Прочность пучка волокон

В то же время химическое строение целлюлозы таково, что делает ее материалом, инертным ко многим воздействиям. Целлюлоза — полимер, состоящий из цепочек молекул Р-/)-глюкозы, соединенных (3-1,4-гликозидными связями. Цепочки, в свою очередь, объединены в пучки (волокна). Волокна организованы таким образом, что гидрофильные группы целлюлозных цепочек защищены от внешних воздействий. Волокна, кроме того, окружены оболочкой, в состав которой входят воск и пектин. Все это придает целлюлозным волокнам механическую прочность, делает их нерастворимыми в воде и устойчивыми к различным химическим воздействиям. [c.403]

Менее прочная, физическая связь между отдельными волокнами в пучке приводит к тому, что прочность пучка на растяжение в поперечном к его оси направлении составляет 0,3 кг/сж, а прочность на сдвиг — 20—25 кг/см. Такая сравнительно небольшая прочность сцепления волокон и обусловливает возможности их распушки. Большая тонкость и гибкость отдельных волокон асбеста обусловливает его эластичность, т. е. способность к значительным упругим деформациям изгиба. [c.415]

Из приведенных данных видно, что при малых деформациях прочностные характеристики (время до разрезания при Ррз=15Н и хрупкая прочность) у всех образцов с ориентированной структурой выше, чем у образцов с неориентированной структурой. Однако при сравнении ориентированных образцов между собой обнаруживается, что прочность ПУО и волокна уступает прочности ПУ, ориентированного в предельно закристаллизованном состоянии (тип И). [c.229]

Как видно из уравнения (61), прочность пучка прямо пропорциональна Оо, т. е. потенциальной прочности неповрежденных волокон. Принимая, как в случае одиночных волокон, что 00 не зависит от m и является постоянным для волокон данного состава и термического режима изготовления, можно определить влияние параметра т и длины волокна со на прочность пучка волокон. Логарифмируя обе части уравнения (61) получим [c.73]

По химической природе волокна льна также принадлежат к высокополимерам. Основным химическим компонентом, входящим в состав клеточных стенок волокон льна, является целлюлоза (80%). Кроме целлюлозы, в волокнах льна содержатся гемицеллюлоза, пектиновые вещества и лигнин. Пектиновые вещества распределяются в межклеточных пространствах и склеивают элементарные волокна в пучки. Лигнин — вещество, обусловливающее одревеснение, хрупкость и жесткость элементарных волокон и пучков. По сопротивлению растягивающим усилиям лен принадлежит к са.мым прочным волокнам из группы натуральных волокон. Прочность элементарного волокна льна составляет 18 г. Гигроскопичность льна при относительной влажности воздуха 65% и температуре 24° С составляет 10,4%, а при отно- [c.29]

Разрущение волокон при многократных деформациях часто протекает в две стадии. Элементарные волокна, входящие в одну нить, после разрушения могут иметь как ступенчатые, так и ровные края. Это означает, что сначала некоторые элементарные волокна разрушаются вследствие постепенного развития макро-дефектов, с образованием сколов. Затем, когда количество оставшихся волокон будет мало и нагрузка станет равна пределу прочности оставшегося пучка волокон, произойдет разрыв, аналогичный разрущению при однократном растяжении. [c.92]

Это происходит вследствие понижения прочности стеклянных волокон. Возникает вопрос как же вода в течение довольно короткого времени проникает через слой полимера Это обусловлено несколькими причинами. Смола достаточно полно смачивает лишь отдельные волокна, внутрь пучков смола просачивается плохо. Поэтому для улучшения качества стеклопластиков применяют различные способы очистки стеклоткани, стремясь повысить смачиваемость стекла . Другая причина заключается в различиях коэффициентов термического расширения стекла и смолы. Усадка стекла составляет лишь или /20 от усадки смолы. Различия в усадке могут привести в отдельных местах к отслаиванию смолы, а следовательно к просачиванию влаги. Кроме того, силы, действующие между смолой и стеклом или в самой смоле, могут вызвать местные разрывы в материале, через которые также проникает влага. [c.182]

Целлюлоза состоит из цепочек -D-глюкозы со степенью полимеризации около 14000 (разд. 2.2.3). Физические свойства целлюлозных фибрилл (особенно их механическая прочность и нерастворимость) зависят не от структуры отдельных цепочек. Цепочки должны быть связаны между собой таким образом, чтобы гидрофильные группы были скрыты (это повышает стабильность). По данным рентгеноструктурного анализа, участки, имеющие кристаллическое строение, чередуются в целлюлозе с некристаллическими участками. Целлюлозные волокна представляют собой пучки фибрилл, одетые общей оболочкой, которая содержит воск и пектин. [c.404]

Структурными единицами волокон являются не отдельные макромолекулы, а пачки, или пучки, макромолекул. Это значит, что волокно представляет собой совокупность пачек макромолекул. Такая структура придает необходимую гибкость и прочность волокнам. [c.368]

Уменьшение среднего значения реализуемой прочности волокон в пластике на основе первичной нити по сравнению с прочностью нетронутых волокон является скорее следствием неравномерного распределения нагрузки на волокна в пучке (рис. 1У.12), чем влияния технологических факторов в процессе изготовления наполнителя и композиции. Из рис. 1У.12 видно, что число преждевременно разрушающихся волокон в пластике меньше, чем в не-пропитанном пучке волокон, но и в этом случае составляет 15— 20% от общего числа волокон, что согласуется со значением потери прочности волокон в пластике на основе первичного жгута. Это объясняется тем, что при нагружении пластика нагрузка с разрушенных волокон передается по связующему на соседние волок- [c.141]

Однако, поскольку поведение исходного пучка волокон резко изменяется при нанесении полимерного связующего, это значение Ос должно соответствовать его нижнему пределу. В композиционном материале волокно, которое разрывается при малой нагрузке, продолжает вносить определенный вклад в несущую способность материала, в противоположность пучку волокон без связующего. Распределение напряжений вблизи разрыва волокна изменяется, так как концы волокон способны передавать нагрузку, хотя и меньшую, чем средняя нагрузка на волокно. На расстоянии /с/2 (неэффективной длины) от каждого конца волокна обе половинки разрушенного волокна снова несут свою полную долю нагрузки. Более того, поскольку волокно разрушается по своему наибольшему исходному дефекту, оставшиеся куски волокна прочнее, чем исходное волокно. Что произойдет далее зависит от распределения прочности волокон и близости волокон друг к другу. На рис. 2.51 показана упрощенная схема изменения распределе- [c.111]

Факторы, влияющие на прочность на разрыв. Если рассматривать прочность на разрыв полимерного волокна или пленки, можно различить два крайних случая. В одном, пучок макромолекул, расположенный параллельно оси действия силы, вытягивается до тех пор, пока не разрушаются химические связи, соединяющие звенья полимерной цепи. В другом, макромолекулы, которые мо- [c.111]

В табл. 8.3 приведены физико-механические свойства волокна хромель Н, подвергавшегося испытаниям в различных условиях. Теплостойкость волокна невысокая, и при нагреве в течение 0,5 мин до 1093 С прочность снижается примерно в 10 раз [11]. Так как теплопроводность металла высокая, продолжительность нагрева мало сказывается на изменении прочности. Для пучка из 100 элементарных нитей смазка при небольших нагрузках мало влияет на устойчивость к двойным изгибам с увеличением нагрузки смазка парафином оказывает положительное влияние. Крутка способствует повышению устойчивости волокна к двойным изгибам. Устойчивость нитей, сложенных из прядей, выше, так как в процессе получения волокна меньше склеиваются это подтверждается исследованиями микроструктуры волокна. Физические свойства волокна аналогичны свойствам массивных образцов. [c.369]

Независимо от подобных моделей, опираясь исключительно на статистические соображения, Колеман и Марквардт разработали представляющую интерес теорию кинетики разрушения волокна (рассмотрена в работе [7]). Они особенно тщательно исследовали распределение времени жизни волокна под действием постоянной и переменной нагрузки и влияние его длины, скорости нагружения и размеров пучка на прочность волокна или пучка волокон (рис. 3.3 и 3.4). Следует отметить два статистических эффекта меньщую прочность пучка по сравнению с одиночным волокном (из-за ускоренного роста вероятности его ослабления К после разрыва одного волокна в пучке) и увеличение прочности с ростом скорости нагружения, получаемой в результате уменьщения времени пребывания волокна при последующих значениях нагрузки. В работе [8] определены средние значения прочности при растяжении пучка из 15 одиночных волокон ПА-66 и бесконечно большого пучка волокон. Зависимость прочности от скорости нагружения показана на рис. 3.3. [c.63]

Экспериментальные данные показывают, что увеличение прочности углеродного волокна на основе ПАН с уменьшением длины волокна ниже, чем по уравнению У. Вейбула. Это связано с разбросом значений прочности по длине в пучке волокон. Распределение прочности имеет бимодальный характер и обусловлено образованием в волокнах дефектов различных размеров и видов. [c.559]

Гидратцеллюлозные волокна после выхода из ванны или в самой ванне подвергаются натяжению. При этом. 1акромо.пекулы или пачки макромолекул целлюлозы ориентируются вдоль оси волокон, и прочность волокон возрастает. При формовании технич. волокон для придания повышенной разрывной прочности пучок свежесформованных волокон после выхода из ванны подвергают дополнительной вытяжке на 80—100% в горячей (95—100°) воде. После формования ( прядения ) волокна в виде пучка (жгута) или в нарезанном виде подвергаются промывке для удаления к-ты и солей, десульфурации для удаления серы, выделившейся во время разложения примесей в ванне, отбелке, промывке и сушке. Затем непрерывную нить (кордная или шелковая) подвергают крутке, перемотке и др. текстильным операция.м, а коротко нарезанные штапельные волокна пакуют в кипы. [c.293]

Элементарный объем волокна определяется довольно произвольно как объем участка волокна длиной, равной его диаметру, т. е. ггМ /4. Следовательно, волокно длиной I содержит р = 11с1 элементарных объемов. Для большинства истинно хрупких материалов величина Ои очень мала, так как всегда найдется несколько волокон, разрушающихся при очень низких напряжениях. Имея экспериментальные данные о распределении прочности волокон, можно рассчитать параметры уравнения (2.14) и прочность пучка из N хрупких волокон. Для этого необходимо сделать упрощающие допущения о равенстве длин всех волокон и их модулей упругости, а следовательно, нагрузок, приходящихся на каждое волокно. При нагрузке Рр на пучок волокон п волокон должны разрушиться, и тогда напряжение, приходящееся на оставшиеся волокна, можно рассчитать по формуле [c.110]

Наличие слабых мест в структуре волокон. Прочность волокон всегда ниже прочности, теоретически рассчитанной на основании энергии химических связей. По-видимому, в структуре волокон существуют дефекты, снижающие их прочность. Так, была подсчитана прочность идеально ориентированного пучка макромолекул целлюлозы, составившая примерно 680 кг мм в то же время наиболее высокая разрывная прочность целлюлозного волокна достигает всего лишь 60,5 кг1мм . [c.53]

Известно, что прочность волокна, так же как и прочность пучка независимых волокон, зависит от базы, т. е. от длины испытуемого волокна или пучка [225]. В то же время прочность микропластика, изготовленного из пучка таких волокон практически не зависит от базы. Применяя к анализу экспериментальных результатов по разрушению микропластиков решение одномерной задачи (кривые 1 и 2 на рис. 7.4) и концепцию накопления повреждений, Б. Розен пришел к выводу, что прочность микропластика определяется прочностью волокон в пучке дли- [c.186]

Начиная с некоторых степеней ориентации — и тем раньше, чем менее полярен полимер, или чем ниже плотность энергии когезии, — происходит фибриллизация, т. е. распад волокна или пленки при любых типах нагружения на пучки тончайших фиб рилл, которые обладают огромными прочностями (у полиэтилена—почти 5-10 Па 24, т. 2, с. 363—371], но еще не являются элементарными и при разрыве распадаются на еще более тонкие элементы, представляющие собой уже, по-видимому, линейные монокристаллы ( усы ). Теория фибриллизации пока не развита, хотя ясно, что в какой-то мере этот эффект связан с исчезновением проходных межфибриллярцых цепей, вовлекаемых в кристаллическую решетку. Аналогичным образом ведут себя и суперориен-тированные системы, полученные из жесткоцепных полимеров. Видимо, в обоих вариантах кристаллическая решетка представляет собой некий гибрид обычной решетки и нематической (или смектической) фазы, что порождает дефицит поперечной прочности. [c.227]

В некоторых случаях проводят термофиксацию полученных моноволокон. С этой целью пучок волокон отжигают на жестком каркасе или без натяжения, т. е. допуская умеренную усадку. Термофиксацпя предохраняет волокно от усадки, по крайней мере, до температуры отжига, без существенной потери прочности. [c.248]

Склеренхима обычно состоит из мертвых клеток с толстой лигнифицированной вторвчной стенкой зта ткань выполняет опорную функцию и придает органам растения прочность. Известны два основных типа клеток склеренхимы волокна (см. рис. 19-2Х кото]ше часто образуют пучки, и склереиды-более короткие разветвленные клетки, встречающиеся в оболочках семян и плодах. [c.169]

Так, Хэ Пу [1124] определил прочность волокон из 6- или 7-карбокси-2-метилол-1,4-бензодиоксана, которая оказалась равной 4,5 г денье. Волокно из сополимера этиленгликоля, терефталевой и адипиновой кислот обладает прочностью на разрыв 3,8 г/денье при удлинении 28% [1175]. [c.104]

Термин моноволокно относится к одинарной нитеподобной жилке, диаметр которой выше 90 мк. Каждая жилка в производственном процессе обрабатывается индивидуально. Затем они собираются в пучок и не скручиваются так, как волокно в текстильной промышленности. В остальном процесс производства моноволокна очень схож с процессом производства текстильной нити. Тер.мопласт экструдируется из профилирующей головки вниз, в охлаждающую ванну. Охлажденное моноволокно также ориентируется при контролируемых тем-перату рах. После ориентации жилок их поперечное сечение значительно уменьшается и повышается прочность. [c.242]

Характерная особенность структуры асбеста заключается в том, что волокна его, даже самые тонкие, в действительности представляют собой пучки еще более тонких волокон с большим количеством микротрещин и микрощелей. Благодаря этому в распушенном виде асбест обладает широко развитой поверхностью и вследствие этого высокими адсорбционными свойствами. Это дает возможность получить достаточно однородную асбестоцементную массу, в которой взаимо-нереилетающиеся волокна асбеста играют роль своеобразной арматуры, подобно стали в железобетоне, обусловливающей достаточную связность свежеотформованного изделия и прочность его после твердения цемента. [c.282]

При дефибрировании из древесины пырываются отдельные волокна и пучки волокон. Сухая древесина под действием тепла могла бы быстро воспламениться. Поэто.му древесина непрерывно орошается водой, которая одновременно вымывает склеивающие инкрустируюпше вещества этому способствует также разогревание. При подаче большого количества воды температура не поднимается выше 25—30. В этом случае получается очень светлая древесная масса, называемая белой древесной массой. Она состоит из очень коротких волокон, поэтому для повышения прочности изготовляемой из нее бумаги необходимо добавлять небольшое количество целлюлозы. Бурая древесная. масса состоит из значительно более длинных и гибких волокон и поэто.му пригодна для изготовления упаковочной бумаги и картона. Для получения бурой массы древесину пропаривают в кипятильниках до дефибрирования, чем достигается ослабление ее структуры. [c.323]

По фильерному способу вытягивания расплавленная стекломасса под давлением собственного веса вытекает из фильер (отверстия диаметром 1—3 мм) в виде капель, которые, падая вниз, растягиваются и образуют волокна. Эти волокна захватываются быстро вращающимся барабаном, вытягивающим их до заданной толщины. Этим способом получают непрерывное текстильное стеклянное волокно диаметром от 3 до 10 мк. Пучок волокон собирается в прядь и склеивается при помощи замасливающего приспособления. Нити волокон настолько эластичны, что из них вырабатывают ткани на обычных текстильных машинах. Предел прочности при растяжении стекловолокна диаметром 3—6 мк составляет 200—400 кгс мм , т. е. значительно выше, чем для обычного стекла (предел прочности при растяжении стеклянных палочек 5—6 кгс1мм ) и даже высоко- прочной стали. Из непрерывного стеклянного волокна изготовляют различные технические ткани. Так, стеклянную ткань применяют для оплетки кабелей и в качестве изоляции электро двигателей. При нагревании такой ткани до 500 °С ее изоляционные свойства не ухудшаются, что позволяет почти наполовину снизить вес электродвигателя. [c.659]

Разрывная нагрузка (в кгс) — наибольщее усилие, выдерживаемое неразрушенным образцом. Разрывная нагрузка выражается в гс и кгс. Разрывная нагрузка пучка волокон меньше суммы абсолютных прочностей всех волокоц пучка, так как разрыв отдельных волокон происходит неодновременно вследствие неоднородности пучка. Если разрывная нагрузка волокна Я , а пучка Р" и количество волокон в пучке п, то Рр = дпРр, где д — коэффициент, который для различных волокон и нитей равен 0,65—0,95. [c.507]

Однако целлюлоза не является целиком кристаллической. Кристаллические области расположены среди меньших по размерам аморфных участков. В последних меньше водородных связей и цепи менее ориентированы. Целлюлозное волокно можно рассматривать как пучок из нескольких цепей, которые на некоторых участках сближаются, образуя области, обладающие кристаллическим характером. Отдельная цепь может иметь начало в кристаллической области, проходить аморфную и заканчиваться в другой кристаллической области (рис. 37). Физические свойства целлюлозных волокон, например их механическая прочность, обусловлены наличием кристаллических областей в материале, а такие свойства, как набухаемость и реакционная способность, связаны с более легкопроницаемыми аморфными областями. [c.259]

Рис. IV. 12. Диаграммы статического распределения прочности для пучка моноволокон из стекла Е и образца эпоксистекловолокнита на основе того же волокна [73].

Прочность дедероновой нити вошла в поговорку. Дедерон можно получать в виде бесконечного волокна, сматывать, а затем перерабатывать подобно натуральному шелку в тончайшие чулки, легкие ткани или тонкое белье. Дедероновую нить можно также разрезать, а пучки волокон смешивать с хлопком, шерстью или штапельным волокном. [c.213]

Одна из трудностей контроля разрывной прочности композиций с короткими волокнами, в особенности стеклопластиков на основе хрупких волокон и хрупкой полимерной матрицы, обусловлено тем, что хаотически распределенные волокна пересекают поверхность, образующуюся при вырезке образца, неконтролируемым способом. Поэтому даже при использовании образцов, изготовленных прессованием или литьем под давлением и не требующих дополнительной механической обработки, волокна выходят на поверхность под различными углами, что приводит к большому разбросу получаемых результатов. Это особенно опасно, когда волокна (например, в полиэфирных премиксах) распределены не индивидуально, а в виде пучков, содержащих до 200 элементарных волокон, скрепленных между собой перед измельчением. В работе [58] было показано, чтто размеры начального дефекта в полиэфирных премиксах близки к длине пучков волокон. Для учета этих эффектов были предприняты обоснованные и успешные попытки применить подход механики разрушения к композициям с короткими волокнами. С помощью испытаний при растяжении и изгибе образцов с надрезом в работе [58] были определены эффективные коэффициенты интенсивности напряжений К с для промышленных марок полиэфирных премиксов и препрегов, а также для ряда смол, наполненных хаотически распределенными рублеными стеклянными волокнами. В случае полиэфирных премиксов корректные показатели К с можно получать, нанося надрезы достаточно глубокие, чтобы препятствовать случайному зарождению трещин в местах выхода пучков волокон на [c.103]

При прядении из расплава полимер путем нагревания переводят в плавкое состояние и полученный расплав продавливается через фильеры, образующиеся нити затвердевают на воздухе или в атмосфере инертного газа. Полученный тем или иным способом прядения пучок волокон образует некрученую нить, которая проходит через направляющие ролики и подвергается вытягиванию для увеличения прочности волокна. Затем волокно подвергают специальной обработке для придания ему определенных физико-механических свойств, улучщающих его качество (кручение, термофиксация и т. д.). [c.219]

В. верхний бункер этого сложного сооружения партиями по 150 кг загружают капроновую крошку она ссыпается на плавильную решетку, сделанную из трубки, через которую пропускаются расплавленные высо-кокипящие органические вещества. Жидкая смола консистенции меда стекает в фильерную головку и насосом подается на фильеру, в. которой от трех до 90 штук отверстий диаметром всего 0,25 миллиметра. Далее пучок струек поступает в вертикальную прядильную шахту. Здесь отдельные ниточки о б(дуваются воздухом и твердеют. После замасливания волокно наматывается на бобины. Скорость прядения очень высока — до 90 километров в час. Такая скорость прядения оказалась возможной из-за быстрого твердения капронового волокна, обдуваемого воздухом. После отмывки горячей водой, которая растворяет в себе образовавшиеся низкомолекулярные продукты, получается капроновое волокно, пока еще не пригодное для прядения. Оно может растягиваться в несколько раз. Макромолекулы в таком волокне расположены хаотично, не ориентированы по направлению оси волокна, что и обусловливает низкую его прочность и способность растягиваться. [c.115]

С целью удешевления метода нсследовалась [32] возможность волочения через алмазные фильеры не одной, а большого числа нитей (до 100). Оказалось, что при протягивании через фильеры пучка нитей происходит их сварка и вснучивание. Чтобы исключить вснучивание, нити помещали в стальную оболочку, которая удалялась при последующем травлении НМОз, Таким способом удалось осуществить волочение 100 нитей и получить волокна диаметром 12,7 мкм, но технические трудности не были преодолены. К ним относится сварка элементарных нитей, необходимость удаления оболочки, многократное протягивание нитей и их отжиг между каждой стадией волочения. К тому же, как это видно из данных табл. 7,2, прочность нитей, полученных в нучке, значительно ниже (60—70 кгс/,мм2) прочности сложенных в пучок одиночно вытянутых нитей или одиночных нитей. Необычно большие удлинения волокна обусловлены взаимным перемещением нитей в пучке. [c.325]

Условия обработки волокна Число элементарных нитей в пучке Предел прочности при растяжении (вкгс/см2) при различных температурах, °С К X 0) я Н S о. я ti ёп Число изгибов (под углом 180°) до разрыва при различных нагрузках [c.368]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология