Ориентационная вытяжка волокон из кристаллизующихся полимеров

Однако кристалличность полимеров, используемых для получения волокон, проявляется не только в том, что степень кристалличности (или совершенства кристаллической структуры) в определенной мере влияет на модуль упругости волокна, но и в том, что переход от аморфной к кристаллической структуре способствует фиксации ориентированного состояния. В процессе первичного образования нити преимущественно возникают аморфные или метастабильные кристаллические структуры. Ориентационная вытяжка волокна позволяет расположить макромолекулы и их агрегаты вдоль оси волокна, но фиксация этого ориентированного состояния волокна происходит лишь благодаря кристаллизации полимера. Наиболее пригодными для получения волокон оказались кристаллизующиеся полимеры, причем стадии окончательной их кристаллизации в ориентированном состоянии предшествует стадия аморфизации. Аморфное состояние сохраняется при формовании волокна из раствора и расплава или возникает при разрушении первоначальной метастабильной кристаллической структуры в начальной стадии ориентационной вытяжки. [c.27]

Тем не менее целесообразно несколько подробнее остановиться на одном вопросе, имеющем особое значение, а именно на изменении свойств полимерных материалов и в первую очередь волокон, формуемых из растворов, при их ориентационной вытяжке. В производстве волокон из синтетических кристаллизующихся полимеров процессы ориентационного вытягивания волокна с целью его упрочнения выносятся за пределы машин для формования волокна. Это относится не только к тем волокнам, которые формуются из расплава, но и к волокнам, получаемым путем формования из растворов (например, поливинилспиртовые волокна). Кратность последующего вытягивания с целью ориентации полимера и перестройки структуры волокна может достигать 5—10. В ходе этого процесса происходит и установление окончательного диаметра (номера) нити. [c.282]

Пленки и волокна из ароматических полиамидов, так же как и из других полимеров, для повышения прочности подвергают ориентационной вытяжке. Чтобы ориентированные изделия при дальнейшей обработке и эксплуатации не давали усадки, после вытяжки обычно проводят термофиксацию, которая бывает наиболее эффективна, если полимеры способны кристаллизоваться. Часто ориентационную вытяжку и термофиксацию проводят одновременно или объединяют обе операции в едином технологическом процессе. [c.184]

Закономерности упрочнения полиамидных волокон характерны для кристаллизующихся синтетических полимеров. Основой процесса ориентационного упрочнения является вытягивание сформованного волокна. Главные параметры вытяжки следующие температура волокна, напряжение и продолжительность действия усилия. [c.181]

Трудно реализовать также ориентационную вытяжку аморфных некристаллизующихся полимеров, полученных ио сухому методу формования, например диацетатного волокна. Сопоставим кривые напряжение — деформация, приведенные иа рис. 9.14. Типичная кривая для ацетатного волокна (кривая 1) пе показывает заметного эффекта упрочнения по мере увеличения деформации, а соответстиепио этому достигнутая при вытягивании ориентация не фиксируется самопроизвольно, как в случае волокон из кристаллизующихся полимеров (кривая 2), у которых наблюдается эффект упрочнения, обусловленный кристаллизацией ориентированного иoJrимepa и выражающийся в подъеме кривой напряжение — деформация после завершения стадии течения. Хотя существует принципиальная возможность фиксации [c.225]

О влиянии длины цепей и их распределения на механические свойства изотропных и подвергшихся ориентационной вытяжке полимеров в литературе имеются весьма противоречивые сведения. Имеются данные о линейной зависимости между прочностью капронового волокна и величиной обратной молекулярной массы , но это — кристаллизующийся полимер и поэтому к подобным корреляциям следует отнестись осторожно. Наиболее существенные изменения прочности связываются с областью молекулярных масс З-Ю —15 10 т. е. там, где резко меняется прочность изотропного полимера. Обнаруживается также линейная зависимость между логарифмом прочности волокна и обратной величиной молекулярной массы полимеров, однако, в случае волокон, которые всегда кристалличны, тип зависимости любого параметра от М связан не с готовой структурой, а с технологической предысторией, где доминируют реологические факторы. Для ориентированных пленок поливинилацетата наблюдается линейное увеличение прочности с молекулярной массой. Однако эта зависимость четко проявляется лишь по достижении молекулярных масс, при которых прочность изотропного поливинилацетата становится неизменной. При изучении аморфных полиметилметакрилата, полистирола и поливинилацетат, получаются близкие результаты, хотя соответствующие зависимости не являются строго линейными. На механические свойства ориентированных полимерных материалов гораздо больше влияют условия формован 1я и вытяжки волокон и пленок [22].-Влияние молекулярной массы на механические свойства линейных аморфных полимеров следует оценивать с учетом изложенных представлений об их квазисетчатом строении. Прочность и другие механические свойства полимеров определяются их строением, однако при формовании и вытяжке волокон молекулярная масса полимера регулирует протекание процессов ориентации макромолекул, определяя структурные особенности и свойства получаемых полимерных материалов. [c.197]

В тех случаях, когда полимер не кристаллизуется и не подвергается дополнительной ориентационной вытяжке, такая макрофибриллизация не имеет места и волокно при сдвиговых деформациях разрушается по типу хрупкого излома. К таким волокнам относится, например, ацетатное (ацетилцеллюлозное) волокно, обладающее низкими усталостными свойствами. [c.166]

Дополнительными доказательствами в пользу модели Гесса — Херла могут служить волокна из целлюлозы. Для них большинство исследователей всегда принимало очень большое число проходных молекул, хотя многие физические свойства этих волокон близки к свойствам высокоориентированных гибкоцепных полимеров. Выше мы отмечали такие факты, как увеличение продольных размеров кристаллитов при ориентационной вытяжке и упругом растяжении гибкоцепных полимеров (при неизменном поперечном размере микрофибриллы). Кроме того, хорошо известна способность таких полимеров как каучук, гуттаперча и ПЭТФ кристаллизоваться при растяжении из аморфного состояния после достижения зна.чительных степеней вытяжки. Так как для подрастания или возникновения кристаллита определенного поперечного размера необходимо не произвольное число макромолекул, а строго определенное (которое можно найти с учетом параметров элементарных ячеек), нам представляется, что эти факты являются серьезным доводом Б пользу модели Гесса — Херла. [c.151]

Интересно отметить, что такой процесс может служить наглядной демонстрацией стягивания затвердевшей оболочки. Это отчетливо видно из поперечного среза волокна (рис. 8.37). Технологические трудности, возникающие при реализации такого метода, аналогичны осложнениям, возникающим при формовании волокон из быстро кристаллизующихся полимеров кроме того, общая механическая прочность первично сформованного волокна не позволяет достаючно полно провести процессы последующей ориентационной вытяжки. Образованию монолитной структуры препятствуют быстро протекающие процессы синерезиса (разрушения сплошности) при образовании полимера. [c.203]

При получении химических волокон различными методами процесс формования не заканчивается на стадии намотки свежесформованного волокна на приемное устройство. Так, например, при сухом методе формования последующие операции сводятся в основном к удалению остатков летучего растворителя . При формовании волокон из расплава кристаллизующихся полимеров (полиамиды, полиэфиры) выходящее из прядильной шахты волокно, как правило, еще не пригодно для дальнейшей переработки и должно быть подвергнуто ориентационному вытягиванию. При мокром формовании целлюлозных волокон кроме ориентационной вытяжки важной заключительной операцией является удаление воды (сушка) и достижение равновесной влажности. При мокром формовании полиакрилонитрильных волокон процесс последующего ориентационного вытягивания сочетается с процессом смыкания пор, образовавшихся при застудневании раствора (синеретическое отделение жидкости), что приводит к получению более плотного волокна. Для большинства волокон процессы после формования нити включают обычно также и релаксацию внутренних напряжений, возникших вследствие неравновесного протекания ориентационной вытяжки и явлений усадки из-за потери растворителя при сушке. Эти заключительные операции различаются в зависимости от конкретного метода формования волокон. При всей специфике отдельных операций и процессов имеются и такие, которые являются общими для всех видов волокон. К таким процессам относятся в первую очередь ориентация полимера в волокне и релаксация внутренних напряжений. [c.206]

Рассматривая структурные изменения при ориентационной вытяжке волокон, сформованных из кристаллизующихся полимеров, необходимо вновь вернуться к процессам формования этих волокон из расплава, которые протекают в прядильной шахте. Для описания превращений при ориентационной вытяжке свежесформованного волокна следует более точно оценить структуру, возникающую непосредственно при формовании. Наиболее интересны для рассмотрения модельные и практические системы, в которых кристаллизация протекает достаточно быстро и на которых может быть прослежено изменение кристалличности и формы кристаллических образований, в отличие от медленно кристаллизующихся полимеров типа полиэтилентерефталата и поликапроамида, где кристаллизация не успевает пройти в такой степени, чтобы можно было количественно оценить степень кристалличности и морфологические особенности кристаллитов. [c.214]

Технологический процесс вытяжки волокон из кристаллизующихся полимеров достаточно сложен, и параметры этого процесса определяются пе только теми фазовыми превращениями и ориентационными преобразованиями, которые описаны выше, но и рядом других, побочных явлeниii и процессов. Более детальное рассмотрение атих особенностей целесообразно при описании технологических процессов производства отдельных видов волокна, так как такие побочные явления специфичны для каждого типа полимера. Однако следует с/делать общее замечание отпосительиг) скорости вытягивания. [c.224]

Вытяжка волокон. Несмотря на особенности морфологического строения волокна из ПТФЭ, данные, приведенные на рис. 33.4, а также результаты подробного исследования процесса ориентационного упрочнения волокна полифен [39] показывают, что основные закономерности процесса вытяжки волокон из ПТФЭ не отличаются от закономерностей вытяжки других волокон из кристаллизующихся полимеров. Следовательно, прочность связи между частицами ПТФЭ, определяющая способность волокна к вытяжке, превышает в данном слз чае усилия, необходимые для соответствующей деформации волокна. [c.474]

По-видимому, этих осложнений удалось бы избежать при одноосной ориентации -/ ,/ -полимеров, кристаллизуя их из смектического состояния с вытянутыми цепями. Как явствует из гл. XV, из термотропных полимерных жидких кристаллов вряд ли можно столь же просто получить волокна, как из лиотропных причина тому — топоморфизм и связанные с ним кажущиеся необратимости. Переход к выгодным топомерам надо совершать так же, как и в случае обычных гибкоцепных полимеров, т. е. используя принципы ориентационной кристаллизации или вытяжки (еще в жидкокристаллическом состоянии). [c.389]