Изменение структуры при формовании волокна

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]

Так, например, гладкая поверхность волокна, наблюдаемая под микроскопом, при переработке часто приводит к соскальзыванию элементарных волоконец, в результате чего холст срывается с кардоленты аналогичные явления наблюдаются и при вытягивании холста или ленты. Эти явления должны быть устранены путем нанесения соответствующей препарации или изменением поверхностной структуры нитей (см. ниже). Характерно, однако, что структурная однородность поверхности полиамидных волокон, определяемая строением самого полимера и условиями формования волокна, является одним из основных показателей полиамидного волокна, который отличает его от природных волокон (хлопок, шерсть). Структура поверхности играет исключительную роль в определении областей применения волокна. [c.650]

Монография является тетвертой книгой из серии Химические волокна . В ней описаны свойства исходных мономеров производства полиэфирных волокон на основе поли-этилентерефталата и модифицирующих добавок, возможные варианты синтеза полиэтилентерефталата и механизмы протекающих Щ)и этом реакций. Подробно рассмотрены структурные особенности полимера и изменения его структуры при формовании полиэфирного волокна. Описаны технологические процессы и применяемое оборудование. Приводятся сведения о свойствах и модификации полиэфирных волокон. [c.4]

Изменение условий формования, в частности скорости осаждения полимера, позволяет в широком диапазоне варьировать структуру и свойства волокон. При формовании волокна из ароматического полиамида было показано [26], что осаждение полимера в жестких условиях (водная осадительная ванна) приводит к образованию в стенках волокна крупных вакуолей, и структура волокна оказывается весьма неоднородной. Увеличение в осадительной ванне содержания - растворителя дает возможность повысить однородность структуры стенок волокна и получить равномерную полимерную сетку. Физико-химические аспекты этого явления были рассмотрены в гл. 3. [c.146]

Настоящая книга посвящена этому вопросу. В соответствии со сказанным выше следует рассмотреть химическую и физическую характеристики полимерных материалов, применяемых для производства волокон, принципиальные методы выбора индивидуальных полимеров для обеспечения заданных свойств готового волокна, влияние на эти свойства надмолекулярной структуры, возникающей в процессе формования и последующей обработки волокон, а следовательно, и возможности регулирования свойств путем изменения условий формования волокна, и, наконец, те приемы придания волокну определенной геометрической формы (профиль поперечного сечения, устойчивая извитость и т. п.), которые позволяют придать волокнистому материалу дополнительные эксплуатационные свойства. [c.16]

ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПРИ ФОРМОВАНИИ ВОЛОКНА [c.119]

Структурно-модифицированное волокно — волокно, улучшенные физико-механические и потребительские свойства которого обусловлены его более совершенной физической структурой, наличием различных структурных элементов и характером их расположения. Такая структура образуется в результате изменения условий получения прядильного раствора и формования волокна (напр., добавки в вискозу модификаторов или изменения состава осадительной ванны). КС.-м. в. относятся полинозные, ВВМ-волокна, кордные нити типа супер. [c.119]

Первую стадию формования отделяет от готового волокна несколько стадий, на каждой из которых, несомненно, возможны определенные изменения в структуре формуемого волокна. В связи с этим можно ошибочно недооценить роль первичного структурообразования. [c.113]

Можно было предположить, что значительное изменение структуры и свойств волокна в нужном направлении будет происходить на той стадии формования, когда волокно еще не имеет полностью зафиксированной структуры, т. е. до окончательной регенерации целлюлозы. [c.125]

Однако отмеченные недостатки могут быть в большей или меньшей степени устранены изменением условий формования или последующей обработкой полиакрилонитрильного волокна. О методах повышения эластичности волокна указано ниже (см. разд. 6.5). Улучшение окрашиваемости достигается при получении волокна не из полиакрилонитрила, а из сополимеров акрилонитрила с небольшим количеством другого мономера, содержащего активные функциональные группы (см. разд. 6.5.1.1), изменением структуры волокна или применением новых красителей. [c.210]

Модификация свойств волокон изменением структуры полимера в процессе производства (формования или отделки волокна), а также путем специальных химических обработок (в частности, прививки) полученных волокон. [c.26]

У химических волокон влияние степени полимеризации полимера на механические свойства волокна выражено менее отчетливо, чем у природных волокон. В процессе формования волокна и последующей его обработки (вытягивании) можно в широких пределах изменять структуру и величину агрегатов макромолекул (элементов надмолекулярной структуры), а также степень ориентации макромолекул и их агрегатов, и тем самым в несколько раз увеличить его прочность. При этом степень полимеризации остается без изменения. Поэтому структура химического волокна влияет на его прочность в значительно бoл >шeй степени, чем молекулярный вес . [c.31]

Формованием называется процесс образования волокон из раствора или расплава полимера, выдавливаемого через отверстия фильеры. Формование — одна из важнейших стадий технологического процесса получения химических волокон. Изменением условий формования можно в широких пределах изменять структуру и свойства волокна. [c.58]

Замедление процесса формования в присутствии модификаторов обусловливает изменение структуры волокна. С увеличением содержания модификатора в вискозе повышается струк- [c.399]

Метод структурной модификации целлюлозы, заключающийся в изменении взаимного расположения и степени ориентации макромолекул и, особенно, элементов надмолекулярной структуры в волокне, дал много ценного для улучшения свойств гидратцеллюлозных и эфироцеллюлозных волокон и пленок. Изменяя надмолекулярную структуру волокон в процессе их формования или последующей обработки, удалось повысить разрывную прочность вискозного кордного волокна в 1,5 раза, а в опытных условиях — почти в 2 раза [4, с. 328—338]. Получено высокопрочное вискозное штапельное волокно (так называемое полинозное или высокомодульное волокно), не уступающее по основным показателям хлопковому и имеющее более низкую стоимость [4, с. 341—343]. [c.10]

В волокнах регенерированной целлюлозы или ее сложных эфиров не обнаруживается ориентации кристаллитов, если они в процессе формования специально не подвергались вытяжке. Этим способом изменения структуры пользуются, кстати, для улучшения некоторых механических свойств волокон, например при получении искусственного шелка типа фортизан (волокно О, состоящее из регенерированного триацетата, омыляемо-го под натяжением). [c.106]

Основной задачей процесса формования является придание полимеру такой физической структуры, чтобы она обеспечивала требуемые физикомеханические свойства волокна. Поэтому все операции, связанные с изменением структуры полимера при изготовлении волокна, входят в общий комплекс процесса формования. Структура полимера начинает создаваться еще в прядильном растворе. При протекании раствора через отверстия фильеры структура полимера претерпевает значительные изменения, которые частично остаются зафиксированными в волокне. [c.63]

Изменение концентрации полимера. Б начальной стадии формования испарение растворителя из раствора происходит в результате действия высокой температуры и обдувания струйки паро-воздушной смесью. Скорость испарения достаточна велика. По мере быстрого нарастания вязкости и в результате ориентации структуры раствора может образоваться твердая полимерная фаза, из которой выжимается растворитель. Такое явление наблюдал С. Я. Френкель при формовании модельных белковых волокон [8]. В литературе нет сведений о так называемом механическом высаживании полимера при формовании ПАН волокон сухим способом. Однако такое явление мы наблюдали при вытягивании струйки прядильного раствора высокомолекулярного ПАН (молекулярный вес равен 10 ). По-видимому, и при формовании волокна из низкомолекулярного ПАН при возрастании вязкости струйки в шахте может происходить механическое высаживание полимера из раствора. В этих условиях объем полимера быстро уменьшается и на поверхности струйки выступает растворитель (в виде отдельных капелек). Последний быстро испаряется, не нарушая тем самым структуру струй- [c.92]

На рис. 28.5 показана зависимость прочности волокон от кратности пластификационной и термической вытяжек. Для термической вытяжки использовалось отмытое от растворителя волокно, пластификационная вытяжка которого не проводилась [8]. Наибольший интерес представляет перегиб кривых в области кратностей вытяжек от 2 до 3 (см. рис. 28.5). Более резко это выражено при термической вытяжке. Поэтому целесообразно рассмотреть особенности изменения структуры и свойств волокон при их вытягивании после формования на примере термической вытяжки. Такие исследования были проведены в работе [8], где определялись удельная поверхность волокон — методом низкотемпературной сорбции азота, плотность волокон — флотационным способом и рассчитанная по геометрическим размерам, а также механические и термомеханические свойства волокон. По значениям геометрической и флотационной плотностей была вычислена относительная объемная пористость волокон. Основные результаты приведены в табл. 28.1, из которой видно, что при вытягивании ПВХ волокон их механические свойства и пористость существенно изменяются. [c.406]

Пределах. Понижение степени ориентации имеет место как при пе-реосаждении природной целлюлозы из растворов, так и при получении из нее гидратцеллюлозы без растворения (например, обработкой целлюлозы концентрированными растворами щелочи, измельчением и т. д.). Увеличение степени ориентации макромолекул природных волокон до настоящего времени не осуществлено Значительно больще возможность изменения степени ориентации макромолекул в искусственных гидратцеллюлозных или эфироцеллюлозных волокнах. В процессе формования, когда волокно находится еще в пластическом состоянии, можно приложением определенных нагрузок к волокну изменить ориентацию макромолекул и обеспечить более упорядоченное расположение их в волокне. Этот метод получил широкое применение при промышленном производстве искусственного волокна повышенной прочности Изменяя ориентацию макромолекул или элементов надмолекулярной структуры в волокне путем вытягивания пластичного волокна, можно при одной и той же степени полимеризации исходной целлюлозы повысить прочность волокна в 2—3 раза. [c.76]

Наиболее простым и надежным является пластификационная вытяжка жгута, собираемого с большого числа прядильных мест (40—60). При этом, правда, волокно, получаемое с 1-го и 40-го илй 60-го прядильных мест, имеет разную степень восстановления (содержит разное количество остаточных ксантогенатных групп) и должно по-разному вытягиваться в пластификационной ванне. Волокно с первых прядильных мест содержит меньше ксантогенатных групп и вследствие этого обладает меньшей способностью к деформации, т. е. будет лимитировать в целом вытяжку жгута. Такое предположение вытекает из представлений о существенной роли остаточного ксантогената при ориентационной вытяжке волокна. Однако, как отмечалось выше, в случае формования вискозных волокон в цинксодержащей кислотно-солевой ванне решающее значение для вытяжки имеет структура свежесформованного волокна. Если волокно, выходящее из осадительной ванны, в дальнейшем выдерживается при температуре ниже температуры стеклования (25—30 °С), то оно не претерпевает существенных изменений и его способность к вытяжке остается практически постоянной. Проведенные опыты, результаты которых представлены в табл. 2, подтвердили это предположение. [c.97]

Прививка к исходному полимеру имеет то преимущество, что переработке в волокно подвергается привитой сополимер, и боковые цепи наряду с основными цепями принимают участие в образовании структуры при формовании и вытягивании волокна. Это дает основание предполагать, что волокно, сформованное из привитого сополимера, будет обладать более высоким комплексом цеханических свойств. Однако при переработке таких полимеров возникают трудности, связанные с изменением растворимости привитого сополимера и условий формования волокна. [c.110]

Нео бходимо указать, что с изменением фильерной вытяжки вы-шеуказаганымй путями могут изменяться одновременно распределение скоростей по длине зоны формования и градиенты скорости, толщина волокна, сила натяжения его в зоне формования и про-должителыность пребывания в зове формования. А это, в свою очередь, вызывает изменение структуры и физико-механических свойств полученных волокон. [c.183]

Замедление процесса формования в присутствии модификаторов обусловливает изменение структуры волокна. С увеличением содержания модификатора в вискозе повышается структурная однородность во-локна, которое приобретает все в большей степени структуру оболочки (т. е. мелкокристаллическую). [c.317]

Возможность использования зрелых вискоз при формовании волокна двухванным способом объясняется тем, что в данном случае (в отличие от однованного способа) химических изменений ксантогената в процессе формования не происходит. Поэтому более быстрая коагуляция зрелых вискоз не оказывает существенного влияния на структуру получаемого волокна. [c.352]

Это изменение структуры раствора ксантогената целлюлозы носит название созревания 1 Искозных растворов. Фактор зрелости имеет большое влияние на свойства вискозных растворов, а также па условия формования волокна. Поэтому аналитическое исследование зрелости вискозных растворов имеет особенно важное значеиие. Однако существующие методы аналитического определения зрелости вискозных растворов имеют то или иные недостатки. Некоторые из пих связаны с большой затратой времени, другие непригодны из-за недостатка чувствительности. [c.313]

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]

Еще меньшую скорость кристаллизации имеет полиэтилентерефталат. Часто волокна из полиэтилентерефталата, полученные при формовании из расплава при нормальных скоростях 500—1000 м/мин, относят к аморфным образованиям. Но это не совсем точно. Следует отметить, что при хранении свежесформованных волокон из ПЭТФ также происходит изменение структуры, хотя и в этом случае температура стеклования значительно выше нормальной температуры (Т с 70° в). [c.256]

Интересно отметить, что структурный коэффициент А наглядно отражает изменение структуры волокна при формовании в ваннах с различным содержанием цинка. По данным Энтвистля при содержании сульфата [c.302]

Одним из основных моментов формования волокна является высаживание полимера из раствора. При этом протекают различные взаимосвязанные процессы. Свежевысаженное из раствора волокно (нить) подвергают ориентационному вытягиванию, отмывке от растворителя, сушке, термообработке и отделке различными препаратами, после чего волокну придается необходимый товарный вид. Во всех этих операциях происходит изменение структуры полимера, и поэтому все они в той или иной степени влияют на свойства готового волокна (нити). [c.63]

С целью изучения изменения структуры волокон определяли зависимость плотности, сорбции иода и двойного лучепреломления от температуры термической обработки [4, 5, 30, 44, 68, 111]. Термическая обработка проводилась как в свободном, так и в фиксированном состоянии, а также с заданной усадкой. Из рис. 18.24 видно, что зависимость сорбции иода термообработанным волокном от температуры термической обработки носит весьма сложный характер, который трудно объяснить только изменениями вторичных структурных образований волокон в результате термической обработки. Термообработанное в фиксированном состоянии волокно сорбирует иод меньше, чем волокно, термообработанное в свободном состоянии, что хорошо согласуется с полученными ранее данными о более упорядоченной структуре волокон, термообработанных без усадки. Интервал температур термической обработки, в котором получается наиболее водостойкое поливинилспиртовое волокно (т. е. 210—220 °С), соответствует интервалу, в котором, по данным сорбции иода, происходит перестройка вторичной структуры волокна. Сходная картина наблюдается и в случае термообработки волокон сухого метода формования. [c.267]

Предположение об определяющем влиянии структуры свеже сформованного гелеобразного волокна при ориентационном выт гивании можно сделать на основании анализа литературных да1-ных о деформации волокон и пленок, полученных из расплава, пс скольку, как отмечалось ранее, нет принципиальных различи между структурообразованием волокон, формуемых из растворо и расплавов — в том и другом случае протекание процесса подчк няется закономерностям фазовых равновесий и фазовой кинетикг В то же время известно, что уменьшение размеров сферолитов пр формовании из расплава, например за счет изменения скорост охлаждения или введения структурообразующих добавок, привс дит к резкому увеличению деформации и достигаемой при это ориентации [157]. [c.226]

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 отвержденнз ю 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]

Исследованы процессы вытяжки полиэтилена при формовании из расплава и вопросы ориентации макромолекул в растянутом состоянии Показано, что образование текстуры полимера в волокнах, спряденных из расплава, определяется двумя одновременными и заимосвязанными процессами — кристаллизацией и ориентацией вдоль оси волокна Выявлена анизотропность модулей сдвига в растянутом полиэтиле-не20б4-2071 Установлена связь между стереорегулярностью и оптической анизотропией полимеров. На обширном экспериментальном материале показано, что небольшие изменения в структуре молекулярных цепей, в частности изменение степени регулярности их строения (например атактических и изотактических структур), может существенным образом менять оптическую анизотропию макромолекул вплоть до перемены знака двулуче-преломления. В связи с этим изучение оптической анизотропии может служить наиболее чувствительным методом изучения сте- [c.277]