Изменение структуры и свойств волокон при вытягивании

Результаты исследования свойств невытянутых волокон, полученных из смесей полипропилена с полиэтиленом, суспензионным полистиролом и сополимером стирола с акрилонитрилом, показывают, что в присутствии даже небольших количеств второго полимера можно добиться значительных изменений структуры полипропиленового волокна. На рис. 1 изображены кривые зависимости напряжения от степени вытягивания обычного полипропиленового волокна и волокон из смесей. Основным отличием кривых, полученных для волокон из смесей с суспензионным по- [c.183]

В литературе имеются данные о возможности превращения областей с низкой степенью упорядоченности в участки с кристаллической структурой благодаря сорбции влаги этими участками волокна [61]. Однако нельзя считать, что имеются области столько кристаллической или только аморфной структурой в данном случае имеют место переходы одного типа структуры в другой, аналогично тому как это было описано Кратким [62] для целлюлозы (см. также замечания Стюарта [63]). В этой связи необходимо указать на роль процессов кристаллизации и ориентации. Если процесс кристаллизации в сочетании с процессом поглощения влаги волокном определяет такие свойства нити, как удлинение и усадка, то ориентация влияет преимущественно на изменение механических свойств, таких, как, например, способность волокна к последующему вытягиванию [64]. [c.517]

При графитации главным образом протекают структурные превращения и соответственно изменяются свойства материала. На этой стадии происходит обогащение волокна углеродом до содержания его не менее 99% потеря массы волокна составляет 5—15%, и если волокно находится в свободном состоянии, то оно усаживается на 3—6%. Видимо. основными продуктами распада являются углеводороды и СО. 3 процессе графитации происходят дальнейшая ароматизация углерода и совершенствование структуры (см. гл. 1). Глубина протекания этих процессов и изменение свойств волокна зависят от параметров графитации. К важнейшим из них относятся среда, температура, продолжительность и вытягивание. [c.285]

В процессе непрерывного вытягивания происходит постоянное изменение реологических свойств нити под влиянием действия пластификации, температуры, механических напряжений и перестройки структуры [17 21 22]. Это изменение реологических характеристик достаточно наглядно можно рассмотреть, используя четырехэлементную механическую модель. На рис. 13.5 показано изменение состояния реологической модели волокна, а на рис. 13.6—схема изменения вязкоупругих характеристик в различ- [c.241]

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]

Изменение структуры полиолефиновых волокон в зависимости от температуры вытягивания оказывает влияние на физикомеханические свойства. В табл. 40 приведены показатели свойств полипропиленового волокна, вытянутого при 30 и 120 °С (скорость вытягивания 0,31 м/мин) . [c.179]

На рис. 28.5 показана зависимость прочности волокон от кратности пластификационной и термической вытяжек. Для термической вытяжки использовалось отмытое от растворителя волокно, пластификационная вытяжка которого не проводилась [8]. Наибольший интерес представляет перегиб кривых в области кратностей вытяжек от 2 до 3 (см. рис. 28.5). Более резко это выражено при термической вытяжке. Поэтому целесообразно рассмотреть особенности изменения структуры и свойств волокон при их вытягивании после формования на примере термической вытяжки. Такие исследования были проведены в работе [8], где определялись удельная поверхность волокон — методом низкотемпературной сорбции азота, плотность волокон — флотационным способом и рассчитанная по геометрическим размерам, а также механические и термомеханические свойства волокон. По значениям геометрической и флотационной плотностей была вычислена относительная объемная пористость волокон. Основные результаты приведены в табл. 28.1, из которой видно, что при вытягивании ПВХ волокон их механические свойства и пористость существенно изменяются. [c.406]

Таким образом, в зависимости от температуры, степени и скорости вытягивания волокон происходит изменение структуры полимера, которое оказывает влияние на физико-механические свойства волокон. Волокна, вытянутые при низкой температуре, обладают невысокими физико-механическими показателями вследствие недостаточно высокой ориентации и образования дефектов в структуре полимера. Волокна, вытянутые при температуре, близкой к температуре плавления полимера, когда выравниваются напряжения внутри полимера, характеризуются высокой ориентацией и образованием совершенных надмолекулярных структур. В табл. 40.3 приведены данные, характеризующие зависимость свойств волокон от молекулярного веса полипропилена. [c.553]

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]

Зависимость механических свойств волокон от степени полимеризации полимера наиболее отчетливо выявляется у природных волокон, для которых возможность изменений конфигурации макромолекул и их взаимного расположения, а также и надмолекулярной структуры путем вытягивания ограничена. При одной и той же структуре полимера степень полимеризации оказывает существенное влияние на основные показатели волокна — прочность при разрыве (см. разд. 5.1), удлинение, стойкость к многократным деформациям и истиранию. [c.31]

Зависимость механических свойств волокон от степени полимеризации полимера на иболее отчетливо выявляется у природных волокон, для которых возможность изменений конфигурации макромолекул и их взаимного расположения путем вытягивания ограничена. При одной и той же структуре полимера степень полимеризации оказывает существенное влияние на основные показатели волокна — прочность при разрыве (см. стр. 112), удлинение, стойкость к многократным деформациям и истиранию. С уменьшением степени полимеризации (в результате частичной деструкции макромолекулы) до известного предела прочность природных волокон не изменяется при дальнейшем уменьшении происходит закономерное, все более значительное ухудшение этого показателя, а ниже определенного значения волокно полностью теряет прочность и рассыпается. [c.32]

Таким образом, в зависимости от температуры и степени вытягивания полиолефиновых волокон происходит изменение физико-механических и структурных свойств волокон. Волокна, вытянутые при низкой температуре, обладают невысокими физикомеханическими свойствами вследствие недостаточно высокой ориентации и образования дефектов в структуре кристаллического полимера. [c.184]

Изучение изменений, происходящих в невытянутых волокнах из ПВС при их хранении до 30 месяцев, не позволило обнаружить существенных различий в структуре и физико-механических показателях. Однако в зависимости от продолжительности хранения ПВС волокна при последующем вытягивании ведут себя по-разному. Данные, приведенные ниже, показывают значительное изменение свойств, получаемых при вытяжке [c.253]

Изучали [19] зависимость физико-механических свойств и структуры волокна из полиэтилена высокой плотности от степени вытяжки в среде жидкого теплоносителя при 110 °С. Зависимость механических свойств полиэтиленового волокна от степени вытяжки приведена на рис. 40.10, из которого видно, что прочность, рассчитанная на начальное сечение, повышается, а удлинение понижается. Наиболее резкое изменение Ои и е происходит при вытягивании волокна на 800—1000%. При этих степенях вытягивания прочность возрастает почти вдвое, а удлинение уменьшается до 7%. Дальнейшее увеличение степени вытягивания не оказывает существенного влияния на изменение этих показателей. Однако модуль упругости при вытягивании непрерывно возрастает. [c.551]

Выше приведены результаты исследования, в котором была сделана попытка с помощью изометрического метода оценить изменение структуры и свойств поливинилхлоридного волокна, подвергнутого ориентационному вытягиванию и термофиксации (см. стр. 244). В последующей работе изометрический метод был использован для исследования поливинилспиртовых волокон, подвергнутых термопластификационному вытягиванию и обработке альдегидами. Характеристика исследуемых образцов приведена в табл. 1. [c.236]

Вытягивание вызывает изменение молекулярной ориентации в волокне. При этом исходна я надм олекулярная организация в волокне разрушается, и образуется новая структура, характерная для ориентированного состояния. Структурные изменения полимера и обусловливают изменения физико-механических свойств волокна. [c.171]

Одним из основных моментов формования волокна является высаживание полимера из раствора. При этом протекают различные взаимосвязанные процессы. Свежевысаженное из раствора волокно (нить) подвергают ориентационному вытягиванию, отмывке от растворителя, сушке, термообработке и отделке различными препаратами, после чего волокну придается необходимый товарный вид. Во всех этих операциях происходит изменение структуры полимера, и поэтому все они в той или иной степени влияют на свойства готового волокна (нити). [c.63]

Таблица 33.3. Изменение структуры и механических свойств волокна из ПТФЭ при вытягивании

Из данных табл. 40.1 следует, что при увеличении деформации полипропиленового волокна, вытянутого как при 30, так и при 120 °С, наблюдается возрастание модуля упругости, прочности, рассчитанной на начальное сечение, и двойного лучепреломления. Изменение прочности, пересчитанной на истинное сечение, и плотности зависит от температуры вытяжки. Для волокна, вытянутого при 30 °С, наблюдается снижение аи и (> с уменьшением степени вытяжки, в то время как для волокна, вытянутого при 120 °С, отмечено возрастание этих величин. Такое отличие в свойствах полипропиленовых волокон обусловлено не только переориентацией структуры в направлении приложенных усилий (возрастание величин Е, Ап и уменьшение е), но также с изменением структуры в зависимости от температуры вытягивания [1]. Действительно, прочность, пересчитанная на истинное сечение, представляет собой произведение двух величин прочности, рассчитанной на первоначальное сечение, и удлинения. Прочность определяется разрывом химических связей, а удлинение —ориентацией. Значение о не изменяется от степени вытягивания только в том случае, если число цепей, по которым происходит разрушение образца, остается постоянным при этом прочность возрастает пропорционально изменению удлинения. Подобная зависимость наблюдается при деформации аморфных эластомеров. Если же в процессе вытяжки происходит разрыхление или уплотвение структуры, то прочность о и, как это видно из табл. 40.1, изменяется. [c.550]

В процессе формования из расплава необходимо следить за быстрым охлаждениел нити, чтобы тем самым з мепьшить вероятность образования кристаллитов, в особенности крупных кристаллитов (сферолитов), в невытянутом волокне. В результате мгновенного охлаждения затрудняется образование более или менее упорядоченных областей, в которых между поверхностями раздела элементов структуры имеются водородные связи. Только в этом случае возможно нормальное проведение процесса вытягивания такие волокна характеризуются сильным блеском. В этой связи становится понятным влияние климатических условий на свойства невытянутой нити. Морфологическое состояние волокна, достигаемое при быстром его охлаждении, является неустойчивым, поэтому при более длительном действии тепла и сильно увлажненного воздуха могут произойти, очевидно, изменения в структуре волокна (явления старения в результате рекристаллизации). Именно при неправильном выборе климатических условий создается возможность теплового перемещения цепей и тем самым образования нежелательных межмолекулярных водородных связей, затрудняющих, по-видимому, процесс вытягивания. Длительное выдерживание невытянутого волокна в атмосфере с повышенной влажностью приводит к увеличению числа обрывов при переработке такого волокна. [c.441]

Прививка к исходному полимеру имеет то преимущество, что переработке в волокно подвергается привитой сополимер, и боковые цепи наряду с основными цепями принимают участие в образовании структуры при формовании и вытягивании волокна. Это дает основание предполагать, что волокно, сформованное из привитого сополимера, будет обладать более высоким комплексом цеханических свойств. Однако при переработке таких полимеров возникают трудности, связанные с изменением растворимости привитого сополимера и условий формования волокна. [c.110]

Помимо вытягивания, связанного с десольватацией, обычно предусматривается преднамеренная вытяжка, которая осуществляется путем увеличения скорости приема волокна по сравнению со скоростью выдавливания нитей. Оба процесса вытягивания оказывают совместное влияние на увеличение ориентации молекул и агрегатов полимера в направлении оси волокон. Насколько эффективна для осуществлегшя ориентации молекул та или иная степень вытяжки, зависит от нескольких факторов. Факторами, благоприятствующими ориентации, являются высокая степень полимеризации, которая, так же как и выпрямление полимерных молекул [42], обусловливает большую величину отношения длины к ширине [43] и образование поперечных связей [44]. Было предложено несколько теоретических зависимостей для оценки влияния вытягивания сильно набухших гелей на конечную ориентацию полимерных звеньев, но экспериментальные результаты обнаруживают более или менее заметные отклонения от теоретических предположений [45]. Это можно объяснить тем, что выбранные для теоретического рассмотрения модели были слишком простыми. Большие успехи были достигнуты при интерпретации изменений свойств растянутого каучука [47], так как в этом случае возможно толкование этих изменений при помощи статистики свернутых и выпрямленных цепных молекул. Кроме того, в структуре волокна имеются агрегаты молекул кристаллического или квазикристаллического типа. Большинство попыток объяснить связь между вытягиванием и ориентацией в волокнах основывалось на предположении о том, что эти агрегаты являются структурными единицами, причем некристаллические области рассматривались просто как своеобразные шарнирные соединения [45]. Это также слишком простой механизм, но дальнейшая разработка вопроса задерживается из-за отсутствия точных знаний об изменениях в некристаллических областях, происходящих при вытягивании волокна. [c.355]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология