Формование химических волокон вязкость

Вернемся теперь к материалам с сильными взаимодействиями. Типичными их представителями являются химические волокна, имеющие весьма специализированную надмолекулярную организацию [7]. Здесь удобно проследить за влиянием МВР на разных стадиях получения волокна, начиная с отправной системы — прядильного раствора или расплава. Как известно, первой стадией формования волокна (в сегодняшней технологии) является экструзия такого раствора или расплава через фильеру. Это существенно реологический процесс, и характер течения через фильеру определяется в основном величиной эффективной вязкости т] [8]. Как показал Ф. Бюхе [9], вязкое течение концентрированных растворов (начиная с некоторой критической концентрации) и расплавов при условии, что в гидродинамическом поле разрушены все структурные элементы, подчиняется закону [c.8]

Технология химических волокон складывается из приготовления прядильного раствора или расплава полимера, формования (прядения) волокна и его отделки. Прядильный раствор определенной концентрации (7— 25%) и вязкости приготовляют растворением полимера в растворителе прядильный расплав получают нагреванием до температуры плавления полимера, плавящегося без разложения (полиамиды и полиэфиры). Перевод полимера в растворенное или расплавленное состояние обеспечивает при последующем формовании ориентирование молекул вдоль оси образующихся волокон. Растворы и расплавы тщательно очищают фильтрованием от механических примесей и пузырьков воздуха и затем подают на формование. [c.314]

Полимеры с чрезмерно короткими макромолекулами (молекулярный вес <15 000) непригодны для формования волокон. Хотя перевод подобных полимеров в прядильный раствор или расплав осуществляется легко, и вязкость прядильной массы невелика, но формуемые из них волокна характеризуются плохими физико-механическими свойствами. Это объясняется в первую очередь тем, что благодаря высокой подвижности короткие макромолекулы в процессе ориентационного вытягивания успевают дезориентироваться. Формование химических волокон из полимеров с молекулярным весом менее 15000 мокрым способом вообще невозможно, так как значительная часть полимера растворяется в осадительной ванне. В отдельных случаях указанные выше пределы молекулярного веса еще более сужаются. Например, для линейных полиамидов рекомендуемый молекулярный вес составляет 18 000— 30 000, для полиакрилонитрила и его сополимеров — 30 000— 100 000, для целлюлозы в вискозе — от 50 000 до 100 000. [c.21]

Состав и свойства прядильного раствора (концентрация полимера в растворе и вязкость) зависят от метода формования волокна. Так же как и при получении всех других химических волокон, прядильный раствор, применяемый для формования полиакрилонитрильного волокна сухим способом, обладает значительно более высокой вязкостью, и соответственно концентрация полимера в растворе выше, чем при формовании мокрым способом. При формовании полиакрилонитрильного волокна мокрым способом вязкость прядильного раствора составляет 200—300 сек. а при формовании сухи.м способом — 600—800 [c.179]

Состав и свойства прядильного раствора (концентрация полимера в растворе и вязкость) зависят от метода формования волокна. Так же как и при получении всех других химических волокон, прядильный раствор, применяемый для формования полиакрилонитрильного волокна сухим способом, обладает значительно более высокой вязкостью, и соответственно концентрация полимера в растворе выше, чем при формовании мокрым способом. При формовании полиакрилонитрильного волокна мокрым способом вязкость прядильного раствора составляет 300—500 с, а при формовании сухим способом — 600—1000 с (при молекулярном весе полимера 40 000—60 000). Концентрация полиакрилонитрила в прядильном растворе при формовании мокрым способом достигает 18—20%, а при сухом способе — 30—32%. [c.196]

Нерастворимость политетрафторэтилена и высокая вязкость его расплава исключают обычные методы формования волокон — из расплава или раствора. Для получения волокон из политетрафторэтилена применяют специальные методы. Волокна обладают сравнительно невысокой механической прочностью, но высокой химической стойкостью, поэтому их целесообразно применять в условиях агрессивной среды и высокой температуры, которых не могут выдержать другие синтетические волокна. [c.119]

Ксантогенат целлюлозы, как и другие вещества, способен образовывать пересыщенные растворы. Под степенью пересыщения понимают отношение концентрации в пересыщенном растворе, находящемся в неравновесном метастабильном состоянии, к концентрации равновесного раствора. Для вискозных растворов в связи с химической нестабильностью ксаитогената можно лишь приблизительно (по косвенным данным) оценить возможную степень пересыщения при формовании. Ксантогенат целлюлозы, по-видимому, неограниченно смешивается с водным раствором едкого натра. Однако концентрации не превышают 12—16% из-за чрезмерно больших вязкостей. По данным работ [33, 36], растворимость ксаитогената при рН=12 и 10 снижается соответственно до 0,5 и 0,1%. Дальнейшее повышение кислотности до рН=1 приводит к резкому снижению растворимости до величин порядка 0,01%. На основании полученных результатов (см. раздел 7.2.2) установлено. что pH =10—12 на поверхности волокна достигается в течение 0,01 с. За этот промежуток времени осаждения не происходит и, следовательно, образуется пересыщенный раствор. Если исходная концентрация ксаитогената в вискозе составляла 7%, то при ука- [c.201]

Ранее процесс повышения вязкости полиэфирной смолы без потери текучести из-за образования сплошной сетки химических связей не казался таким уж важный. Однако перечисленные ниже моменты иллюстрируют преимущества такой технологии при производстве армированных полиэфиров из-за возрастания вязкости расплавленной смолы достигаются более высокие напряжения, обеспечивающие улучшенную отделку поверхности изделия высокая вязкость препятствует разделению волокна и смолы в процессе формования изделия повышается эффективность загрузки из-за снижения непроизводительных потерь материала исключается выдавливание смолы в процессе формования облегчается автоматическое управление процессами производства. [c.271]

Действительно, если вытягивать волокно или пленку из какого-либо материала, химическое строение которого не меняется в процессе вытяжки, то механическое напряжение в образовавшемся тонком волокне (или пленке) вследствие малости площади поперечного сечения окажется намного выше, чем в исходной массе материала. Поэтому материал в вытянутом кусочке волокна начнет течь гораздо быстрее, чем во всей массе, и быстро разрушится. Если же в процессе течения вязкость быстро возрастает, то текучесть образовавшегося волокна или пленки может стать меньше текучести массы. Тогда, несмотря на наличие в волокне или пленке более высокого механического напряжения, будет происходить дальнейшее их формование из массы материала без нарушения сплошности. [c.258]

Формуют волокно из растворов сухим и мокрым способами. Сухое формование производится из раствора смолы в смеси ацетона с бензолом, мокрое — из раствора в диметилформамиде и тетра-гидрофуране. Для снижения вязкости растворов их продавливают через фильеры при повышенной температуре. Волокно хлорин, отличающееся высокой химической стойкостью, используют для изготовления фильтровальных тканей и других материалов для химической промышленности, изготовления рыболовных снастей и др. [c.250]

Раствор ацетилцеллюлозы из химического цеха по общему трубопроводу 1 поступает в цех формования волокна. Затем при помощи зубчатого насосика 2 раствор подается через све-чевой фильтр 3 и трубку-червяк 4 в фильеру 5. Для снижения вязкости прядильного раствора, увеличения скорости испарения ацетона при формовании волокна и улучшения эластичных свойств волокна раствор перед фильерой подогревается в специальном нагревателе (головке машин). [c.131]

Важной характеристикой оптического волокна является постоянство диаметра по длине. Поддерживать диаметр вырабатываемого волокна постоянным можно путем изменения технологических параметров, влияющих на диаметр. Основными из них являются химический состав материала, идущего на формование волокна, температура печи, определяющая вязкость этого материала, и скорость вытягивания волокна из печи. Раньше это достигалось изменением только одного из этих параметров. Например, постоянство диаметра поддерживалось регулированием скорости вытягивания, т. е. если волокно наматывалось на барабан, то угловая скорость барабана должна была уменьшаться по мере возрастания радиуса намотки. Несовершенство этого способа заключается в том, что диаметр волокна может изменяться и при постоянной скорости намотки вследствие случайных колебаний температуры печи и наличия неоднородностей в материале волокна. Поддержание постоянства диаметра могло осуществляться благодаря изменению температуры в печи, что вызывало изменение вязкости стекла при неизменной скорости вращения наматывающего барабана. Недостатком этого способа является, во-первых, инерционность печи, т. е. необходимость некоторого времени для достижения в печи определенной температуры, что удорожает процесс, во-вторых, скорость вращения барабана влияет на изменение диаметра волокна независимо от изменений температуры печи. [c.42]

Растворы полиоксадиазолов, полученные одностадийным способом, имеют высокую вязкость [151]. Поэтому их разбавляют концентрированной серной кислотой и после фильтрации и обезвоздушивания перерабатывают в волокна по мокрому способу формования. При исследовании процесса формования ПОД волокон из сернокислотных растворов было установлено [153— 155], что одним из важных факторов, определяющих механические свойства волокон и их структурные особенности, является состав осадительной ванны, а также химическое строение полимера. Применение воды в качестве осадителя приводит к получению хрупкого волокна с пористой структурой. Одной из причин появления пористости является высокий тепловой эффект взаимодействия кислоты с водой. Прочность волокон, сформованных в воду, оказывается ниже, чем у волокон, сформованных в водно-сернокислотную осадительную ванну (табл. 4.24). [c.138]

Мокрое формование. При мокром формовании волокна раствор полимера, пройдя через фильеру, попадает в виде тонких струек в ванну с жидкостью, которая вызывает коагуляцию полимера. Эта ванна называется осадительной ванной. В ней совершается ряд процессов, в том числе и химических, если вещества осадительной ванны вступают во взаимодействие с формуемой смолой. Растворителями смол при получении прядильных растворов являются щелочи, ацетон и другие растворители, способные растворять исходный материал с образованием концентрированных и вязких растворов. Мокрое формование проводится при повышенных температурах, снижающих вязкость прядильных растворов, ускоряющих кристаллизацию, формование и образование более плотных и прочных волокон. Мокрый способ применяется при формовании вискозного и некоторых других карбоцепных волокон. [c.300]

В производстве химических волокон часто необходимо знать реологические, особенно вязкостные свойства прядильных растворов полимеров. В процессе переработки в волокно прядильные растворы подвергаются воздействию напряжений сдвига и скоростей деформаций в большом диапазоне их изменений. При этом свойства прядильных растворов не остаются постоянными, что отражается в первую очередь на их вязкости. Знание вязкостной характеристики прядильного раствора в широком диапазоне ее изменений необходимо для правильного выбора способов приготовления раствора и формования волокна, а также для расчетов технологического оборудования. [c.90]

Молекулярный вес и молекулярно-весовое распределение. Средний молекулярный вес целлюлозы, применяемой для производства химических волокон, определяется тем, насколько он снижается в процессе ее переработки (при получении прядильного раствора и во время формования волокна). В производстве степень полимеризации целлюлозы определяют по вязкости 1%-ного медноаммиачного или другого раствора целлюлозы или рассчитывают по эмпирическим уравнениям. [c.32]

Растворение полимеров производится как при нормальной, так и при повышенной температурах. При повышении температуры ускоряются диффузионные процессы, увеличивается растворимость и снижается вязкость системы, что позволяет повысить концентрацию полимера в растворе. В некоторых случаях, о чем будет идти речь ниже, система растворителей подбирается так, чтобы полимер растворялся только при повышенной температуре, а при нормальной — выделялся из раствора. Полимер при переводе в раствор или расплав не претерпевает химических изменений, за исключением формования вискозных волокон, когда исходная целлюлоза переводится в эфир, а при формовании волокна эфир вновь омыляется до исходной целлюлозы. [c.67]

Стеклянное волокно вырабатывается из алюмоборосиликатного стекла вязкостью 10 пз (при 1200—1250 °С), Применение стекол различного химического состава, обладающих более низкой вязкостью при температуре формования, возможно только при условии их малой склонности к кристаллизации. [c.24]

Этими особыми свойствами объясняется возможность вытягивания в изотермических условиях волокна или пленки из полимерных материалов, не меняющих своего химического строения при таких процессах. На самом деле, напряжение в полученном волокне (или пленке) будет гораздо выше, чем в исходном образце, вследствие резкого уменьшения его поперечного сечения во время деформации. Это, в свою очередь, должно привести к быстрому увеличению скорости течения материала и разрушению волокна. Однако в результате того, что процесс течения сопровождается стремительным возрастанием вязкости, текучесть образовавшихся тонких образцов может оказаться меньше, чем у первоначального материала. Поэтому, несмотря на наличие более высокого напряжения в волокне или пленке, их формование из полимерной массы будет продолжаться без нарушения их целостности. [c.306]

В трубе НП типа В М-формы (рис. 40), в которой удаление газов из расплава происходит в течение сравнительно длительного времени, пузырьки газа наблюдаются даже в точке 3 (см. рис. 40). Это свидетельствует о захватывании расплавом, обладающим в этом месте трубы уже достаточно высокой вязкостью, пузырьков газа и во второй зоне удаления газов. Захваченные пузырьки могут быть унесены расплавом в прядильную трубу. Естественно возникает вопрос, насколько могут такие пузырьки нарушать химическую гомогенность расплава поликапроамида и затруднять процесс формования. Можно считать установленным, что при формовании штапельного волокна небольшое содержание в расплаве пузырьков газа не сказывается ни на химической гомогенности расплава, определенной по величине относительной вязкости раствора полимера и содержанию лактама в полимере, ни на процессе формования волокна, характеристикой которого является число засо- [c.152]

Главное требование к волокнообразующему полимеру заключается в том, что длина его вытянутой молекулы должна быть не менее 1000А (100 нм), т. е. его молекулярный вес должен быть не ниже 10 000. Эта величина, разумеется, может быть и выше например, молекулярный вес необработанной (не-деструктированной) хлопковой целлюлозы достигает 500000. В случае синтетических волокон молекулярный вес исходного полимера намеренно ограничивают, поскольку прядильный раствор или расплав должен иметь не слишком высокую вязкость. У большинства волокон, сформованных из расплава, молекулярный вес составляет 10 000—20 000. Волокна, получаемые формованием из раствора, могут иметь более высокий молекулярный вес. Для текстильных волокон характерна также определенная степень кристалличности и (или) ориентации молекул вдоль оси волокна. Эти свойства, присущие природным волокнам, придаются искусственным и синтетическим волокнам в процессе их формования, вытягивания и термической обработки. Точность соблюдения параметров этих процессов оказывает существенное влияние на физико-механические и отчасти на химические свойства готового волокна. В свою очередь, регулярная структура волокна возможна лишь при определенной степени регулярности строения макромолекул, достаточной для их плотной упаковки, которая необходима для возникновения сильных меж-цепных взаимодействий (за счет водородных связей, ассоциации диполей или сил вандерваальсова притяжения). Однако при слишком высокой степени крист алличности волокно не только становится очень прочным, но и делается слишком жестким и теряет способность растягиваться в процессе его получения и эксплуатации. Кроме того, такое волокно чрезвычайно трудно окрасить, поскольку реакционноспособные группы почти целиком находятся в неупорядоченных участках. Степень кристалличности наиболее прочных синтетических волокон, по-видимому, не превышает 50—60%. Исключение составляют полиакрилонитрильные волокна, которые обнаруживают мало признаков истинной кристалличности, но вместе с тем обладают высокой однородностью структуры по всему сечению волокна. В неупорядоченных участках силы межцепного взаимодействия [c.284]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология