Волокна из лестничных полимеров

Характер зависимости микроструктуры от некоторых технологических параметров получения углеродных волокон из ПАН-волокна приведен в работе [137]. Исследованы два типа волокон из сополимера ПАН марки "Куртель", полученных методом мокрого прядения и имеющих круглое сечение, и "Орлон", полученные методом сухого прядения с поперечным сечением типа "Собачья кость". Волокна стабилизировали в фиксированном состоянии, окисляя на воздухе при 200-220 °С. Карбонизацию производили, нагревая волокна в токе аргона до 1000 °С, а затем быстро - до предельной температуры, при которой давали выдержку в течение 10 мин. При стабилизации во время окисления образуется лестничный полимер и закладывается ориентация наружного слоя. [c.237]

Единственным примером волокна из лестничного полимера является черный орлон , представляющий собой пиролизованное полиакрилонитрильное волокно 2 . Это волокно обладает сравнительно невысокими механическими показателями, однако при внесении в открытое пламя на очень короткое время, выдержке при 500° С в течение 5 мин или при 760° С в течение 10 сек его свойства не изменяются. [c.276]

Блок-лестничный полимер приведенного химического строения и волокно ВВВ на его основе исследованы довольно подробно. [c.161]

Продолжительность окисления является одним из важнейших параметров, определяющих качество УВ. Как видно из рис. 3.7, существует оптимальное время окисления, соответствующее максимальным прочностям УВ. Наличие экстремальных значений свидетельствует по меньшей мере о двух противоположно действующих факторах образование лестничного полимера на первой стадии обработки благоприятно сказывается на прочности УВ на второй — начинают преобладать деструктивные процессы, приводящие к снижению прочности УВ. Необходимо также учитывать продолжительность разогрева волокна до заданной температуры окисления. Уменьшение скорости нагрева (увеличение продолжительности) приводит к повышению прочности волокна, но на модуль этот фактор не влияет (табл. 3.1). [c.268]

Традиционные природные и синтетические волокна, за исключением галогенсодержащих, широко применяемые для изготовления товаров народного потребления и в технике, являются горючими материалами. Появившиеся в последнее время новые типы негорючих синтетических волокон — термостойкие на основе ароматических полиамидов и полиэфиров, из гетероциклических и лестничных полимеров не могут удовлетворить спрос на огнестойкие волокнистые материалы. Области их применения ограничены только техническим сектором и то в небольшом масштабе. Поэтому проблема уменьшения горючести известных типов [c.343]

Волокна из лестничных полимеров [c.319]

Синтез гетероциклических полимеров обычно проводят в две или три стадии для того, чтобы образование неплавкого и нерастворимого полимера (конечная стадия) наступало после окончания формования изделия. В производстве волокон и тонких пленок синтез гетероциклических полимеров проводят в две стадии. На первой стадии получают линейный полимер, растворимый в высокополярных органических растворителях. Из 10—15%-ных растворов формуют волокно или тонкие пленки. Затем проводят вторую стадию — внутримолекулярную циклизацию с образованием лестничного полимера, совмещая этот процесс с удалением высо-кокипящего растворителя. [c.565]

Углеродные волокна, используемые в композициях со смолами для изготовления армированных пластиков, характеризуются высокой разрывной прочностью и жесткостью. Их получают из специальных марок полиакрилонитрильных волокон путем трехступенчатой термической обработки по строго определенному режиму во все более жестких условиях. На первой стадии полиакрилонитрильное волокно нагревают на воздухе при температуре 200—300°С, одновременно вытягивая его для поддержания высокой степени ориентации макромолекул. Окисленное волокно подвергают карбонизации в атмосфере инертного газа с повышением температуры до 1500 °С и в заключение проводят графитацию волокна при температуре до 2500—3000 °С. Природа протекающих при этом химических реакций сложна и пока еще плохо изучена. На первой стадии в полимер вводится кислород и волокно становится устойчивым к термической деструкции. Для этого промежуточного материала было предложено несколько структур, большинство которых основано на представлении об образовании многоядерной системы лестничного типа с непрерывным увеличением числа сопряженных двойных связей (и, следовательно, углублением окраски) в ходе окисления. В состав этой системы входят звенья 85 —87. [c.352]

Волокна из лестничных полимеров впервые были иолучены окислением при темп-рах выше 300°С полиакрилонитрилъного волокна. Они характеризуются исключительной химич. и термич. стойкостью при кратковременном воздействии темп-р выше 700— 800°С (подробнее см. Углеродные волокна). Однако их эластические свойства и устойчивость к длительному воздействию температуры даже при 300°С очень низкие. [c.317]

Волокна формуют также из лестничных полимеров полихиназолиновой (I) и полибензоксазиноновой (II) структур. Получают эти полимеры по след, схемам [c.317]

Волокна, к-рые формуют из р-ров лестничных полимеров в концентрированной серной кислоте, устойчивы при кратковременном нагревании до600°С. Термостойкость таких волокон лишь незначительно выше, чем у полиимидных, что объясняется неполной циклизацией полимера вследствие большой жесткости цепи. Для улучшения эластических и эксплуатационных свойств используют тетрамины, содержащие в молекуле гибкие шарнирные связи (—О—, —СО— и др.). Получаемые при этом т. н. полулестничные-полимеры также не отличаются высокой термостабильностью при 400—500 °С. [c.317]

Лестничные полимеры этого типа характеризуются исключительной стойкостью к кратковременным воздействиям высоких температур. Черный орлон, или волокно АР (пол иакрилонитрил, пиролизованный в виде врлокна), выдерживает нагревание до 700— 800°С в открытом пламени без существенного ухудшения свойств. Однако на термогравиметрических кривых этих волокнистых материалов наблюдается заметный излом уже при 360° С на воздухе, а при прогреве их в течение менее 8 ч при этой температуре физические свойства заметно ухудшаются . [c.249]

В данной главе рассмотрены способы получения и свойства нескольких классов термостойких волокон, работы в области которых вышли за рамки лабораторных исследований. Это — волокна на основе полностью ароматических полиамидов, полиимидов, полиоксадиазолов,. лестничных полимеров и другие. Производство некоторых волокон, таких, как полибензоксазольные, полихиноксалиновые и политиадиазоль-ные, несмотря на их высокие термические свойства, не получило пока развития. Причиной этого является отсутствие сырьевой базы, либа сложность технологии, а комплекс физико-механических характеристик получаемых волокон лишь не намного выше комплекса свойств уже известных волокон. В главе также кратко рассмотрены возможные пути модификации термостойких волокнообразующих полимеров и волокон на их основе. [c.92]

Высокомолекулярные волокнообразующие лестничные или блок-лестничные полимеры растворимы в ограниченном круге растворителей, при этом характерной особенностью полифенантролинов является растворимость их в концентрированных кислотах и щелочах. Обработка полифенантролинов разбавленными растворами щелочей приводит к улучшению растворимости конечного продукта в концентрированной серной кислоте [198. Полимер типа ВВВ, выделенный из реакционного раствора в ПФК, во влажном состоянии обрабатывают водными растворами щелочей с концентрацией 0,1—1,0 н. при 80—100°С в течение 0,5—2,0 ч. Процессы, происходящие при обработке щелочью, не описаны, и их механизм неясен. Замечено, что величина логарифмической вязкости полимера на начальных стадиях обработки несколько падает, а затем остается постоянной. Предполагают, что при таких обработках разрушаются амидные связи в тех местах макромолекулы, где не прошли процессы циклодегидратации. В результате получается полимер с повышенной степенью циклизации, более высокими термическими характеристиками, а волокно, сформованное из обработанного щелочью полифенантролина, обладает лучшими механическими характеристиками. [c.162]

Элементарные нити неоднородны по поперечному сечению. Радиальная (поперечн ня) ориентация зависит от тех же факторов, что и аксиальная, поэтому она изменяется симбатно с последней. Эта закономерность особенно четко проявляется для слоев, близлежащих к поверхности волокна. Радиальная ориентация рассмотрена в работах (11, 12, 23]. Объектами исследоваиия являлись УВ, полученные из ПАН-В куртель (круглый срез) и орлон (гантелевидный срез). Показано, что присущая ПАН-В неоднородность поперечного сечения на следуется в УВ. На рис. 1.8 схематично изображена радиальная ориентация УВ. Наиболее типичным показателем радиальной неоднородносш является наличие ядра и оболочки, сохраняемых в УВ. Особое внимание следует уделять полноте окисления ПАН-В. При неполном окислении наружные СЛОЙ достаточно хорошо ориентированы, далее ориентация ослабевает, а при очень быстром нагревании недоокислеиного ПАН-В в центре УВ образуется полость. Согласно [11], УВ, полученное из ор-лона, имеет более совершенную радиальную ориентацию по сравнению с УВ, полученным из волокна куртель. В первом случае в процессе окисления происходит более равномерное образование лестничного полимера по всему объему волокна. С увеличением ТТО и уменьшением скорости нагревания совершенствуется структура и уменьшается градиент радиальной ориентации волокна. Обработка под натяжением также приводит к пониженному градиенту радиальной ориентации УВ-ГЦ. [c.229]

Пропандиен, образующийся как первичный продукт, подвергается гидрогенизации водородом, выделяющимся при распаде ПАН. Повышенное выделение углеводородов из неокисленного волокна в области 300-—500 °С указывает на относительно большее разрушение структуры, чем в случае окисленного волокна, что позволяет сделать вывод о большем содержании лестничного полимера в окисленном ПАН. [c.177]

За последние годы получено большое число новых термостойких волокон, содержащих гетероциклы в ряде случаев с системой сопряженных связей пли целиком построенных из ароматических звеньев. К ним относятся номекс (НТ-1), фенплон, волокна па основе полиимидов, полибензоксазолов, полиоксадназолов, полпбенз-имидазолов и лестничных полимеров [29, с. 158]. Эти волокна представляют интерес с точки зрения использования пх в качестве исходного материала для получения углеродных волокон. [c.224]

Из лестничных полимеров (так называемых пирронов) получают изделия (в частности, волокна), используемые при температурах, не превышающих 500 °С. Исходными продуктами для синтеза лестничных полимеров служат ароматические тетрамины и тетракарбоновые кислоты (в частности, диангидрид пиромеллитовой кислоты). [c.319]

Окисление ПАН-волокна кислородом воздуха сопровождается большим числом реакций, основными из которых являются циклизация полиакрилонитрила (ПАН) с образованием лестничного полимера и присоединением кислорода, благодаря чему в процессе карбонизации облегчается дегидрирование полимера. По-видимому, наиболее достоверной является схема циклизации ПАН [36], согласно которой в зависимости от глубины протекания реакции образуются нафтиридиновые циклы (I), межмолекулярные связи между этими звеньями макромолекул (П) и гетероциклы (П1) [c.322]

Целлюлоза — природный полимер с очень высокой температурой плавления, что обусловлено как наличием водородных связей (т. е. высоким межмолекулярным взаимодействием), так и цикличностью элементарных звеньев, препятствующих взаимному вращению их вокруг ординарной связи, т. е. жесткостью макромолекулы. Ожестчение макромолекул может быть достигнуто также при образовании более сложных химических конфигураций (например, лестничные полимеры). Правда, при этом полимер становится нерастворимым и неплавким. Б этом случае необходимо применять либо другие методы формования, либо получать волокно двух-стадийным способом сначала формовать нить из линейного полимера, а затем волокно подвергать дополнительной обработке, в результате [c.19]

Все эти расчеты приближенные, но тем не менее они позволяют сделать заключение о пригодности полимера для получения высокотермостойких волокон. В частности, обычные полимеры оказываются малопригодными для получения волокон, температура эксплуатации которых лежит выше 500° С. Лестничные полимеры, в которых для разрыва цепи необходимо одновременно разорвать две линейные связи, больше пригодны для получения волокна. Эти расчеты позволяют такнге объяснить высокую термостойкость углеродных волокон. Наконец, можно сделать вывод о том, что для очень высоких температур эксплуатации пригодны неорганические материалы, энергия химических связей которых очень велика, а кристаллическая решетка обеспечивает их тугоплавкость. [c.21]

При нагр. на воздухе (180-300 С) происходят термохйм. изменения П., сопровождающиеся поглощением О и выделением Н3О, NH3 (при 220 °С), H N (при 270 °С) и приводящие к образованию черного неплавкого, негорючего и нерастворимого продукта. Осн. процессы термич. превращения-внутримол. и межмол. циклизация, межмол. сшивание с образованием лестничного пространственно-структурированного полимера. При дальнейшем нагревании такого П. в среде инертного газа до 1000-2000 °С получают углеродные материалы (см. Углеродные волокна). [c.603]

Получение нек-рых волокон из гетероциклич. полимеров включает стадию полимераналогичных превращений. Напр., полинмидные волокна формуются из р-ра полиамидокислоты в ДМФА, а их циклизация происходит на стадии термообработки. Дегидрированные полиакрилонитрильные волокна получают при термич. обработке с образованием лестничной полициклич. структуры. [c.546]

Важный показатель Т. в. и волокнистых материалов - их огнестойкость, т. е. сохранение функцион. св-в при действии открытого пламени. Офаниченной огнестойкостью обладают только особо термостойкие трудногорючие волокна из гете-роароматич. лестничных и углеродных полимеров. Эти виды неплавких волокон при действии открытого пламени сохраняют форму и определенный уровень мех. св-в. Галогенсодержащие волокна на основе алифатич. полимеров, а также многотоннажные огнезащищенные (обработанные антипиренами) волокна огнестойкостью не обладают. [c.15]

Прочность волокон, химическая структура которых указана в таблице, оказывается невысокой по сравнению с прочностью волокон из других гетероциклических полимеров, например полиимидов, полибензимидазолов. Необходимо отметить, что, такие физико-механические свойства лестничных волокон, как влаготоглощение, усталостные характеристики и другие, в технической литературе не указаны. Более подробно описаны овойства волокна лола, полученного советскими исследователями путем мокрого формования сернокислотных растворов полимера, имеющего предположительно блок-лестничную структуру (табл. 4.43) [216]. [c.165]

Способность линейных полимеров к образованию межмолекулярных связей и лестничных структур на раниих стадиях термообработки играет важную роль в процессах получения УВМ, так как повышается теплостойкость полимера и соответственно выход углерода образуются планарные промежуточные структуры, способствующие переходу углерода в графитоподобные ленты повышается температура стеклования, что благоприятно сказывается на сохранении надмолекулярных образований (фибрилл) исходного волокна и волокнистой формы материала. Повышение Гст при увеличении ТТО отмечается также в работе [И]. [c.242]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология