Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 5 (1110092), страница 17
Текст из файла (страница 17)
обработке с медлемиым подъемам т-ры ло 400 'С. Палиакриломитрильмые волокна подвергают термоокислит. дегидратации и предварит. циклизации. Во избежамие усадки их термаабработку проводят ма возлухе при т-ре 250-350 'С под матяжемием. Пеки подвергают термаабработке в жидком сосюямии при 350-400 С с целью удаления мизкомал. фракций и повышемия их мол.
массы. Фармовамие пековых волоком ведут из асплава, после чего их падве(яэют окислению при 50-350 ьС дпя придамив им меплавкосги. Карбоиизацию и графитизацию всех видов волоком проводят в имертиой среде пол матяжемием. Производя вытягивамие, особенно ма стадии графитизации, можмо суц1есгвемма повысить мех. св-ва (прочмость, модуль упрупзсти) УВ. В мек-рых случаях, напр. для палучемия волокон с заданными фин.-хим, св-вами, стадия графитизации исключаегся. Вследствие высокой хрупкосги готовые УВ перерабатываютсв с большим трудом.
Поэтому текстильные материалы и изделия (лемты, шнуры, трикотаж, ткани, меткаиые материалы и др.) смачапа изпповляют из исхолмых волоком или нитей, а затем подвергают термообрабатке. Хим. состав УВ зависит от условий их палучемия. С повышением т-ры терммч. обработки содержание углерода увеличивается от 80 до 99,5%.
Мал. структура УВ включает в осм. ароматич. комдемсироваммые карбо- и штерополициклич. фрапнемты, а также углеродмые цепи с двойными связями ( — СЙ=СН вЂ” или =С=С=). В УВ содержатся гетеро- 47 иекатарьге хлрхктеРиатики Рлздичиых типОВ РВ Волокна Пги Р Грнунтнроллннил ннзконл- срллнлие- лислклио- высоколульнил лулкнил лунине нрочние Плетнлси, г/сиз Молглл Гнрггестн, пь Прочнлсль на рль рил, Гпа Отнаснт. уллнненнл, Ч ул. лакнинлл нллклрнч, ланромвпенне, Газ О» м 1,5-кб 30-40 гд-цб ца-кт кб-з,о 1,т-г,р ла-бо 70-180 зае-зао лю-300 а,к-ко а,ы-д ~,о-хз цз-з,а з,оед 2,0-2,5 кз-з,а К2-$,5 а,з-о,б г,о-кз о,т-г,о 1-3 и-зз з-~а з-т В лаб, уаювиях получены УВ со змачемиями модуля упрупзсзм и прочности соатв. 600-700 и 6-8 ГПа. УВ являются палупроводмиками; их электрич.
проводимость обусловлена подвижностью к-электромов в системе сопряжения. В зависимости от условий получения уд. электрич. сопротивление УВ может варьировать от 1Оз до 10-'е Ом .м, а при использовамии легируюших добавок (бор, щелочмые металлы) — от 1Оз до 1О з Ом и. УВ мало гигроскопичмы, мо благодаря развитой пов-сти оми сорбируют юдямые пары (до впюкмости порядха 0,2-2%), ме меняя при этом сюих физ.-мех. св-в. УВ обладают высокой атмосферостайкосгью, устойчивостью к действию света и промикающей радиации, хим.
стойкостью к мм. реагемтам (камц. к-ты и щелочи, практически все р-ритами). Йа мих воздействуют лишь сильные окислители при иагревамии. УВ биостойки и биоимертмы, жаростойки и трудмогорючи. В инертной среде их можмо эксплуатировать длит. время при 400-600 'С; оми выдерживают кратковремеммае ващействие т-р от 800 до 2500 'С. На воздухе т-ра эксплуатации ме превышает 300-400'С.
Кислородный имдекс УВ в зависимости ат условий получемив составляет 35-60%. Часто проводят физ. и хим. модификацию исхадмых волоком или УВ и углеволокмистых материалов. Дпя повышения термоакислит. устойчивости УВ и углеволокмистых материалов ма их пов-сти образуют защитные слои ипи барьерные покрытия из карбидов кремния или тугоплавких метавлов, митрила бора, фосфатмых стекол и др, в-в. Армирующие УВ и матермапы ма их основе падвергаат поверхностной обработке — окислению или металлизации — с целью повышения апгезии к полимерам или металлам соответственно. Варьируя услоюи высокотемпературной обработки, ввода легирующие добавки или образуя проводящие слои (из карбидов металлов, иомогеммых групп и сорбироваммых ма мих ионов металлов), 48 атомы (к(, О, 81, а ма пав-сти имеются разл.
фумкц. группы— гмдроксильмые, карбомильмые, карбоксильмые и др. Т. маз. мадмалекулярмая структура УВ включает фибриллярмые абразовамия с чередованием аморфмых и крисгаллич. областей. Последние состоят из ленточных или плоскостных участков графитоподобмой структуры. С увеличением т-ры и натяжения при высокотемпературной обработке степень ориемтации и кристалличмость УВ возрастают. УВ характеризуются высокой пористостью; плошлдь вмугр. пов-сти достигает 50-400 мз!г.
Форма поперечного сечения УВ такая хе, как у исходных волоком, а его плошадь при пирализе и карбомизации существенно уменьшается и составляет обычно ок. 16-100 мкмз. Поперечное сечение УВ ма основе пеков при обрабопсе меняется мало и достигает 900 мкмз. Все УВ можно подразделить ма три вива: частично карбомизоваммые, угольные (карбомизоваммые) и графитироваммые, макс. т-ра термообрабатки к-рых саста.
михе 500, 500-1500 и выше 1500 С, а содержание углерода саста. мемыпе 90, 91 — 99 и выше 99% по массе. Иногда также выдепшот мвск. типов УВ в зависммасти от их св-в (см. табл.). можно в широком диапазоне менять электрич, проводимость, термоэдс и др. электрофиз. св-ва УВ и углеволокиистых материалов. Высокотемпературной активацией в среде водяиого пара или СО, при 600-1000 'С получают углеродиые волокнистые эдсорбеиты (УВА) с пре/гельиым объемом сорбирующе- го просграисгва 0,3-0,9 см /г и нктивиой пов-стью 500- 2000 мг/г. Обработкой УВА окислителями (иитраты), коиц, р-рами я;т (Н)т/Оз, Н23Ос, Н1РО„) и др.
реагеитюси получают катиоиообмеииики со статич. обменной емхостью 4,5-5,5 мг.экв/г. Амииироваиием УВА (с предварит, хлори- роваиием или без него) в парах аммиака или пирцдииа при ишр. получают аииоиообмеииики со статич, обменной емко- сп ю 1,8 — 2,4 мг экв/г.
Иоиообмеииики иа осиове УВ имеют высокую скорость иоииого обмена и сохрыыют обменные св-ва в течение мп. циклов сорбции и регеиераппи. Введеиисм в исходные волоюи или УВА солей разл. металлов (Рг, 1г, Рг«, Сг, Ч, А8, Мп, Сп, Со, (т(1, Ре и др.) и восстановлением последних при термич. обработке получают метаплссцер:кашне углеволокиистые материалы с высокой каталитич. активностью. УВ и углеволокпистые материалы выпускают в виде воло- кои, нитей, жгутов, лент, шнуров, тканей, нетканых матери- алов, бумаги и др. Оии имеют рэзл. названия: в СНà — ЛУ, УКН, кулон, урал, углеи, гралеи, эвлои, коикор, актилеи, ваулеи, ВМН; в США — торпед, целиои, фортафил; в Вели- кобритаиии — модмор, графил; в Японии — торейка, курехалои и т.д, УВ примеияют для нрмироваиия композициоииых, тепло- зэщитиых, хемосгойких и др.
материалов в качестве иапоп- иителей в разл. вицах углепластиков. Из углеволокнистых материалов изготоюыют электроды, термопары, экраны, по- глошающие электромаги. излучение, и др. изделия дпя элек- тро- и радиотехиики. На основе УВ получают жесткие и гибкие электроиыреватели, обогреваемую одежду и обувь. Нетканые углеродиые материалы служат высокотемператур- иой изоляцией тех пол. устаиовок и трубопроводов. Благодари хим. ииертиосги углеволокиисгые материалы используют в качестве фильтр«юших слоев для очистки эгрессивиых жид- костей и газов от дисперсиых примесей, а также в качестве уплотиителей и сальниковых пабивок. УВА и углеволокииспве иоиообмеииики служат для очи- стки атм.
воздуха, а также техиол. газов и жидкостей, выде- леиия из последних ценных компонентов, жеготовлеийя ср-в индивидуальной защиты органов дыхания. Широкое приме- иеиие иаходат УВА (в частности, актилеи) в медицине для очистки крови и др. биол. жидкостей, в повязках при лечении рнп и ожогов, как лек. ср-во (ваулеи) при отравпеииях (благодаря их высокой способиосги сорбировать разл, яды), кнк носители лек. и биологически активных в-в. УВ катали- заторы используют в высокотемпературиых процессах иеорг. и орг. синтеза, а также дпя окислеиия содержащихся в газах примесеи (СО до СО1, ЗО2 до 8О1 и др.).
Прои. произ-во УВ и углеволокиисгых материалов иа основе вискозны волокои начато в 1958 в США, а иа основе полиакрююиитрильпык волокон — в 1961 в Японии. Тнм же в 1970 началось произ-во УВ иа осиове иефтаиых пеков. Мировое произ-во УВ и углеволокиисгых материалов в 1990 превышало 10 тыс. т. Л«гл: теканыынее материалы иа оаиовс углерадныл волокон н методы определение нл авойсгв, М., 1985; Делит Р.М., Электранроводмднс ллмн- чсскмс нмокна, М., 1988; углероднме волоки», над р д. О. Снммеур», нер. а лаан, М, !987; Углсрадные наловив н углекомновнт», над род.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
