Волокна одноосная ориентация

Волокнообразующими свойствами обладают полимеры с линейной структурой, т. е. с очень длинными (вытянутыми) макромолекулами, при взаимном упорядочении которых возникают меж-молекулярные связи, препятствующие скольжению их и повышающие сопротивление одноосной деформации волокна, что способствует его более глубокой ориентации. До появления изотактического полипропилена считалось, что текстильные волокна с высокими физико-механическими свойствами можно получить только в том случае, если в линейных макромолекулах имеются группы, которые отличаются способностью к ассоциации. Высокую разрывную прочность найлона объясняли образованием межмолекулярных водородных мостиков. В отсутствие их, например в случае полиэтилентерефталатных и полиакрилонитрильных волокон, межмолекулярные силы возникают между полярными группами соседних макроцепей. [c.229]

Одноосная ориентация сопровождает растяжение волокна, полоски или прутка, осуществляемое в одном направлении. Обычно этот процесс проводят при температуре, лежащей выше области стеклования. Полимерные цепочки стремятся расположиться параллельно направлению вытяжки, однако в действительности такая тенденция реализуется только для небольшой части сегментов цепей, которые ориентируются полностью. [c.321]

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]

В растворе полимера, поступающем в виде тонкой струи в осадительную ванну, происходит обмен растворителя на нерастворитель, распад раствора на фазы и застудневание по схеме образования студней второго типа. Процесс протекает во времени, и это обстоятельство используется для придания полимеру в формующемся волокне одноосной ориентации. Особенности процесса застудневания при аморфном расслоении подробно описаны в гл. 1П. Неравновесный раствор полимера, становящийся матричной основой образующегося студня, превращается в равновесную концентрированную фазу постепенно. На промежуточной стадии этого превращения матричная фаза проходит широкий диапазон вязкостей— от вязкости исходного раствора до значений, приближающихся к вязкости стеклообразного полимера. [c.222]

Ориентацию можно использовать для придания нужных свойств волокнам, пленкам и трубам. Волокна подвергают одноосной ориентации, которая достигается за счет их вытяжки в одном направлении. Ориентация полипропиленовых волокон рассматривается в гл. 4. [c.279]

Сильная зависимость прочности от молекулярной ориентации является основным признаком, отличающим прочностные свойства полимеров от закономерностей прочности других твердых тел. Эта зависимость особенно сильно выражена в волокнистых и пленочных материалах. В синтетических и модифицированных природных материалах путем вытяжки осуществляется либо одноосная ориентация (в волокнах), либо двухосная (в пленочных п листовых материалах). [c.134]

Весьма важен эффект ориентации волокна в наполненных композициях. Теоретически рассчитанные значения изменения жесткости материала при армировании представлены на рис. 9. Наибольший эффект армирования достигается при одноосной ориентации стеклянного волокна. Практически наиболее общим случаем является плоскостная ориентация. Теоретическое значение модуля упругости при такой ориентации составляет одну треть значения, достигаемого при одноосной ориентации. [c.277]

При равномерном распределении волокна в двух взаимно перпендикулярных направлениях = е , = е ,= 0,5 (вц- е ), где рассчитывается по формуле (156) или (157), а бц — по формуле (152). Например, для стекловолокнистого материала на основе полистирола с 50% стекловолокна = 6 63 = 2,5 й 1 = да = 0,5. При одноосной ориентации волокон ец = 4,25 = 3,8 а при двухосной ориентации волокон Ву = = 4,02 = 3,8. [c.183]

При равномерном распределении волокна в двух взаимно перпендикулярных направлениях 8г = е , е. = е = 0,5 (ец + ех), где 8х рассчитывается по формуле (128) или (129), а ец — по формуле (124). Например, для стекловолокнистого материала на основе полистирола с 50 % стекловолокна ei = 6, ег = 2,5 1 = 2 = 0,5. При одноосной ориентации волокон ец = 4,25 [c.127]

Двухслойные рукавные пленки, полученные соэкструзией полимера разных марок, отличающихся молекулярной массой или степенью полидисперсности, успешно используются для производства бикомпонентных пленочных волокон пленка разрезается на ленты, которые затем подвергаются одноосной ориентации и фибрилляции. Термообработка таких нитей дает высокую степень гофрировки вследствие неравномерной усадки отдельных слоев волокна. [c.207]

Дихроичные красители характеризуются анизотропией поглощения света, которая является следствием того, что поляризация молекулы (смещение я-электронов) при переходе в возбужденное состояние вдоль длинной оси молекулы существенно-отличается от поляризации вдоль короткой оси. В обычных растворах и на окрашенных субстратах (волокнах и т. п.) дихроизм красителей не проявляется вследствие хаотичности расположения их молекул он проявляется лишь после того как жидкокристаллическая система вызовет одноосную ориентацию молекул красителя. [c.221]

Если предположить, что все цепи составляют одинаковый угол 6 с осью волокна, получается другая модель для полимера с одноосной ориентацией. Если, как и раньше, а — угол наклона вектора момента перехода [c.96]

Для получения поляризационных спектров использовали также моноволокна [74] и пучки волокон [75, 76], так как волокна обычно характеризуются высокой одноосной ориентацией. Для получения спектра моноволокна нужно пользоваться микроскопической приставкой к спектрометру. Что касается пучков волокон, то для уменьшения рассеяния света их следует помещать в подходящую среду. [c.62]

Так, в различных акустических экспериментах оба типа взаимодействия проявляются весьма специфическим образом. Например, скорость звука, измеренная в ориентированном полимерном волокне или пленке, конформации макромолекул в которых близки к линейным, определяется в основном энергией взаимодействия атомов основной цепи полимера и может достигать 10 см/с, значительно превышая скорость звука в неориентированных металлах. В то же время скорость звука, измеренная в одноосно-ориентированной пленке не вдоль оси ориентации, а перпендикулярно ей, определяется в основном энергией межмолекулярного взаимодействия и по порядку вели- [c.341]

Очень важно правильно оценить степень молекулярной ориентации и связь между последней и степенью вытяжки (или кратностью растяжения) полимера. Рентгенографические и оптиче-ские о методы являются наиболее эффективными для определения ориентации макромолекул в волокнах. Полимерные волокна ири вытяжке приобретают одноосную оптическую анизотропию, обнаруживаемую по двойному лучепреломлению. Этот метод определения степени молекулярной ориентации получил наибольшее распространение. [c.139]

До недавнего времени наибольшее внимание уделяли ориентации материала на молекулярном уровне. Однако механизм ориентации включает в себя также изменения в кристаллической структуре и превращения надмолекулярных структур. Эти процессы играют важную роль при вытяжке волокна [170, с. 1877 656, с. 2305] или при одноосной, а также двухосной деформации пленочных материалов [171, с. 312 172, с. 350]. [c.60]

Для расчетов теоретической прочности полимеров используется наиболее простая структурная модель одноосно-ориентированного линейного полимера (волокна), в которой все цепи считаются расположенными вдоль оси ориентации. В такой струк- [c.11]

Ориентированное состояние полимеров имеет основное значение для таких изделий, как волокна и пленки. В первом случае создается одноосно-ориентированное состояние, во втором — в зависимости от назначения пленки характер ориентации может изменяться от строго одноосной до плоскостной. [c.95]

Ориентацию наполнителя можно контролировать не только по интенсивности СВЧ-сигнала, но и по значениям диэлектрической проницаемости. Значения диэлектрической проницаемости можно также связать с содержанием стекловолокна и связующего, если будут известны значения е каждой компоненты. Для стекловолокнистых материалов с одноосно ориентированными волокнами связь между измеренной диэлектрической проницаемостью в двух направлениях, диэлектрическими проницаемостями компонент и объемными долями компонентов дается выражениями (164, с. 191] при ориентации вектора Е вдоль ориентации волокон [c.160]

Штейн внимательно рассмотрел значения степени ориентации, полученные при исследовании методом ШРР одноосно-ориентированных образцов [54—56]. Уилчинский [58] и Сэк [63] исследовали ориентацию неортогональных элементарных ячеек. Штейн [55] изучал и более сложную задачу, возникающую при исследовании двухосно-ориентированного состояния. Значения степени ориентации в трех направлениях, определенные на образцах полиэтиленового волокна, полученных при разной скорости вытяжки [39], представлены на рис. 3.19. [c.73]

Другое современное применение этот метод находит при измерении модуля пластмасс и композиционных материалов. Длинные, одноосно ориентированные волокна вызывают сильную анизотропию, а различная жесткость композиционных материалов может быть определена, если изучить характеристики распространения в зависимости от направления ориентации осей волокон. В этой связи возникает техническая проблема разработки ультразвуковой гониометрии , когда требуются два преобразователя, погруженных вместе с образцом в соответствующую жидкость. Отраженный сигнал измеряется в зависимости от угла падения (с всегда равными углами падения [c.73]

Высокое геометрическое совершенство образца и правильное расположение отверстий получались относительно легко в результате соответствующей механической обработки [5]. Этот тип зажима всегда обеспечивает соосность системы напряжений без появления изгибающего момента. Приложенная сила передается образцу через шпильки, и возникает небольшое поперечное давление на собственно зажимающие пластины. Однако эта конструкция оказывается неудобной для сильно анизотропных образцов, таких как композиционные материалы с одноосно ориентированными волокнами. Например, у образца, ориентированного вдоль направления волокон, отсутствует сдвиговый механизм в шпильке зажима при наличии заметной упругой деформации (отношение сдвигового усилия на внутренних стенках к модулю упругости вдоль направления ориентации волокон грубо равно 1/2000 для типичного композиционного материала из углеродистых волокон, пропитанных эпоксидной смолой). На рис. 5.2 дана фотография такого типа зажима и образца композиционного материала с углеродистыми волокнами, у которого край разрушился подобным образом. [c.84]

Упрочнение при ориентации полимеров, как считалось до последнего времени, имеет место только при приложении разрывающего усилия параллельно оси ориентации. Разрыв в перпендикулярном направлении сопровождается падением прочности. Это приводит к ограничениям в практическом использовании ориентации. Вопрос этот, однако, упрощается в связи с обнаруженным для ряда эластомеров новым явлением [9, 20, 21] всестороннего упрочнения эластомеров при их одноосном растяжении. Наиболее распространенным способом получения анизотропных полимеров является их вытяжка в механическом поле. В пластиках и волокнах ориентация, осуществленная в процессе вязкого течения при повышенных температурах, может быть закреплена охлаждением до нормальной температуры благодаря их переходу в застеклованное или закристаллизованное состояние. Ориентация, возникающая при переработке каучуков [22], при их совмещении [23], также вызывает анизотропию прочности после вулканизации. Однако этот эффект мал и непостоянен как вследствие легкости протекания релаксационных процессов в резиновой смеси, особенно во время вулканизации при высокой температуре, так и потому, что при определении прочности, связанном с дополнительной сильной ориентацией эластомера перед разрывом, он искажается и маскируется. [c.227]

Степень порядка микроструктуры лиотропных полипептидных жидких кристаллов может определяться с помощью дифракции рентгеновских лучей [26]. При этом сначала приготавливают макроскопически однородно ориентированный (нематический) жидкий кристалл, устраняя холестерическую сверхструктуру магнитным полем и используя анизотропию диамагнитной восприимчивости полипептидных молекул (см. разд. VI). Сходство между упорядоченными магнитным полем, одноосными полипептидными жидкими кристаллами и механически ориентированными полимерами позволяет интерпретировать данные по дифракции рентгеновских лучей с использованием общего подхода, обычно применяемого для описания ориентации полимерных кристаллитов в волокнах. Этот метод основан на анализе межмолекулярного рассеяния рентгеновских лучей [27]. [c.194]

Распределение кристаллов по ориентациям может быть найдено с помощью рентгенограмм. Принципиальная схема постановки эксперимента такова монохроматический пучок рентгеновских лучей проходит через образец (пленку или волокно) и попадает на фотопластинку (рис. 70). Для одноосно ориентированной пленки полиэтилена можно получить серию рентгенограмм, изображенных на рис. 71. Расстояние рефлекса R от центра образца связано с меж-плоскостным расстоянием d уравнением Брэгга [c.137]

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]

Таким образом, заметные изменения размеров должны сопровождать плавление и кристаллизацию таких сеток. В частности, вследствие одноосной ориентации должно происходить сокращение при плавлении и опонтанное удлинение три кристаллизации из расплава. Как видно из рис. 59, такие изменения размеров при фазорых превращениях действительно происходят [26]. В начале изображенного цикла волокно было в кристаллическом состоянии (достигнутом после плавления сшитого волокна и рекристаллизации). Этому состоянию соответствует рентгенограмма на рис. 58, г. В начале, при Нагревании до 95°С, наблюдается слабый положительный коэффициент удлинения, характерный для кристаллического состояния. Плавление происходит в узком температурном интервале и сопровождается сокращением [c.197]

В отличие от композиционных материалов с непрерывными волокнами в материалах с короткими волокнами значительно труднее добиться одноосной ориентации волокон. Разработаны несколько процессов для ориентации коротких волокон типа асбестовых или нитевидных монокристаллов [56], однако распределение волокон в таких широко распространенных материалах как полиэфирные пресс-композиции и литьевые армированные термопласты обычно близко к хаотическому. Хаотическое распределение резко снижает эффективность усиления полимеров короткими волокнами, так как напряжения, передаваемые на неориентированные волокна, могут быть очень малыми или даже равными нулю. Одкнм из путей учета относительной эффективности усиления волокнами является использование коэффициентов эффективности для волокон с заданным типом ориентации и для композиции в целом. Кренчель предложил этот способ для цементов, усиленных волокнами [57]. Он рассчитал коэффициенты эффективности усиления для некоторых идеализированных типов распределения волокон, показанных на рис. 2.38. Если композиционной материал имеет соответствующее распределение волокон, то его проч- [c.93]

Поговорим немного о температуре эксплуатации. Рассмотрим волокнообразующий полимер полиамид, находящийся в твердом состоянии, где заморожены как молекулярная, так и сегментальная подвижность. Поскольку 100%-ной кристалличности полимера достичь практически невозможно, необходимо принимать во внимание состояние как кристаллического, так и аморфного компонента материала. Температура плавления Гдл должна быть намного выше температуры эксплуатации, с тем чтобы кристаллический компонент находился в твердом состоянии. полимера также должна быть намного выше температуры его эксплуатации, чтобы в аморфном компоненте отсутствовала всякая сегментальная подвижность. В то же время не должна быть настолько высока, чтобы препятствовать переработке материала. В оптимальном случае и Гдл должны лежать в области 200—300 °С. В технологии волокон мы не можем применять пластификадию и сшивание, так как эти процессы приводят к снижению кристалличности полимера. Как же поступают в этом случае Известно, что молекулярная инженерия может прогнозировать и способность полимера к кристаллизации. Однако следует отметить, что полимер с высокой способностью к кристаллизации не всегда обладает высокой степенью кристалличности, величина которой зависит от таких факторов, как температура кристаллизации, скорость охлаждения, скорость испарения растворителя и ориентации в потоке. А целью технологии волокон является достижение максимальной степени кристалличности при формовании полимерных волокон как из раствора, так и из расплава. Для того чтобы облегчить кристаллизацию и повысить ее эффективность, мы должны добиться связывания молекул между собой и их ориентации, что достигается дальнейшей вытяжкой сформированного волокна. Такая одноосная ориентация увеличивает прочность и жесткость волокна в направлении вытяжки. [c.334]

В результате ориентации в полимере возникает текстура, обусловливающая анизотропию свойств полимерного материала. У фибриллярных полимеров обычно существует аксиальная (осевая) текстура. В этом случае направлениг осей кластеров и макромолекул более или менее совпадает с направлением оси текстуры (оси волокна). У природных волокон аксиальная ориентация приобретается в ходе биосинтеза. У химических (искусственных и синтетических) волокон аксиальная ориентация может быть достигнута их вытягиванием - одноосным ориентированием. Пленки обычно получаются неориентированными, но при формовании пленок можно применять двухосное ориентирование. Под действием растягивающей силы макромолекулы изменяют свою конформацию, распрямляются и сближаются, в результате чего увеличивается межмолекулярное взаимодействие. Некоторые элементы надмолекулярной структуры могут распадаться, и образуются новые. Ориентирование в аморфном полимере носит характер фазового перехода - направленная кристаллизация. [c.142]

С помощью рентгеноструктурного анализа было показано, что обычный линейный поливинилхлорид при комнатной температуре частично кристалличен . Одноосно ориентированные образцы поливинилхлорида дают в основном два новых отражения (й = 5,15 А) и 1( = 4,69А) на меридиане рентгенограммы 549. Авторы объяснили возникновение меридиального отражения как результат отражения рентгеновских лучей от ряда плоскостей, перпендикулярных оси ориентации, а — от слоев. На основании данных рентгеноструктурных исследований были определены параметры кристаллической ячейки для образцов волокон поливинилхлорида 5 °, ориентированных в направлении оси, которые равны а= 10,65 А 6 = 5,15 А (ось волокна) с = 5,20 А р = 90°. Указанная элементарная ячейка содержит четыре мономерных звена. Вычисленная на основании основных параметров ячейки плотность поливинилхлорида составляет 1,455 г/ел , что несколько отличается от фактически наблюдаемой, которая лежит в пределах 1,38—1,42 г/сл . По [c.494]

При использовании образцов, ориентированных по типу волокон (одноосных), интерпретация данных по измерениям дихроизма сильно упрощается. Однако иметь такие волокна не всегда возможно, а прокатка или растяжение пленок полимеров приводит обычно лишь к тому, что большинство молекулярных цепей лелсит в плоскости пленки, а не в других плоскостях. Такой тип ориентации, включая предельный случай полной ориентации в одной плоскости, рассматривался в цитированных выше работах. Сложность здесь состоит в том, что те же самые условия, которые в одном случае приводят к осевой ориентации цепей полимеров, в другом могут также приводить к появлению предпочтительной плоскости ориентации самих цепей. Это особенно хорошо проявляется в случае плоских молекул, которые удерживаются водородными связями, образуя как бы листы СЛ0ЖС1Ш0Й книги. При исследовании таких образцов можно получить очень интересные сведения [63], но интерпретация их носит пока скорее качественный, чем количественный характер. [c.306]

Частичная одноплоскостная ориентация, показанная на рис. 4.2, г, в значительной степени свойственна нерастянутым полимерным пленкам, отлитым из раствора. Такие пленки не обладают двулучепреломлением, если их помещают в плоскости предметного столика перед поляризационным микроскопом, однако при наклонном расположении они проявляют двулученреломление. Когда функция распределения имеет цилиндрическую симметрию, то при ориентации такого типа, как в волокнах, полимер становится оптически одноосным. При двойной ориентации получается оптически двухосный полимер, имеющий три различных показателя преломления. [c.90]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология