Процессы при ориентационной вытяжке кристаллизующихся полимеров

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]

Для кристаллизующихся полимеров ориентационная вытяжка проводится, как правило, в интервале темп-р между темп-рой стеклования аморфных областей и темп-рой плавления кристаллов полимера. Ниже темп-ры стеклования неориентированные кристаллич. полимеры чаще всего оказываются хрупкими и при нагружении разрушаются, не переходя в ориентированное состояние. Выше точки плавления кристаллов неориентированный полимер переходит в полужидкое состояние и легко растягивается. Но при этом степень ориентации молекул оказывается весьма низкой, т. к. они проскальзывают друг по другу без эффективного распрямления. Разумеется, все отмеченные процессы следует понимать в релаксационном плане — с учетом соотношения скоростей внешнего воздействия и тепловой подвижности макромолекул. [c.258]

Пленки и волокна из ароматических полиамидов, так же как и из других полимеров, для повышения прочности подвергают ориентационной вытяжке. Чтобы ориентированные изделия при дальнейшей обработке и эксплуатации не давали усадки, после вытяжки обычно проводят термофиксацию, которая бывает наиболее эффективна, если полимеры способны кристаллизоваться. Часто ориентационную вытяжку и термофиксацию проводят одновременно или объединяют обе операции в едином технологическом процессе. [c.184]

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]

ПИЯ мономерных звеньев пе проявляется макроскопически у неориентированных полимеров вследствие неупорядоченного статистического распределения макромолекул или надмолекулярных структур. При таких процессах переработки полимеров в изделия, как ориентационная вытяжка, экструзия, а также в некоторой степени и прессование, возникает преимущественная ориентация макромолекул. Это должно привести к анизотропии диэлектрических свойств ориентированных полимеров, которая зависит как от электрической анизотропии мономерного звена, так й от степени ориентации макромолекул. Поскольку степень ориентации макромолекул у кристаллических полимеров может быть значительно выше, чем у аморфных полимеров, то, естественно, можно ожидать большего влияния ориентации на диэлектрические свойства у кристаллизующихся полимеров. [c.139]

Следует подчеркнуть, что сказанное выше относится к изотропным образцам, которые не подвергались ориентационной вытяжке в процессе (или по окончании) кристаллизации. Холодная вытяжка, например, может привести к падению плотности межкристаллитных прослоек [124] в результате разворота кристаллитов в направлении оси ориентации и увеличения расстояния между ними, так что структура ориентированных полимеров в зависимости от степени вытяжки постепенно приближается к структуре типа бахромчатой мицеллы. Обзор морфологии ориентированных кристаллизующихся полимеров см. в [218]. [c.168]

Закономерности упрочнения полиамидных волокон характерны для кристаллизующихся синтетических полимеров. Основой процесса ориентационного упрочнения является вытягивание сформованного волокна. Главные параметры вытяжки следующие температура волокна, напряжение и продолжительность действия усилия. [c.181]

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]

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]

Интересно отметить, что такой процесс может служить наглядной демонстрацией стягивания затвердевшей оболочки. Это отчетливо видно из поперечного среза волокна (рис. 8.37). Технологические трудности, возникающие при реализации такого метода, аналогичны осложнениям, возникающим при формовании волокон из быстро кристаллизующихся полимеров кроме того, общая механическая прочность первично сформованного волокна не позволяет достаючно полно провести процессы последующей ориентационной вытяжки. Образованию монолитной структуры препятствуют быстро протекающие процессы синерезиса (разрушения сплошности) при образовании полимера. [c.203]

При получении химических волокон различными методами процесс формования не заканчивается на стадии намотки свежесформованного волокна на приемное устройство. Так, например, при сухом методе формования последующие операции сводятся в основном к удалению остатков летучего растворителя . При формовании волокон из расплава кристаллизующихся полимеров (полиамиды, полиэфиры) выходящее из прядильной шахты волокно, как правило, еще не пригодно для дальнейшей переработки и должно быть подвергнуто ориентационному вытягиванию. При мокром формовании целлюлозных волокон кроме ориентационной вытяжки важной заключительной операцией является удаление воды (сушка) и достижение равновесной влажности. При мокром формовании полиакрилонитрильных волокон процесс последующего ориентационного вытягивания сочетается с процессом смыкания пор, образовавшихся при застудневании раствора (синеретическое отделение жидкости), что приводит к получению более плотного волокна. Для большинства волокон процессы после формования нити включают обычно также и релаксацию внутренних напряжений, возникших вследствие неравновесного протекания ориентационной вытяжки и явлений усадки из-за потери растворителя при сушке. Эти заключительные операции различаются в зависимости от конкретного метода формования волокон. При всей специфике отдельных операций и процессов имеются и такие, которые являются общими для всех видов волокон. К таким процессам относятся в первую очередь ориентация полимера в волокне и релаксация внутренних напряжений. [c.206]

Рассматривая структурные изменения при ориентационной вытяжке волокон, сформованных из кристаллизующихся полимеров, необходимо вновь вернуться к процессам формования этих волокон из расплава, которые протекают в прядильной шахте. Для описания превращений при ориентационной вытяжке свежесформованного волокна следует более точно оценить структуру, возникающую непосредственно при формовании. Наиболее интересны для рассмотрения модельные и практические системы, в которых кристаллизация протекает достаточно быстро и на которых может быть прослежено изменение кристалличности и формы кристаллических образований, в отличие от медленно кристаллизующихся полимеров типа полиэтилентерефталата и поликапроамида, где кристаллизация не успевает пройти в такой степени, чтобы можно было количественно оценить степень кристалличности и морфологические особенности кристаллитов. [c.214]

Технологический процесс вытяжки волокон из кристаллизующихся полимеров достаточно сложен, и параметры этого процесса определяются пе только теми фазовыми превращениями и ориентационными преобразованиями, которые описаны выше, но и рядом других, побочных явлeниii и процессов. Более детальное рассмотрение атих особенностей целесообразно при описании технологических процессов производства отдельных видов волокна, так как такие побочные явления специфичны для каждого типа полимера. Однако следует с/делать общее замечание отпосительиг) скорости вытягивания. [c.224]

Основная сложность получения волокон из таких систем заключается в том, что необходимо управлять скоростями процесса кристаллизации. Если такая кристаллизация проходит очень быстро, возникают трудности с последующей ориентационной вытяжкой. Из опыта формования волокон из расплавов кристаллизующихся полимеров известно, что далеко зашедшая кристаллизация полимера затрудняет дальнейшие ориентационные процессы, связанные с разрушением первично возникших сферолитпых образований и превращением их в новую кристаллическую модификацию с фибриллярной структурой полимера. [c.265]

Вытяжка волокон. Несмотря на особенности морфологического строения волокна из ПТФЭ, данные, приведенные на рис. 33.4, а также результаты подробного исследования процесса ориентационного упрочнения волокна полифен [39] показывают, что основные закономерности процесса вытяжки волокон из ПТФЭ не отличаются от закономерностей вытяжки других волокон из кристаллизующихся полимеров. Следовательно, прочность связи между частицами ПТФЭ, определяющая способность волокна к вытяжке, превышает в данном слз чае усилия, необходимые для соответствующей деформации волокна. [c.474]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология