Структура и свойства химических волокон

Твердые полимеры обладают другой важной особенностью в отличие от обычных твердых тел. Они при больших напряжениях подвергаются так называемому холодному течению, или вынужденноэластической деформации, что приводит к ориентированному состоянию полимеров. Все химические волокна и пленки находятся в этом состоянии и обладают ярко выраженной анизотропией структуры и физических, особенно прочностных и деформационных свойств [17, гл. IV]. [c.71]

Твердые полимеры в отличие от обычных твердых тел обладают важной особенностью — способностью при больших напряжениях подвергаться так называемым вынужденно-эластическим деформациям, что приводит к возникновению ориентированного состояния полимеров. Все химические волокна и пленки находятся в этом состоянии и обладают ярко выраженной анизотропией структуры и физико-механических свойств. [c.104]

Нам не представляется возможным автоматически переносить результаты взаимодействия металлов с углеграфитовыми материалами на углеродные волокна из-за специфичности структуры последних мелкие кристаллиты, в которых базисные плоскости вдоль границы волокна разделены узкими порами (параллельно оси волокна) и границами наклона, или кручения (перпендикулярно ей). При указанной структуре прочность волокна должна определяться прочностью границ кристаллитов и быть чувствительной к любым изменениям их состояния. Наличие металла на поверхности углеродного волокна может влиять на состояние и свойства волокон, так как при этом возможно протекание таких процессов, как химическое взаимодействие, диффузия, частичное и, в предельном случае, полное растворение волокна. Таким образом, изучение влияния покрытия на свойства углеродного волокна необходимо для того, чтобы знать, насколько покрытие может ухудшать характеристики как армирующего компонента, так и композиционного материала в целом. [c.129]

Устойчивость к истиранию текстильных изделий зависит от многих свойств волокна. В большой степени этот показатель зависит от характеристик фазовой структуры полиэфира в волокне и от типа волокна (мононить, комплексная нить или штапельное волокно). Однако для идентичных материалов устойчивость к истиранию у полиэфирного волокна выше того же показателя других химических и натуральных волокон. [c.252]

Всевозрастающее значение приобретает химия полимеров. Полимеры— химические соединения с большой молекулярной массой от нескольких тысяч до многих миллионов единиц. Большинство таких макромолекул состоят из повторяющихся группировок, звеньев, например целлюлоза, поливинилхлорид, поликапроамид, а также полимеры живых организмов белки, нуклеиновые кислоты. Если выделить вещества с молекулами из таких отдельных группировок или фрагментов, полностью сохранив их строение, то будут утеряны почти все полезные свойства полимеров. Именно способность макромолекул приобретать в процессе увеличения, рск та полимерной цепи или объемной пространственной структуры особые качества выделила науку о полимерах в самостоятельную ветвь органической химии. Полимеры, пожалуй, наиболее многочисленный класс химических соединений, исчисляемый миллионами. Это и природные высокомолекулярные соединения и синтетические каучуки, химические волокна, лаки, краски, иониты, меи и, конечно, пластмассы. [c.32]

Карбонизация окисленного волокна сопровождается отщеплением воды, аммиака и синильной кислоты. Полученный полимер нерастворим во всех растворителях, что еще более затрудняет исследование его структуры. Полагают, что на этой стадии происходит агрегация колец с образованием прочных низкомодульных волокон, в которых углеродный скелет имеет почти плоскую форму. Даже при температуре 1000 °С волокно сохраняет небольшое количество азота и водорода однако при более высоких температурах они полностью отщепляются. Графитация карбонизованного полимера вызывает его дальнейшую перегруппировку, в результате которой получается кристаллит, имеющий сетчатую структуру, подобную структуре графита. Углеродные волокна, близкие по свойствам к описанным выше, можно также получить путем регулируемого пиролиза целлюлозных волокон. Наиболее прочное сцепление со связующим при изготовлении армированных пластиков достигается в случае, когда поверхность углеродного волокна подвергают предварительной химической активации, т. е. регулируемому окислению воздухом или концентрированной азотной кислотой для образования карбонильных или карбоксильных групп. [c.353]

Аналогично полимерам, полученным прядением из расплава, механические свойства целлюлозного волокна сильно зависят от степени молекулярной ориентации. Но если в полимерах, полученных прядением из расплава, эта ориентация возникает при вытяжке, то в случае целлюлозы ориентация и формование конечной структуры волокон непосредственно связаны с самим процессом химической регенерации, причем связь эта довольно сложна. Для разъяснения остановимся подробнее на процессе регенерации. Раствор вискозы экструдируют через фильеру непосредственно в ванну с кислотой. При этом происходят следующие два процесса. Во-первых, ксантогенат целлюлозы, немедленно выпадающий из раствора, образует сильно набухший гель молочного цвета, содержащий большое количество воды. Во-вто-рых, скоагулированный ксантогенат под влиянием серной кислоты медленно разлагается с образованием целлюлозы. В ходе этого процесса вода диффундирует из [c.167]

Механизм разрушения органоволокнитов при действии внешних нагрузок почти не изучен. Принимая во внимание рассмотренные выше особенности состава и структуры этих материалов, а также резко выраженную анизотропию свойств самого волокна, можно полагать, что распределение напряжений между компонентами, их деформация, зарождение и рост микродефектов, приводящих к разрушению, существенно отличаются от таковых в известных композиционных материалах. Полимерная природа наполнителя и сложный комплекс физико-химических взаимодействий связующего с волокном в органоволокнитах обусловливают необходимость оценки механических свойств компонентов непосредственно в композиции [43, с. 42]. [c.278]

Следует отметить, что углеродные волокна, изготовленные на основе химических волокон, характеризуются одной, только им присущей структурно-морфологической особенностью — фибриллярной структурой (см. гл. 1), свойственной химическим волокнам элементы этой структуры, хотя и в измененной форме, сохраняются в углеродном волокне. Именно поэтому углеродные волокна обладают рядом ценных свойств. Углеродное волокно, полученное из других видов сырья, является изотропным и по структуре аналогично стеклянному волокну. [c.262]

Характерной особенностью химических и некоторых жаростойких волокон по сравнению с массивными образцами является особая физическая структура, определяемая специфичностью свойств полимерных веществ. К важнейшим элементам структуры этого вида волокон относятся фибриллярное строение и высокая степень ориентации элементов структуры вдоль оси волокна. [c.323]

Если некристаллический полимер является макросетчатым, то он характеризуется термомеханической кривой, показанной на рис. 7.5, в. Узлы сетки препятствуют относительному перемещению полимерных цепей и поэтому при высоки.ч температурах вязкого течения не наступает. Температурная область высокоэластического состояния ограничивается у таких полимеров температурой химического разложения полимера. Такими свойствами обладают, в частности, полимерные материалы типа резин. Твердые полимеры в отличие от обычных твердых тел обладают важной особенностью — способностью при больших напряжениях подвергаться так называемым вынужденно-эластическим деформациям, что приводит к возникновению ориентированного состояния полимеров. Все химические волокна и пленки находятся в этом состоянии обладают ярко выраженной анизотропией структуры и физико-механических свойств. [c.146]

В заключение необходимо указать, что авиважные и замасливающие вещества могут оказать существенное влияние на физикомеханические свойства химических волокон. Эти вещества обычно неспособны диффундировать в глубь волокон и поэтому навряд ли могут изменять их надмолекулярную структуру. Однако наличие на поверхности волокна активных веществ, снижающих поверхностное натяжение, влияет на модуль сдвига, на податливость и мягкость, на усталостную прочность волокон при многократных изгибах. [c.281]

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]

Формование волокон из смесей полимеров. Этот метод представляет пъ существу один из вариантов описанного выше метода модификации свойств химических волокон введением малых добавок в раствор или расплав полимеров. Основное отличие рассматриваемого метода, определяющего значительные различия в технологическом и аппаратурном оформлении процесса, заключается в том, что вводимые добавки являются волокнообразующими полимерами, растворимыми в тех же растворителях, в которых растворим основной полимер. Следовательно, эти добавки участвуют в формировании структуры волокна и влияют не только на изменение отдельных специфических показателей, но и на комплекс свойств получаемых волокон. [c.150]

Прочность окраски препятствует крашению этими красителями шерсти в волокне. На натуральном шелке окраски кислотными красителями уступают по прочности окраскам, полученным с помощью прямых и других красителей. Поэтому кислотные красители не находят значительного применения при крашении изделий из натурального шелка. Мало они используются и для полиамидных волокон, так как незначительное количество основных групп в полимере препятствует получению темных окрасок, а, кроме того, на капроне трудно достичь ровноты окраски как из-за высокого сродства красителя к волокну, так и неравномерности химической структуры. Нитрон, изготовленный из гомополимера и, следовательно, содержащий в качестве функциональной группы нитрильную (—СЫ) (см. стр 18), не может непосредственно окрашиваться кислотными красителями. Но так как это волокно приближается по своим свойствам к волокнам шерсти и используется в смеси с ней, то пытались разработать несколько способов крашения нитрона кислотными красителями. Сущность этих способов сводится к тому, что до крашения или в условиях крашения в присутствии ряда вспомогательных веществ нитрильные группы полиакрилонитрильного волокна превращаются в группы с ясно выраженными основными свойствами. После этого они легко взаимодействуют в кислой среде с кислотными красителями. [c.165]

Вследствие недостаточной эластичности и повышенной теплопроводности искусственные целлюлозные волокна не являются полноценными, заменителями шерсти. Волокна, по свойствам наиболее близкие к шерсти, могут быть получены из материалов, сходных по структуре и химическому составу с природным белковым волокном. Таким исходным материалом могут являться различные фибриллярные белки, т. е. белки, молекулы которых имеют сравнительно вытянутую форму. К фибриллярным белкам относятся казеин, выделяемый из обезжиренного молока, зеин, выделяемый из кукурузы, а также белки, выделяемые из сои, земляного ореха и т. д. [c.668]

По физико-химическим свойствам полиолефинов, особенно полиэтилена, имеется обширная научно-техническая литература. В данной книге авторы считали целесообразным уделить основное внимание рассмотрению только тех свойств, которые тесно связаны с процессом получения и свойствами волокна. К ним относятся деструкция и стабилизация полиолефинов, закономерности течения расплавов полимеров и физическая структура полиолефинов. Полиолефиновым волокнам присущи [c.5]

Монография является четвертой книгой из серии Химические волокна . В ней описаны свойства исходных мономеров для производства полиэфирных волокон на основе полиэтилентерефталата и модифицирующих добавок, возможные варианты синтеза полиэтилентерефталата и механизмы протекающих при этом реакций. Подробно рассмотрены структурные особенности полимера и изменения его структуры при формовании полиэфирного волокна. Описаны технологические процессы и применяемое оборудование. Приводятся сведения [c.263]

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]

Основное внимание при изложении материала настоящей монографии уделено физико-химическим процессам, протекающим при переработке карбоцепных полимеров в волокна. В частности, наиболее подробно рассмотрены процессы формования и вытягивания, определяющие структуру вырабатываемых волокон, а следовательно, и их основные свойства. Поскольку многие волокнообразующие карбоцепные полимеры получают на заводах химического волокна, в книге изложены также основы синтеза важнейших исходных полимеров. [c.6]

Зависимость показателей ПВХ волокон от концентрации прядильных растворов аналогична таковой для других химических волокон. Влияние же температуры растворения на свойства волокон наиболее характерно и наиболее изучено для ПВХ волокон. Естественным является предположение, что надмолекулярные образования полимера в растворе служат зародышами структуры, возникающей в волокне при формовании. Если это так, то с уменьшением размера и увеличением числа надмолекулярных образований полимера в растворе должен уменьшаться размер структурных элементов в волокне и создаваться более подвижная структура волокна. Подтверждением этому являются увеличение кратности и снижение усилия при вытяжке ПВХ волокон с повышением температуры растворения (рис. 26.8). Прямое определение размеров надмолекулярных образований в ПВХ волокнах чрезвычайно сложно. Поэтому в работе [56] с помощью спектра мутности были определены размеры надмолекулярных образований ПВХ в растворах, полученных из волокон (рис. 26.9). Как видно из сравнения рис. 26.4 и рис. 26.9, зависимости размеров надмолекулярных образований от температуры растворения для прядильных растворов и растворов волокон практически одинаковы. [c.390]

С изменением химического состава и соответственно структуры фторполимеров меняется ряд их характеристик и прежде всего хемо- и термостойкость. Строение полимера оказывает также существенное влияние на его волокнообразующую способность и свойства получаемого волокна. В связи с этим ниже рассматриваются основные особенности структуры ряда фторсодержащих волокнообразующих полимеров. [c.455]

Исследование микроструктуры ряда стеклопластиков показало [24], что их прочность обусловливается в значительной мере свойствами связующего, окружающего поверхность волокон. В свою очередь, свойства связующего вблизи волокна определяются структурой и химическим составом поверхности волокна. Характер структуры поверхности стекловолокна может влиять на смачиваемость его связующим. [c.294]

По мокрому способу раствор экструдируют непосредственно в коагулирующую ванну, заполненную либо коагулянтом, либо жидкостью, которая химически реагирует с растворенным полимером. В обоих случаях из раствора высаждаются полимерные струи. Необходимо отметить, что физические или химические процессы, происходящие в коагулирующей ванне, также влияют на структуру и свойства получаемого волокна. [c.479]

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]

Нетканые структуры из металлических волокон благодаря большой поверхности обладают высокой фильтрующей способностью, поэтому их применяют для фильтрования различных агрессивных жидкостей и газов. Волокна из нержавеющей стали и некоторых других сплавов и металлов характеризуются физиологической инертностью они могут использоваться в медицине, например в качестве хирургических нитей. Из ультратонких металлических нитей получают штапельное волокно, которое вырабатывают на обычных текстильных штапелярующих машинах, а также методом разрыва. Такое штапельное волокно может использоваться для изготовления пряжи как в чистом виде, так и в смеси с другими химическими волокнами. Смешение производят на обычных гребенных ленточных машинах с плоскими иглами. Ленту из штапельного стального волокна и топе из другого какого-либо волокна пропускают через машину, где они хорошо перемешиваются. Благодаря высокой электропроводности металлических волокон смеси на их основе обладают антистатическими свойствами, поэтому их используют в производстве одежды, ковров, драпировочных, мебельных тканей, покрывал и т. д. Присутствие металлических волокон в пушистой объемной пряже позволяет снизить в изделиях пиллинт-эффект. Ткани, содержащие до 1% стальных волокон, обладают опособностью к отражению микроволн, что очень важно для военных и специальных целей (например для изготовления защитной одежды). Благодаря лучшей теплопроводности такие ткани быстро сохнут, что имеет большое значение в бумажном производстве. Антистатичность и электропроводность этих тканей особенно важны для транспортерных лент, фильтровальных тканей, шинного корда, канатно-веревочных изделий, а также материалов для работы во взрывоопасных условиях, например на химических заводах и теплоэлектростанциях. [c.394]

В производстве бумаги и бумажных изделий, как и во многих других отраслях промышленности, широко применяют различные суспензии и пасты из наполнителей, клеящих веществ, пигментов и латексов [603, 604]. Вместе с тем основной полупродукт производства — бумажная масса — представляет собой систему, обладающую обратимой тиксотропно-коагуля-ционной структурой. Физико-химические свойства этой системы определяются,-в первую очередь, силами взаимодействия между дисперсными частицами и свойствами жидких прослоек. Так, изменение вязкости и прочностных характеристик массы по мере ее размола обусловлено главным образом увеличением дисперсности волокна, вследствие чего изменяется баланс сил притяжения и отталкивания между частицами. Этот фактор играет существенную роль в формировании бумажного листа [9, 484]. [c.139]

Существует несколько способов получения ПАН-волокон, отличающихся типом применяемого растворителя и методом формования (сухой и мокрый), от которых зависят структура и морфология волокна. Эти фактО ры влияют на термохимические превращения полимера, образование структуры УВ и его свойства. Роль условий получения и, следовательно, ст руктуры наглядно показана в работах [9—И] на примере волокон, мнТтека сформованных в органическую н водно-диметил- пан-в формамидную ванны. Условия формования Рис. 3.1. Влияние ирочяо-(осаждения полимера) влияют на надмолекуляр- ти ПАН-В а прочность ную организацию, величину поверхности, темпе-ратурный интервал экзотермических эффектов, максимальную скорость потери массы и количество поглощенного при термоокислении кислорода. Установленно, что условия формования имеют большее значение, чем химический состав ПАН-волокна. [c.261]

Монография является седьмой книгой из серии Химические волокна . В ней рассмотрены наиболее важные стадии непрерывного проиводства стеклянного волокна (стекловарение, формование, переработка). Описаны структура и свойства стеклянных волокон и материалов на их основе. В отдельной главе приводятся сведения об основах производства штапельных и оптических стеклянных волокон. [c.424]

Дня обоснования наиболее рациональной структуры баланса текстильных волокон требуется тщательный технико-экономический анализ отдельных групп взаимозаменяемых видов волокнистого сщ)ья по Сферам их црименения. Базирогясь на эффективности црсжзводства и применения взаимозаменяемых натуральных и химических волоков, а также гигиенических свойствах последних определяют экономически ощ>авданную долю химических волокон в потребности по сферам црименения и в суммарной потребности в текстильных волокнах. На основании этого можно рассчитать абсолютную потребность в химических волокнах в действительной массе. [c.60]

Перечисленные структурные показатели в большей или меньшей степени изменяются во время тепловых или термопластификационных обработок, в результате чего химические волокна приобретают новые молекулярную и надмолекулярную структуры и другие физико-механические свойства. [c.86]

Предлагаемая читателям книга является следующей попыткой в указанном направлении. Автор ставил своей целью охватить то основное, что объединяет процессы получения 1различ1ных видов химических волокон. Наряду с рассмотрением общих теоретических основ процессов получения химических волокон (Наибольшее внимание уделено тем вопросам, которые менее подробно или совсем (Мало затронуты в уже вышедших книгах, в частности новым методам формования, ориентационным и релаксационным процессам, особенностям формирования структуры и свойств новых видов химических волокон. Более детально сведения о структуре, структурной обусловленности механических, термических, электрических, оптических свойств и действии различных сред на химические волокна будут приведены в следующей подготавливаемой автором к печати книге Структура и свойства волокон . [c.9]

Возможность переработки полимеров в химические волокна и свойства последних шределяются тем пературными характеристиками полимеров, которые зависят от структуры молекулярных цепей полимеров и различаются в широких пределах. Основные температурные характеристики полимеров можно разделить на термодинамические и кинетические следующим образом [c.13]

Понижение степени диссоциации кислоты может быть достигнуто различными путями. Наиболее целесообразно введе ние в раствор одноименных анионов. При применении в качестве основного компонента осадительной ванны серной кислоты понижение степени ее диссоциации и тем самым замедле ние скорости химической реакции и повышение однородности структуры и качества волокна достигаются введением в состав занны сульфатов. Добавление сульфатов в ванну повышает механические свойства и мягкость волокна. Поэтому ванна, при- меняемая при формовании вискозного волокна, должна содер жать минимум два компонента (ке считая воды) —серную кис лоту и сульфат. [c.389]

Путем регу 1ир0вания физической структуры полимера (изменением соотношения между кристаллической и аморфной фракциями, ориентации элементов структуры вдоль оси волокна, и др.) можно в широких пределах изменять комплекс фи-зико-механических свойств химических волокон. Современные методы формования вискозного волокна и приготовления прядильного раствора позволяют заметно регулировать структуру полимера и тем самым получать волокна с желаемыми свойствами. Используя указанные возможности, за последние годы удалось получить ряд новых гидратцеллюлозных волокон. Среди них особый интерес представляют высокопрочное вискозное кордное (ВОЛОКНО и так называемые полинозные или высоко--модульные волокна. По своим физико-механическим свойствам полинозные штапельные волокна приближаются к хлопку (хлопкоподобные). [c.305]

Структура целлюлозных волокон обусловливает как физические свойства природного волокна, так и его поведение по отношению к некоторым химическим реагентам. Изучение структуры макромолекул может быть углублено посредством микроскопических исследований в естественном или поляризованном свете нативных волокон, а также набухших и окрашенных. Более полные данные можно получить при использовании ми кроско на с фазоконтрастным устройством, электронного микроскопа или рентгенографических методов. [c.99]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология