Структура ориентированного волокна

Линейная форма макромолекул и наличие сильнополярных групп СМ предопределяют физическую структуру ПАН-волокна. Макромолекулы ориентированы вдоль оси волокна, а в результате интенсивного межмолекулярного взаимодействия за счет групп СМ создается своеобразная непрерывная сетчатая структура по всему объему полимера. Из-за сильного межмолекулярного взаимодействия и беспорядочного расположения групп СМ полимер находится в аморфном или слабовыраженном кристаллическом состоянии. Для подобных полимеров и волокон характерно изменение формы под воздействием температуры. При нагревании выше температуры стеклования (78—80°С) происходит сильная усадка волокна. На этом явлении основано получение объемных ПАН-нитей и изделий на их основе. [c.170]

Любая деформация формуемой струйки при более высокой температуре или более сильной сольватации, т. е. до достижения области О и близко к фильере, как уже было указано, не приводит к постоянной ориентации макромолеку л. Поэтому увеличение фильерной вытяжки волокна при формовании [см. (6.1) и (6.2)1 не помогает ориентировать макромолекулы и создавать стабильные структуры в волокне. [c.184]

Полипептидные цепи фибриллярных белков имеют форму спирали, которая закреплена расположенными вдоль цепи внутримолекулярными водородными связями. В волокнах фибриллярных белков закрученные пептидные цепи расположены параллельно оси волокна, они как бы ориентированы относительно друг друга и имеют высокую степень асимметрии. Фибриллярные белки плохо растворимы или совсем нерастворимы в воде. При растворении в воде они образуют растворы высокой вязкости. К фибриллярным белкам относятся белки, входящие в состав тканей и покровных образований. Это миозин — белок мышечных тканей коллаген, являющийся основой седимента-ционных тканей и кожных покровов кератин, входящий в состав волос, роговых покровов, шерсти и перьев. К этому же классу белков относится фиброин натурального шелка, хотя по своей структуре он отличается от других фибриллярных белков. Пептидные цепи фиброина имеют не спиралевидную, а линейную форму они соединены друг с другом межмолекулярными водородными связями, что и определяет, по-видимому, высокую механическую прочность натурального шелка. [c.374]

На сетке бумагоделательной машины волокна бумажной массы ориентируются преим. по направлению движения, причем в большей степени на нижней (сеточной) стороне листа и в меньшей-на верхней (лицевой). Поэтому Б. анизотропна во всех направлениях. Анизотропия усиливается неравномерным распределением по толщине мелких волокон, наполнителей и проклеивающих в-в. Многослойную структуру имеют, напр., Б. и картон, получаемые на многосеточных машинах, а также Б. с покрытиями, напр, мелованная. [c.323]

Характерную фибриллярную структуру имеют растянутые образцы ПЭВД. Существуют различные способы вытяжки, в частности, вытяжка на холоду, вытяжка при повышенной температуре (выше температуры плавления), например методом экструзии с последующим раздувом, которая применяется при промышленном получении пленок из полиэтилена. Исследование структуры таких растянутых пленок, а также волокон методами двойного лучепреломления и рентгеновской дифракции позволило получить ряд важных результатов и сопоставить их с механическими свойствами. Результаты этих исследований показали, что в образцах, растянутых на холоду, как в пленках, так и в волокнах, ось с и, следовательно, оси макромолекул ориентированы преимущественно вдоль направления вытяжки. Оси Ь и д ориентированы равномерно в перпендикулярной плоскости. [c.146]

Результаты электронно-микроскопических исследований свидетельствуют о том, что при эксплуатации и разрушении капроновых и вискозных волокон происходит распад асимметричных частиц. Первоначально разрушаются частицы, расположенные параллельно направлению действующей силы. Вследствие разрушения армирующих частиц система утрачивает свойства армированного материала. Однако одновременно изменяются те элементы структуры, которые расположены между частицами. Микрофибриллы ориентируются вдоль силового поля. В зависимости от химического состава волокна может происходить как уплотнение, так и разрыхление материала. [c.123]

Зоны склейки типа эластичных шарниров должны характеризоваться лучшими свойствами по сравнению с зонами склейки типа жесткой муфты, так как при этом волокна имеют повышенную подвижность, легче ориентируются под действием внешних нагрузок. В связи с этим целесообразно стремиться к созданию материалов с зонами склейки типа эластичных шарниров. Однако материалы точечной структуры могут иметь хорошие эксплуатационные свойства и при наличии зон склейки типа жестких муфт, так как в этих случаях -ограничение подвижности волокон жесткостью склеек компенсируется высокой общей подвижностью всей системы волокон. [c.278]

Если допустить, что можно создать волокнистый материал без микропор и без инертных наполнителей, удельный вес которого был бы равен удельному весу полимера волокон, а волокна строго ориентированы вдоль растягивающей силы и силы взаимодействия между волокнами равны внутримолекулярным силам, то прочность материала была бы близка к прочности волокон, образующих структуру материала. Ясно, что при выполнении этих условий многие эксплуатационные свойства, присущие волокнистым материалам, были бы утрачены. [c.523]

Хлопковое волокно имеет форму плоской штопорообразно закрученной ленточки. По структуре оно неоднородно и состоит из очень тонкой наружной оболочки, называемой первичной клеточной стенкой, и вторичной клеточной стенки, построенных из целлюлозы. Внутри волокна имеется канал. Макромолекулы целлюлозы в первичной клеточной стенке расположены хаотично, и небольшие их пучки ориентированы почти перпендикулярно оси волокна. Во вторичной стенке макромолекулы целлюлозы более упорядоченны они образуют длинные нитевидные фибриллы, ориентированные под небольшим углом к оси волокна. Сопутствующие вещества сосредоточены в основном в первичной стенке и в канале хлопкового волокна. Лигнин в хлопковом волокне отсутствует, но он попадает в хлопчатобумажную ткань вместе с остатками семенных коробочек, листочков н стеблей, которые образуют в ткани загрязнения в виде мелких вкраплений, так называемых галочек. [c.10]

Классификация неньютоновских жидкостей. Под неньютоновскими жидкостями понимаются подвижные среды, для которых связь градиента скорости с вызывающим его касательным напряжением выражается более сложными, чем (1.132), зависимостями. Неньютоновские жидкости широко распространены в производственной практике. К ним относятся, например, растворы полимеров, всевозможные суспензии, коллоидные растворы, пены и т. д. Вследствие взаимодействия частиц неньютоновские жидкости имеют сложное строение и в той или иной мере структурированы. Структура таких жидкостей определяется характером взаимодействия частиц. В дисперсиях это взаимодействие обусловливается контактом частиц или взаимным влиянием адсорбционных слоев. В растворах полимеров и в дисперсиях волокнистых материалов структурирование происходит вследствие переплетения гибких микро-или макрочастиц либо вследствие взаимодействия полярных функциональных групп. В неньютоновских системах, содержащих несимметричные частицы, например длинные макромолекулы или волокна, при движении возникает анизотропия свойств, так как частицы ориентируются в направлении потока. [c.129]

При смещении растворителя с нерастворителем и разделении струйки на две фазы для качества получающегося волокна решающее значение имеют скорость смешения растворителя с осадителем и скорость осаждения полимера. Чем выше эти скорости, тем более жесткими являются условия формования волокон. Макромолекулы и их надмолекулярные образования, существовавшие в прядильном растворе, теряют подвижность и образуют жесткую структурную сетку. Чем мягче условия выделения полимера, тем пластичнее волокно, тем более равномерна и ориентирована его структура. [c.241]

К первой группе относится прежде всего патент Дриша , в котором предусмотрена обработка готового волокна раствором едкого натра. Изучая структуру и свойства полинозных волокон,. Дриш пришел к выводу, что причиной повышенной хрупкости этих волокон является слишком высокая ориентация фибрилл. Рассматривая структуру полинозного волокна и сравнивая ее со структурой хлопкового волокна, автор отмечает различия в расположении фибрилл относительно оси в натуральных и искусственных волокнах. У полинозных волокон фибриллы ориентированы вдоль оси, у хлопковых — под некоторым углом к оси волокна, образуя вытянутую спираль. Хлопковое волокно, несмотря на его высокую упорядоченность и жесткость фибрилл, хорошо перераба- тывается в ткань и характеризуется высокой устойчивостью к истиранию. В связи с этим Дриш считает, что для волокон, имеющих высококристаллическую и высокоориентированную структуру, необходимо снизить степень ориентации. Для этого автор предлагает обрабатывать готовое волокно до сушки ли после нее 4—6%-иым раствором едкого натра при комнатной температуре. Продолжительность обработки составляет от нескольких минут до одного часа. По данным автора, при такой обработке прочность волокна снижается незначительно, но заметно повышаются разрывное-удлинение и прочность волокна в петле. [c.121]

Полимеры акрилонитрила имеют аморфную структуру, по при растяжении волокна из полиакрилонитрила отдельные макромолекулы его ориентируются. Этот процесс сопровождается возрастанием прочности и упругости полимера. Ориентированный полиакрилонитрил находит широкое применение в производстве прочных, термически стойких еолокои, нерастворимых в наиболее распространенных органических растворителях. [c.334]

Вид металла, способ его введения и вариации технологических режимов карбонизации волокон определяют структуру, элементный и фазовый состав формирующихся Ме-УВ, позволяют в широких пределах регулировать их свойства Металлосодержащие включения в составе Ме-УВ в виде оксидов, карбидов, высокодисперсных (3-20 нм) восстановленных металлов придают им высокие адсорбционно-каталитические свойства в ряде химических реакций, улучшают смачивание волокон различными видами связующих, влияют на характер взаимодействия реагирую1Ш1Х компонентов на границе раздела фаз волокнистый наполнитель-полимер. Структурно-активные фуппы Ме-УВ могут служить центрами кристаллизации полимеров, ориентировать макромолекулы в гюверхностном слое, изменяя структуру и свойства межфазного слоя и в целом всего армированного волокнами композита. [c.182]

Гидросиликаты, извлеченные репликами с мест скола, в основном, располагаются вокруг непрогидратированных зерен как в контрольных, так и в активированных образцах. Обычно они аморфные или полукристаллические и дают на электронограммах два размытых максимума. Чаще всего между нитями геля располагаются вкрапленные, впутанные кристаллические частицы. У активированных образцов эта гелеобразная гидросиликатная фаза характеризуется большей степенью срастания нитей в ткань, так что длина расщепленной бахромы из несросшихся гидратов меньше, чем у контрольных образцов. Само по себе срастание гидросиликатов в плотные блоки (рис. 103), налагающиеся один на другой, представляющее конечную стадию структурообразования, происходит малоупорядоченно. Такого типа структуры срастания гидросиликатов есть и в активированных образцах, но для них, а особенно для активированных в присутствии добавок 510г, характерны другие виды срастания гидросиликатов, где длинные волокна, сами состоящие из нитей, очень хорошо ориентированы в блоке и слое, а каждый слой ритмично срастается с последующим. При этом поверхность слоя покрыта, можно сказать декорирована по активным центрам, [c.218]

Полимеры первого типа рассматривают как двухфазные системы (аморфно-кристаллические полимеры). Различают фибриллярные (волокнистые) полимеры и полимеры, не имеющие волокнистого строения. Типичный представитель фибриллярных аморфно-кристаллических полимеров - целлюлоза, которая образует природные растительные волокна. В фибриллах все оси кристаллитов ориентированы в одном направлении. Структуру таких полимеров, в том числе целлюлозы, описывают моделью бахромчатой фибриллы (рис. 5.7 также см. 9.4.2 и рис. 9.3). Фибриллы состоят из чередующихся кристаллических участков (кристаллитов) и аморфных участков. Резкой фазовой границы, и тем более поверхности раздела, между участками нет, т.е. фазы следует рассматривать в структурном понимании. В синтетических аморфно-кристаллических блочных полимерах оси кристаллитов не имеют одного направления, и крисгаллиты как бы вкраплены в аморфную фазу. С современных позиций структура аморфно-кристаллических полимеров хорошо укладывается в рамки кластерной теории. Кристаллиты - это кластеры с максима. ьной степенью упорядоченности, т.е. имеющие кристаллическую решетку, соединенные проходными макромолекулами, образующими аморфные участки. [c.139]

Свойства древесины во многом определяются ее структурой, которой присущ ряд характерных особенностей. Древесина имеет волокнистую структуру, так как основная масса клеток относится к прозен-химным. Чередование ранней и поздней древесины образует слоистую структуру древесины. Анатомические элементы и ткани древесины ориентированы определенным образом в стволе дерева (волокна, сосуды, лучевая и древесная паренхимы, вертикальные и горизонтальные смоляные ходы). [c.253]

Электронно-микроскопические исследования показали, что целлюлозные волокна при ксантогенировании увеличиваются в объеме и в конце концов структура клеточной стенки разрушается [153]. Реплики поверхности ксантогената целлюлозы, полученные методом вымораживания —травления, показывают крупноячеистую сетку с тонкими фибриллярными структурами [86, 144]. Увеличивая кислотность осадительной ванны, наблюдали различные стадии коагуляции ill, 103]. Коагуляция начинается с образования однородного геля, затем возникают сгустки, и наконец они распадаются на фибриллы. В процессе, формования фибриллы ориентируются в направлении приложения напряжения [85, 106]. При отщеплении Sj в зависимости от условий коагуляции и наличия модификаторов образуются волокна или пленки с отверстиями или в виде сетчатых структур [43, 85, 105]. [c.388]

Волокна в большинстве случаев представляют собой системы, в которых полимер сильно ориентирован и состоит из аморфной части со сравнительно рыхлой упаковкой элементов структуры, наполненной более упорядоченными структурными образованиями. Последние в процессе деформации могут ориентироваться и образовывать армирующий каркас. Ориентируется в процессе дефомации, по-видимому, и аморфная часть вещества, составляющего волокно. [c.138]

Так как усовершенствовать структуру частично закристаллизовавшегося волокна с радиальной неоднородностью (можно говорить о полном отсутствии ориентации в центре цилиндрического волокна при развитой ориентации у периферии) крайне трудно, технологи обычно пытаются получить изотропное волокно, которое затем уже ориентируют в процессе термической или термопластификационной вытяжки. Радиальную неоднородность снимают, прибегая к так называемым отрицательным фильерным вытяжкам, когда переход к продольному течению практически отсутствует [35. [c.67]

Недостатком агломер атной структуры является нерациональное распределение связующего значительная часть его находится не в местах пересечения волокон, а между ними и полезно не используется. При этом волокна несут на себе избыток связующего, имеют пониженную подвижность, плохо ориентируясь под действием внешних нагрузок. [c.276]

Свежесформованное волокно для придания требуемых фи-зико-механических свойств вытягивают. В момент вытягивания макромолекулы регенерированной целлюлозы ориентируются вдоль оси волокна. Регулированием состава осадительной ванны и скорости вытягивания нити добиваются получения волокон с такой надмолекулярной структурой, которая наилучшим образом соответствует требованиям дальнейшей переработки и экс- [c.21]

Фазовое состояние полимера слабо влияет на ил, так как аморфная фаза в некристаллическом и кристаллическом состояниях полимера характеризуется близкими значениями плотности. Сильное влияние на оказывает микронеоднород-ная (в частности, надмолекулярная и надсегментальная) структура через образование субмикро- и микротрещин, которое происходит как нри получении полимеров, так и при воздействии на них внешних факторов или обработке (тепловой, механической) изделий. В полимерных волокнах прочность аморфных областей микрофибрилл, где цепи также находятся в ориентированном состоянии, примерно в три раза ниже прочности полимерного монокристалла (10—20 ГПа при 297 К) за счет перенапряжения цепей, равного хо = 3 по Зайцеву [3.6] (см. вьпне). Прочность бездефектного неориентированного аморфного полимера меньше, чем прочность полимерного кристалла в направлении ориентации его цепей, за счет увеличения флуктуационного объема в три раза. Снижение прочности вызывают микротрещины из-за концентрации напряжений. Для ориентированных кристаллических полимеров в итоге общий коэффициент перенапряжения равен >с = иоР, а для аморфных неориентированных полимеров и = 5. О промежуточных вариантах можно сказать следующее. Для неориентированного кристаллического полимера, в котором аморфная фаза не ориентирована, и = р. Для ориентированного аморфного полимера в случае предельной ориентации и = хо 5, а следовательно, его прочность должна быть в 3 раза больше, чем неориентированного кристаллического полимера, т. е. достигать прочности монокристалла в направлении полимерных цепей. Однако достигнуть предельно ориентированного состояния или близкого к нему практически невозможно. Следовательно, можно считать, что у является скорее характеристикой образца, детали, изделия, нежели полимера как материала. [c.115]

ВОЛОКНЭОБРАЗУЮЩИЕ ПОЛИМЕРЫ, полимеры, вз к-рых м, б. сформованы хим. волокна. Такие полимеры должны удовлетворять след. осн. Т1>ебованиям 1) плавиться влв растворяться в доступных р-рителях 2) образовывать длинные тонкие жидкие нити прн продавливанив через фильеры расплавов или р-ров полимеров (см. Формование химических волокон), 3) высоко ориентироваться в мех. поле 4) кристаллизоваться или образовывать упорядоченные области с мезоморфной структурой. [c.106]

Наличие на рентгенограммах волокон целлюлозы дуг и пятен вместо колец, а также двойное лучепреломление однородного некристаллического тела оказались связанными с исключительно медленными процессами перегруппировок больших, довольно жестких цепных молекул целлюлозы, способных длительно сохранять приданную им ориентацию. Детальное структурное исследование процесса ориентации показало неизменность фазового состояния целлюлозы на всех стадиях этого процесса [27]. Таким образом, волокно целлюлозы оказалось твердым по агрегатному состоянию, но жидким по фазовому состоянию телом, анизодиаметрпчные молекулы которого ориентированы. Следовательно, волокно целлюлозы является анизотропной жидкой фазой, равновесному состоянию которой отвечает полностью дезориентированная структура [27—30]. Достижение равновесия в обычных условиях практически невозмо>кно вследствие действия очень больших межмолекулярных сил, фиксирующих заданную структуру настолько прочно, что релаксационные процессы почти полностью подавляются. [c.81]

С увеличением деформации расплава (область II) степень сплюснутости сферолитов ( i ) возрастает, и по достижении .ф 10 происходит образование отдельных ламелей, рост которых начинается от зародышей, расположенных на одной линии. Ламели наслоены друг на друга и перпендикулярны Направлению течения расплава, т. е получается структура, аналогичная стержневой. Кроме того, в зависимости от конкретных условий прядения или экструзии оси а кристаллитов могут ориентироваться в направлении течения расплава (а-осная текстура). Косая с-текстура возможна при несколько больших деформациях расплава оси с наклонены к оси волокна на некоторый угол для ПЭВД он составляет 46°)] (Kanetsuna, см. [67]). Малоугловые рентгенограммы таких образцов содержат каплеобразные рефлексы, что подтверждает существование ламелярных слоев (см. раздел П. 2). [c.59]

Полимеры акрилонитрила имеют аморфную структуру. Но при образовании волокна и его растяжении макромолекулы ориентируются с образованием кристаллической структуры, что сопровождается возрастанием прочности и упругости. Прядение нитей осуществляется продавливанием растворов полиакрилопитрила в диметилформамиде, О = СНК (СНз) г- При этом применяется 7—9%-ный раствор приемлемой вязкости. [c.220]

Вытяжку сухого волокна применяют только ири нолучении высокопрочных волокон, т. к. при такой обработке макромолекулы п надмолекулярные структуры иолимера ориентируются вдоль оси волокон, увеличивая их прочность. Синтетич. волокна вытягивают в 2 —10 раз на холоду или ири повышенных темп-рах. Напр., полиамидные волокна вытягивают ири 20 °С в 3,5—4,5 раза или при 120 —140 С в 5,0 — 5,2 раза. При этом их прочность достигает соответственно 600— 650 и 700 — 750 ми/текс (60 — 65 и 70 — 75 гс/текс). Полиэфирные волокна, вытянутые нри 100--120 С в 5 раз, достигают прочности до ТОО мн/текс (70 гс/текс). Прочность нолиакрилонитрильных, поливипилсииртовых и полиолефиновых волокон, вытянутых при 100 —140 °С, увеличивается до 500 — 700 м н/текс 50— 70 гс/текс). Вытяжку проводят в одну пли несколько стадий с помощью вытяжных машин, на к-рых эта операция часто совмещается о кручением нитей. От условий вытяжки (темп-ры, скорости, кратности и равномерности натяжения) зависит не только прочность, но II равномерность цвета волокон при последующем крашении, а также их усадка при пагревании. [c.270]

Структура, свойства и применение. Известны два типа структур У. в. Волокна, полученные из В К и ПАН-волокон, построены из фибрилл, к-рые существуют в исходных волокнах и сохраняются в измененной форме в У. в. Такие волокна анизотропны. У. в., полученные из др. В1ЗД0В сырья (иапр., из фенольных смол), изотропны, в них отсутствуют фибриллы. Эту форму углерода наз. стеклоуглеродом. У. в. содержат большое число закрытых микропор с размерами, не превышающими 20—25 А, объем к-рых может достигать 30% объема волокна. Поры высокопрочных волокон имеют цилиндрич. форму и ориентированы вдоль оси волокна. [c.336]

Хлопок, который выделяют из пуха, окружающего семена вида Gossyrium (хлопчатник), представляет собой чистую целлюлозу. Хлопковые волокна, слегка приплюснутые и извитые, имеют длину до 5 см. Целлюлоза в них обладает сложной надмолекулярной структурой, состоящей из слоев фибрилл, которые ориентированы по спирали вокруг оси волокна и образуют полый центральный канал (люмен). Нецеллюлозных веществ в хлопке мало, и они находятся главным образом в оболочке (первичной клеточной стенке). [c.299]

Закристаллизованные области в полимерном теле обычно оптически анизотропны. Эта анизотропия вызвана анизотропным ориентационным и координационным порядком в расположении цепных молекул в кристаллич. решетке полимера. Картина возникающего при этом Д. л. зависит от характера надмолекулярных структур, образовавшихся в закристаллизованном полимере. В фибриллярных структурах наблюдается осевой ориентационный молекулярный порядок и соответственно оптич. анизотропия, ось к-рой направлена вдоль по фибрилле (волокну). При этом знак Д. л. определяется знаком анизотропии цепных молекул, а значение Д. л. может служить мерой средней степепи их ориентации в волокне (фибрилле). Широко распространенным типом кристаллич. форм, обнаруживаемых в микроскоп по их Д. л., являются сферолиты. При наблюдении сферолита, полученного кристаллизацией полимера в тонком слое, в параллельных лучах и скрещенных поляроидах виден темный крест, центр к-рого совпадает с центром сферолита, а оси параллельны плоскостям поляризатора и анализатора. Малое значение Д. л. у сферолитов означает, что степень упорядоченности субмикроскопич. монокристаллов в них невелика. Если известен знак оптич. анизотропии молекул полимера, то по знаку Д. л. сферолита можно судить о направлении в нем молекулярных цепей. Так, отрицательное Д. л. сферолитов полиэтилена соответствует тому, что его положительно анизотропные молекулы ориентированы в сферолите в тангенциальных направлениях (вдоль оси с кристалла). [c.332]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология