Фазовые переходы при формовании волокон

Рис. 4. Зависимость степени завершенности фазового перехода при формовании вискозных волокон от продолжительности пребывания волокна в осадительной ванне

При дальнейшем испарении растворителя во время формования по сухому методу система переходит в застеклованное состояние, соответствующее точке Хс и деформация- нити (фильерное вытягивание) полностью прекращается. Процесс отверждения в этом случае связан с изменением агрегатного, а не фазового состояния системы, поскольку на всем пути раствор остается однофазным. Этот переход часто происходит почти одновременно по всему сечению волокна и приводит к образованию сравнительно однородной надмолекулярной структуры и макроструктуры. [c.152]

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]

Кинетика структурообразования и многообразие образующихся при формовании вискозных волокон структур во многом зависит от состава осадительных ванн, вызывающих осаждение ксантоге-ната из раствора. В качестве осадительных ванн применяют растворы серной кислоты и ее солей, растворы сульфата аммония, бикарбоната натрия, фосфорнокислых солей, органических кислот и др. Делались неоднократные попытки дать классификацию ванн. Наибольшую известность получила классификация, предложенная Сиссоном [106], в основу которой положена последовательность протекания процессов коагуляции, разложения ксаитогената и вытягивания волокна. Как уже отмечалось, процесс разложения ксаитогената из-за его сравнительно медленного протекания не оказывает существенного влияния на структуру геля, поэтому эту классификацию нельзя признать удачной. Более логичная классификация может быть построена на основе признаков какого-либо одного процесса. Таким процессом является коагуляция, т. е. фазовый переход от раствора к гелю [4]. [c.212]

Затвердевание струй ири формовании большинства химич. волокон подчиняется закономерности кинетики фазовых переходов. Первая стадия в фазовом переходе — образование переохлажденного или иересыщенного метастабильного состояния, к-рое достигается благодаря процессам тепло- и массопереноса. Поскольку вокруг элементарных волокон образуется движущийся вместе с волокном ламинарный пограничный слой, толщина к-рого в несколько раз больше радиуса волокна, тепло- и массоперенос количественно достаточно точно описывается ур-ниями теплопроводности и диффузии, ири вынолнении к-рых в качестве одного из основных граничных условий предполагается непостоянство концентрации (темп-ры) на поверхности волокна. [c.375]

Кинетика фазового перехода от жидкого состояния (расплав, р-р) к твердому может осложняться частичным переходом системы в жидкокристаллич. состояние (см. Структура). При этом сформованное, но не подвергнутое ориентационной вытяжке волокно имеет заметно выраженную предориентацию , к-рая усиливается при формовании в мягких условиях (низкая степень пересыщения или переохлаждения). Крайний случай этого явления — Ф. в. из р-ров или расплавов, полностью находящихся в жидкокристаллич. состоянии. Это реализуется нри использовании жесткоцепных полимеров (ароматич. и гетероциклич. полиамиды, полиэфиры, полигидразиды и др.). Сформованное волокно из р-ров таких иолимеров непосредственно после отверждения имеет очень высокую степень ориентации. Его прочность достигает 200—250 гс/текс (см. также Прочность химических волокон). [c.376]

В. О. Клесман . Н. В. Михайлов, С. М. Скуратов и Э. 3. Файнберг , Эти исследователи показали, что, в зависимости от условий формования и вытягивания, полиамидные волокна могут быть получены в кристаллическом или аморфном состоянии но в процессе вытягивания волокна в производственных условиях фазовые переходы обычно не наблюдаются. Н. В. Михайлов, Д. Н. Шигорин и С. П. Макарьева исследовали инфракрасные спектры поглощения полиамидных волокон и пленок и показали, что существует три типа водородных связей между амидными группами полиамидных макромолекул связи между амидными группами внутри одной молекулы (интермолекулярные связи), связи между соседними молекулами, расположенные в транс-положении, и такие же интермолекулярные связи в цис-положении. [c.434]

К новым видам вискозных штапельных волокон предъявляются высокие требования в отношении прочности, удлинения, модуля эластичности и сохранения свойств в мокром состоянии. Достижение высокой прочности и особенно высокого модуля (правда, пока в ущерб эластическим свойствам) оказалось возможным при получении волокон, обладающих сравнительно большими размерами структурных элементов. К числу таких волокон относятся полинозные волокна, волокно ВХ и волокна, сформованные в цинксодержащих ваннах при пониженной температуре. При формовании всех указанных волокон осаждение протекает медленно прн небольших степенях пересыщения, низких скоростях зародышеобра-зования и роста полимерной фазы. На кинетику фазового перехода при осаждении ксантогената целлюлозы влияют такие факторы, как содержание в осадительной ванне серной кислоты, сульфата цинка и сульфата натрия, концентрация целлюлозы и щелочи в вискозе, зрелость вискозы, температура осадительной ванны и вискозы, наличие модификаторов. Пока еще отсутствуют исчер- [c.92]

В последние годы исследования в области процессов фазовых равновесий и фазовых переходов полимерных растворов привели к появлению нового метода сухого формования волокон из растворов, в котором используется фазовый распад полимерной системы. Этот метод основан на быстром охлаждении струек прядильного раствора существенно ниже температуры верхней критической точки на кривой растворимости полимера, сопровождающимся вследствие этого фазовым распадом системы полимер — растворитель. Схема процессов фазовых переходов при этом методе формовання в сравнении с процессом формования сухим методом приведена на рис. 15.1. В результате фазового распада системы состава Х образуется две фазы гелеобразное волокно состава х1 и. растворитель, содержащий малое количество полимера состава х. Обязательным условием возможности процесса формования с фазовым распадом является нахождение точки 2 —Т г существенно ниже кривой текучести системы. [c.282]

Осаждение полимеров из их концентрированных растворов, в том числе и вискозы, но данным Папкова, подчиняется правилу фаз. Кинетика их осаждения также аналогична основным кинетическим закономерностям фазовых переходов. Так, например, изменение объема волокна при формовании хорошо описывается известным уравнением Аврами для первичной кристаллизации г [c.215]

В основе процесса формования волокна лежат различные физические явления течение расплава, вытягивание струи, фазовые переходы (затвердевание плава, в ряде случаев кристаллизация полимеров), движение затвердевшего волокна, интенсивный теплообмен с окружающей средой. Формование волокна представляет собой очень сложный и теоретически недостаточно изученный процесс. Количественную оценку физических процессов, сопутствующих формованию, провести в настоящее время невозможно. Это объясняется сложностью протекающих явлений, большими скоростями формования (500—800 м1мин), а также отсутствием надежных методов характеристики свойств быстродвижущейся струи в продольном направлении и при изменяющейся температуре. [c.120]

Однако для получения волокон народного потребления (капрон, анид, рильсан, энант и др.) формование из растворов не применяется. Это объясняется тем, что формование из расплава имеет явные преимущества по сравнению с формованием из растворов как по сухому, так и мокрому способу. При формовании из расплава не требуются растворители, а поэтому отпадар необходимость в их регенерации, обезвреживании воздушного и водного бассейнов и др. При применении расплавного метода допускаются более высокие скорости формования за счет более легких условий фазовых переходов и образования твердой нити. В (Случае получения полиамидных волокон специального назначения (термостойкие, высокомодульные и др.) формование из растворов оказывается единственно возможным методом, пригодным для промышленного применения. Это объясняется тем, что специальные волокна формуются из ароматических или циклоалифатических полиамидов, плавление (размягчение) которых наблюдается выше температуры их разложения. Формование из растворов осуществляется как мокрым, так и сухим методом. Мокрым методом формования из растворов получают такие волокна, как фенилон, сульфон-Т, вниивлон (СВМ) и др. [c.118]

Приведенные выше рассуждения о путях фазовых превраш,ений в системе жесткодепиоп полимер — растворитель могут иметь не отвлеченный, а практический интерес, поскольку это связано с выделением из растворов и переработкой в изделия жесткоцепных полимеров. Вследствие термического распада еще до достижения температуры плавления единственный путь переработки жесткоцепных полимеров, способных переходить в жидкокристаллическое состояние, заключается в переводе их в раствор и осаждении из раствора после формования изделия (волокнй, пленки). [c.73]

Одновременно будут рассмотрены вопросы физико-химии процессов формования волокон, включая перевод полимера в вязкотекучее состояние и подготовку к формованию закономерности образования жидкой нити при экструзии расплава или раствора через тонкие отверстия условия стабильности формующейся нити при воздействии аэро- и гидродинамических полей в прядильных шахтах и ваннах механизм отверждения жидкой нити при формовании волокон из растворов и расплавов фазовы( превращения и физические переходы полимера, протекающие при формовании волокон и при их дальнейшей обработке связь между ориентацией полимера и свойствами волокон процессы, протекающие при ориента ционной вытяжке волокна. [c.16]

Предполагается [91], что явление спонтанного удлинения полимерного материала связано с переходом макромолекул в аморфных участках в упорядоченное состояние, сопровождающееся доориентацией полимера вдоль направления предварительной вытяжки (оси волокна). Допускается, что этот переход фазовый, однако прямых измерений термодинамических характеристик в области такого перехода практически не проводилось. Естественно ожидать, что процесс самоудлинения (доориентации) может приводить к улучшению физико-ме-ханических свойств волокон. Возможно, что в ряде случаев именно эффект доориентации предопределяет повыщение прочности и модуля упругости волокон в результате термообработки. Об этом свидетельствует тот факт, что, как правило, для волокон, полученных из анизотропных растворов, влияние термообработки не столь существенно, как в случае формования из изотропных растворов. Создается впечатление, что максимальная ориентация материала реализуется уже при течении анизотропных растворов, тогда как для достижения высокой степени молекулярной ориентации волокон, формуемых из изотропных растворов жестко- или нолу-жесткоцепных полимеров, требуется проведение дополнительной обработки. [c.179]