Формование волокон образование жидкой нит

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]

При формовании из расплава струйки расплавленного полимера, охлаждаясь, затвердевают и превращаются в волокна. Если формование производится из раствора полимера в сравнительно легколетучем растворителе, волокна образуются в результате испарения растворителя из струек прядильного раствора, обдуваемых воздухом ( высыхание струек). Такой метод образования волокна носит название сухого формования. Прядильные растворы полимеров в труднолетучих растворителях перерабатывают в химические волокна методом так называемого мокрого формования. По этому методу волокна образуются из струек прядильного раствора под действием веществ, содержащихся в жидкой осадительной ванне (раствор реагентов), в которую поступают струйки. Обычно формование волокна из струек происходит в результате разбавления растворителя, при этом полимер как бы выпадает в осадок. В некоторых процессах мокрого формования компоненты прядильного раствора вступают в химическое взаимодействие с компонентами осадительной ванны, при этом состав образующихся волокон может отличаться от состава растворенного полимера. [c.443]

Осуществление ориентационной вытяжки волокон в процессе их формования представляет большую сложность. Об этом кратко упоминалось при анализе метода сухого формования волокна. Аналогично обстоит дело и при мокром методе формования. Как в том, так и в другом случаях полимерная система проходит в процессе фиксации жидкой нити широкий диапазон вязкостей, вплоть до практически нетекучего состояния. Задавая соответствующий градиент скорости нити в шахте или ванне, можно ориентировать макромолекулы и надмолекулярные образования вдоль оси волокна. При этом устанавливается определенное равновесие между ориентирующим действием потока и дезориентирующим действием теплового движения. Как только снимается растягивающее напряжение, вновь происходит полная разориентация полимера. [c.286]

Концентрация полимера является параметром, в первую очередь определяющим вязкость раствора и при прочих одинаковых условиях формования скорость образования волокон. Прядильный раствор должен иметь достаточно высокую вязкость, обеспечивающую необходимую прочность жидкой струйки, которая образуется при истечении раствора из отверстия фильеры. Кроме того, содержание полимера в прядильном растворе должно быть таким, чтобы образование волокна из жидкой струйки в результате процессов массообмена в осадительной ванне или испарения растворителя в шахте прядильной машины произошло за время, которое обеспечивало бы достаточно рациональное аппаратурное оформление процесса. Эти две причины определяют наименьшую технологически возможную концентрацию полимера в растворе. Повышение содержания полимера в прядильном растворе, а экономическая целесообразность этого очевидна, ограничено наибольшей величиной вязкости раствора, выше которой невозможно нормальное ведение технологического процесса. Обычно особенно это характерно для мокрого способа формования наилучшие свойства имеют волокна, полученные из прядильных растворов, концентрация которых лежит внутри области, ограниченной технологическими пределами вязкости (рис. 26.7). [c.389]

Фактически способность к образованию волокна каким-либо раствором полимера означает возможность сохранить нить в жидком состоянии на коротком участке пути до ее частичной фиксации (отверждения), в результате которой возникает структура, противостоящая внешним воздействиям, возникающим при формовании. [c.245]

Свойства стеклянных волокон определяются составом стекла, условиями формования волокон из расплавленной стекломассы и степенью поврежденности их поверхности на пути от плавильного до приемного устройства. Свойства непрерывного стеклянного волокна и стекол, из которых оно получено, приведены в табл. 1.1 [1—3]. В таблице приведены характеристики волокон диаметром 5—7 мкм, полученных при высокой скорости вытягивания в двухстадийном процессе. Благодаря высокой скорости охлаждения в тонких стеклянных волокнах фиксируется структура высокотемпературного жидкого расплава, что и определяет их большую прочность [4]. Однако плотность, модуль упругости и некоторые другие характеристики, приведенные в табл. 1.1, у стеклянного волокна несколько ниже, чем у массивного стекла. Эта структура является метастабильной, поэтому свойства волокон, указанные в таблице, могут меняться. После термообработки структура и свойства волокон стремятся приблизиться к характеристикам массивного стекла, однако прочность воложа понижается (рис. 1.2) в связи с ростом микронеоднородностей и поверхностной кристаллизацией, вызывающей образование микротрещин [4]. [c.27]

Исследования М. С. Аслановой с сотрудниками показали [197—200], что высокая скорость охлаждения при формовании способствует фиксации в тонких стеклянных волокнах структуры высокотемпературного, однородного жидкого расплава, что и определяет их высокую прочность. Далее, высокая прочность волокон по сравнению с массивным стеклом вызвана уменьшением величины н числа опасных поверхностных дефектов, образование которых зависит от метода и условий производства волокон, их химического состава, а также от физикохимического взаимодействия поверхностных дефектов с окружающей средой. [c.127]

Формование по методу охлаждения расплава обозначено на этой диаграмме отрезком пути I. Расплав (100% П), нагретый до температуры Г сх при понижении температуры проходит последовательно температуру кристаллизации температуру текучести (которая типична для медленно кристаллизующихся полимеров), температуру стеклования 7 с и достигает температуры готового волокна Гц. В точке Г.ц, кристаллизация либо совсем не протекает, либо протекает частично (обычно с образованием несовершенных кристаллических модификаций) в зависимости от типа полимера и скорости понижения температуры при формовании. При достижении точки Г ек жидкая нить фиксируется (если еще но успела произойти кристаллизация), поскольку в этой точке вязкость системы достигает упомянутого критического значения т р. Дальнейшее понижение температуры приводит к стеклованию полимера Т с), если температура стеклования лежит выше Это случай, характерный для формования полиамидных или полиэтилентерефталатных волокон. Но, если температура стеклования лежит ниже Г,,, волокно должно обладать в обычных условиях высокоэластическими свойствами. Этот случай [c.173]

Однако основной целью первой стадии процесса по- ле образования жидкой нити является ее отверждение, и поэтому достижение полного равновесия не обязательно. Более того, во многих случаях при формовании по мокрому методу желательно, чтобы в полимере охранилось достаточно большое количество растворителя, который действует как пластификатор, облегчая )риентаиионную вытяжку волокна. [c.258]

Прочность стеклянного волокна зависит от химического состава стекла, а также от метода и условий формования волокна. Наибольшее значение прочности получено для волокон, вытянутых из расплавленного сиекла при высокой температуре и охлажденных с большой скоростью. При таком методе формования волокна в нем фиксируется наиболее однородная структура жидкого расплава и создаются наименее благоприятные условия для образования поверхностных дефектов при вытягивании волокон. Эти обстоятельства и определяют, по-видимому, повышенную прочность волокон, вытянутых из расплава и охлажденных с большой скоростью по сравнению, например, с волокнами, вытянутыми из штабиков или полученными другими методами. [c.235]

Как уже указывалось, формование предусматривает не только придание формы волокна вытекающему прядильному раствору, но и фиксацию его при охлаждении расплава, застудневании раствора в осадительной ванне или при испарении растворителя. Одной из важных стадий технологического процесса, которая определяет структуру и свойства готового волокна, является начальная стадия формования — перевод жидкой струи, выходящей из фильеры, в отвержденнз ю нить. Вследствие фазовых превращений, происходящих в системе, возникают надмолекулярные образования, морфология которых определяется фазовым распадом системы. Именно на этой стадии закладываются основные элементы структуры волокна. Так, ввиду жесткоцепного характера молекул целлюлоза при формовании вискозной нити не должна претерпевать больших изменений, а лишь некоторую ориентацию элементов структуры. [c.243]

Хорошо известно, что целый ряд синтетических волокон и пленок из полиэтилентерефталата (ПЭТФ), полиамидов — поликаира-мнда (ПКА), нолигексаметилендиамина, нолиолефинов — полиэтилена (ПЭ) и полипропилена (ПП) — получаются из расплава этих полимеров иутем охлаждения калиброванных струек расплава до температуры формования, которая значительно ниже температуры его отверждения. Следовательно, в основе данного процесса образования волокна лежит чисто физический принцип перехода полимера из жидкого вязко-текучего состояния в твердое аморфное или кристаллическое без изменения химического состава. По этому основному признаку механизма образования волокна такой процесс, естественно, относится к группе физических методов формования, хотя технологически он осуществляется как сухим (охлаждение воздухом), так и мокрым способом (охлаждение водой). [c.239]

Общим для процессов формовання различных волокон является то, что процессы образования твердой фазы происходят в поле продольного градиента скорости, меняющегося по длине пути формования и определяемого как реологическими свойствами формуемого волокна, так и комплексом сил, действующих на него. Процерсы деформирования волокна в зоне формования, про,исхо-дящие как в жидкой части струи, так и в зоне структурообразо-вания, приводят к его утонению и одновременно вызывают пот-ление ориентации, зависящей для каждого данного полимера от величин деформации и механического напряжения. [c.95]