Механизм вытягивания полиамидных волокон

Естественно, что при таком объяснении механизма вытягивания полиамидного волокна при нормальной температуре, когда образованию шейки придается первостепенное значение, должен быть решен вопрос о том, по какому механизму протекает процесс в тех случаях, когда шейка при вытягивании не образуется (как это, например, имеет место в большинстве случаев при вытягивании полиамидных волокон в производственных условиях). В этом случае, по мнению Мюллера с сотрудниками, необходимо принять, что при очень медленном вытягивании или при местном нагреве, а также в присутствии пластификаторов (капролактам) или веществ, вызывающих набухание волокна (вода), сильно снижается величина внутреннего трения. Соответственно уменьшается возможность местного нагрева или — при медленном вытягивании — теплота трения отводится так быстро, что вытягивание осуществляется не в одном месте (через шейку ), а происходит одинаковая деформация всего материала (непрерывное вытягивание). Известно, что телескопический эффект наблюдается только ниже определенной температуры особенно характерно это для полиэтиленгликольтерефталата. В этом случае предельная температура, при которой имеет место вытягивание через шейку , составляет около 80° и падает с понижением температуры стеклования ) (см. также [54]). Температура стеклования полиамидов, применяемых для формования волокна, таких, как поликапроамид и полигексаметиленадипамид, лежит, по-видимому, в области комнатной температуры или даже [c.437]

Это сильно упрощенное, но вполне возможное объяснение механизма вытягивания полиамидных волокон при нормальной температуре и постоянства степени вытягивания, согласно представлениям Мюллера с сотрудниками, не является необходимым. По мнению Мюллера, вытягивание при нормальной температуре по существу представляет собой процесс вытягивания при повышенной температуре, при котором в зоне размягчения происходит течение полимера, однако, после того как произойдет ориентация макромолекул в этой нагретой зоне, волокно сразу вновь охлаждается до комнатной температуры, т. е. после прохождения через нагретую зону сразу же происходит замораживание полимера в ориентированном состоянии [58]. Если продолжать вытягивание, то кривая нагрузка — удлинение быстро поднимается до слишком больших значений нагрузки и выше определенной границы происходит разрыв волокна. Таким образом, постоянство степени вытягивания в этом случае объясняется достаточно просто максимальная степень вытягивания достигается после прохождения всех участков вытягиваемой нити через зону течения, т. е. после того как все макромолекулы окажутся замороженными в ориентированном состоянии. [c.440]

Механизм вытягивания полиамидных и других термопластичных волокон до сих пор не вполне ясен. Наряду с представлениями о скольжении макролюлекул во время вытягивания волокна высказываются предположения о местном плавлении полиамида в точке утонения волокна, так как в рез льтате затраченной работы выделяется значительное количество тепла. Расчеты, проведенные рядом авторовв , подтверждают повышение температуры в тонком месте (в шейке) на 30—50" и более, причем повышение температуры оказывается тем значительнее, чем ниже номер волокна, больше кратность и скорость его вытягивания. При повышении температуры до 80° внутри волокна благодаря его термопластичности наблюдается течение и образование шейки. Значительную роль в вытягивании волокна играет также вода, облегчающая скольжение макромолекул и уменьшающая усилия, необходимые для вытягивания -. Присутствие мономера (капролактама) в невытянутом волокне, по данным Купца, ухудшает условия вытягивания. Впрочем, эти данные не подтверждаются практическими наблюдениями. [c.431]

На основании тщательных исследований процесса вытягивания полиамидного волокна Мюллер с сотрудниками [58, 67] дали новое объяснение механизма вытягивания при нормальной температуре. Указанные авторы исследовали хорошо известный на практике факт повышения температуры при вытягивании полиамидного волокна при нормальной температуре. При этом было установлено, что появление зоны течения и шейки, характерное для процесса вытягивания, становится понятным только в том случае, если учесть местное повышение температуры в области зоны течения. По сути дела, применяемый термин вытягивание при нормальной температуре не соответствует действительности. Процесс вытягивания представляет собой в значительной степени модифицированный процесс вытягивания при повышенной температуре, при котором, однако, материал не нагревают до необходимой температуры путем подвода тепла извне, а нагрев волокна происходит в результате превращения механической энергии в тепловую, причем выделение тепла концентрируется в зоне течения. Повышение температуры в зоне течения может быть доказано прямым экспериментом [58, 67], Таким образом, Мюллер с сотрудниками пришел к выводу, что даже при медленном проведении процесса вытягивания и при тер-мостатировании волокна в воде необратимо рассеивающаяся часть энергии деформации расходуется на нагревание волокна на опре- [c.436]

Вытягивание полиамидного волокна осуществляется на крутильно-вьггяжной машине за счет разности скоростей питающего и вытяжного механизмов. [c.46]

Своеобразие этого явления и решающее влияние процесса вытягивания при нормальной температуре на некоторые наиболее характерные физические и механические свойства полиамидных волокон послужили причиной того, что уже через непродолжительное время после установления возможности вытягивания полиамидных волокон при нормальной температуре был поставлен ряд экспериментов и теоретических исследований молекулярного механизма этого явления с целью выяснения поведения волокна в процессе вытягивания. В дальнейшем изложении сделана попытка на основании теоретических и экспериментальных данных, имеющихся в этой области, сформулировать принципиальные представления о механизме процесса вытягивания при нормальной температуре. Эти представления развиты в целом ряде обзорных статей, в частности Брозера, Гольдштейна и Крюгера [56], Маршалла и Томпсона [54], Банна [57], Ф. Мюллера [58], Стюарта, а также Ставер-мена и Шварцля [59], в которых частично были использованы данные собственных работ указанных выше авторов. [c.427]

ДЯ ИЗ специфических особенностей структуры этих соединений. Указанные авторы ис110льзова.ли для объяснения механизма пропесса вытягивания аналогию, существующую между деформацией полиамидов и пластической деформацией монокристаллов металлов. Процесс деформации монокристаллов был избран в качестве модели, так как при деформации монокристаллов наблюдаются явления, очень напоминающие процесс вытягивания через шейку [71]. Брозер, Гольдштейн и Крюгер, принимают, что при приложении нагрузки к невытянутой нити происходит поворот упорядоченных областей (мицелл) ) в направлении приложения нагрузки. Эти участки волокна, взаимодействие между которыми осуществляется за счет сравнительно слабых дисперсионных сил, перемещаются по отношению друг к другу в направлении приложения нагрузки. Вытягивание волокна начинается в том месте, где эти участки имеют наиболее благоприятное расположение для такого перемещения (образование шейки). Взаимное перемещение отдельных кристаллических областей передается на соседние кристаллиты посредством бахромы (аморфных областей полимера), соединяющей, как указывалось выше, отдельные упорядоченные области, в результате чего происходит соскальзывание одних кристаллитов относительно соседних. Легко можно представить, что этот процесс соскальзывания сопровождается поворотом отдельных кристаллитов в направлении оси волокна, что проявляется в высокой степени ориентации, фиксируемой на рентгенограмме вытянутого волокна. По данным Брозера, Гольдштейна и Крюгера, соскальзывание кристаллитов в процессе вытягивания волокна приводит по аналогии с деформацией монокристаллов к деформации самой кристаллической решетки, в результате чего происходит упрочение волокна по всему сечению. В этом случае происходит деформация мицеллярной сетки и прекращение процесса соскальзывания. Дальнейшая пластическая деформация полиамидного волокна без его разрыва становится невозможной. [c.435]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология