Влияние условий структурообразования на свойства волокон

Влияние условий структурообразования на свойства волокна [c.165]

Для получения соответствующих ПАН-волокон и для исследования процессов структурообразования, происходящих на различных этапах их формования, при выполнении данной работы была сконструирована и изготовлена лабораторная установка, позволяющая в щироких пределах изменять условия реализации этих этапов. С помощью комплекса физических методов для системы ПАН-диметилацетамид различного состава получены следующие результаты установлены временные характеристики процесса гелеобразования исследуемой системе показано влияние условий перехода раствор-гель-ксерогель-ориентированное волокно на структуру и форму получающихся волокон, а также на их механические свойства. Оказалось, что исследованные волокна характеризуются более высокими значениями прочности и модуля упругости, чем волокна, приготовленные из того же полимера по обычной технологии. [c.76]

Графитация карбонизованного волокна осуществляется прп очень высоких температурах (до 3000 °С), в инертной среде, обычно азоте или аргоне. На этой стадии еще в большей мере, чем при карбонизации, необходима тщательная очистка защитных газов от следов кислорода, а также применение аппаратуры, исключающей попадание кислорода воздуха в реакционное пространство. В заявке [98] описан способ графитации волокна в печи, засыпанной углем процесс проводится под давлением инертного газа при повышении температуры до 2600 °С со скоростью 2000 °С/ч. В этих условиях получаются графитированные нити с прочностью 246 кгс/мм и модулем Юнга 42-10 кгс/мм . В работе [19] отмечается влияние характера среды при карбонизации на прочность графитированного волокна. Графитация проводилась при 3000°С в течение 1 ч, а карбонизация в одном случае осуществлялась в водороде (до 430 °С) и затем в аргоне (до 1000 °С) в другом случае весь процесс карбонизации проводился в аргоне. Прочность волокна составила 168 и 119 кгс/мм соответственно. Поскольку волокно не подвергалось предварительному окислению, восстановительная среда на первой стадии карбонизации была более активной по сравнению с аргоном и способствовала структурообразованию углеродного скелета и тем самым улучшению свойств волокна. [c.195]

Влияние условий формования на структуру и свойства триацетатного волокна, сформованного иЗ сиропов, подробно описано в одной из статей Волокно, обладающее лучшими физико-механическими свойствами (прочность, удлинение, прочность в петле, число двойных изгибов), получено при формовании в осадительной ванне, содержащей 30% уксусной кислоты. Авторы объясняют это наиболее благоприятными условиями структурообразования при формовании вследствие выравнивания скорости взаимной диффузии уксусной кислоты и воды и скорости коагуляции триацетата целлюлозы. При этом образуются более мелкие структурные элементы. Повышение содержания кислоты в ванне вызывает также вымывание низкомолекулярных фракций, что способствует улучшению механических свойств волокна, однако при увеличении концентрации кислоты свыше 30% скорость коагуляции снижается быстрее, чем скорость диффузии. Это приводит к увеличению степени кристалличности и к образованию более крупных структурных элементов. [c.182]

Скорости массообменных процессов, осаждающая способность осадителей и обусловленные этим особенности структурообразования волокон при формовании по мокрому методу зависят также от природы используемого растворителя, точнее, от вида пары растворитель — осадитель. В работе [10] было проведено исследование влияния различных параметров процесса формования на свойства волокон из сополимера винилхлорида с акрилонитрилом (СХН-60). В качестве растворителей использовали диметилформамид и ацетон, осадительные ванны представляли собой смеси растворителя с водой. Поперечные срезы волокон, полученных из растворов в диметилформамиде, оказались практически такими же, как и при формовании гомо полимера винилхлорида в водные ванны. Волокна, полученные из ацетоновых растворов, характеризуются значительно более высоким содержанием полимера, более плотной структурой в поперечном сечении и меньшей способностью к сорбции красителя, чем волокна, полученные из диметилформамидных растворов. С повышением содержания ацетона в осадительной ванне форма поперечного среза волокна постепенно изменяется от лентообразной к бобовидной и почти круглой. Для волокон, полученных из ацетоновых растворов, характерны более высокие степени вытяжки и значительно более высокие физико-механические показатели прочность и устойчивость к двойным изгибам. Волокна, сформованные из диметилформамидных растворов, выдерживают только десятки циклов двойных изгибов. Если растворителем является ацетон, то волокно разрушается после более чем 100 000 циклов. Сопоставляя эти данные с результатами исследования влияния условий формования ПВХ из диметилформамидных растворов, надо иметь в виду, что вода является значительно более сильным осадителем для ацетоновых растворов сополимера винилхлорида, чем для диметилформамидных. Поэтому можно провести аналогию между формованием сополимера из диметилформамидных растворов в водные ванны и получением волокон из ПВХ в ваннах, содержащих метанол и этанол. [c.401]

При анализе данных о влиянии характера осадительной ванны на свойства волокна было установлено [32], что при применении мягких осадительных ванн, характеризуемых медленным структурообразовани-ем, удается получить волокна с мелкими равномерными порами. Такие волокна обладают большой способностью к пластической деформации и эффективной ориентации. Несмотря на неровный срез и наличие неоднородности (ярко выраженная рубашка и ядро) волокна, сформованные в мягкие осадительные ванны, почти всегда имеют лучшие физикомеханические показатели, чем волокна, сформованные в жесткие осадители. Исключением являются предельно жесткоцепные волокна (причины будут рассмотрены ниже). Несмотря на явные преимущества мягких осадительных ванн, в производственных условиях, они не всегда могут применяться, так как в этом случае требуется очень большой путь нити в осадительной и пластификационной ванне. Важным фактором, влияющим на формование волокна, является концентрация прядильного раствора. В ряде работ [33] показано, что для гибкоцепных полимеров с увеличением концентрации полимера в прядильном растворе снижается стойкость его к действию осадителей и замедляются диффузионные процессы. Для растворов с большой концентрацией вследствие повышения осаждающей способности осадителя наблюдается быстрое образование поверхностного слоя струйки. Образовавшаяся оболочка замедляет массобмен. Вследствие этого образуются неоднородные в поперечном сечении волокна с ухудшенной способностью к пластификационному вытягиванию. Аналогичная картина характерна и для термостойких волокон, хотя для каждого волокна существует своя оптимальная концентрация полимера в прядильном растворе. Последняя также зависит от состава осадительной ванны. Для полимеров полужесткой структуры (сульфон Т, полиимиды и др.) оптимальная концентрация, при которой получаются волокна с лучшими физико-механическими характеристиками, как правило, в 1,5—2,5 раза выше, чем для волокон предельно жесткой структуры, если не принимать во внимание специальные методы формования последних (из размягченных гелей) [20]. [c.73]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология