Ориентация полимера в нити

В случае совместной полимеризации хлористого винила с акрилонитрилом модификация свойств сополимера происходит в другом направлении. Полярность акрилонитрила намного превышает полярность хлористого винила. Полиакрилонитрил невозможно перерабатывать в изделия методом литья и прессования, так как полимер не переходит в пластическое состояние. Сополимеризация акрилонитрила с хлористым винилом придает сополимеру некоторую упругость, способность к ориентации при растяжении и растворимость в ацетоне. Из ацетонового раствора сополимера получают пленки и нити. [c.516]

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]

Несомненным преимуществом рентгенографического метода исследования является то, что он может быть использован и для измерения молекулярной ориентации полимеров. Это чрезвычайно важно для волокон и нитей, для которых обычно характерна высокая степень ориентации. [c.233]

Относительно высокие натяжения нити приводят к тому, что ориентация полимера начинается уже в осадительной ванне. В период, когда еще не завершено установление фазового равновесия в застудневшей нити и вязкость системы не достигла предельных значений, необратимая деформация волокон приводит к изменению их структуры. Этот вопрос подлежит специальному рассмотрению. [c.279]

Высокая прочность и эластичность полимерных нитей и волокон, достигаемая при одноосной ориентации полимеров, позволяет успешно использовать их при изготовлении упаковочных материалов. Такие материалы могут быть ткаными, полу- [c.141]

Рассмотрим теперь, в дополнение, формальные модели, в которых элементы разрушения состоят из набора таких же, как и ранее, гибких нерастяжимых нитей, но включенных между двумя параллельными пластинами не жестко, как ранее, а через соответствующие вязкие элементы (рис. 289). С помощью подобных комбинированных элементов разрушения легко моделировать явление упрочнения при деформировании (например, при ориентации полимеров). Легко объяснить также увеличение [c.525]

Последующие процессы получения волокон сводятся к ориентационному вытягиванию нитей, причем в зависимости от метода отверждения жидкой нити и характера исходной системы ориентация полимера по времени полностью или частично совмещается со стадией отверждения. Формование химических волокон завершается релаксацией внутренних напряжений, возникших на предыдущих стадиях процесса, а в ряде случаев — дополнительной обработкой с целью придания волокнам особой макроструктуры и улучшения их способности к текстильной пер( -работке. [c.68]

К исходному сырью производства полиэфирных волокон предъявляют очень высокие требования. Во всех случаях содержание основного вещества не должно быть ниже 99,95%. Особо нежелательными примесями являются альдегиды, хлор- и азотсодержащие вещества, железо и реакционноспособные монофункциональные соединения. В присутствии альдегидов и соединений железа образуется сильно окрашенный полимер. В присутствии монофункциональных соединений нельзя ожидать получения высокомолекулярного полимера вследствие блокирования молекулами этих соединений растущих цепей. Применение недостаточно очищенных сырьевых продуктов может привести к нарушению процесса производства волокна на заключительных стадиях (например, при ориентации нитей и волокон), когда даже оперативные меры уже не смогут обеспечить получение качественного волокна. [c.14]

Ориентация полимера в нити [c.69]

На рис. 8.2 схематически изображены эти процессы. Нить, проходя от фильеры 1 до приемного устройства 5, постепенно охлаждается. На начальном участке нить подвергается деформации (фильерной вытяжке), которая достигает иногда 10—12-кратной величины диаметр нити соответственно снижается. Длина участка, на котором осуществляется основная деформация, составляет 0,3—1,5 м. В конце этого участка происходит частичная ориентация полимера, а для некоторых полимеров может начаться и процесс кристаллизации, который иногда продолн<ается и на приемном устройстве. Но в большинстве случаев процесс кристалли-.чации прекращается при охла/кдении полимера ниже точки его стеклования, что происходит в нижней части прядильной шахты. [c.161]

Ацетон, являясь наиболее приемлемым растворителем для ацетата целлюлозы , может оказаться наименее пригодным с точки зрения скорости достижения момента отверждения формуемой нити. По некоторым данным более высокая прочность для ацетатного волокна достигается в тех случаях, когда формование волокна проводится в атмосфере с более высокой температурой в шахте при одновременном увеличении давления паров (степени насыщения), что замедляет испарение ацетона. Оба эти фактора удлиняют отрезок пути, на котором вязкость находится в пределах, способствующих ориентации полимера, т. е. когда вязкость достаточно высока для снижения вредного действия тепловой разориентации, но еще не достигла предела, за которым ориентация оказывается невозможной из-за малых продольных градиентов скорости. Представим две различные кривые изменения вязкости нити как функцию времени (рис. 8.14). [c.177]

Через т)эв обозначена вязкость, при которой начинается эффективная вытяжка нити с устойчивой ориентацией, и через т) 5р — критическая вязкость, при которой деформации нити, а соответственно и ориентация полимера заканчиваются. [c.177]

Одновременно будут рассмотрены вопросы физико-химии процессов формования волокон, включая перевод полимера в вязкотекучее состояние и подготовку к формованию закономерности образования жидкой нити при экструзии расплава или раствора через тонкие отверстия условия стабильности формующейся нити при воздействии аэро- и гидродинамических полей в прядильных шахтах и ваннах механизм отверждения жидкой нити при формовании волокон из растворов и расплавов фазовы( превращения и физические переходы полимера, протекающие при формовании волокон и при их дальнейшей обработке связь между ориентацией полимера и свойствами волокон процессы, протекающие при ориента ционной вытяжке волокна. [c.16]

Таким образом, согласно описанной схеме застудневания раствора отверждение нити при формовании но мокрому методу совпадает в принципе с отверждением по сухому методу, если рассматривать процесс с точки зрения причин повышения вязкости. И в том и в другом случае повышение вязкости и достижение т]кр обусловлено повышением концентрации полимера. Этот процесс протекает достаточно быстро и участок, на котором нить находится в интервале вязкостей, благоприятствующих устойчивой ориентации полимера, относительно невелик. [c.181]

Для полимеров с очень высокой температурой стеклования (целлю- юза) релаксация внутренних напряжений путем простого нагревания была бы вообще невозможной. Но даже и водные обработки при высоких температурах не приводят к полной ликвидации усадок ткани в процессе повторных стирок. Очевидно, наиболее правильным путем здесь является снижение натяжения нити па завершающих стадиях формования, если это не противоречит стремлению получить максимально возможную ориентацию полимера. Вообще, усадка гидратцеллюлозных волокон является самостоятельной проблемой, поскольку условия релаксационных обработок (нейтральная водная среда) отличаются от условий обработки в процессе эксплуатации (щелочная среда при стирке). [c.227]

Обычно под ориентированным состоянием полимеров принято понимать состояние, в котором имеется четко выраженная одноосная ориентация полимерных цепей. Системы, находящиеся в ориентированном состоянии, во многих отношениях можно рассматривать как одномерные или точнее квазиодномерные. К таким системам относятся волокна и одноосно ориентированные пленки, из которых также можно получать волокна (пленочные нити). [c.366]

Несмотря на отсутствие кристаллитных образований в стандартных образцах полистирола структуру его можно нескольк(з упорядочить растяжением при повышенной температуре. Растягивание образца в одном направлении (одноосная ориентация), а тем более одновременное растягивание его в двух взаимно-нер-пендикулярных направлениях (двухосная ориентация) способствует увеличению прочное и ю-л имера и уменьшению внутренних напряжений в нем, что приводит к повышению упругости. Поэтому одноосно ориентированный полимер применяют в виде пленок или нитей. Двухосной ориентацией листового полистирола повышают его предел прочности при растяжении на 20—30/О, относительное удлинение в 5 раз и удельную ударную вязкость в 3—6 раз. [c.364]

Механические свойства зависят также от взаимной ориентации и общей направленности макромолекул полимера. Так, например, материалы малой толщины — нити и пленки обладают повышенной механической прочностью. Это свойство наблюдается не только для полимеров, но и для других веш,еств аморфного (стекла) и кристаллического строения. В полимерах эта ориентация может быть вызвана механическими напряжениями (одноосными и двухосными). Это, например, используется для упрочнения нитей капрона путем их предварительного вытягивания. [c.501]

Ориентация полимера в нити становится устойчивой только после достижения определенного значения вязкости. Ниже этого значения преобладает тепловая разориен-тация. Однако когда в нити достигается концентрация полимера, при которой пластическая деформация оказывается очень низкой, процесс ориентации полимера не может продолжаться из-за малых градиентов скорости в волокне. Пределы вязкости показаны на рис. 106, где по оси абсцисс отложена концентрация полимера в формующейся нити, а по оси ординат — эффективная вязкость. [c.254]

Это обусловлено несколькими причинами. Во-первых, практически все процессы переработки полимеров сопровождаются вытяжкой расплавов, причем во многих случаях она служит определяющей технологической операцией (например, при формовании плоских и рукавных пленок, волокон, нитей и т. д.). Вот почему физическое и кинематическое моделирование определенных стадий растяжением раснлавов оказывается более адекватным, чем использование сдвигового деформирования. Во-вторых, реологические характеристики при растяжении очень чувствительны к условиям вытяжки и фундаментальным (например, молекулярно-массовым) свойствам испытываемых объектов, и поэтому могут устанавливаться надежные корреляционные зависимости по цепочке строение полимера — параметры деформации — технологичность ири переработке. Наконец, способность расплава к растяжению и прежде всего к накоплению обратимых деформаций во многом определяет степень ориентации полимера и его физико-механические свойства в конечном продукте. [c.223]

Кристаллический полиэтилентерефталат предстанляет собой очень твердое, белое, непрозрачное вещество температура стеклования полимера 81, температура плавления 264", степень кристаллизации 55—75%. Ориентацией полимерных цепей можно повысить степень кристаллизации полиэфира. Ориентацию можно проводить медленным вытягиванием нити и./1и пленки, нагретой выше температуры стеклования. [c.423]

Таким образом, в обоих сравниваемых методах сущность фиксации сводится к достижению определенного предела вязкости системы т) р с тем лишь различием, что в первом случае это вызывается понижением температуры, а во втором — увеличением концентрации полимера. Сходство двух методов формования проявляется также и в том, что существует определенная аналогия в уравнениях, описывающих процессы образования нитей. В частности, аэродинамическое сопротивление среды, обеспечивающее совместно с инерционными силами напряжение формующейся нити и соответственно фильерную вытяжку, а также частичную ориентацию полимера, описывается однотипными уравнениями. Скорости формования волокон по сухому методу сопоставимы со скоростями формования из расплавов. Они достигают 500 — 1000 м/мин, т. е. тех величин, при которых трение нити о воздух составляет заметную часть общего натяжения нити. Более того, уравнения конвекционной теплоотдачи с поверхности нити аналогичны уравнениям, описывающим испарение летучего растворителя. Однако сложность решения этих уравнений, а также наличие ряда факторов, осложняющих зависимость, не по.чволяют использовать их для конкретных ко,тичественных расчетов процесса формования волокон. [c.174]

Выходя из фильеры, струйки жидкого полимера охлаждаются холодным воздухом в спец. прядильных шахтах (формование по сухому способу). С целью регулирования вязкости струи и формирования необходимой структуры полимера в волокне в нек-рых случаях в прядильную шахту непосредственно под фильеру подают перегретый водяной пар или нагретый инертный газ. При охлаждении струек расплава происходит начальная ориентация макромолекул и структурообразование. Вследствие разности скоростей вытекания расплава из отверстия фильеры и приемки нити на первый прядильный диск происходит фильерная вытяжка в 30-60 раз. После выхода из шахты на сфс мованиую нить наносится заданное кол-во влаги и ПАВ для придания необходимых фрикционных св-в, компактности и предотвращения электризации. [c.606]

В настоящее время нет еще достаточных данных для оценки влияния скорости отзерждения нити при формовании полимеров по сухому методу на свойства получаемых волокон. Однако, исходя из описанной выше общей картины формования, следует ожидать, что увеличение пути, на котором вязкость находится в пределах, наиболее благоприятных для достижения устойчивой ориентации полимера, должно положительно сказаться на физико-механических свойствах волоКон. [c.176]

Следует ожидать, что и механизм ориентации полимера в областях, прошедших стадию застудневания и еще не прошедших этой стадии, будет различным. В первом случае ориентация должна сводиться к взаимному перемещению и преобразованию элементов, возникших при направленном разрушении студнеобразной нити, в то время как во втором случае будут преобладать процессы ориентации за счет вязкого течения макромолекул или их статистических агрегатов. Макрофибриллярные образования, возникающие при направленном разрушении студня, могут существенно отличаться от микрофибрилл, характерных для ориентированного полимера, прошедшего стадию ориентации в вязком состоянии. Соответственно этому физико-химические и механические свойства волокон будут в значительной степени определяться условиями проведения процессов формования на стадии фиксации жидкой струи и превращения ее в отвержденную нить. [c.200]

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]

Суммируя краткие замечания о зависимости между прочностью и ориентацией, следует отметить, что, независимо от типа модели, избранной в качестве отправной структуры, доказана необходимость доведения ориентации до очень высоких величин для получения большого прироста прочности. Но это связано с созданием высоких напряжений в формующемся волокне и технически трудно реализуется. Основные технологические разработки последнего времени посвящены изучению условий достижени максимально возможной степени ориентации при максимально допустимых напряжениях формующейся нити. В этой связи полезно рассмотреть механизм процесса ориентации полимера при одноосном растяжении. [c.208]

Ориентация полимера ниже критического значения эффективной вязкости т)кр может быть достигнута только при создании очень высокого градиента скорости нити. Поскольку наиболее приемлемый градиент скорости задается многими факторами и в том числе прочностными свойствами нити, конструкцией вытяжного устройства, скоростями нагрева и охлаждения волокна и т. д., то для этого заданного градиента скорости должна быть выбрана точка (или область) оптимальной эффективной вязкости т1опт- При меньших вязкостях будет преобладать эффект тепловой разориентации, и равновесная степень ориентации, определяемая соотношением ориентирующего действия градиента скорости и дезориентирующего действия броуновского движения макромолекул и их сегментов, окажется к моменту фиксации низкой. При очень высокой вязкости (выше riom.) для создания необходимого градиента следует приложить очень высокое напряжение, которое не обеспечивается конструкцией вытяжного устройства и не соответствует другим технологическим особенностям процесса. Другим ограничением оказывается достижение пре- [c.210]

Вытягиванием полимера в 5—6 раз от его первоначальной длины можно вызвать ориентацию макромолекул и этим еще более улучшить его прочностные характеристики. Способность поливинилового спирта к ориентации макромолекул используют в процессах изготовления пленок и особенно нитей, увеличивая этим приемом их прочность в направлении растягивания в 8—9 раз (предел прочности при растяжении ориентированной непластифи-цированной пленки из поливинилового спирта составляет 4000— 4500 кгкм ). [c.284]

Реакцию люжно прервать на любой стадии, для чего достаточно понизить температуру реакционной смеси. Полученные полимеры имеют, как и полиоксиметилены, микрокристаллическую структуру. По внешнему виду они напоминают воск. Высокомолекулярные полимеры образуют достаточно прочные пленки и нити. Прочность полимера можно увеличить ориентацией его макромолекул. Простые по./1иэ(1эиры, получаемые поликонденсацней альдегида с диолами, отличаются от полиоксиметиленов тем, что группы —О—СН,—О— чередуются в них с полиметиленовыми звеньями гликоля. [c.404]

В некоторой степени такие масштабные эффекты могут быть связаны и с ориентацией структурных элементов вдоль оси вытягиваемой нити, что вызывает значительные упрочнения, особенно в высокомолекулярных соединениях — полимерах с длинноцепочными макромолекулами. [c.183]

Затем сформованная нить со скоростью 8-100 м/с поступает на намоточное устройство. С увеличением скорости намотки и, следовательно, с повышением напряжения в нити возрастает степень ее ориентац. вытягивания при формовании (см. Ориентированное состояние полимеров). В зависимости от принятой схемы технол. процесса и оборудования используют разл. скорости иамотки, к-рые определяют си-иа получаемой нити и дальнейшую технологию ее текстильной обработки. [c.606]

ФОРМОВАНИЕ ХИМЙЧЕСКИХ ВОЛОКОН, образование из р-ра или расплава волокнообразующего полимера тонких струй с послед, их затвердеванием в виде волокон (нитей, жгугов), ориентац. вьп ягиванием термич. и др. обработками. Иновда вместо термина формование (Ф.) используют исторически сложившийся текстильный термин прядение , хотя эти два процесса не имеют ничего общего. [c.117]

При всем различии методов и технол. процессов Ф. высокопрочных волокон и нитей их можно разделить на две принципиально разл. группы, отличающиеся способностью волокнообразугощего полимера к образованию ориентированной структуры из гибкоцепных и полужесткоцепных полимеров, ориентирование к-рых возможно только при больших величинах вытяжек из жесткоцепных полимеров, упорадоче-ние структуры к-рых требует небольших величин первоначальной ориентации, а далее происходит самопроизвольно или при небольших величинах послед, вытяжек. [c.120]

Разновидность мокрого метода - Ф. через воздушную прослойку (сухо-мокрое Ф.), применяемое в осн. при получении нитей из высоковязких формовочных р ов (особенно на основе жесткоцепньгх полимеров), что требует использования фильер с большим диаметром отверстий и соотв. высоких значений фильерных вьггяжек. Ф. ведется сверху вниз глубокованным методом или в трубках. Струи формовочного р-ра проходят путь 5-50 мм на воздухе, вде происходит основная Д01Ш фильерной вьггяжки, после чего поступают в осадит, ванну, где происходит образование волокна. Этот метод позволяет в неск. раз увеличить скорость Ф. по сравнению с обычным процессом и достигнуть более высокой степени ориентации волокон. [c.122]

Увеличение скорости обдувочного воздуха с О до 3,1 м/с ведет к резкому увеличению угла наклона кривой роста двойного лучепреломления кп и конечного значения предориентации нити [72]. Это видно из рис. 5.23. Зона ориентации и завершения деформации струи полимера с увеличением скорости обдувочного воздуха поднимается по направлению к фильере, и наблюдается рост градиента скорости нити. [c.121]

Ориентированным называют состояние полимеров, при котором оси макромолекул и надмолекулярных образований преимущественно располагаются вдоль осей ориентации. Ориентированные полимеры широко распространены в природе, волокна хлопка, льна, ш елковые нити, шерсть, сухожилия, мышечная ткань и др. Синтетические ориентированные полимеры можно получить в процессе их синтеза, напрнмер полимеризацией в твер-Лой фазе, когда мономер существует в форме монокристалла, полимеризацией жидкого полярного мономера в постоянном электрическом поле или полимеризацией из газовой фазы на ориентированной подложке. [c.64]

Синтетические полипептиды, так же как и большинство полимерных веществ, не могут быть получены в виде правильных кристаллов. Наиболее упорядоченная структура таких полимеров возникает в вы сокоориен-тн рсванных пленках и нитях. В таких нитях и пленках образуются пачки параллельно расположенных цепей. Азимутальная ориентация пачек цепей или даже отдельных цепочек относительно оси, совпадающей с направлением длины цепи, 1не фиксирована. Поэтому пространственное положение отдельных звеньев цепочек не соответствует одной правильной трехмерной решетке. В этом смысле структура полимерной нити Или пленки менее упорядоченна, чем в пра вильном кристалле. Для таких структур методом рентгеноструктурного анализа невозможно определить координаты атомов, однако оказывается возможным уста нов Ить общие особенности конфигурации цепей в пачках. Большую помощь при этом оказывают косвенные данные о конфигурации молекул, полученные другими методами. [c.539]