Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 5 (1110092), страница 79
Текст из файла (страница 79)
из расплава или р-рн по сухому методу слоистость микроструктуры вырпжени существенно слвбее. Из жидкокристнвлич. или переходящих в жидкокристаплич. состояние р-ров опия!ление полимера происходит достаточно медленно и почти одновременно по всему сечению, что приводит к получению достаточно однородной по сечению микроструктуры.
Форма поперечного сечения волокне при Ф. нз расплава сохраняет профиль (обычно круглый) отверспы фильеры. При Ф. из р-рв форма поперечного сечения волокйи может изменяться н зависит от различия в скоростях осиждения полимера по поперечному сечению и образования слоистой структуры, и также величины поперечной контрнкции полог: нн при удалении р-рителя.
При близком к одновременному освящению полимера по сечению формуемого волокна поперечния контрикция происходит равномерно, сохриияется круглил форма сечения. Неодновременное осиждение н обрвзовииие досгиточно:кесгкого нвружного слоя препятствует поперечной контрвкции при удалении р-рителя из сердцевинной части, что приводит к появлению некруглого сечения ризл, формы (гинтелевидное, бобовидное, амебовидное и др.), н в нек-рых случаях и к возникновению пустот (рис. 3).
При вытягивании и термич. обработке волокон происходят повышение степени ориентации, дпльнейшия криствллизиция и релвкснция внугр. нипряжений. Эффективное проведение ориентвц. вытягивания и термич. обработки возможно только при достаточной мол. подвижности полимера, т. е. в высоксшлистич. состоянии, что досгигвется двумя путями: 1) нмревом в среде горячего теплоносителя (воздухи, инертной жзщкосги) или контактом с интригой нов-стью до т-р, лежащих между т-рпми сгсхловвния и плавления полимера; 2) плистификвцией низкомол.
жидкостями или парами с целью снижения т-р сгекловвиия и плавления, что позволнет существенно снизить т-ру обработки. Вытяпсвиние и термообрибопгу в прнсуг. пластификаторов проводят обычно при получении волокон по мокрому методу, причем второй процесс иногда совмещиот со ствдией сушки. Ориентвц. вытяпсввние м.б. одно- и двухстидийным с общей кратностью вьпяжхи Кн определяемой ссютношением скоростей выхода рз и входа р, нитей в зоне вытягивания: К, = пз/пр Критносгь вытяжки соствюиет от 1,3 до 12 и более, время процесса вьгппивиния, необходимое длв структурных перестроек„состивлиет от сотых допей секунды до неск. сек.
Ориентиц. вытягивание приводит к повышению прочности и снижению деформитивности (росту модуля деформации и уменьшению удлинения при рвзрыве). Одннко одновременно 230 120 ФОРМОВАНИЕ увеличивается пер анно вес ность структуры и возрастают внугр, напрялгения, что вызывает усалочносгь волокон, особенно заметную при малых временах вытягивания, Степень ориентации и мех.
св-ва вслокон возрастают до определенного предела, ограничиваемого величиной мех. напряжения, приводящего к обрывам волохов в местах имеющихся дефектов. Процессы термич. и термопласгификац. обработки можно проводить в своб. состоянии ихи под натяжением. Для завершения кристюшиззц. и реюксац.
процессов требуется значит. время — от неси. сек до деспков мин в зависимости от мол. подвижности в принятых условиях обработки. При обработке под натяжением время увеличивается или требуется более высохая т-ра. Кннетика структурных перестроек, в частности кристаллизация волокон при термнч. обработке, подчиняется ур.нию (3). Релахсац. процессы, в частности релаксация внутр. напряжений, описывается зкспоненц.
ур-нием чила ур-ния Кольрауша: а, а ехр (-Эаэга), где и и и, — саста. начальное и текущее значения внугр. напряжени~; „— константа скоросгн релаксации; са — коэф Константа скоРости Гга зависит от величины мех. найРЯженйв и т-ры. Аналопэчные экспоненц. зависимости описываог изменение рюмеров (при обработке в сиэб. соспании)' и усадочносгь полученных волокон. Изменение структуры и св-в волокон при термич, обработке зависит от гибкости мыгромолекул и ориентации после вытягивания.
Лля большинства волокон термич. обработка в сноб. состоянии сопровождается усладой, что приводиг к нек-рому снижению степени ориентации и соотв. к уменьшению прочносги и увеличению деформативносги. При термич. обработке беэ усадки (под натяжением) мех. св-ва меняются незначительно. В процессах ориенгац. вытшивания и термич. обрабспги микросгрухтура волокон существенно не изменяется, хош молгет песк. ушличиться поперечная гетерогенность. Для получения высоких мех. св-в волокон из гибгоцепных н нек-рых полужесткоцепных полимеров необходимы макс.
значения ориентац. вытяжек (3-12-кратные) и проведение термич. обработки под значит. натккением. Получение же сверхпрочных волокон на основе высокомол. полиэтилена и поливинилового спирта ведется с вытяжками, достигающими 15-50-кратных, что позволяет получить высокоорнентироВ$нную структуру, Существенные особенности имеют структурные перестройки в волокнах на основе полужестхоцепных и особенно жесгкоцепных полимеров, способных к переходу в;кидко- крисгюшич.
состояние. С увеличением жесткости мзкромо- лехул величина ориентац. вытяжки уменьшается или она полностью исключается. В то же время при термич, обработ- ке происходит самопроизвольное удлинение волокон, увеличение степени ориентации, снижение разнсдлннносги мол. цепей.
Следствием этого яюшется увеличение прочности, модуля деформации и снижение удлинения при разрыве. При всем различии методов и технол. процессов Ф. высо- хопрочных волокон и нитей их можно рюделить на две принципиально разл. группы, отличанзциеся способностью волохнообразующего полимера к образованию ориентированной структуры: из шбкоцепных и полужестхоцепных поли- меров, ориентирование к-рых возможно только при больших величинах вьпяжек; из жесгкоцепных полимеров, упорядоче- ние струхтуры х-рых требует небольших величин первоначальной ориентации, а далее происходит самопроизвольно или при небольших величинах послед.
вытяжек. Метод и условия Ф. оказывюот существенное влияние на микроструктуру волокон: поперечную гетерогенность, форму поперечного сечения, порисгость, характер пов-сти. Чем более однородна и менее дефектна микрострухтура волокон, тем выше их мех. св-ва. 231 Техналепш фврывванию Технол. процессы и аппаратурное оформление процессов Ф, и послед. обработок хим. волокон весьма разнообразны; они м. б.
пслунепрерывными и непрерывными в зависимости от необходимого ассортимента, мощности произ-ва, техн. уровня и др. факторов. Важное значение имеют энерго- и материалоемхосгь процессов, регенерации химнкачиев, обеспечение санитарно-пциенич. и экологич. безопасности. Получение и подготовка к Ф. расплавов и р-ров полимеров производатся периодич. или непрерывными методами.
Часто применяются прямые процессы их получения без промежуточного выделения полимера после синтеза, что более экономично. При Ф. из расплава используют два основных вида процессов. В полунепрерывном процессе заранее полученный гранулир. полимер обычно расплавляют и дегазнруют в шнековом зкструдере (см. Полимерных эаэиериахов переработка). В прямом процесэю расплав полимера после синтеза непрерывно дегюируется в тонком слое, фильтруется и подастся на Ф. Получение р-ров полимеров и их подготовку к Ф.
производвт периодич. (при малых мощносшх) и непрерывным методами. Применяемые р-рители должны обеспечивать полное р-рение полимера с образованием стабильного технол. р-ра махсиыально возможной конценгрыэии и заданной шзкости, обладать миним. токсичносгью, быть доступными и легхо регенерироваться или утилиэироваться. Периодич. Растворение производвт в реакторах с мешалками по заданному циклу.
Для усреднения состава р-ра обычно смешивают песк гаргий в промежугочных бахах с мешалками. Непрерывное растворение обычно производят в аппаратах с вращающимися роторами, создающими сильное пщродннамич. поле, в к-рые непрерывно дозируются компоненты. Прямые процеасы синтеза и растворения полимера также могут производиться периодич. и непрерывными методами. Полученный р-р трэнспортируетсв шесгеренными насосаэш. Его подвергают фильтрованию в аппаратах с намывным слоем или фильтр-прессах, дегазэции в баках (в телегам слое), или непрерывно (в тонком слое), затем повторному фильтрованию (в фильтр-прессах или херамич. порисгых свечевых фильтрах) н направлвют на Ф. Существенные отличия имеет технолопэя получения висхюнмэ волокон. Введение матирующих в-в, пигментов или других добавок производят на ставни расплавления или растворения полимера, но чаще готовится конц.
расплав или р-р, к-рый смешивают с основным потоком, направлвеммм на Ф. Основные характеристики методов Ф. приведены в табл. Ф. из расплава применяют при получении след. видов нитей и волокон: полиолефиновых (полизтнленовых, полипропиленовых), полюиндных (из поликапроамида, полигексаметиленалипинэмила и др. алифатич.
полиамидов), полиэфирных (нз полизтилентерефталата, а также жидкокристаллич. ароматич, полиэф про в и с оно ли эфиров), плавких сополимеров тетрафторзтилена и д~. Расплавы этих полимеров имеют рабочую т-ру на 30-бО С выше т-ры плавления. Основные условия получения волокон из расплевав также приведены в таблице. Машины для формованив из расплава имеют устройства для подачи расплава, шахты для формования, механизмы транспортирования (иногда вытягивания) и приемки нитей или лпугиков. Расплав дозируется насоснком, дополнительно фильтруется и пост)тгает в фильеру.
Струи расплава охлаждистся в вертикальной шахте, к-раа состоит из двух частей: обдувочной (охлалительной) с подачей конлиционир, воздуха и сопроводительной без подачи воздуха. Сформованные нити эамасливыотся, принимаются на паковав, а жгупши обьедиияются в общий жгут и укладываются в контейнер.
Вьггяпиание и термич, обработху нитей производят индивидуально на крутильно-вытяжной машине. Текстильные нити могут выпускаться беэ термич. обработки. если они преднюначены для получения текст)рьуаэаннмх нитей нли проходят термообработку при отделке готовых текстильных полотен или ншелий. В произ-ве техн. полиэфирных нитей 232 ФОРМОВАНИЕ 121 применяют гр)пповую обработку 100 — 200 нитей на проходном агрегате, что позволяет достигать более высоюо( мех.
св-в. Вытягивание и термич. Обрабопгу жгутов производят тэкже на проходном агрегате, где заключит. стэдивми являются двиважнэя обработка, тфрировки и, прн необходимости, резка. полотна, к-рос затем подвергнется иглопрохалыванию н, при необходимости, термоскреплению (каландронанию). Получение фибриллировамных нитей производится из распливов полиолефинов (полиэтилена, полипропилена), полиамидов и полиэфиров на основе пленок„формусмых на проходном арегате по непрерывной схеме. ОСНОВНЫК МКТОДЫ ФОУМОВДННЯ ВОЛОКОН Из рсплпзс, Из пласта(аю Из р-ра по сухому Ис р.рс па мозраму Из р-рс па моз)мму запокаскоростлас' полнмсрюаа металз мезолу ' мешлу а Хзрсзюуишаю рспызза азн р-рс хаицсатрсцал, тс заюоста, Па а Фшпсум: б-)О С-10 5-25 5-50 15-30 20-100 100 >гэо 100 50-500 ояз-од газо" 100 50-500 0,08-0,3 9-40 ' 1ОО-)ЕЮ О,З-)Д )О-3О с О,а-01 10-100 ' 500-1200 ЛВОО-ИОООО' Оссзшсине а кислотно-солссай ланке, пеаабе алл тру( (оз-120 0,5-1,5 30-150 0,05-0,12 50-500 лвоо-згооэо Олз-а,з 1-50' за500" 1ООаю(Ю' Оха алисине юздухам а ссрпплзымй шып (0-10) 10-100 500-1500 Озлсзшсаие з лодкой ансис (0,3-1,3) Осапдсине а лаана, ислабе иаа грубее (0,5-2,5) Испорсаие р-ратслз апретым зотдухом л зсрпшпппой пихте (З-б) 3-7 200-500 (илюша ле 1000) Озлсидсллс зосцухом л асртакалыюй юаюе (б-10) ЗО-50О б000-8000 Хзрсктсраапыа зови формалины Орина а)ю:а, м) 0,5-1,5 з-зо 3-50 5-30 Ф„ Скорасп ю аызадс ю золы фармазонил, масла П д.
Ьрм Плоена(пкш. и (али) тсрмат. запхппснле а 2-б рсз. Терзаю, обработка аа юздухе (крыме сцеюппп н тразцетатиых) ОД-),О Плашпйнкзп ппхппсале з 1,3- 2,5 рсзо, тсрыюплаштеызкзк обрсбап ка сюамсШспа с сушков Па сати(шкац. (иногда допалаю. юрино,) зысззп. запас а 2-12 ры лысине л 2-5 рсз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
