Свойства волокнообразующих полимеров кристалличность

Соотношение среднестатистических размеров кристаллических и аморфных областей в полимерном субстрате характеризуется степенью их кристалличности а р, зависящей от первичного и вторичного уровней макромолекул волокнообразующего полимера, условий получения образца и некоторых других факторов. Степень кристалличности а р можно определять различными методами, основанными на сопоставлении свойств кристаллических и аморфных структур по данным рентгеновской дифракции, ИК-спектроскопии, по величине плотности образца и др. [c.145]

Способность волокнообразующих полимеров к кристаллизации и достигаемая степень кристалличности играют важнейшую роль в процессах получения и формирования свойств химических волокон. [c.19]

Для создания термостойких полимеров необходимо обеспечить интенсивное взаимодействие между макромолекулами, высокую степень кристалличности полимера и наличие объемных заместителей в цепи, затрудняющих свободное вращение отдельных цепей или сегментов, но не препятствующих их плотной упаковке (наличие жестких цепей) [3]. Исходные полимеры должны быть достаточно высокого молекулярного веса, так как от этого зависят способность волокон к вытягиванию ц их механические свойства. Полимеры должны растворяться в некоторых растворителях. Для выполнения этих требований необходимо, чтобы макромолекулы волокнообразующего полимера содержали ароматические или циклические звенья, обусловливающие жесткость цепи, высокий начальный модуль, тепло- и термостойкость волокон. [c.305]

Разнообразие веществ, которые можно получать в форме волокон, приводит к выводу, что конкретное применение данного полимера определяется в основном его физическими свойствами. Важнейшими физическими свойствами волокон являются высокая прочность, высокий модуль эластичности или устойчивость к деформации, а также высокая температура размягчения. Эти свойства зависят не только от химической природы полимера, но и довольно сложным образом от его физического состояния или от структуры, например от кристалличности, степени ориентации и т. д., а это в свою очередь определяется техническими условиями 1 х получения. Модифицируя процессы получения волокон, можно менять в широких пределах физические свойства последних. Из сказанного следует, что очень трудно предсказать, будет ли данный полимер служить перспективным волокнообразующим материалом, так как это во многом зависит от все время повышающегося уровня технического развития, от потребностей рынка, а также от экономических факторов, таких, как, например, стоимость исходных материалов, масштаб производства, конкуренция с другими видами материалов. Для того чтобы наладить производство волокна, имеющего спрос, нужно затратить многие годы труда и сделать огромные капиталовложения, причем далеко не всегда эти затраты оказываются оправданными. Но если потери в случае неудачи и велики, то экономическая отдача от производства хорошего волокна может быть также весьма весомой. [c.172]

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]

Любой гибкоцепной полимер в области температур, лежащих ниже температуры стеклования, становится жестким и теряет присущие ему большие высокоэластические деформации. Примером может служить натуральный каучук, охлажденный до температуры ниже —70 °С. Полиэтлиен и полипропилен от типичных каучуков отличаются тем, что температуры кристаллизации их выше 100 °С, поэтому при обычных условиях они являются высококристаллическими полимерами и обладают свойствами, присущими волокнообразующим полимерам. При нарушении регулярности цепи, например в результате хлорирования или хлорсульфирования полиэтилена, снижается степень кристалличности и температура плавления полимера и он уже при обычной температуре становится каучукоподобным. Аналогичные изменения свойств наблюдаются для сополимеров этилена и полипропилена при содержании в них более 15% пропилена. [c.201]

Ценностью этой книги является то, что в ней рассматриваются не только реакции, лежащие в основе синтеза почти всех современных видов волокнообразующих полимеров, получаемых как методами цепной радикальной полимеризации, так и методами поликонденсации, но и основные физические и физико-химические свойства полимеров в зависимости от их химического строения. Существенное внимание в книге уделено рассмотрению вопросов о кристалличности полимеров в связи с их химической природой, установлению количественного соотношения между кристаллической и аморфной фазами, а также вопросам молекулярной ориентации в полимерах. Обсул<даются вопросы о влиянии строения полимерной цепи и наличия боковых групп на температуру плавления полимеров. Интересным в книге является материал, посвященный рассмотрению технологических методов формования синтетических волокон, а также проблем крашения. [c.5]

Высокомолекулярные волокнообразующие полимеры можно получать также изш-аминокарбоновых кислот или их производных.Эти полимеры в значительной мере обладают такими же свойствами, как и полиамиды из диаминов и дикарбоновых кислот они жестки, кристалличны, имеют высокую температуру плавления и ограниченную растворимость. Интересно отметить, что первый волокнообразующий полиамид был получен Карозерсом в 1935 г. из аминокислоты, а именно из со-аминононаповой кислоты. Это открытие привело к интенсификации исследований полиамидов, в результате чего был разработан метод производства найлона 66 132]. Из ш-аминокарбоновых кислот был получен ряд полиамидов 133], однако простой арифметический расчет показывает, что этот класс мономеров не может дать такого многообразия полиамидов, как сочетание различных диаминов и дикарбоновых кислот. Лишь один полиамид на основе ш-аминокислоты, а именно полиамид 6 [17, 31, 34], производится в промышленных масштабах в настоящее время разрабатывается также метод производства другого полиамида этого класса—полиамида 11 из ш-аминоундекаповой кислоты. Возможно, что и волокнообразующий полиамид 7 (из ш-аминогептановой кислоты), плавящийся при 225°, приобретет со временем промышленное значение. Исходную ш-аминокислоту для производства этого полиамида можно получить из фурфурола через тетрагидропиран, образующийся при дегидратации тетрагидрофурфурилового спирта над окисью алюминия и последующем гидрировании [22, 35. [c.124]

В отличие от полиэтиленовых полипропиленовые волокна имеют важное значение в промышленности. Исходным сырьем для них служит полипропилен с преимущественно изотактиче-ской структурой, который получается полимеризацией пропилена при низких давлениях и температурах на катализаторах циглеровского типа в инертном углеводородном растворителе. Атактический полипропилен не обладает волокнообразующими Свойствами, а синдиотактический не производится в промышленности. Полимер с Т пл 165°С и молекулярным весом до 400 000 отфильтровывают от реакционной смеси, освобождают от остатков катализатора, добавляют антиоксидант, окрашивают (если это нужно) и подвергают формованию из расплава с последующим вытягиванием волокна. Существенно, чтобы тактичность полипропилена составляла около 90%. Ориентированное волокно может иметь высокую степень кристалличности — до 50—60%). Стремление свести к минимуму пространственное взаимодействие между метильными группами заставляет почти линейные молекулы полимера принимать форму спирали, в которой на каждый, виток приходится три мономерных звена, а скелетные связи С—С поочередно находятся в транс- и гош-по-ложениях (рис. 9.6). [c.334]

Регулярность строения изотактических полимеров определяет их физические свойства — высокую температуру плавления, высокую кристалличность, малую растворимость и хорощие механические свойства. Регулярностью строения этих полимеров объясняется уменьшение количества аморфной части и увеличение степени кристалличности, что, в свою очередь, приближает стереорегулярные полимеры к полимерам с волокнообразующими свойствами, а не к пластикам. Так, полистирол, в макромолекуле которого группы —СН2 — и — СН ( gHg) — расположены беспорядочно, является идеальным пластиком. Однако полистирол стереорегулярного строения имеет достаточно высокую температуру плавления, мало отличающуюся от температуры плавления перлона, и высокую прочность. [c.73]

Наиболее удачным комплексом волокнообразующих и потребительских свойств обладают аморфно-кристаллические полимеры с температурами стеклования выше комнатной (поливиниловый спирт, полиакрилонитрил, поликапроамид, полигексаметиленадипамид, полиэтилентерефталат, целлюлоза и другие). Они обычно имеют степень кристалличности 40—70%. Наличие кристаллических участков и сравнительно высокая температура стек лования делает эти полимеры и волокна из них вполне теплостойкими и обусловливает требуемый комплекс механических свойств. Снижение их способности и кристаллизации резко ухудшает свойства волокон. [c.21]

Полиэфиры на основе этиленгликоля и нафталиндикарбоновых ки лot представляют некоторый интерес с той точки зрения, что они прекрасно иллюстрируют влияние структуры полимеров на их температуру плавления и кристалличность. В то время как кислота-1,4 дает некристаллический полимер, полиэфир из КИСЛОТЫ-2,7, хотя и не имеет кристаллического строения, более высокоплавок и обладает волокнообразующими свойствами. С другой стороны, кислоты-1,5 и -2,6 дают ряд кристаллических волокнообразующих полиэфиров, причем из более симметричной кислоты-2,6 получаются более высокоплавкие продукты. Аналогичная закономерность наблюдается и в ряду полиэфиров на основе дифенилендикарбоновых кислот (табл. 22). [c.148]

Исследование механических свойств полимерных материалов и сопоставление их со структурой полимеров показало, что большое влияние на прочность оказывают регулярность структуры и характер надмолекулярных образований. При получении полимеров из диенов большое влияние на прочность оказывает, например, соотношение и регулярность расположения в цепных молекулах звеньев, соединенных в положениях 1—2 и 1—4. Для таких полимеров, как полипропилен, большое значение имеет расположение заместителей в основной цепи. Это вполне понятно, так как от регулярности расположение заместителей зависит степень кристалличности продукта. Соотношение изотактической, синдиотак-тической и атактической фракций в полимерном продукте иногда оказывает даже более сильное влияние на прочность материала, чем изменение химического состава. Так, например, из изотакти-ческого полипропилена можно получать волокна, характеризующиеся разрушающим напряжением свыше 70 кгс1мм , в то время как атактический полипропилен вовсе не обладает волокнообразующими свойствами. [c.183]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология