Макромолекулы волокон разрыв

Термостабилнзация включает нагревание ткани или любого другого изделия из синтетических волокон в натянутом состоянии до требуемой температуры и последующее быстрое охлаждение материала. При этом происходит разрыв межмолекулярных (водородных и других) связей, вследствие чего ликвидируются внутренние остаточные напряжения в волокнах. Под действием внешней нагрузки макромолекулы полимера занимают положения, соответствующие ненапряженному релаксиро-ванному состоянию волокон. В момент быстрого охлаждения текстильного материала это новое расположение макромолекул полимера фиксируется вследствие повторного образования межмолекулярных связей. Верхний предел температуры термостабилизации ограничивается температурой размягчения того или иного синтетического волокна, а нижний — определяется минимальной энергией, необходимой для обратимого разрущения межмолекулярных связей. Диапазон допустимых температур зависит также от среды, в которой проводится термостабилизация. Обычно ее осуществляют горячим воздухом. В этом случае оптимальная температура термофиксации для изделий из полиамидных волокон составляет 190—200 °С для полиэфирных и триацетатных материалов она равна 210—220 °С длительность процесса не превышает 60—90 с. Иногда термостабилизацию тканей совмещают с процессом фиксации красителей синтетическим волокном, например при термозольном способе крашения дисперсными красителями. Красители для крашения синтетических волокон должны быть устойчивы к действию высоких температур и не должны при этом сублимироваться. [c.38]

Взаимодействие иона гидроксония с глюкозидной связью приводит к ее возбуждению и ослаблению. Происходит разрыв кислородного мостика с образованием иона карбония. Вследствие своей малой устойчивости ион карбония быстро реагирует с водой, образуя ОН-группу и генерируя протон. Протон с водой вновь образует ион гидроксония. Существенное влияние на скорость гидролиза оказывает плотность упаковки макромолекул целлюлозы (так как процесс гетерогенный). Например, целлюлозные волокна гидролизуются со значительно меньшей скоростью, чем целлюлоза, находящаяся в растворенном состоянии, где все глюкозидные ОН-группы доступны разрушающему действию гидролизующего агента (процесс гомогенный). Гидролиз целлюлозы протекает постепенно, приводя к продуктам со все более короткими молекулярными цепями, вплоть до Р-О-глюкозы. Последовательность стадий гидролитического распада целлюлозной молекулы выражается следующей схемой [c.296]

Путем фотографирования нейлона при вытягивании установлено, что вытягивание волокна проходит через стадию образования на волокне шейки, а не равномерно по всей свободной длине волокна. В результате вытягивания волокно приобретает высокую прочность и становится блестящим, что объясняется ориентацией макромолекул. В только что сформованном невытянутом волокне макромолекулы расположены беспорядочно и, вероятно, изогнуты, а при холодном вытягивании они ориентируются и распрямляются, как было описано выше . Зигзагообразная форма макромолекул вытянутого нейлона определяет разрывное удлинение волокна. Вытягивание нейлона почти до разрыва приводит сначала к распрямлению макромолекул. Дальнейшее вытягивание приводит к разрыву волокна. Разрыв волокна может произойти в результате разрыва макромолекул или превышения межмолекулярного взаимодействия за счет растаскивания макромолекул. Разрыв волокна по второму механизму происходит в том случае, если энергия межмолекулярного взаимодействия невелика чем больше длина макромолекул, тем меньше вероятность разрыва по этой схеме. [c.280]

Окисление. Такие окислители, как озон, перекись водорода, хлорноватистая кислота и ее соли, разбавленная азотная кислота, перманганат калия и другие, вызывают частичную деструкцию макромолекул целлюлозы (разрыв полимерных цепей), окисление части спиртовых групп до карбонильных, а карбонильных до карбоксильных. В результате получается сложная смесь окисленных продуктов, называемых оксицеллюлозой. При этом уменьшается механическая прочность волокна. Процессы окисления используются при белении тканей. [c.366]

При повышении скорости выше определенного предела, обусловленного Скоростью релаксации макромолекул, наступает хрупкий разрыв или нарушение сплошности структуры, что проявляется в возникновении продольных трещин и полостей в волокне. В последнем случае температура в конечной области шейки поднимается значительно выше температуры стеклования. Это явление очень характерно для полиэтилентерефталата, в результате него создается так называемый эффект серебра (рис. 5.31, а). [c.125]

В волокнах макромолекулы ориентированы преимущественно в одном направлении, причем их прочность на разрыв в этом направлении велика. По сравнению с эластомерами и пластиками волокна, однако, обладают меньшей растяжимостью. [c.713]

В результате в волок 1ах, прошедших стадию ориентационной вытяжки, создается не только ориентация макромолекул, что приводит к повышению прочности волокон на разрыв, но и скрытый распад волокна на макрофибриллы, что обусловливает повышение усталостных свойств, выявляемых при циклических сдвиговых деформациях волокна. На рис. 8а и б приведены примеры распада ориентированного волокна на фибриллярные образования и неориентированного волокна — на бесформенные фрагменты при воздействии набухающей среды. [c.174]

В процессе превращения в вискозное волокно природная целлюлоза многократно подвергается воздействию концентрированных растворов различных реагентов. В результате этого происходит разрыв части глюкозидных связей и снижение молекулярной массы целлюлозы. Средняя степень полимеризации целлюлозы в вискозных волокнах составляет 300—800. Как и в природных целлюлозных волокнах макромолекулы целлюлозы в вискозном волокне образуют надмолекулярные комплексы, состоящие из микрофибрилл и фибрилл. Вдоль лент микрофибрилл чередуются участки с различной кристалличностью и плотностью упаковки макромолекул. Степень кристалличности обычных текстильных вискозных волокон составляет по рентгеноскопическим данным 40—50%. [c.22]

Существование большого числа целлюлоз, различающихся степенью полимеризации, объясняется сравнительной легкостью разрыва макромолекул целлюлозы. Подобный разрыв можно осуществить даже механическими способами (например, ультразвуком или в коллоидной мельнице, где хлопковое волокно измельчается до частиц размером 0,1 [л и даже меньших). Однако деструкция целлюлозы производится легче химическими способами, а именно действием кислот или окислением. [c.296]

Незначительные химические воздействия могут привести к значительному снижению степени полимеризации. Для разрыва макромолекулы целлюлозы (вероятно, между атомами 2 и 3 глюкозного остатка) необходимо четыре атома кислорода. Рассматривая целлюлозу со степенью полимеризации га=3000 (молекулярный вес== = 486 ООО), легко увидеть, что 64 г кислорода могут вдвое уменьшить степень полимеризации 486 кг волокна. Поэтому химические превраш ения, которым подвергается целлюлоза при переходе в оксицеллюлозы или гидроцеллюлозы, не могут быть обнаружены химическими аналитическими методами. Однако их легко обнаружить при помош,и физико-механических методов, например по уменьшению прочности на разрыв и т. д. [c.300]

Волокно отличается высокой прочностью на разрыв. Это объясняется следующим. Между макромолекулами полимера действуют не только обычные межмолекулярные силы сцепления. Здесь возникают еще дополнительные водородные мостики между атомами водорода Ь Н-групп одной макромолекулы и атомами кислорода СО-групп другой. Наличие этих связей в большой степени способствует упрочнению волокна. [c.306]

Факторы, влияющие на прочность на разрыв. Если рассматривать прочность на разрыв полимерного волокна или пленки, можно различить два крайних случая. В одном, пучок макромолекул, расположенный параллельно оси действия силы, вытягивается до тех пор, пока не разрушаются химические связи, соединяющие звенья полимерной цепи. В другом, макромолекулы, которые мо- [c.111]

Это сильно упрощенное, но вполне возможное объяснение механизма вытягивания полиамидных волокон при нормальной температуре и постоянства степени вытягивания, согласно представлениям Мюллера с сотрудниками, не является необходимым. По мнению Мюллера, вытягивание при нормальной температуре по существу представляет собой процесс вытягивания при повышенной температуре, при котором в зоне размягчения происходит течение полимера, однако, после того как произойдет ориентация макромолекул в этой нагретой зоне, волокно сразу вновь охлаждается до комнатной температуры, т. е. после прохождения через нагретую зону сразу же происходит замораживание полимера в ориентированном состоянии [58]. Если продолжать вытягивание, то кривая нагрузка — удлинение быстро поднимается до слишком больших значений нагрузки и выше определенной границы происходит разрыв волокна. Таким образом, постоянство степени вытягивания в этом случае объясняется достаточно просто максимальная степень вытягивания достигается после прохождения всех участков вытягиваемой нити через зону течения, т. е. после того как все макромолекулы окажутся замороженными в ориентированном состоянии. [c.440]

Прочность хлопкового и льняного волокна. Рассмотрим для примера волокна хлопка и льна. Оба эти волокна состоят из целлюлозы и практически не содержат лигнина по химическому составу они почти не различаются, но физико-механические свойства их весьма различны. Хлопковое волокно имеет временное сопротивление на разрыв 35—40 кг/мм при разрывном удлинении 6—7 6, в то время как у льняного волокна временное сопротивление составляет 75—82 кг мм при удлинении 1,5—2%. Макромолекулы целлюлозы, из которых построены оба волокна, совершенно одинаковы возможно, правда, что макромолекулы льняного волокна имеют несколько большую длину, чем макромолекулы хлопка однако это не является серьезным различием. [c.52]

Прежде чем произойдет разрыв волокна, его макромолекулы несомненно должны выпрямиться вдоль оси волокна. Спиральная структура не является чем-то необычным для натуральных волокон и несомненно определяется процессом их роста, однако такая структура не встречается в химических волокнах. [c.54]

Эта извилистость и определяет разрывное удлинение вытянутого волокна нейлон, равное 22% . При растяжении нейлона на 22% его макромолекулы полностью распрямлены при более значительном растяжении происходит разрыв волокна. [c.77]

Аналогичные представления можно применить и к макромоле-кулярному строению волокон. При вытягивании волокна макромолекулы смещаются одна относительно другой, так как они не связаны между собой. Однако по мере ориентации макромолекул они начинают связываться между собой за счет сил взаимного притяжения. В невытянутом волокне, когда расстояния между макромолекулами велики, эти силы чрезвычайно слабы и неэффективны однако при ориентации и распрямлении макромолекул и увеличении плотности их упаковки расстояния между макромолекулами значительно уменьшаются и возникают более прочные силы межмолекулярного взаимодействия. Эти силы оказывают значительное сопротивление сдвигу макромолекул и в хорошо ориентированном волокне могут быть настолько велики, что легче разорвать макромолекулу, чем сдвинуть ее относительно других молекул. Если расположение макромолекул достаточно упорядоченно и они ориентированы настолько, что разрыв волокна [c.79]

После омыления волокно представляет собой гидратцеллюлозу. Процесс денитрации сопровождается несомненно деструкцией макромолекул, т. е. происходит разрыв макромолекул и длина их становится меньше, чем у исходной целлюлозы. [c.116]

Прочность идеальных волокон. Идеальные волокна отличаются от монокристаллических тем, что состоят из множества кристаллитов, строго ориентированных вдоль оси волокна, которые в момент разрыва не только разрушаются (разрыв химических связей), но и удаляются друг от друга из-за ослабления связей между концами макромолекул. Прочность подобных волокон по различным расчетам- находится в пределах 300—500 кгс[мм . [c.286]

Недостаточная ориентация макромолекул. Угол Ф между осью волокна и осью макромолекулярных структур (угол разориентации) только в монокристаллах и идеальных волокнах равен нулю. В реальных же волокнах, особенно в аморфных областях, ф > О, поэтому разрыв макромолекул под действием внешней нагрузки происходит не одновременно. Чем больше ф, тем меньше равномерность распределения напряжений и меньше число цепей, разрывающихся одновременно т. е. меньше прочность волокна. [c.287]

Это поведение бумаги формально аналогично разрушению на молекулярном уровне монолитных полимерных материалов, в частности самих волокон. В волокне происходит разрыв макромолекул по линии. химических связей в цепи и одновременно нарушение межмолекулярных связей (в том числе и водородных). Соотношение между количеством нарушенных контактов и количеством разорванных волокон должно в этом случае определяться удельной прочностью связей между волокнами и удельной прочностью самих волокон. Действительно, анализ показывает [15], что число разорванных волокон при разрушении сухой бумаги достигает 75% от общего их числа. [c.193]

Вытягивание гидратцеллюлозных волокон в условиях вязкого течения можно производить только в процессе формования, т. е. когда нет еще интенсивного взаимодействия между макромолекулами или их агрегатами. Попытки вытягивания уже высушенного волокна (даже при значительном набухании) не дали нужного результата, так как разрыв связей между агрегатами макромолекул и выведение полимера на режим вязкого течения в этом случае представляют большие затруднения. Волокна, полученные из термопластичных эфиров целлюлозы, карбоцепных и гетероцепных полимеров, можно вытягивать непосредственно после формования и при последующей обработке. [c.103]

Прочность связей между макромолекулами и их агрегатами. Если принять, что разрыв гидрофильных искусственных волокон в набухшем состоянии происходит в основном в результате сползания макромолекул, то, очевидно, усиление взаимодействия между макромолекулами, в частности увеличение числа водородных связей, должно привести к уменьшению снижения прочности волокна в мокром состоянии. Чем выше ориентация макромолекул или их агрегатов в волокне, тем сильнее межмолекулярное взаимодействие. Как показали результаты экспериментальных работ, с повышением ориентации макромолекул или их агрегатов не только возрастает разрывное усилие, но и значительно меньше снижается прочность искусственных волокон в мокром состоянии. Например, если прочность вискозного волокна из сульфитной целлюлозы, полученного в обычных условиях формования, снижается в мокром состоянии на 50—55%, то у высокопрочного волокна она уменьшается только на 25—30%. У сверхпрочных вискозных нитей с высокой степенью полимеризации и ориентации снижение прочности в мокром состоянии не превышает 20,%. [c.108]

При одних и тех же показателях, характеризующих состав и физико-химические свойства целлюлозы, степень набухания ее в щелочи может различаться в 1,5—2 раза. Набухание целлюлозы в щелочи, по-видимому, тем больше, чем полнее произошло в процессе выделения и подготовки целлюлозы разрушение морфологической структуры волокна и разрыв связей между макромолекулами или их агрегатами. [c.208]

В ряде случаев разрыв сухого волокна может происходить в результате пере.мешения макромолекул, что может иметь место при наличии значительного количества низкомолекулярных фракций. Взаимодействие между макромолекулами этих фракций сравнительно невелико, и разрыв волокна в этом случае в отличие от разрыва волокна, полученного из полимера [c.116]

КогДа скорость релаксации велика по сравнению со скоростью приложения нагрузки, преобладает шероховатая зона, происхождение которой объясняется следующим образом. У вершины надрыва образуются в результате выпрямления и ориентации макромолекул волокна, или тяжи. Так как разрыв отдельных волокон происходит на различных высотах, на поверхности разрыва образца после его сокращения возникают бугорки и впадины, дающие в совокупности шероховатую поверхность. При температурах ниже Гст тоже возможен волокнистый разрыв, но при этом наблюдается быстрое разрушение Рис. 114. Растущий надрыв при рас- материала без образования шеро-тяжении бутадиенстнрольного каучука, ховатой ЗОНЫ (хрупковолокнис- [c.422]

Прочность синтетических волокон в отличие от природных значительно (в несколько раз) повышается при холодной вытяжке этих волокон после образования их прядением из расплава. Холодная вытяжка способствует дополнительной ориентации макромолекул в направлении вытяжки и увеличению степени кристалличности полимера. При этом длина волокна увеличивается на 400—600%. Ориентированное волокно или пленка имеют прочность на разрыв 3000—4000 кг1см , а неориентированное 500— 700 кг/см [10]. [c.670]

Процесс деформации сопровождается не только ориентацией сегментов макромолекул пли кристаллитов в направлении приложенных усилий, но и изменением межмолекулярных взаимодействий, что отражается на физико-механических свойствах полимера. Согласно Липатову [50], на начальных стадиях деформации происходит возрастание объема растянутого полимера, которое указывает на разрыв в результате деформации части связей между молекулами полимера. Такой разрыв приводит к увеличению среднего расстояния между звеньями соседних полимерных цепей. В работе Уэйтхема и Герроу [53] было показано, что при растяжении целлюлозных волокон до удлинения 5 /о энтропия возрастает, что связано с разрушением исходной структуры волокна до того, как начинается собственно ориентация. Аналогичные представления возникли при исследовании ориентации полиамидных волокон Б зависимости от степени деформации [54—56]. На определенной стадии деформации авторы наблюдали появление такой структурной модификации, которая свидетельствует о разрушении кристаллитов. Дальнейшая деформация приводит к выпрямлению участков цепей и нх ориентации в направлении растяжения. Этот процесс создает предпосылки для установления нового порядка в расположении цепей, которое при благоприятных условиях может привести к равновесию, характеризующемуся повыиленнем плотности упаковки. [c.77]

Применяемые на практике волокна должны сочетать в себе высокую прочность на разрыв с известной упругостью. Низкомолекулярные вещества не могут удовлетворять этим требованиям, так как даже незначительная подвижность небольших молекул сразу повлечет за собой потерю ориентации, а следовательно, и снижение прочности в данном направлении если же ориентация этих молекул зафиксирована, тело становится твердым и малодефор-мируемым. В полимерах эти противоречивые требования вполне совместимы, так как большое время релаксации, характерное для целых макромолекул и больших их участков, обеспечивает устойчивость ориентированной структуры и прочность волокна, а малые периоды релаксации — подвижность небольших отрезков цепи, обусловливающую упругие свойства. [c.467]

Суперполиамиды дают рентгенограмму волокна, сходную с рентгенограммой целлюлозы или шелка. Прочность отдельных волокон из суперполиамидов исключительная. Нити полистирола, несмотря на значительно большую длину макромолекул, обладают в несколько раз меньшей механической прочностью. Это дает основание предполагать, что прочность на разрыв у суперполиамидов значительно увеличена за счет полярной структуры макромолекул, получающихся при поликонденсацин, и связанной с этим возможностью образования кристаллических зон. [c.240]

Свежесформованное полиамидное волокно, которое получают на прядильной машине, вообще не может быть использовано как текстильное волокно. Так, при приложении сравнительно небольшой нагрузки оно вытягивается в 4—5 раз по сравнению с первоначальной длиной. Этот процесс необратим и, как показали результаты рентгенографических исследований, сопровождается ориентацией макромолекул в направлении оси волокна ). При вытягивании полиамидного волокна при обычной температуре разрывная прочность его значительно повышается, достигая определенного предела. При дальнейшем повышении степени вытягивания происходит разрыв волокна. Одновременно с увеличением прочности снижается удлинение с 400—500% приблизительно до 20% [1]. [c.382]

Вероятность разрыва по той или другой схеме определяется энергетическими соотношениями прочности химических связей между атомами в молекуле и сум/марной величиной 1)1ежмолеку-лярных сил полимера. В ряде случаев разрыв сухого волокна может происходить в результате перемещения макромолекул, например при наличии в волокне значительного количества низкомолекулярных фракций полимера. [c.98]

Существенное влияние на набухание целлюлозы в растворах щелочи оказывает природа применяемой целлюлозы и условия ее выделения из древесины. До настоящего времени нет достаточной ясности в вопросе о влиянии условий варки, отбелки и облагоралсивания древесной целлюлозы на ее набухание в щелочи, несмотря на большое практическое значение этого вопроса. Известно, что при одних и тех же показателях, характеризующих состав и физико-химические свойства целлюлозы, степень набухания, ее в щелочи может различаться в 1,5—2 раза. Набухание целлюлозы в щелочи, по-видимому, тем больше, чем полнее произошло в процессе выделения и подготовки целлюлозы разрушение морфологической структуры волокна и разрыв связей между макромолекулами или их агрегатами. [c.247]

На стр. 246 приведены данные, показывающие, что при продлении гидролиза сверх определенного времени степень полимеризации целлюлозы, определяемая вискозиметрически, почти не меняется, а количество моносахаридов, переходящих в раствор, продолжает увеличиваться. Этот факт В. И. Шарков объясняет тем, что в наиболее плотные участки структуры волокна, в которых отдельные звенья макромолекул соединены, повидимому, посредством водородных связей, диффузия гидролизующих агентов затруднена, и разрыв глюкозидных связей происходит в этом случае между элементарными звеньями, находящимися на концах макромолекул и в макромолекулах на поверхности волокна . [c.255]

В подавляющем большинстве случаев подготовку изделий ведут при помощи химических реагентов, которые в той или иной степени повреждают волокнистый материал, деструкти-руют его или видоизменяют. Это повреждение неизбежно, но оно должно быть минимальным. Деструкция волокна приводит к уменьшению прочности изделий, поэтому одним из показателей степени сохранности волокнистого материала является показатель прочности изделия на разрыв, значение которого указывается в соответствующих ГОСТ. Однако этот показатель зависит от многих факторов и не является достаточно чувствительным. Более чувствителен показатель вязкости растворов полимера, из которого построен волокнистый материал. Вязкость растворов полимера при всех прочих равных условиях зависит от длины макромолекулы, уменьшаясь с уменьшением ее длины. Поэтому при деструкции макромолекулы вязкость будет уменьшаться. Имеется приближенная зависимость [c.114]