прочность изотропного поливинилацетата становится неизменной. При изучении аморфных полиметилметакрилата, полистирола и поливинилацетат, получаются близкие результаты, хотя соответствующие зависимости не являются строго линейными. На механические свойства ориентированных полимерных материалов гораздо больше влияют условия формован 1я и вытяжки волокон и пленок [22].-Влияние молекулярной массы на механические свойства линейных аморфных полимеров следует оценивать с учетом изложенных представлений об их квазисетчатом строении. Прочность и другие механические свойства полимеров определяются их строением, однако при формовании и вытяжке волокон молекулярная масса полимера регулирует протекание процессов ориентации макромолекул, определяя структурные особенности и свойства получаемых полимерных материалов. [c.197]

Чтобы разобраться в термокинетике процессов, протекающих при ориентационной вытяжке, рассмотрим типичную топограмму кристаллизующегося гибкоцепного полимера (рис. XVI. 8, а), заметив, что значения параметра р монотонно растут с увеличением степени вытяжки. Вытяжки в рамках применимости ТВЭ — тем более холодные вытяжки — т. е. движение по р из области //, где устойчивы КСЦ, в область III, где устойчивы КВЦ, оказываются неэффективными из-за того, что энергии, необходимые для перехода через кривую 3, т. е. для достижения р (рис. XVI. 8, б) оказываются выше энергии активации разрушения i/o, и поэтому разрушение опережает упрочнение. Однако по мере повышения температуры барьер, разделяющий области II и III, понижается, и при некоторой температуре 7кр становится меньше i/o- Тогда уже оказывается возможным совершить переход растяжением через кривую 3, т. е. движение из положения О (рис. XVI. 8, б) вверх по кривой КСЦ до р, и затем перейти в область термодинамической предпочтительности КВЦ. Так как при этом из-за конкуренции КСЦ и КВЦ (ср. разд. XVI. 1 и гл. XIV), степень [c.379]

С другой стороны, если позволяют требования, предъявляемые к качеству волокна, повышения устойчивости процесса можно достичь путем такого изменения парахметров, которое обеспечивает быстрое отверждение элементарных струй, а именно понижением индекса зрелости, уменьшением содержания щелочи в вискозе, повышением СП целлюлозы и ее содержания в вискозе. Почти во всех случаях, за исключением повышения СП, такой прием приводит к снижению способности свежесформованной нити к ориентационной вытяжке, и, если ее оставить на прежнем уровне, то устойчивость процесса из-за возросшего числа обрывов при вытяжке не только повышается, но, наоборот, даже снижается. Следовательно, при изменении этих параметров вытяжка снижается. [c.254]

Необходимо подчеркнуть, что увеличение концентрации Н2504 в осадительной ванне приводит к повышению стабильности процесса только в зоне формования. Образуюшаяся при этом структура нити характеризуется меньшей способностью к ориентационной вытяжке. Поэтому, если вытяжку оставить на прежнем уровне, это может привести к резкому увеличению обрывности в зоне вытяжки.. Повышение температуры в зтом отношении является более целе- [c.255]

Технологическая схема получения волокна хлопкового типа изображена на рис. 8.10. Элементарные жгуты с каждого прядильного места на машине для формования I собираются в общий жгут, который принимается на вальцы 2. Между прядильными дисками и вальцами производят ориентационную вытяжку жгута до 20—40%, Вытянутый жгут подвергается обработке пластификационной ванной под натяжением в аппарате для пластификационной обработки 3. Температура ванны 94—96 °С. При этом одновременно протекает несколько процессов окончательное разложение ксаитогената (довосстановление), отгонка выделяющегося С 2 и термофиксация. Длина аппарата определяется наиболее медленно протекающим процессом (отгонкой S2) и составляет обычно 15— 20 м. Содержание S2 в жгуте на выходе не должно превышать 0,2—0,5%. Выделяющийся S2 отсасывается вентилятором и направляется на регенерацию конденсационным или углеадсорбцион-ньш способом. [c.282]

Следующей стадией, сменяющей и частично сопровождающей калибровку, является стадия ориентационной вытяжки нити. Этот процесс протекает на очень коротком участке пути нити в шахте. При скорости формования 300—600 м1мин и высоте шахты 3—6 м время [c.254]

На рис. 124 представлена схематическая кривая нарастания вязкости во времени для процесса застудневания с применением промежуточного нагрева (в нластификационной ванне). От исходной величины т1о и до нижнего предельного значения г ориентация оказывается неэффективной. Далее ориентация эффективна, но быстро наступающее застудневание приближает систему к верхнему пределу вязкости г]2, выше которого градиенты скорости нити оказываются малыми, и ориентация невозможна. Снижение вязкости путем нагрева нити в пластификационной ванне позволяет выиграть время и снизить растягивающее усилие для дополнительной ориентационной вытяжки. [c.287]

Так же как и при получении искусственных волокон, сочетание ориентационной вытяжки с релаксационными процессами позволяет получить тех- нические иленки с повышенными механическими свойствами и с хорошей стабильностью размеров. Это особенно важно для пленок, используемых в качестве носителей специальных слоев, например, в качестве подложки для свето-йувствнтельных материалов. [c.308]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология