Макромолекулы волокон степень полимеризации

Хотя структуры типа шиш-кебаб образуются при самых разных условиях кристаллизации, они явно являются неравновесными, о чем свидетельствует уменьшение содержания наростов прн повышении температуры кристаллизации, что одновременно сопровождается заметным увеличением модуля упругости получающегося материала. Выше некоторой температуры (для полиэтилена, формуемого из ксилола, она составляет 385— 386 К) образования таких структур не происходит. Если же применить специальную методику контактирующего конца (подробности можно найти в [257, гл. 10]), и довести Гкр до 396 к (что на 5°К выше температуры растворения макромолекул бесконечной степени полимеризации), то удается получить волокна практически гладкие и не содержащие наростов. Здесь мы, по-прежнему, уже имеем дело с почти идеальной структурой монокристалла, образованного выпрямленными цепями. Достигаемый при этом модуль оказывается равным примерно 100 ГПА, что все-такн в л 2,5 раза меньше предельного (теоретического) значения. [c.369]

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]

По физико-химическим свойствам наиболее близки к хлопковому волокну полинозное волокно и высокомодульное вискозное волокно. Полинозное волокно характеризуется более высокой степенью полимеризации целлюлозы, чем вискозное волокно, повышенной ориентацией макромолекул целлюлозы и более однородной структурой. [c.22]

Холодные разбавленные растворы кислот практически не действуют на ацетатные волокна, а в горячих растворах идет омыление сложноэфирных групп и гидролиз глюкозидных связей, сопровождающийся снижением степени полимеризации макромолекул и уменьшением прочности волокна. [c.25]

Отдельные макромолекулы полимера в полиакрилонитрильных волокнах связаны между собой водородными связями. Поскольку для формования волокна применяют полиакрилонитрил с высокой степенью полимеризации (обычно 1000—2000), наличие межмолекулярных водородных связей обеспечивает получение высокопрочных и достаточно эластичных волокнистых материалов. В мокром состоянии нитрон почти не теряет прочности. [c.30]

Полиамидные волокна, полученные из алифатических полиамидов, обладают невысокой термостойкостью, что является существенным недостатком этого класса синтетических волокон. Сравнительно непродолжительный нагрев приводит к значительному необратимому снижению прочности полиамидного волокна. Например, после нагрева 5 ч при 140 °С прочность полиамидного волокна, определенная при нормальной температуре, снижается на 40%, а удлинение — на 70%-При нагреве полиамидного волокна при 160 °С на воздухе в течение 1 ч степень полимеризации макромолекул волокна снижается в 2 раза. Если это волокно нагревать в среде азота в течение та-Уоо кого же времени, степень полимеризации почти не снижается даже при 180 °С (рис. 2.18). Эти данные подтверждают предположение о том, что недостаточно высокая термостойкость полиамидных волокон объясняется интенсивным процессом термоокислительнай деструкции полимера при повышенных температурах. [c.90]

Степень полимеризации полипропилена, пригодного для формования волокна, составляет около 2000. Метильные группы в макромолекулах полипропилена располагаются в строго определенном порядке вдоль плоскости, проходящей вдоль оси волокна. [c.33]

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]

Молекулярный вес поликапролактама. Для формования волокна применяется полимер с молекулярным весом 16 ООО—22 ООО (степень полимеризации 150—200). Несмотря на сравнительно небольшой молекулярный вес, поликапролактам и получаемые из него изделия обладают высокой механической прочностью, что объясняется наличием большого числа водородных связей между макромолекулами полимера. [c.48]

Как уже отмечалось, структурные исследования показали, что противоположные стенки микротрещин соединяют тончайшие (10 нм) фибриллы ориентированного полимера [82], в то время как ширина отдельных микротрещии достигает десятки — сотни микрометров. Следовательно, если принять непрерывность отдельной фибриллы от одного края Микротрещины до другого, легко обнаружить, что она представляет собой асимметричное образование с соотношением осей 1 10 — 1 10 . Очевидно, что фибриллярные агрегаты макромолекул должны обладать высокой гибкостью, т. е. способностью изменять свою форму. По мнению Каргина, стеклянное волокно диаметром 5 мкм при длине несколько сантиметров может моделировать гибкость полимерной молекулы со степенью полимеризации несколько тысяч, несмотря на его высокий модуль [113]. Такого рода асимметричные образования обладают так называемой упругостью формы. Практически любое вещество, например силикатное [c.43]

Любой образец целлюлозы состоит из макромолекул различной длины, т. е. является полидисперсным. Поэтому степень полимеризации всегда определяется как средняя величина. Свойства целлюлозы зависят не только от средней СП, но и от распределения макромолекул по длине, т. е. от полидисперсности. Образцы с одинаковой средней СП могут иметь совершенно различный молекулярный состав. В одном образце может оказаться мало коротких цепей, но мало и длинных, а в другом будет много тех и других. Короткие цепи снижают механические свойства, длинные цепи повышают вязкость растворов целлюлозы, что затрудняет ее переработку на волокна и пленки. [c.116]

Наличием различного числа водородных связей объясняется и давно известный факт различной растворимости в растворах щелочи препаратов регенерированной целлюлозы, имеющих одну и ту же степень полимеризации, но полученных в разных условиях, при которых возможно ослабление большего или меньшего числа водородных связей. Разницей в прочности водородных связей между макромолекулами объясняется, в частности, разная растворимость вискозного волокна одной и той же степени поли- [c.58]

Определение изменения механических свойств окисленного целлюлозного волокна может быть использовано для косвенной характеристики изменения степени полимеризации целлюлозы в результате окисления. В тех случаях, когда в результате окисления происходит значительное снижение механических свойств целлюлозного материала, можно считать, что процесс окисления сопровождается понижением степени полимеризации целлюлозы. Если механические свойства окисленного материала заметно не отличаются от свойств исходной целлюлозы, нет достаточного основания для вывода о деструкции макромолекул в процессе окисле-, ния. [c.241]

Чпсло звеньев п макромолекуле полиэфира Внешний вид (способность к волокно-образованию) Прочность волокон и способности к пленкообразованию Растворимость и набухание, вязкость Степень полимеризации препарата целлюлоз ь[ [c.204]

Выше рассмотрена зависимость свойств волокнообразующих полимеров только от молекулярного веса. Однако, как видно из данных, приведенных в табл. 57, основным фактором является не абсолютная величина молекулярного веса, а диэлектрические свойства макромолекулы, т. е. прочность по сечению волокна определяется межмолекулярным взаимодействием. Чем больше это взаимодействие, тем меньше степень полимеризации, требуемая для обеспечения необходимой прочности волокна. Следовательно, необходимый для образования волокон молекулярный вес полимера зависит от типа макромолекулы, т. е. от интенсивности межмолекулярного взаимодействия (и наличия водородных связей) между отдельными группами. В табл. 60 приведены данные о способности к образованию волокон и пленок для различных полиэфиров из этих данных видно, что эти свойства обусловливаются числом эфирных групп, причем как в случае четного, так и нечетного числа атомов углерода в элементарном звене молекулы полиэфира имеется относительно постоянное число эфирных групп однако при нечетном числе атомов углерода способность к образованию нитей и пленок начинает проявляться при более высоких значениях степени полимеризации. Это связано с возможностью проявления полярности эфирных связей. [c.206]

Повышение кристалличности триацетатного волокна вполне понятно, так как с уменьшением числа беспорядочно расположенных групп ОН макромолекулы могут располагаться более упорядоченно. Триацетатная нить, сформованная мокрым способом, иногда вырабатывается из триацетата целлюлозы, полученного гетерогенным методом ацетилирования. Такой триацетат целлюлозы обычно имеет более высокое ацетильное число и большую степень полимеризации, по сравнению с триацетатом, получаемым ацетилированием в гомогенной среде. Это дополнительно увеличивает возможность повысить степень ориентации макромолекул и кристалличность волокна. [c.72]

Концевые гидроксильные группы макромолекул целлюлозы также принимают участие в реакции с активными красителями. Влияние взаимодействия красителя с этими группами на общую накрашиваемость волокна тем сильнее, чем меньше степень полимеризации целлюлозы. [c.178]

Кроме механодеструкции, приводящей к снижению степени полимеризации, следует ожидать и частичной аморфизации целлюлозы. Как уже неоднократно указывалось ранее, механическая обработка целлюлозы может привести к полной потере кристалличности ее, констатируемой рентгенографически. При размоле в массном ролле этот процесс также может протекать, причем аморфизация и деструкция целлюлозы приводят даже к частичному образованию из волокон морфологически бесформенной слизи . Соответственно, такое же снижение кристалличности и деструкция макромолекул будут характерны И Для поверхностных слоев волокна. [c.180]

Прочность и эластичность волокон и пленок также в некоторой мере зависят от степени полимеризации вещества, из которого они получены. Эта зависимость наиболее отчетлива в природных волокнах, так как изменение конфигурации макромолекул и их взаимного расположения в природных волокнах весьма затруднительно. [c.9]

У искусственных волокон и пленок влияние степени полимеризации вещества на механические свойства изделий меньще. Это объясняется тем, что в процессе формования и дальнейшей обработки (вытягивания) структура волокна и степень ориентации макромолекул в нем значительно изменяются прочность волокна и пленки [c.9]

Рис. 26. Изменение степени полимеризации макромолекул полиамидного волокна при прогреве в течение 1 ч

Рис. 2.18. Изменение степени полимеризации макромолекул полиамидного волокна при прогреве 1 ч /—на воздухе 2—в среде азота.

Зависимость механических свойств волокон от степени полимеризации полимера наиболее отчетливо выявляется у природных волокон, для которых возможность изменений конфигурации макромолекул и их взаимного расположения, а также и надмолекулярной структуры путем вытягивания ограничена. При одной и той же структуре полимера степень полимеризации оказывает существенное влияние на основные показатели волокна — прочность при разрыве (см. разд. 5.1), удлинение, стойкость к многократным деформациям и истиранию. [c.31]

У химических волокон влияние степени полимеризации полимера на механические свойства волокна выражено менее отчетливо, чем у природных волокон. В процессе формования волокна и последующей его обработки (вытягивании) можно в широких пределах изменять структуру и величину агрегатов макромолекул (элементов надмолекулярной структуры), а также степень ориентации макромолекул и их агрегатов, и тем самым в несколько раз увеличить его прочность. При этом степень полимеризации остается без изменения. Поэтому структура химического волокна влияет на его прочность в значительно бoл >шeй степени, чем молекулярный вес . [c.31]

Чем больше полярных групп в элементарном звене, чем более стереорегулярную структуру имеют макромолекулы полимера и чем сильнее взаимодействие между макромолекулами или их агрегатами, тем ниже оптимальная степень полимеризации. Как правило, степень полимеризации полимеров, используемых при получении волокна, должна быть ниже, чем пластических масс, и выше, чем у высокомолекулярных соединений, применяемых в производстве лаков. Необходимо учитывать также, что в процессе получения волокон из природных полимеров (например, целлюлозы) всегда происходит частичная деструкция макромолекул и, как следствие, необратимое понижение степени полимеризации. Синтетические полимеры при соблюдении технологических параметров, как правило, при переработке в волокна не деструктируются. [c.33]

Целлюлоза удовлетворяет изложенным выше требованиям, которые предъявляются к высокомолекулярным соединениям, используемым для производства искусственного волокна. Высокая степень полимеризации, линейная и сравнительно вытянутая форма макромолекул, наличие полярных гидроксильных групп, обеспечивающих образование водородных связей между макромолекулами, растворимость целлюлозы и ее эфиров в доступных растворителях обусловливают то особое значение, которое она приобрела для производства искусственного волокна. [c.37]

Влияние степени полимеризации на понижение прочности волокна в мокром состоянии можно объяснить, исходя из предположения, что механизм разрыва гидрофильных волокон в мокром состоянии заключается в сползании отдельных макромолекул по отношению друг к другу. Чем меньше величина макромолекул, тем меньше поверхность соприкосновения между ними и тем меньшее усилие требуется для того, чтобы преодолеть суммарное межмолекулярное взаимодействие между гидратированными макромолекулами волокна или их агрегатами. [c.107]

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]

Обычно в молекулу исходного полимера вводят сравнительно небольшое число длинных цепей, степень полимеризации которых значительно превышает степень полимеризации исходного полимера. Как правило, к макромолекуле исходного полимера присоединяется (прививается) не более 1—2 цепей синтетического полимера. Большой интерес представляет выяснение вопроса о влиянии длины и числа привитых цепей (при одном и том же количестве привитого полимера) на изменение отдельных практически важных свойств волокна. Не выяснено, например, что целесообразнее при одинаковом увеличении массы волокна привить 100 длинных или 1000 более коротких цепей. [c.161]

Измельченную щелочную целлюлозу помещают в специальные камеры, в которых в течение 30—50 ч при 20—22 °С (или 8— 10 ч при 36—40 °С) происходит процесс предсоз-ревания. Этот процесс заключается в уменьшении степени полимеризации целлюлозы в 2—2,5 раза вследствие ее окисления, сопровождающегося разрывом макромолекул. Снижение степени полимеризации целлюлозы, зависящее от продолжительности и температуры процесса предсозревания, необходимо для уменьшения вязкости получаемых прядильных растворов и облегчения условия формования из них волокна. [c.449]

Для упрощения дальнейшего изложения примем, что во время формования и вытягивания волокна в условиях вязкого течения перемещаются отдельные макромолекулы. Сегментальная подвижность и сдвиги сегментов, а также сдвиги надмолекулярных структурных элементов учитываются соответствующим увеличением или уменьшением гибкости условных макромолекул при их вязком течении. В этом случае величина 2 зависит только от числа звеньев в макромолекуле или степени полимеризации (т. е. от молекулярного веса), энергии ван-дер-ваальсовых и других взаимодействий, способных связывать одно звено макромолекулы со звеньями соседних макромолекул (т. е. энергии взаимодействия одного звена е), и от возможной степени реализации этого взаимодействия — структурного фактора к, зависящего от гибкости макромолекулярных цепей, т. е. [c.42]

При прогреве полиамидного волокна при 160° С на воздухе в течение 1 ч степень полимеризацип макромолекул волокна снижается в 2 раза. Ес.лп это же волокно прогревать в среде азота в течение такого же времени, степень полимеризации почти не спинчается даже при 180° С (рис. 26). Эти данные подтверждают предположение о том, что недостаточно высокая термостойкость полиамидных волокон объясняется интенсивным процессом тер-моокпслительной деструкции полимера прп повышенных температурах. [c.93]

Пределах. Понижение степени ориентации имеет место как при пе-реосаждении природной целлюлозы из растворов, так и при получении из нее гидратцеллюлозы без растворения (например, обработкой целлюлозы концентрированными растворами щелочи, измельчением и т. д.). Увеличение степени ориентации макромолекул природных волокон до настоящего времени не осуществлено Значительно больще возможность изменения степени ориентации макромолекул в искусственных гидратцеллюлозных или эфироцеллюлозных волокнах. В процессе формования, когда волокно находится еще в пластическом состоянии, можно приложением определенных нагрузок к волокну изменить ориентацию макромолекул и обеспечить более упорядоченное расположение их в волокне. Этот метод получил широкое применение при промышленном производстве искусственного волокна повышенной прочности Изменяя ориентацию макромолекул или элементов надмолекулярной структуры в волокне путем вытягивания пластичного волокна, можно при одной и той же степени полимеризации исходной целлюлозы повысить прочность волокна в 2—3 раза. [c.76]

После того, как испарилась капиллярно удерживаемая вода, прочность, казалось бы, должна резко упасть. Но при этом на смену капиллярным силам приходят силы межмолекулярного взаимодействия в целлюлозе. Высокая асимметрия волокон и их гибкость обеспечивают образование большого числа контактов каждого волокна с соседними волокнами. Согласно данным Пейжа, Тейдемана и Ханта [9], а 1 мм длины волокна приходится 30. и более контактов. Тесный контакт двух поверхностей сильно набухшей целлюлозы, цаходящейся в пластическом состоянии, приводит к взаимодействию между сегментами макромолекул целлюлозы и между гидроксильными группами звеньев в соседних цепях. Ослиз-невшая , сильно деструктированная при размоле целлюлоза содержит также и некоторое количество таких фракций низкой степени полимеризации, которые нерастворимы при обычной температуре, но становятся растворимыми при температуре сушки (в области 100°С). Таким образом, в местах контактов таких волокон может происходить образование очень пластичного слоя. Не исключено, что здесь частично наблюдается и своеобразное взаимное смешение сегментов целлюлозных молекул, которое согласно Воюцкому [10, 11] следует обозначать как аутогезию. [c.186]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология