Вытягивание ПАН-волокна в процессе окисления

Вытягивание ПАН-волокна в процессе окисления [c.170]

К основным параметрам окисления ПАН-волокна относятся температура и продолжительность процесса, степень вытягивания. [c.59]

Нагревание соли в автоклаве, весь процесс поликонденсации и дальнейшие операции с расплавленной смолой осуществляют в атмосфере азота, тщательно очищенного от кислорода (содержание кислорода не более 0,01%). Необходимость проведения реакции в присутствии азота объясняется тем, что при высоких температурах происходит частичное окисление полимера, что приводит 1) к изменению цвета (потемнению) смолы, крайне нежелательному, если полимер применяется для производства волокна, 2) к частичному образованию сетчатой структуры, сшивки макромолекул, что уменьшает плавкость смолы и затрудняет дальнейшую переработку полимера при производстве волокна (засорение фильер, затруднение при вытягивании нити и др.). [c.596]

Образование утолщений с включениями полимера происходит в тех случаях, когда для формования волокна применяется полимер недостаточно высокого качества, например частично окисленный на предыдущих стадиях обработки, или когда имеет место поступление небольших количеств кислорода во время формования волокна, в результате чего в прядильной головке появляются частицы окисленного полиамида. При окислении полиамида образуется сетчатая структура, поэтому окисленный полимер не плавится. В процессе формования волокна, по-видимому в момент вытекания струи расплава из фильеры, эти частицы оказываются окруженными слоем расплавленного полиамида, что приводит к образованию утолщений в элементарных волокнах. При вытягивании часто происходит разрыв элементарных волоконец непосредственно перед этими утолщениями или после них. В результате обрыва элементарных волоконец на нити образуются узлы или ворс, а в некоторых случаях происходит обрыв всей нити. Образующиеся узелки представляют собой спутанные элементарные волокна, оборванные в процессе вытягивания поэтому они состоят из невытянутого (над местом разрыва волокна по направлению движения нити) и вытянутого (под местом разрыва волокна) участков нити. Внешний вид таких узелков показан на рис. 175 (спутанные невытянутые элементарные волокна) и 176 (спутанные вытянутые элементарные волокна). [c.422]

Из анализа литературных данных и патентов следует, что для получения высокопрочного и высокомодульного углеродного волокна на основе ПАН-волокна достаточно вытягивать волокно на стадии окисления карбонизацию можно проводить в условиях, исключающих усадку. В ряде патентов рекомендуется даже давать небольшую усадку (до 10%) или небольшую вытяжку волокна. По мнению Бэкона [77], вытяжку ПАН-волокна достаточно осуществлять на ранних стадиях процесса, графитацию, видимо, можно проводить без вытягивания, только предотвращая усадку волокна. [c.199]

КОН, следу ет уменьшить размер кристаллитов, имеюших более совершенное строение. В качестве технологических приемов, придающих углеродным волокнам дополнительную жесткость и прочность, используют легирование их бором с помощью диффузии из газовой фазы, облучение волокон нейтронами в атомном реакторе, введение в них перед пиролизом буры, а также вытягивание в процессах окисления и графитации. [c.71]

Термоокислительная деструкция в какой-то мере нарушает ориентацию волокна, а вытягивание способствует сохранению его ориентации. В процессе окисления протекают по крайней мере 2 группы реакций внутримолекулярная циклизация и образоватге межмолекулярных связей. Сшивка, безусловно, за фудняет вытягивание волокна. Однако при варьировании температуры и продолжительности окисления можно найти оптимальные условия вытягивания. Вытягивание на стадии окисления приводит к значительному увеличению прочности и модуля Юнга УВ. [c.61]

Термоокислительная деструкция в какой-то мере нарушает ориентацию волокна, и вытягивание способствует сохранению ориентации зациклизованного ПАН-волокна. В процессе окисления протекают по крайней мере две группы реакций — внутримолекулярная циклизация н образование межмолекулярных связей. Внутримолекулярная циклизация хотя и может отрицательно влиять на ориентационное вытягивание волокна, но, видимо, не исключает его возможность. Сшивка, безусловно, затрудняет вытягивание волокна. Поэтому наибольший эффект от вытягивания, казалось бы, может быть получен, когда на первом этапе окисления протекает нреимущественно внутримолекулярная циклизация, а при более глубоких стадиях окисления — структурирование, фиксирующее достигнутый эффект ориентации. К сожалению, эти процессы химических превращений ПАН невозможно контролировать, что затрудняет нахождение оптимальных условий вытягивания нри окислении. [c.172]

Характерная особенность ПАН-волокна как исходного сырья, применяемого для получения углеродных волокон, состоит в том, что предварительно зациклизованные макромолекулы, являюшиеся предматериалом, расположены параллельно друг другу и оси волокна. Вытягивание при окислении и образование межмолекулярных связей способствуют сохранению ориентации макромолекул. Благодаря этому в дальнейшем облегчается образование организованной формы углерода и упрощается технологический процесс получения углеродного, особенно высокопрочного волокна. В этом заключается существенное преимущество ПАН-волокна перед гидрат-целлюлозным. [c.61]