Формование волокон диффузионные процессы при формовании

Решение уравнения (7.12) выражается с помощью Р-функции, которая дается в виде таблиц или графика [39]. Графическое выражение решения в приведенных выше безразмерных переменных представлено на рис. 7.18. Оно удобно для технологических расчетов и, по существу, представляет графическую модель диффузионного процесса. На оси абсцисс отложен параметр 1, выражающий, как видно из формулы (7.15), расстояние от оси волокна. При = 0 имеем ось волокна, при =1 — поверхность волокна. На оси ординат откладывается параметр 0, выражающий степень завершенности диффузионного процесса, т. е. выравнивания концентраций в волокне и ванне. Определение параметра 0 для формования вискозных волокон осложнено протеканием процесса нейтрализации кислоты, диффундирующей из осадительной ванны, щелочью, содержащейся в вискозе. Германе предложил [40] принять концентрацию щелочи, как отрицательную концентрацию кислоты. Выражение (7.13) в этом случае примет вид [c.181]

Растворение полимеров производится как при нормальной, так и при повышенной температурах. При повышении температуры ускоряются диффузионные процессы, увеличивается растворимость и снижается вязкость системы, что позволяет повысить концентрацию полимера в растворе. В некоторых случаях, о чем будет идти речь ниже, система растворителей подбирается так, чтобы полимер растворялся только при повышенной температуре, а при нормальной — выделялся из раствора. Полимер при переводе в раствор или расплав не претерпевает химических изменений, за исключением формования вискозных волокон, когда исходная целлюлоза переводится в эфир, а при формовании волокна эфир вновь омыляется до исходной целлюлозы. [c.67]

Изучение диффузионных процессов имеет важное значение для расчета длины пути нити в ванне, что является одним из критериев при выборе конструкции прядильных устройств и параметров формования волокна. [c.187]

Изучение скорости диффузионных процессов по средним концентрациям диффундирующих компонентов в волокне, выходящем из осадительной ванны, получило широкое распространение при формовании синтетических волокон [31, 32]. Этот метод дает также удовлетворительные результаты для вискозных волокон, если принять необходимые меры для удаления механически захваченной ванны. Однако наибольшее распространение при изучении диффузионных процессов в технологии вискозных волокон получил индикаторный метод. Первые исследования с применением этого метода были выполнены Каргиным [33]. Дальнейшее развитие он получил в работах других авторов [34— 36]. Недостатком этого [c.180]

В самом начале диффузионного процесса, например при т = = 0,0012, безразмерная концентрация 0 на поверхности волокна ( =1) резко снижается до 0,5. В этом случае, если концентрация кислоты (моль) в осадительной ванне равна концентрации щелочи в вискозе, т. е. Со = Сг>гаон, то как это следует из выражения (7.16) на поверхности волокна установится нейтральная реакция. При формовании полинозного волокна (Со<Смаон) на поверхности волокна некоторое время сохраняется щелочная среда, а при производстве вискозной текстильной нити и волокна ( Со>СнаОн) на поверхности сразу устанавливается кислая среда. [c.182]

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]

Необходимо указать, что параметры 04 и ПО могут лишь качественно характеризовать процесс осаждения полимера из прядильной струйки при мокром формовании волокна, так как в лаборатории осадительное число определяют для 1—3%-ных раство-- зов полимера вместо 7—20%-ных, применяемых в производстве. Гидродинамические условия в лабораториях также значительно благоприятнее для осаждения полимера. Кроме того, в лабораторных условиях диффузия осадителя вглубь раствора полимера не играет роли, тогда как диффузионные процессы оказывают большое влияние на формование волокон. [c.175]

В связи с переходом на ускоренные и непрерывные методы формования и отделки текстильных и кордных нитей и штапельного волокна процесс отмывки исследован наиболее подробно. Установлено, что в основе этого процесса лежат общие законы массопере-дачи. Коэффициенты перехода водорастворимых примесей из волокна в воду возрастают с ростом гидродинамического критерия Рейнольдса, числа отжимов и времени промывки. Промывка волокна является типичным диффузионным процессом [c.261]

Далее начинаются самые сложные процессы, связанные с отверждением жидкой нити в результате тепло-и массообмена в условиях ее продольного вытягивания. По аппаратурному оформлению и принципу удаления растворителя различают три основных способа формования сухое, мокрое и сухо-мокрое [9—11]. В первом случае струйки прядильного раствора попадают в шахту, где омываются током нагретого газа. При этом интенсивно протекают диффузионные процессы (испарение растворителя), что приводит к утверждению элементарных волоконец. По этому способу можно получить высокопрочные волокна из растворов ПБА и ДМАА [9], однако ограничения по применению низкокипящих [c.227]

Условия значительно изменяются, если формование производят в цинксодержащих ваннах. Специальным регулированием диффузионных процессов создаются затруднения для образования крупных кристаллитов Уже при незначительном содержании сульфата цинка в осадительной ванне даже при высоких степенях ориентационной вытяжки получают волокна с высоким удлинением Влияние концентрации сульфата цинка в осадительной ванне на прочность и удлинение волокна характеризуется следующими данными [c.296]

Во-первых, расширение струи (увеличение диаметра волокна) может вызвать увеличение продолжительности диффузионных процессов при фиксации жидкой нити, что нежелательно. Отметим, кстати, что прямой расчет фильерной вытяжки, основанный на сопоставлении скорости истечения жидкости и скорости приема волокна, оказывается в значительной степени фиктивным, если не учитывается расширение струи у выхода из отверстия фильеры. Это же относится и к расчетам диффузионных процессов, по которым диаметр нити у выхода принимается равным диаметру отверстия. Таким образом, условия формования волокна с отрицательной фильерной вытяжкой обусловлены не только усадкой волокна за счет потери растворителя, но и расширением струи. [c.154]

В работе таким путем была оценена скорость диффузии Н -ионов в вискозное волокно. Измерение расстояния до точки К широко используется при выяснении замедляющего действия модификаторов на скорость диффузионных процессов при формовании вискозного волокна. Для изучения диффузионных процессов при формовании полиакрилонитрильного волокна в органических растворителях в качестве индикатора был использован хлорид кобальта, синяя окраска которого в присутствии воды меняется на красную [c.188]

Прежде чем перейти к последующим этапам формования волокна застудневанию, синерезису, структурообразованию и ориентационной вытяжке, — подытожим рассмотрение диффузионных процессов. [c.190]

От кинетики протекания диффузионных процессОЕ между раствором полимера (жидкой нитью) и осадительной ванной зависят в большой степени структурные преобразования, которые сказываются на свойствах готового волокна, и многие технологические параметры процесса формования, а также конструктивные особенности прядильных машин. Как и при получении волокна по сухому методу, при формовании по мокрому методу длина пути нити в ванне целиком определяется- [c.257]

Все эти обстоятельства позволили Хейеру и Гребе прийти к заключению, что уравнение (5) может быть успешно использовано для анализа диффузионных процессов, проходящих при формовании волокна из растворов ПАН в органических растворителях. [c.263]

Исследование диффузионных процессов с использованием уравнения Крэнка позволяет сделать ряд полезных заключений относительно условий формования волокна и особенно скоростей формования и состава осадительных ванн.Но эта относительная простота картины диффузионных явлений характерна только для таких систем, как рассмотренная выше Сложнее обстоит дело с анализом процессов, протекающих при формовании вискозных волокон. [c.264]

Вторая группа методов переработки (ротационное формование, напыление, окунание, спекание) имеет общие диффузионно-адгезионные процессы. В данном случае изделия изготовляются преимущественно из порошкообразной массы или пасты с последующим спеканием. В самостоятельные группы объединены такие технологические процессы, как получение изделий из раствора (полив пленок, формование волокна, шпредищ-ование), изготовление изделий вспениванием полимерных композиций, а также полимеризацией мономера или жидкого форполимера в формах. [c.86]

В этом разделе рассматриваются структурные и фазовые превращения на первой стадии формования (выделение пол1имера из раствора) роль ионов кислоты и цинка при формовании гель-во-локна диффузионные и гидродинамичесние условия структурооб-разования в прядильных трубках, диффузионные процессы при отмывке волокна в виде ленты от следов кислоты, солей и др. [c.7]

Весьма удобным методом оценки протекания диффузионных процессов при изучении рмования волокон с применением цветных индикаторов является на хождение зоны, в которой компоненты осадительной ванны достигают осевой линии волокна (так называемая точка Д). Положение точки Д за(вис т от диаметра волокна, скорости его формования, коэффициента диффузии и других фаеторов и может быть описано следующим приближенным уравнением [44 47] [c.140]

Однако чисто диффузионное объяснение механизма образования структуры волокон при мокром формовании, по-видимому, является недостаточным. Как это показано С. П. Панковым , время пребывания волокна в осадительной ванне существенно меньше времени, необходимого для завершения диффузионных процессов. При достижении определенного для каждой системы соотношения полимер — растворитель — осадитель происходит разделение системы на две фазы гель с высокой концентрацией полимера и жидкость с малым содержанием полимера. При этом синеретическое отделение жидкости играет не менее важную роль в общем балансе массообменных процессов, чем диффузия, а характер синеретических явлений не может быть объяснен столь же просто, как диффузионные явления (вязкость среды, размер молекулы и т. п.). [c.221]

Особый интерес вызывают диффузионные процессы при формовании волокна в осадительных ваннах, содержащих сульфат цинка. Для этого случая Вермаасом были получены экспериментальные данные. Оказалось, что [c.276]

Известно, что время достижения определенной концентрации осадителя в волокне зависит от его концентрации в осадительной ванне. Поэтому, если фазовое превращение, приводящее к отверждению нити, например застудневание раствора полимера, достигается при каком-либо определенном содержании осадителя, то согласно уравнению Крэнка время диффузии будет зависеть от отношения оо, т. е. в конечном счете от концентрации осадителя в ванне (обычно принимается, что М о равно этой концентрации). Именно поэтому в ряде случаев для регулирования коагулирующей способности осадительных ванн изменяют концентрацию осадителя, т. е. того компонента, который вызывает смещение равновесия в системе и застудневание раствора полимера. Например, при формовании полиакрилонитрильного волокна из растворов в диметилформамиде таким активным компонентом является вода. В качестве осадительной ванны используются смеси диметилформамида с водой. Регулирование коагулирующей способности ванн достигается изменением содержания воды в осадительной ванне. Употребляемые иногда в технологической практике термины жесткая и мягкая осадительные ванны характеризуют, в частности, такое изменение состава и концентрации компонентов осадительной ванны, которое приводит к уменьшению или увеличению соотноц1ения между скоростью диффузионных процессов и скоростью нарастания вязкости в формующейся нити. Более жестким осадительным ваннам соответствуют, как правило, более высокие концентрации осадителя, что приводит в соответствии с закоиамр диффузии к более быстрому достижению пороговых концентраций в волокне, вызывающих фазовые превращения и, следовательно, отверждение нити. Более мягкие осадительные ванны — ванны с пониженной концентрацией осадителя — вызывают в конечном итоге такое же отверждение нити, но в этом случае для накопления в волокне пороговых концентраций требуется более продолжительное время. [c.190]

Напротив, малая анизотропия и относительно большой размер дисперсных частиц ПТФЭ не позволяют получить при формовании из дисперсии волокна, достаточно прочные для проведения их ориентационной вытяжки. Поэтому процесс получения волокон из дисперсии ПТФЭ включает в себя в качестве обязательной стадии термическую обработку сформованных волокон, в процессе которой за счет развивающихся при повышенной температуре диффузионных процессов происходит спекание частичек ПТФЭ с образованием прочной аутогезионной связи между ними, обеспечивающей способность волокон к последующему ориентационному упрочнению. [c.464]

Кинетика разложения побочных продуктов, ксантогената целлюлозы и вьщеления сероуглерода и сероводорода из формующегося волокна существенно различаются [6]. Разложение ксантогената целлюлозы и побочных продуктов являются химическим процессом, тогда как вьщеления образующихся газов из волокна и технологических растворов относятся к фазовым процессам. Существенную роль в разложении и удалении побочных продуктов играют диффузионные процессы. Вследствие малых геометрических размеров элементарных волокон вьщеление из них побочных продуктов, коэффициент диффузии которых составляет около 1 10" см /с, завершается в течение 1—2 с. Побочные продукты диффундируют в осадительную ванну, где разлагаются в гомогенной среде. Процессы диффузии ускоряются вследствие синерезиса, или из-за поперечной усадки волокна при формовании. Разложение побочных продуктов ЫагСЗз и N3,8 в осадительной ванне протекает с высокой скоростью, близкой к скорости ионных реакций и завершается в течение 0,5—1,5 с. Высока также скорость вьщеления сероводорода из формующейся нити, что обусловлено низкой температурой [c.43]

Однако еще до конца установления диффузионного равновесия наступает застудневание раствора полимера, и появляются новые факторы, которые обусловливаю" характер массообмена между волокном и ванной. Прежде чем подробнее рассматривать это, следует иоказату на примере формования вискозных волокон объем рас творителя (воды), удаляемого из волокна за счет дио-фузионных процессов. [c.271]

Таким образом, изучение влияния различных параметров процесса получения волокон СХН-60 из растворов в ацетоне и ДМФ показало, что формование ацетоновых растворов вследствие особенностей диффузионных и синеретических процессов при выделении сополимера из прядильных растворов приводит к образованию волокна с более плотной и равномерной структурой и лучшими механическими показателями, чем из ДМФ растворов. [c.224]

Результаты исследования позволяют предположить, что формование ацетоновы х растворов вследствие диффузионных и синеретических процессов при выделении сополимера из прядильных растворов приводит к образованию волокна с более плотной и равномерной структурой и лучшими [c.326]

Рядом исследований с использованием методов малоугловой рентгеновской дифракции с одновременным контрастированием иодом было установлено [94, 106], что структура ориентированных волокон Из ПВС преимущественно состоит из микро фибриллярных образований. Однако часть молекул -ПВС находится в аморфных межфибриллярных прослойках. По мере увеличения кратности вытяжки часть участков макромолекул, очевидно, переходит из межфибриллярного пространства в межкристаллитные прослойки внутри фибрилл. Наряду с перестройкой надмолекулярной структуры в волокнах при их термической вытяжке образуются дефекты структуры (типа микропустот или микротрещин размером 200—4O0 ), количество которых коррелируется с малоугловым диффузионным рассеянием [101]. Было отмечено [8, 76, 103], что условия протекалия процессов кристаллизации ПВС волокон при термообработке и характер надмолекулярных образований зависят от термической предыстории образцов. При термообработке волокон мокрого метода формования, подвергнутых четырехкратной пластификационной вытяжке, в фиксированном состоянии были получены следующие данные [c.266]

Применение насадок при формовании волокон позволяет усилить массо-обмен между жгутом и осадительной ванной и снизить гидродинамическое сопротивление движению жгута. Вследствие этого при формовании с насадками может быть повышена скорость формования или концентрация растворителя в осадительной ванне. Так, при формовании волокон из ПВХ через круглые фильеры с 40 ООО отверстий без насадок появление склеек и обрывов волокон наблюдалось при скорости приема волокна 11 м/мин. Применение конических насадок позволило устойчиво вести формование при скорости приемных вальцев прядильной машины 15 м/мин [8]. Наибольший эффект применения насадок наблюдается в области высоких концентраций растворителя в осадительной ванне [9]. В этих условиях процессы, связанные с диффузионным переносом вещества, вследствие незначительной разницы в концентрациях растворителя в жгуте и вне жгута протекают особенно медленно. Мягкие условия формования наиболее благоприятны для получения ПВХ волокон с высокими показателями в водно-диметилформамидных ваннах, поэтому применение насадок в этом случае особенно целесообразно. [c.417]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология