Ature của bồn tắm mưa ảnh hưởng đến cấu trúc sợi và tài sản (167)



tải về 40.88 Kb.
Chuyển đổi dữ liệu02.01.2022
Kích40.88 Kb.
#1815

712 FIBERS

ature của bồn tắm mưa ảnh hưởng đến cấu trúc sợi và tài sản (167). Bằng cách giảm nhiệt độ mưa from50-0 ° C, một cấu trúc do nhiều thớ hoàn toàn phát triển thu được sau khi vẽ ^ Các cấu trúc do nhiều thớ sợi acrylic là quan trọng và xác định mức độ căng vẽ các sợi có thể phải chịu; do đó, nó ảnh hưởng đến cơ khí tài sản, mật độ, và các đặc điểm sorption. Như trong tất cả các sợi tổng hợp, mức độ của bản vẽ phần lớn xác định tính chất cơ học của sợi (168). Sợi Acrylic được sử dụng như xơ staple ■ được rút ra ít hơn so với các loại sợi đa filament.

Tính chất điển hình của sợi acrylic được hiển thị trong bảng 17. Cơ prop ¬ erties phụ thuộc vào nhiệt độ mạnh mẽ, đặc biệt là ở dạng ướt (Hinh 33). Đường cong ứng suất biến dạng sợi staple acrylic tương tự như len, và các loại xơ này thường xuyên pha trộn với lông cừu hoặc xử lý trên hệ thống sản xuất sợi len.

713FIBERS

Nhuộm sợi acrylic được thực hiện chủ yếu với thuốc nhuộm cation hoặc cơ bản ở nhiệt độ trên điểm sôi của nước (dưới áp lực). Các trang web phù hợp thuốc nhuộm trong monome vinyl khác trong chuỗi polymer có thể sử dụng thuốc nhuộm cation ở nhiệt độ bình thường nhuộm. Một phương pháp để nhuộm với thuốc nhuộm axit đòi hỏi phải có sự hiện diện của các ion Cuprous, các ion thêm vào các nhóm xyanua của PAN hình thành các trang web thuốc nhuộm của anion thuốc nhuộm axit. Thuốc nhuộm phân tán tương đối chậm, nhưng trong sự hiện diện của trợ lý một số thuốc nhuộm, màu ánh sáng đạt yêu cầu có thể được sản xuất.

Như là một lớp chung, sợi acrylic không có phát triển cấu trúc tinh thể, mặc dù có sự tương tác mạnh mẽ lưỡng cực của các chuỗi polymer thông qua các nhóm nitrile. Xu hướng kết tinh được low'even cao tĩnh-atures, và kết quả là sợi acrylic không thể thiết lập nhiệt. Các sợi trải qua co rút chiều dài con-siderable khi tiếp xúc với nước ở nhiệt độ cao. Co theo chiều dọc là do thư giãn của các chủng nội bộ quan trong quá trình vẽ. Xu hướng này co rút cho phép sản xuất các loại sợi với de ¬ sirable số lượng lớn và cao độ. Bicomponent sợi acrylic vĩnh viễn và cấu ¬ turally khuôn khổ như là một kết quả của co rút khác biệt của hai polymer compo ¬ nents (169.170). Sợi acrylic cấu trúc khuôn khổ của sợi tổng hợp đầu tiên áp dụng vỏ não không đối xứng của các sợi keratin, và phương pháp Crimping phát triển cho những sợi xenlulo tái sinh (135). Bulking đặc tính cao của các loại sợi acrylic khuôn khổ (hình 34) và vật lý bulking khác pro ¬ cesses sợi acrylic dễ dàng thích nghi cho các ứng dụng giống như len, ví dụ như, chăn, áo len, và thảm.

Hình 34. Theo chiều dọc phần khác biệt nhuộm khuôn khổ bicomponent acryl sợi (169).

Sợi Acrylic có sức đề kháng tốt để tấn công hóa học and.microbial. Th không có điểm nóng chảy đặc trưng. nhưng đã làm mềm nhiệt độ khoảng 250 ° C. Nói chung, ổn định nhiệt cao. Moist1 cân bằng

714 FIBERS

lấy lại ở mức 65% rh về 2rc. Sợi acrylic Một cuốn tiểu thuyết thấm hút cao, hấp thụ 30-50% lượng nước, đã được thương mại hóa (171). Nước cao ab-sorption đạt được không phải bằng cách thay đổi hóa học, nhưng công nghệ cao đặc biệt đùn ¬ niques để sản xuất một chất xơ với một lõi xốp bên trong. Một ứng dụng quan trọng và đang phát triển các loại sợi acrylic là tiền thân của sợi carbon. Thường xuyên sợi acrylic ép đùn được mức độ cao kéo dài để cải thiện prop cơ khí ¬ erties, và sau đó để sưởi ấm hai giai đoạn và quá trình cacbon hóa để mang lại carbon và sợi graphite.

Một số sợi modacrylic thương mại được sản xuất chủ yếu là do kháng ngọn lửa của họ từ nội dung halogen cao của họ. Trong một mod-; sợi acrylic, chất hình thành sợi là một copolymer acrylonitrile và vinyl clorua trong ca một tỷ lệ 40:60 theo trọng lượng: Một sợi modacrylic là một copolymer của acrylonitrile và vinylidene clorua; khác, cấu trúc copolymeric với hal- • monome có chứa ogen đã được báo cáo. Sợi modacrylic ướt kéo từ các giải pháp vào phòng tắm mưa nước. Dung môi cho polyme modacrylic bao gồm acetone, xu thy lformamide, dimethylacetamide, và sulfox ¬ dimethyl ide. Sau khi phun ra và đông máu, các sợi bị hotrdrawing và ủ ở nhiệt độ cao. Các sợi có độ bền đứt 0,22-0,26 N / tex (2,5-3,0 gf / den) và extensibilities giữa 30 và 45%. Tỷ trọng thay đổi từ 1.25-1.35, và độ ẩm cân bằng lấy lại, từ khoảng 1,5-2,5% trong điều kiện tiêu chuẩn, tùy thuộc vào thành phần hóa học. Trong gen ¬ Eral, các sợi modacrylic được dễ dàng hơn nhuộm phân tán và thuốc nhuộm cơ bản hơn sợi acrylic.

Đánh giá toàn diện về sợi acrylic và modacrylic đã được chuẩn bị (172.178)

Olefin sợi

Polypropylene. Việc phát hiện ra trùng hợp lập thể vào năm 1954 đã mở đường cho polypropylene để tham gia vào gia đình ngày càng tăng của bộ ba hình thành sợi ¬ nhiều. Isotactic polypropylene trọng lượng phân tử cao được tìm thấy là một nguyên liệu phù hợp nhất cho sự hình thành sợi.

Các phân tử chuỗi dài xoắn ốc trong hình dạng và có thể dễ dàng kết tinh và định hướng. Sợi được sản xuất bởi quá trình tan chảy quay, nhưng vì trọng lượng phân tử rất cao của hình thành sợi polypropylene, ca 200.000, nhiệt độ đùn là hơn 100 ° C so với nhiệt độ nóng chảy tinh thể để làm giảm độ nhớt chảy mức độ thực tế để xử lý. Các polymer nóng chảy được đẩy lên thông qua một lổ nhả tơ của tằm chịu áp lực sau khi lọc sơ bộ và deaeration. Những sợi mới được thành lập là một trong hai ai.r hoặc nước nguội. Tỷ lệ làm mát phần lớn kiểm soát các kết cấu tinh thể thu được. Nhanh chóng dập tắt, nhiệt độ thấp làm chậm sự kết tinh; chậm hơn, rel-

XƠ 715


quenching nhiệt độ atively cao cho phép phát triển đầy đủ hơn về crys ¬ tallites. Khả năng trải qua vẽ tiếp theo và do đó ¬ tài sản tôi chanical phụ thuộc vào quá trình dập tắt (xem polyme PROPYLENE cũng).

Thông thường các sợi nguội nóng lên và kéo để phát triển định hướng phân tử dọc theo trục sợi. Để làm giảm chủng nội bộ, các sợi nhiệt thiết lập hoặc ủ. Bước cuối cùng này cũng hỗ trợ trong việc phát triển của một cấu trúc tinh thể hoàn hảo hơn. Sợi với mức độ kết tinh khoảng 70% có thể đạt được theo quenching tối ưu và điều kiện ủ. Một số nghiên cứu liên quan mo ¬ lecular trọng lượng, mức độ tinh thể, mức độ định hướng và kích thước tinh thể và thói quen, tính chất sợi (174-176). Định hướng (qv) đã được tìm thấy là biến cấu trúc quan trọng nhất như xa như đặc tính cơ học có liên quan. Định hướng có thể đạt được bằng cách drawing'or quay tốc độ cao. Trong trường hợp sau, sự căng thẳng spinline trên các sợi là yếu tố quan trọng (Hình 35). Hiệu quả của việc tăng tốc độ windup từ 1000-7000 m / phút, là sự gia tăng trong module đàn hồi và độ bền đứt, và giảm trong khả năng mở rộng. Tác dụng tương tự được sản xuất theo bản vẽ. Sợi polypropylene Supertenacity đã được thực hiện với tenacities phá vỡ lên đến 1,15 N / tex (13 gf / den) bằng cách gây định hướng rất cao và cấu trúc tinh thể phát triển tốt (175). Sự phục hồi đàn hồi của các sợi polypropylene là khá cao, mặc dù mạnh mẽ phụ thuộc vào thời gian.

Trong số các sợi polypropylene khác nhau đặc biệt đã được chuẩn bị là những người được gọi là các sợi đàn hồi "cứng" Đây là những sợi tinh thể với mối quan hệ ¬ nhiễm Moduli đàn hồi cao, phục hồi đàn hồi cao (50-95%) từ biến dạng lớn (xem độ đàn hồi, cứng đàn hồi hành vi). Trong polypropylene, họ có thể được sản xuất bằng cách điều chỉnh kéo sợi và ủ điều kiện để tạo ra cấu trúc xốp cung cấp một cơ chế phục hồi năng lượng-driven (177.178) .. Điều này là trái ngược với những sợi đàn hồi được dựa trên polyme đàn hồi ( cao su) và sợi spandex có cơ chế phục hồi phần lớn là entropy-driven.

716 FIBERS

Sợi Polypropylene cũng rộng rãi sản xuất từ ​​các bộ phim (179). Trong những cesses ¬ pro,, bộ phim được hình thành bởi đùn tan chảy bình thường và mức độ cao của bản vẽ, sau đó sợi thu được bằng cách rạch, tách, hoặc cắt.

Sợi Polypropylene là nhẹ nhất trong số các loại sợi dệt thương mại, với trọng lượng riêng khoảng 0,90-0,92. Các sợi hấp thụ hầu như không có độ ẩm từ không khí do kết tinh cao và thiếu các trang web cực-sorption. Kết quả là, các đặc tính cơ học là gần như hoàn toàn không nhạy cảm với vari ¬ ations trong rh. Sức mạnh, mở rộng, và độ cứng trong tình trạng ẩm ướt giống hệt nhau với những điều kiện tiêu chuẩn. Polypropylene là bản chất trơ với các hệ thống hóa học dung dịch nước, nhưng nó có thể bị sưng lên và nhất định, trường hợp hòa tan trong dung môi hữu cơ ở nhiệt độ cao. Decalin và các hydrocacbon clo hóa đặc biệt có hiệu quả các đại lý polypropylene sưng. Điểm nóng chảy tinh thể là về 165PC và chất xơ làm mềm khoảng 10 ° dưới điểm nóng chảy thật sự của nó.

Polypropylene là suy thoái oxy hóa, đặc biệt là khi initi ¬ ated trong sự hiện diện của ánh sáng. Đầy đủ ^ ổn định (qv) được cung cấp bởi poration-incor ăn xác thối gốc tự do trong polymer tan chảy trước khi phun ra. Ổn định hiệu quả hơn là đạt được bằng các hợp chất mà còn hấp thụ bức xạ cực tím. Polypropylene là điện khí tĩnh trong chế biến và sử dụng bình thường vì độ ẩm không đáng kể của nó lấy lại. Đại lý bề mặt thích hợp hoàn thành được yêu cầu để giảm thiểu các vấn đề tĩnh (ĐẠI LÝ chống tĩnh điện). Các

tính chất của polypropylene và sợi olefin khác được tóm tắt trong Bảng 18.

Các sợi có sẵn cho các mục đích dệt sợi liên tục và hình thức chủ yếu. Như thường là trường hợp, xơ staple bị bản vẽ ít hơn và do đó, là hơi yếu hơn so với các sợi liên tục. Bình thường nhiều ¬ propylene có mặt cắt ngang hình tròn, tuy nhiên, hiệu ứng thú vị bề mặt có thể được sản xuất với mặt cắt ngang bất thường sợi thu được từ đùn dây tóc thông qua orifices lổ nhả tơ của tằm hình đa dạng.

Việc thiếu sorption các trang web nước, tinh thể cao, và tính trơ • hóa học chung của polypropylene đặt ra một vấn đề nhuộm lớn. Không có

Vol. 6

XƠ 717


các lớp học hiện có của thuốc nhuộm cung cấp một loạt đầy đủ và sâu của màu sắc với độ bền tốt. Một số phương pháp có thể được thực hiện để giải quyết vấn đề nhuộm polypropylene. Sự kết hợp của các sắc tố tan chảy trước khi phun ra hoặc dope nhuộm cung cấp một số màu cơ bản. Những nhược điểm của phương pháp này là chi phí tương đối cao, số lượng hạn chế sắc thái tinh tế có sẵn, và những ảnh hưởng của các sắc tố trên các thuộc tính chất xơ thường có hại. Resin liên kết của các sắc tố trên bề mặt sợi (trong vải mẫu) là một phương pháp truyền đạt màu sắc, mặc dù nó không được sử dụng rất thường xuyên. Cách tiếp cận đầy hứa hẹn nhất là hoá học thay đổi cấu trúc polypropylene để cung cấp cho các trang web tiếp nhận thuốc nhuộm. Điều này có thể được thực hiện bằng cách bổ sung các hợp chất hữu cơ hay vô cơ để làm tan chảy trước khi điều trị hóa chất phun ra, polypropylene ở dạng sợi, và trùng hợp ghép Tùy thuộc vào phương pháp biến đổi hóa học và các loại thuốc nhuộm của trang web giới thiệu, polypropylene có thể được nhuộm bằng axit cơ bản, và thuốc nhuộm phân tán để cung cấp một phạm vi tốt của màu sắc với độ bền đầy đủ.

Một số đánh giá tuyệt vời của cấu trúc, sản xuất, tài sản, và sử dụng của have.been polypropylene chuẩn bị (180-182).

Polyethylene. Áp lực cao kỹ thuật trùng hợp mang lại polyethylene mật độ thấp (LDPE), một polymer phù hợp hơn cho nhựa hơn các ứng dụng chất xơ. Sợi từ LDPE là khá yếu và có thể mở rộng ngay cả sau khi bản vẽ mở rộng, phản ánh một cấu trúc tinh thể kém phát triển, cũng như trọng lượng riêng thấp. Một hạn chế khác là điểm nóng chảy thấp (ca 115 ° C). Liên kết ngang bằng bức xạ y cải thiện ổn định nhiệt, nhưng nó vẫn còn khá đầy đủ cho các ứng dụng dệt may (xem polyme Ethylene cũng).

Polyethylene mật độ cao (HDPE), thu được bằng cách trùng hợp của ETH ylene ¬ trong sự hiện diện của các chất xúc tác kim loại nhất định, là một phần nào hứa hẹn hình thành sợi polymer. Các sợi từ nhựa HDPE có tốt hơn bao bì phân tử và tinh thể cao hơn, với điểm nóng chảy khoảng 135 ° C. Các sợi chảy kéo hoặc dung môi nóng khô kéo thành sợi, và rút ra để cải thiện định hướng. Mặc dù chem ¬ ically khá trơ, các sợi thu nhỏ khi tiếp xúc với nhiệt độ cao trong sự hiện diện của nước, cho thấy cấu trúc tinh thể kém phát triển và thiếu lực giữa hấp dẫn. Polyethylene được sử dụng hầu như chỉ ở trong các ứng dụng dustrial ở dạng monofilament, và chủ yếu không được sản xuất.

Polyethylene polypropylene sợi bicomponent trong một khẩu phần vỏ bọc lõi ¬ configu, với polyethylene hình thành bao xung quanh lõi polypropylene, được sử dụng như sợi nhiệt liên kết trong sản phẩm không dệt. Sợi liên kết đặc biệt này được pha trộn với các sợi cơ bản khác, thường là polypropylene. Sự tan chảy vỏ bọc poly-ethylene thấp cung cấp liên kết interfiber tốt khi cấu trúc không dệt được nhiệt độ trên 100 ° C, thường xuyên trong khi chịu nén.

Một trong những phát triển mới quan trọng nhất là độ bền cao, siêu cao modulus sợi polyethylene dành cho các ứng dụng hiệu suất cao đặc biệt (183). Những sợi này được sản xuất bằng sự thay đổi của một quá trình gel quay nhựa HDPE (184.185). Sau khi hình thành chất xơ và dập tắt, các sợi được mức độ rất cao vẽ để đạt được giá trị modulus và sức mạnh tương đương với ít nhất là cho những sợi aramid hiệu suất cao. Sợi HDPE Ultraoriented cũng được sản xuất bởi một quá trình trạng thái rắn (qv) phun ra (186).

Polyolefin. Polyme khác olefin đã được xem xét cho các mục đích sợi poly (l-butene), 1-pentene polyf), poly (3-methyl-1-butene), poly (4 - methyl-l-pentene), poly (4-methyl -l-hexene), và polystyrene, có thể quan sát

718 FIBERS

tained với trọng lượng phân tử thích hợp cho sự hình thành sợi. Các polyme dễ dàng crystallizable sau khi phun ra chảy và định hướng đạt được trong bản vẽ có thể được ổn định bằng cách kết tinh. Các điểm nóng chảy, với ngoại lệ của pdly (l-butene) và poly (l-pentene), trên 200 ° C. làm cho họ khá phù hợp cho các ứng dụng chất xơ. Các sợi này có đầy đủ tính chất cơ khí và mật độ thấp. Nhiều tinh thể (4-methyl-l-pentene) được cho là đặc biệt hứa hẹn 'như chất xơ, nhưng nhiệt độ cao duy trì sức mạnh của nó là người nghèo, char ¬ acteristic đúng ở một mức độ cho tất cả các sợi olefin (qv).

Spandex sợi đàn hồi

Một sợi đàn hồi có thể được định nghĩa như là một phục hồi hoàn toàn từ tầm xa biến dạng ngay lập tức khi di chuyển của lực lượng biến dạng. Sợi làm từ cao su cao su thiên nhiên và tổng hợp các sợi chỉ có thể được sản xuất từ ​​vải đàn hồi. Mặc dù độ co giãn của các loại xơ cao, có hiệu lực phục hồi từ biến dạng và sức mạnh cuối cùng không phải là khá đầy đủ. Nhạy cảm với oxy hóa hóa, suy thoái và dyeability nghèo của họ, là những hạn chế further.serious. Sự phát triển của các sợi đàn hồi theo các nguyên tắc được thiết lập bởi các lý thuyết cổ điển của rubberlike đàn hồi (qv) (187.188). Theo lý thuyết này, điều cần thiết là chuỗi dài phân đoạn liquidlike polymer được tham gia tại các điểm rời rạc để cung cấp cho các lực lượng phục hồi. Chuỗi polyme phải được linh hoạt và dễ dàng mở rộng để một cấu hình theo định hướng sau khi đã được áp dụng một tải căng sợi, nhưng cũng phải có khả năng quay trở lại-một cách tự nhiên đến một trạng thái rối loạn sau khi tải đã được gỡ bỏ. Do đó, một tổng hợp sợi đàn hồi nên chứa các đoạn polymer mềm, mở rộng và khu vực tie cứng liên kết các chuỗi với nhau để cung cấp cho các lực lượng rút lại.

Những yêu cầu cấu trúc được tìm thấy trong polyurethan (qv) (189-191). Chất hình thành sợi spandex (đàn hồi) sợi là một chuỗi dài, polyme tổng hợp bao gồm ít nhất 85% tính theo trọng lượng của một polyurethane phân đoạn. Các phân đoạn là thuật ngữ chỉ xen kẽ các vùng cứng và mềm trong cấu trúc polymer. Sự hình thành các cấu trúc polyurethane phân đoạn cho những sợi spandex mất một vài bước khác biệt. Bước đầu tiên liên quan đến sự hình thành của chuỗi polyglycol linh hoạt tuyến tính, mà có thể là các polyeste khác hoặc polyete và được gọi là macroglycols. Họ có trọng lượng phân tử giữa 500-4000 và có các nhóm hydroxyl phản ứng ở cả hai đầu. Bước tiếp theo trong sự hình thành của các phân đoạn mềm liên quan đến phản ứng của các macroglycol với sự dư thừa của một diisocyanate, thường thơm. Điều này dẫn đến sự hình thành của một isocyanate - chấm dứt mềm đoạn prepolymer. Trong bước tiếp theo, các phân đoạn cứng được hình thành bởi phản ứng của prepolymer isocyanate chấm dứt với glycol trọng lượng phân tử thấp hoặc diamin. Kết quả này trong một polymer với các trang web liên kết hydro thông qua các nhóm hoặc urethane hoặc urê. Những trang web này liên kết cung cấp các điểm tie trong cấu trúc ¬ seg polyurethane phân mảnh chịu trách nhiệm về tính đàn hồi dài hạn.

XƠ 719

Sợi Spandex có thể được hình thành như sợi liên tục bởi các quá trình khô và ướt quay truyền thống. Quay khô với dimethylformamid hoặc dimethyl-acetamit làm dung môi là bởi đến nay các phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất. Sử dụng một số đã được thực hiện quay phản ứng (192.193). Quay phản ứng, diisocyanate chấm dứt prepolymer phân khúc mềm mại được đẩy vào một môi trường có chứa glycol hoặc diamin. Phản ứng tạo ra các nhóm urethane hoặc urê, diễn ra sau khi hình thành sợi. *



Sợi Spandex có extensibilities cao và Moduli đàn hồi thấp, và phục hồi đàn hồi rất cao từ các biến dạng lớn. Nó là khá rõ ràng từ Bảng 19 các tính chất cơ học của sợi spandex cận gần những người của các sợi cao su thiên nhiên, với các tính năng bổ sung sức mạnh lớn hơn. Sợi Spandex có khả năng chống suy thoái hóa học, ánh sáng, và bức xạ UV. Các sợi này cũng có đầy đủ ổn định nhiệt, với nhiệt độ làm mềm phần nào ở trên 200 ° C. Sợi Spandex có thể được nhuộm với các lớp học khác nhau của thuốc nhuộm, kết quả tốt nhất thu được với axit và thuốc nhuộm phân tán.

Sợi Spandex thường được chế biến thành các loại vải sợi phủ (191.194). Bao gồm các sợi đàn hồi với sợi filament cứng hoặc staple hoặc liên tục, ví dụ như, polyester, polyamit, bông, len, bảo vệ các sợi đàn hồi và thay đổi tính chất vật lý / hóa học của hợp chất. Cốt lõi quay, một phương tiện để tạo thành một sợi tổng hợp, nguồn cấp dữ liệu một phần mở rộng sợi spandex liên tục vào một khung quay cùng với xơ staple cứng. Trong một sợi tổng hợp lõi kéo thành sợi, sợi spandex tạo thành một lõi bên trong với một vỏ xơ staple xung quanh nó. Do phần mở rộng một phần của các sợi spandex trước khi quay cốt lõi, một loại vải dệt kim hoặc dệt từ các sợi sẽ giảm trong thời gian ướt hoàn thiện. Các loại vải cuối cùng có căng cao và quan trọng nhất, phục hồi khả năng cao ¬ (xem FIBERS, đàn hồi).

Vol. 6

720 FIBERS



Carbon Fibers

Bởi vì những sợi này kết hợp mật độ thấp có điều cơ prop-erties, họ đã tìm thấy gia tăng sử dụng như tăng cường các yếu tố trong các vật liệu tổng hợp sợi cốt thép (qv) (195.196). Sợi Carbon (qv), cùng với aramid nhất định và sợi thủy tinh, cung cấp sức mạnh và độ bền về kỹ thuật nhiệt dẻo và nhựa nhiệt dẻo để làm cho vật liệu tổng hợp một trong các tài liệu thú vị nhất trong tương lai. Các sợi bao gồm các tinh thể nhỏ của than chì "turbostratic", đó là cấu trúc tương tự như tinh thể graphite Cả hai đều có máy bay lớp hexag ¬ onal ly sắp xếp các nguyên tử carbon được tổ chức với nhau bằng mối liên kết hóa trị; yếu van der Waal tương tác xảy ra giữa máy bay lớp Như vậy , module đàn hồi song song với mặt phẳng lớp lớn hơn nhiều lần rằng vuông góc với mặt phẳng. Kết quả là, các đặc tính hiệu suất cao của sợi carbon phụ thuộc vào định hướng ưu đãi của các lớp graphite song song với trục sợi.

Sợi carbon thường được chế tạo từ sợi tiền thân liên tục bởi một quy trình ba giai đoạn. Ban đầu, các sợi tiền thân được ổn định ở mức thấp thống-peratures để ngăn không cho hợp hoặc tan chảy trong giai đoạn sau. Yếu tố Noncarbon sau đó được loại bỏ trong một bước xử lý nhiệt carbonization, và cuối cùng, giai đoạn nhiệt độ cao graphjtization tăng cường các tính chất cơ học của sợi xe bon. Tùy thuộc vào tiền thân cụ thể, định hướng ưu đãi của các lớp graphite song song với trục sợi có thể xảy ra trong bất kỳ phần nào của quá trình chế tạo. Định hướng có thể đạt được bằng cách quay thủy động lực học trong quá trình hình thành sợi, kéo dài trong quá trình ổn định, hoặc bằng cách biến dạng dẻo trong giai đoạn graphifcization. Mặc dù nhiều loại vật liệu có thể được chuyển đổi sang sợi carbon, một tiền chất thành công phải có một sản lượng carbon cao so với chi phí của nó, và nó phải duy trì hình thái sợi trong quá trình chuyển đổi. Sợi carbon đã được sản xuất thành công từ polymer nhiều, nhưng quy mô lớn sản xuất sợi carbon hiện bị giới hạn poly-acrylonitrile (PAN), cellulose, và cao độ.

PAN Là một tiền thân. PAN-sợi carbon hiệu suất cao hiện đang chiếm khoảng 80% của thị trường sợi carbon. Giai đoạn ban đầu trong việc chuyển đổi các sợi PAN tiền thân của sợi carbon là một nhiệt độ thấp stabi ¬ lization, liên quan đến nhiệt độ 200-300 ° C trong vài giờ. Một bầu không khí trơ hoặc không khí. Quá trình này chuyển đổi PAN nhiệt dẻo một cấu trúc ổn định nhiệt cyclized, liên quan đến sự hình thành của một loại polymer thang:

Sự cắt thứ cấp phản ứng liên quan đến xương sống polymer cũng được cho là xảy ra. Để ngăn ngừa co rút của sợi và sắp xếp các chuỗi polymer thang song song với trục sợi, giai đoạn ổn định được thực hiện dưới sự căng thẳng. Thông thường, một sợi được kéo dài đến hơn 15 lần chiều dài ban đầu của nó. Carboni ¬ zation nhiệt ổn định sợi tiền thu được trong một chất khí trơ, hoặc dưới chân không ở nhiệt độ 300-1500 ° C. Trong quá trình này các nguyên tử khác trong polymer thang được gỡ bỏ như chất dễ bay hơi, và những chiếc máy bay lớp turbostratic được phát triển. Các chất dễ bay hơi chủ yếu loại bỏ HCN. NH3, N2. Sợi mất khoảng-

Vol. 6


XƠ 721

imately 50% khối lượng của nó trong quá trình cacbon hóa, và chất xơ kết quả có chứa carbon hơn 90%.

Trong bước cuối cùng, graphitization của sợi carbonized xảy ra khi "nóng đến nhiệt độ trên 2500 ° C. Ở nhiệt độ này, đặt hàng và orien-tation của những chiếc máy bay lớp song song với trục sợi được cải thiện mà không mất thêm khối lượng. Cơ khí tính chất của sợi carbon trực tiếp liên quan đến nhiệt độ graphitization cuối cùng.

Cellulose Là một tiền thân. Sợi Rayon là những người đầu tiên được xe ¬ bonized (197). Suy thoái nhiệt độ thấp trong môi trường phản ứng, ví dụ như không khí, clo, hoặc clorua hydro ở nhiệt độ lên đến 400 ° C, là giai đoạn đầu tiên trong quá trình chuyển đổi. Kết quả của suy thoái là sự hình thành của dư lượng bốn carbon, được cho là bao gồm các dẫn xuất furan. Carbonization tiếp theo của dư lượng xảy ra trong một bầu không khí trơ từ 400 ~ 1500 ° C, trong thời gian đó các dẫn xuất furan ngưng tụ lại thành cấu trúc graphitic sáu-carbon. Cơ cấu graphitic phát triển trong carbonization thiếu direc tion ¬ ưa thích, và định hướng của những chiếc máy bay lớp phải xảy ra trong quá trình graphitization nhiệt độ cao. Bước cuối cùng được thực hiện dưới sự căng thẳng cho thời gian ngắn tại thống ¬ peratures trên 2800 ° C, và định hướng theo chiều dọc của các lớp graphitic với sự tôn trọng với trục sợi xảy ra biến dạng dẻo. Một lần nữa, các đặc tính cơ học của sợi liên quan trực tiếp với nhiệt độ graphitization thức cũng như độ lớn của sự căng thẳng ứng dụng.

Pitch Là một tiền thân. Sự phát triển của sợi carbon tối đã xảy ra trong hai thập kỷ qua. Nói chung, vật liệu sân là những bộ sưu tập của các cấu trúc vòng benzen ngưng tụ được tích hợp với các chuỗi alkyl và có khối lượng phân tử từ 700-2400. Sự phù hợp của một loại vật liệu cao độ cho phiên bản-con sợi carbon phụ thuộc vào khả năng của nó sẽ được xe thành sợi và sau đó xử lý nhiệt đến một giai đoạn không thể tan được. Thường được sử dụng nốt nhạc đẳng hướng được thu được từ hắc ín than đá và nhựa đường dầu khí. Sau khi trọng lượng phân tử và thành phần hóa học của sân được điều chỉnh trong giai đoạn tiền xử lý, sân số lượng lớn được đẩy lên thành dạng sợi. Sau đó quá trình oxy hóa (ổn định), cacbon hóa, và giai đoạn graphitization tương tự như những vật liệu tiền thân khác. Trong giai đoạn cacbon hóa tất cả các định hướng ưu tiên bị mất và graphitization phải được thực hiện căng thẳng. Quá trình này tốn kém, cùng với một giai đoạn kéo dài quá trình oxy hóa, làm cho chế tạo sợi carbon hiệu suất cao từ các nốt nhạc đẳng hướng công nghiệp không hấp dẫn.

Việc sử dụng các nốt mesophase không yêu cầu graphitization căng. Sân mesophase thu được bằng cách nung nóng cao độ nhất định đẳng hướng trong thời gian dài của thời gian ở nhiệt độ trên 350 ° C. Xảy ra phản ứng ngưng tụ và tập hợp các phân tử lớn hình thành một giai đoạn không đẳng hướng tinh thể lỏng, mesophase. Kể từ khi sân mesophase nhiệt động ổn định, họ sẽ không trở lại một chất lỏng đẳng hướng trừ khi đun nóng trên nhiệt độ chuyển tiếp mesophase chất lỏng. Kể từ khi nhiệt độ phân hủy đối với hầu hết các nốt nhạc là thấp hơn so với nhiệt độ chuyển chất lỏng mesophase, một lại sợi mesophase pitch-¬ tains định hướng ưu tiên của nó trong quá trình cacbon hóa và graphitization. Định hướng ưu tiên là gây ra trong quá trình hình thành sợi. Sân mesophase chảy quay qua lổ nhả tơ của tằm để sản xuất một "sợi xanh" như các mol thơm ¬ ecules sắp xếp song song với trục sợi vì tốc độ biến dạng cao làm việc được thực hiện Chuyển đổi của sân mesophase đến một giai đoạn hoàn toàn không thể tan được

722 FIBERS

trong một môi trường oxy hóa. Quá trình này được giới hạn bởi tốc độ oxy có thể khuếch tán đến các lĩnh vực đẳng hướng của sợi. Sau khi ổn định, chất xơ tiền thân là carbon hoá và graphitized trong một cách tương tự như các PAN tiền chất ma ¬ terials. Sản phẩm cuối cùng là định hướng cao, hiệu suất cao sợi carbon ob ¬ tained mà không graphi'tization căng thẳng.

Sợi Properties. Các tính chất vật lý của sợi carbon phụ thuộc vào cấu trúc ternal ¬, do đó phụ thuộc vào tiền thân và chế biến các con điều kiện. Điển hình sợi carbon hiệu suất cao có thể có đường kính 8 / xm, trọng lượng riêng i.95, một module đàn hồi 390 GN/m2, và sức mạnh cường độ 2,2 GN/m2: tăng mô đun đàn hồi với graphitization tăng temper ¬ ature (Hình 36), nhưng sức mạnh bền kéo qua một tối đa ở nhiệt độ đồ thị itization khoảng 1300 ° C (198). Nhìn chung, sức mạnh được giới hạn bởi lỗ hổng cả hai nội bộ và bên ngoài, trong cấu trúc sợi. Nó cũng đã được chứng minh rằng các module tăng đàn hồi với định hướng ngày càng tăng của các graphitic lớp với với trục sợi (199). . .

Graphitizing nhiệt độ ° C

Kể từ sợi carbon được sử dụng chủ yếu như tăng cường các yếu tố trong vật liệu tổng hợp, khi bám dính giữa sợi và ma trận là một điều quan trọng, kết cấu bề mặt và các đặc tính của các loại sợi thường được đặc biệt quan tâm. Sợi carbon tương đối trơn tru với các khu vực bề mặt cụ thể của 0,1-2 m2 / g. Thường có một số striations theo chiều dọc, nhưng nếu không bề mặt không có độ nhám lớn. Để cải thiện độ bám dính cho cả hai nhiệt dẻo và nhựa nhiệt dẻo, sợi carbon thường bị xử lý bề mặt được kiểm soát, bao gồm lắng đọng hơi hóa chất, khắc oxy hóa, và lớp phủ polymer. Những sợi này vẫn đang trong giai đoạn phát triển, và sợi carbon cải thiện và ít tốn kém có thể được dự kiến ​​trong tương lai.

Vol. 6


XƠ 723

VinyS sợi

Hai loại sợi chủ yếu thuộc thể loại chung của sợi vinyl (200): Những sợi có chứa ít nhất 85% trọng lượng từ vinyl clorua được tổng quát gọi là sợi vinyon, bao gồm ít nhất là 50% tính theo trọng lượng của vinyl rượu được gọi là sợi vinal. Các loại sợi khác trong thể loại này được dựa trên clorua vinylidene hoặc chứa flo.

Vinyon Fibers. Poly (vinyl clorua) (PVC) sợi, thường chứa về các đơn vị vinyl acetate 10%, được sản xuất bởi quay khô bằng cách sử dụng hỗn hợp các dung môi như benzen-acetone. Một đặc biệt là sợi ướt kéo từ giải pháp cyclohexanone và đông trong một bồn tắm nước. Một số sợi PVC là chảy kéo thành sợi, nhưng điều kiện đặc biệt phải được sử dụng vì sự ổn định nhiệt của polymer tan chảy và độ nhớt giới hạn cao. Các chất xơ ép đùn được rút ra trong hơi nước hoặc trong nước ở gần 100 ° C, và thường xuyên cũng bị nhiệt thiết lập phương pháp điều trị. Giá trị tiêu biểu của độ bền kéo một sợi rút ra là 0,18-0,26 N / tex (2,0-3,0 gf / den) với extensibilities từ 10-20%. Sợi Vinyon vốn khả năng kháng cháy ngọn lửa-xem nội dung halogen cao (xem thêm polyme clorua VlNYL).

Sợi Vinyon có độ ẩm cân bằng trở lại ít hơn 0,5% theo stan-Sở NN & PTNT điều kiện, và các đặc tính cơ học của họ là tương đối không bị ảnh hưởng bởi độ ẩm. Chemical'and vi khuẩn kháng thuốc đặc biệt tốt cho các loại xơ này. Trọng lượng riêng là 1,35 và điểm nóng chảy khoảng 135-150 ° C, mặc dù các sợi mềm và trở nên dính trên 80 ° C. Theo quan điểm của các điểm làm mềm tương đối thấp, những sợi này thường xuyên được sử dụng như là các đại lý liên kết trong sản phẩm không dệt.

Vinal Fibers. Sợi Vinal, hoặc poly (vinyl alcohol) sợi, được currentiy không được thực hiện tại Hoa Kỳ, nhưng sợi được sản xuất thương mại ở Nhật Bản, nơi vinylon tên chung được sử dụng (201). (Rượu vinyl) poly (PVA) polymer được thực hiện bởi xà phòng hóa của poly (vinyl acetate), mà lần lượt thu được từ trùng hợp gốc tự do của vinyl axetat. Sợi PVA được sản xuất bởi quay ướt từ một dung dịch nước vào một bể làm đông có chứa natri sunfat. Các sợi được rút ra trong điều kiện ẩm ướt hoặc khô (hoặc cả hai) để phát triển định hướng và kết tinh, và nhiệt tiếp điều trị để cải thiện khả năng chống nước nóng. Phương pháp điều trị nhiệt ở nhiệt độ lên đến 220 ° C tiếp tục gây ra kết tinh. Sợi PVA thường xuyên được xử lý bằng formaldehyde theo điều kiện acid liên kết chéo các chuỗi polymer. Những phản ứng này acetalization cải thiện sự ổn định của sợi th'ese với môi trường nước ở nhiệt độ cao. Một phương pháp khác của người đàn ông sợi ¬ ufacture liên quan đến việc quay ướt từ một dung dịch nước vào dung dịch NaOH, và phương pháp quay khô cũng đã được khám phá.

Cơ khí và các tính chất vật lý của sợi PVA phụ thuộc vào cessing điều kiện (bản vẽ và thiết lập nhiệt) khô hạn nằm trên mức độ acetalization. Thông thường, sợi PVA là khá mạnh, lên đến 0,79 N / tex (9 gf / den), theo cả hai điều kiện ẩm ướt và khô, với extensibilities trong khoảng 10-20%. Họ có thể có giá trị mô đun đàn hồi cao hợp lý, đến khả năng phục hồi N / tex (100 gf / den), và cao 8,8. Họ có một trọng lượng riêng là 1,26, độ ẩm cân bằng lấy lại trong điều kiện tiêu chuẩn của 3,5-5,0%, và nhiệt độ mềm 220-230 ° C (xem thêm polyme RƯỢU VINYL).

Vinylidene Fibers. Sợi dựa trên nhiều (vinylidene clorua), từ trùng hợp quảng cáo dition clorua vinylidene, CH2 = CCl2? quát được biết đến

Vol. 6

XƠ 725


novolac nhựa (202). Những sợi này được đánh giá cao ngọn lửa chống và phân hủy để tạo thành một char bảo vệ. Các sợi có tính chất dệt hợp lý (sức mạnh, khả năng mở rộng, vv) và được sử dụng chủ yếu trong các vật liệu bảo vệ và như forcement kiềm chế hoặc các chất độn trong các loại nhựa nhiệt dẻo nhất định. Tính chất nhiệt của họ cho phép carbonization của sợi novoloid với cấu hình của vật liệu con trỏ trước ¬ duy trì.

Poly (phenylene sulfua) Fibers. PPS polymer được sản xuất bởi phản ứng của dichlorobenzene-p và sulfua natri, và được sử dụng như một loại nhựa có moplastic kỹ thuật. Nó có độ ổn định cao và khả năng chống ngọn lửa vốn có, cũng như ổn định nhiệt và kháng hóa chất. Cải tiến trong quá trình trùng hợp ban đầu cho phép sản xuất của một lớp sợi PPS polymer tuyến tính, và chất xơ được sản xuất bởi chảy quay theo sau bằng cách vẽ ở nhiệt độ cao (203). Tinh thể cao có thể đạt được bằng cách tiếp tục ủ của sợi rút ra. PPS sợi có độ bền đứt là 0,3 N / tex (3,5 gf / den), mở rộng 30%, và một mô đun đàn hồi của khoảng 2,6-3,5 N / tex (30-40 gf / den). Điểm nóng chảy là 285 ° C, trọng lượng riêng là 1,37, và độ ẩm equil'ibrium-lấy lại là 0.67c. Sợi giữ lại sức mạnh ngay cả sau khi tiếp xúc lâu dài với nhiệt độ 232 ° C, so sánh với sợi hiệu suất cao khác. Nó được sử dụng trong các hình thức của cả hai loại vải dệt thoi và vải không dệt trong các ứng dụng lọc không khí, và như băng tải trong các hoạt động sấy nhiệt độ cao (xem nhiều (ARYLENE Sunphua)).

PBI Fibers. Polybenzimidazole (PBI) polymer, được sản xuất từ ​​di-phenylisophthalate và 3,3 ', 4,4'-tetraaminobiphenyl, khô kéo từ dimethyl-acetamit giải pháp (204). Sau khi triệt để nước rửa và sấy khô, sợi được rút ra ở nhiệt độ cao (trên 400 ° C). Sợi được ổn định bởi một điều trị acid sulfuric hai giai đoạn sau khi vẽ. Sợi có độ bền đứt 0,27 N / tex (3,1 gf / den), mở rộng 30%, và một mô đun đàn hồi là 4,0 N / tex (45 g-f7den), mặc dù sự thay đổi đáng kể trong tính chất cơ học có thể đạt được bằng cách sửa đổi trong điều kiện chế biến. Nó có trọng lượng riêng 1,43 và độ ẩm cân bằng lấy lại 15%. PBI sợi là nonflammable và ổn định nhiệt tốt ở nhiệt độ cao. Sử dụng chính của nó là trong quần áo bảo vệ lửa, trên các phương tiện truyền thông bộ lọc, và như là một thay thế amiăng (205) (xem POLYBENZ-IMID AZOLES). '

Polymer Blend sợi. Việc sử dụng hai hoặc nhiều polyme khác nhau trong sản xuất xơ sợi tổng hợp để tạo ra một hỗn hợp sợi polymer đang trở nên ngày càng quan trọng (206,207). Những sợi này có thể là đồng nhất, tức là, hai polyme được mật thiết trộn vào một giai đoạn, hoặc không đồng nhất, được phát triển trong một cấu trúc nhiều pha. Nói chung, đồng nhất hỗn hợp sợi polymer đã không được phát triển vì họ không có lợi thế đặc biệt hơn những người sản xuất bằng cách sử dụng một polymer được thiết kế đặc biệt. Hơn nữa, việc duy trì một sự pha trộn thân mật đồng nhất của hai loại polyme khác nhau là khá khó khăn vì không tương thích và xu hướng nhiệt động lực học giai đoạn tách (xem Tương thích). Không đồng nhất hỗn hợp sợi polymer, mặt khác, đã tạo ra rất nhiều sự quan tâm, và nhiều loại khác nhau được thương mại có sẵn. Trong danh pháp thường được chấp nhận, "biconstituent" sợi là những người trong đó hai polyme thuộc để genericallv các lớp khác nhau, trong khi ở "bicomponent" sợi hai polyme thuộc cùng một lớp học chung chung. Sự sắp xếp hình học của hai giai đoạn phục vụ như là cơ sở của clas

Vol. 6

726 FIBERS



sification. Có ba loại chính: side-by-side, vỏ bao lõi, và ma trận sợi nhỏ, cùng với nhiều phiên bản của này. Không đồng nhất hỗn hợp sợi polymer được hình thành bằng kỹ thuật phun ra đặc biệt liên quan đến kiểm soát dòng chảy của hai dòng polyme lỏng và giao hàng của họ để orifices lổ nhả tơ của tằm thiết kế đặc biệt. Các đặc tính của các loại xơ này phụ thuộc vào các tính chất của các polyme thành phần và tổ chức không gian của họ. Side-by-side polymer sợi pha trộn, với những đặc tính co rút khác biệt, là cơ sở của cấu trúc khuôn khổ, sợi (170). Cấu trúc lõi vỏ bọc, chứa vật chất bên ngoài với một mềm tương đối thấp hoặc nhiệt độ nóng chảy, được sử dụng như sợi liên kết trong sản phẩm không dệt nhiệt ngoại quan. Các tài sản khác và các hiệu ứng đặc biệt, sản xuất với sợi pha trộn không đồng nhất polymer thấm hút cao, retardance ngọn lửa, ánh silklike, ul-trafine sợi, dyeability nâng cao, và khả năng ẩn đất (xem thêm POLYMER hỗn hợp).

• vô cơ sợi

Amiăng. Amiăng là một tên chung cho một số khoáng chất có trong tự nhiên ở dạng sợi (208.209). Trên 75% số amiăng thương mại thu được từ Canada. Sản xuất lớn khác của amiăng là Liên Xô, Nam Phi, Rhodesia, và Hoa Kỳ. Mặc dù có một số lớp học của các dif ¬ nhau amiăng, chrysotile đến nay là quan trọng nhất đối với hàng dệt may. Cấu trúc của nó là của cơ bản silicat ngậm nước của magiê với hàm lượng nước khác nhau (12-15%) có thể được xây dựng như 3MgO 2SiOo * 2HoO. Các hình thức khác của amiăng, có chứa ít nước đáng, là anthophyllite, tremolite và actinolite. Những hình thức hiếm hoi của amiăng có chứa số lượng khác nhau của sắt, canxi và magiê như là một phần của cấu trúc silicat ngậm nước.

Amiăng chrysotile thu được độ dài khác nhau từ một phần của một cm đến 5 cm. Sợi amiăng rất tốt, nhưng có nhiều hơn sức mạnh đầy đủ cho các mục đích dệt may, mặc dù họ có extensibilities thấp. Các sợi cực kỳ kháng nhiệt và sẽ không cháy. Sợi amiăng chrysotile bị mất. ít hơn 15% trọng lượng của họ sau khi tiếp xúc với 2-h nhiệt độ lên tới ca 1000 ° C, và đầy đủ giữ lại tính chất cơ học.

Sản phẩm sản xuất từ ​​các sợi amiăng đã được sử dụng chủ yếu trong các ứng dụng công nghiệp khi chịu nhiệt, cần phải kết hợp với sự ổn định cơ khí. Bởi vì amiăng đã được xác định là chất gây ung thư, sử dụng của nó được quy định chặt chẽ và hạn chế nghiêm trọng.

Glass. Sợi thủy tinh chỉ là sợi vô cơ tổng hợp được sử dụng exten ¬ sively trong công nghiệp dệt, đặc biệt cho các sản phẩm công nghiệp và các mặt hàng gia dụng như vật liệu xếp nếp (210). Sợi thuỷ tinh liên tiếp manufac ¬ đèn pha bởi quá trình tan chảy quay. Các thành phần chính của một kính thông thường là silic (cát), đá vôi, hydroxit nhôm, tro soda, borax. Thủy tinh được hình thành thành hạt nhỏ nguyên liệu ban đầu để sản xuất sợi thủy tinh. Bi thủy tinh được nấu chảy và thủy tinh nóng chảy được đẩy lên thông qua ống lót (spinnerets) theo cách thông thường. Các máy bay của thủy tinh nóng chảy kiên cố hóa gần như ngay lập tức thành sợi, như trong trường hợp của tất cả các sợi filament tổng hợp, họ ngay lập tức được điều trị với một kết thúc quay bảo vệ bề mặt kính được gọi là một tác nhân kích thước. Sau khi phun ra và kích thước, các sợi được quấn quanh trên

Vol. 6

XƠ 707


Nhiều polyme polyamide thơm đã được tổng hợp, nhưng chỉ một số ít đã tìm thấy sử dụng chung như vật liệu hình thành sợi. Nhận Xét về cấu trúc và tính chất của polyme polyamide thơm và sợi aramid đã xuất hiện (157-159) (xem thêm các polyamit, thơm). Sợi Aramid được đặc trưng bằng khả năng chịu lửa và ổn định nhiệt hoặc cường độ cao và stiffiiess. Sự kết hợp của các đặc tính hiệu suất cao cũng có thể. Nói chung, kháng ngọn lửa và ổn định nhiệt đặc trưng của m-đồng phân, trong khi cường độ cao và độ cứng được liên kết với p-đồng phân.

Sợi aramid đầu tiên được thương mại hóa thành công được dựa trên poly (m-phenyleneisophthalamide) dưới tên thương mại của Nomex. Đó là ngọn lửa chống và giữ lại các tính chất vật lý của nó ngay cả sau khi dài hạn tiếp xúc với nhiệt độ cao đến 300 ° C. Độ bền cháy và ổn định nhiệt có thể được tăng cường hơn nữa bằng các chất phụ gia hóa học khác nhau, tức là, bằng cách kết hợp phốt pho.

Aramit

Kết quả là, sau khi phun ra trong một sửa đổi (khô máy bay phản lực hoặc không khí khoảng cách) quay ướt proces định hướng rất cao và tinh thể đạt được. Những sợi này là cực kỳ mạnh mẽ và cứng, đặc biệt là khi xem xét trên cơ sở tỷ lệ sức bền trên weig (160). Độ bền kéo của Kevlar và nylon-6, 6 sợi như là một nhiệt độ functi được so sánh trong hình 30. Hai hình thức chủ yếu của Kevlar là Sản Phẩm Kevlar thường xuyên 29, và kevlar cao hơn rút ra 49. Những strenj cao và sợi modulus cao được sử dụng như lốp và dây reinforceme tiên tiến composite và dây cáp, và để bảo vệ đạn đạo. Một phiên bản mới có tên gọi là Kevlar p được sử dụng như là một thay thế amiăng trong sản phẩm ma sát như phanh Lini (161) (xem FIBERS, ENGINEERING). Tính chất vật lý của comme chính: sợi aramid được tóm tắt trong Bảng 15.



Một sợi aramid dựa trên poly (p-benzamit) đã được giới thiệu vào năm 1970 như một sợi cường độ cao để sử dụng như tăng cường lốp xe. Sợi này đã được thay thế bằng sợi aramid Kevlar, cấu trúc danh nghĩa là nhiều (p-phenyleneter-ephthalamide). Độ bền của cấu trúc tuyến tính này cho một chuỗi cấu rodlike, và pol} rmer có một hình thức tinh thể lỏng nematic trong dung dịch acid sulfuric 100%

FIBERS708

Vol. 6

Polyester Sợi



Sợi tổng hợp, hình thành từ một loại polymer tổng hợp bao gồm ít nhất 85% trọng lượng của một este của một rượu dihydric và terephthalic acid, được biết đến như polyeste (qv) (162). Trong một loại chất xơ polyester, 1,4-dimethylolcyclohexane được sử dụng. Các sợi polyester phổ biến nhất có ethylene glycol là rượu dihydric.

FIBERS 727

gói tiêu chuẩn cho chế biến dệt may tiếp theo. Staple sợi thủy tinh dài, đôi khi được gọi là sợi thổi, được sản xuất bởi một quá trình hơi khác nhau từ đó được sử dụng cho các loại sợi tổng hợp khác. Sau khi phun ra, các sợi liên tục của thủy tinh chịu tác động của máy bay phản lực hơi nước áp suất cao làm giảm bớt các sợi thủy tinh ngay trước khi kiên cố, và phá vỡ chúng thành chiều dài staple. Một số sợi thủy tinh chủ yếu được chế biến thành khoai mỡ dệt đã xe, nhưng một lượng lớn các vật liệu này được sử dụng trong bat hoặc trên trang web bằng lọc và cách nhiệt.

Các đặc tính nổi bật của sợi thủy tinh là chất hóa học và khả năng chống nhiệt, nonflammability, và trơ đến sự suy thoái của vi sinh vật. Sợi thủy tinh có điện trở rất cao và chiều ổn định khi tiếp xúc với nhiệt độ cao. Các sợi và xơ staple rất mạnh, mặc dù inextensible và khá giòn. Trong so sánh với các loại sợi dệt phổ biến hơn, họ dày đặc, với một trọng lượng riêng của -2,5. Sợi thủy tinh hấp thụ hầu như không có độ ẩm từ không khí, và các đặc tính cơ học của họ là gần như giống hệt nhau trong điều kiện ẩm ướt và khô.

Sợi thủy tinh không có ái lực với bất kỳ thuốc nhuộm dệt thông thường, nhưng họ có thể được tô màu bằng cách kết hợp một chất màu thích hợp vào thuỷ tinh nóng chảy trước khi phun ra. Một phương pháp khác màu sợi thủy tinh ở dạng vải đệm một loại nhựa cao su hoặc tổng hợp trên vải đó là nội dung sợi thủy tinh và sẽ có khả năng chấp nhận một trong các lớp học tiêu chuẩn của thuốc nhuộm. Ngoài việc cung cấp các trang web thuốc nhuộm, nhựa và các tác nhân khác lớp phủ bề mặt bảo vệ sợi chống mài mòn. Sự phát triển của các chất phụ gia bề mặt sợi thủy tinh đã en ¬ Khả nhiều ứng dụng thành công sợi liên tục và kéo thành sợi trong công nghiệp và các sản phẩm may mặc.

Cả hai sợi thủy tinh thổi (ngắn staple chiều dài) và sợi liên tục sợi thủy tinh có thể được sử dụng như quân tiếp viện trong nhiệt dẻo và ma trận nhựa nhiệt dẻo của vật liệu tổng hợp. Cấu trúc hóa học và vật lý của bề mặt sợi thủy tinh là rất quan trọng trong sự phát triển của liên kết mạnh mẽ và hiệu quả giữa sợi và ma trận. Thay đổi phương pháp điều trị hóa học của bề mặt sợi thủy tinh cải thiện liên ¬ mặt bám dính. Một điều trị phổ biến liên quan đến các đại lý khớp nối silane (qv) có hiệu quả nhất với các loại nhựa nhiệt dẻo epoxy (211). Sợi thủy tinh cũng được sử dụng như quân tiếp viện trong lốp khí nén.

Kim loại Fibers. Sợi và sợi cũng có thể được sản xuất từ ​​kim loại sub-lập trường. Ví dụ, sợi nhôm bọc nhựa là một sợi kim loại thông thường. Một tấm nhôm hoặc lá được phủ trên cả hai mặt bằng một cellulose ace-Tate-butyrate hoặc nhựa polyester và cắt thành sợi kích thước mong muốn. Sợi kim loại này được sử dụng chủ yếu cho các mục đích trang trí. Sợi kim loại cũng được sản xuất ở dạng liên tục lặp đi lặp lại suy giảm và bản vẽ qua khuôn kim cương và vonfram. ' Có thể các loại vải dệt dệt truyền thống từ sợi thép. Sợi như vậy là đắt tiền và chỉ được sử dụng trong các ứng dụng đặc biệt.

Sợi vô cơ khác. Một số sợi đã được phát triển với các cấu trúc mạng tinh thể hữu cơ. Sợi vô cơ (qv) được làm từ silic, nhôm, silicon carbide, boron nitride, và boron carbide. Những sợi này là cực kỳ mạnh mẽ, mặc dù inextensible, và được dự định để sử dụng nhiệt độ cực cao. Một phương pháp sản xuất liên quan đến phun ra một cellulose vô cơ Fila ¬ ment quá trình viscose tiêu chuẩn. Những sợi này sau đó được đốt cháy và tội lỗi ¬ tered để loại bỏ các thành phần cellulose.

Vol.6 709

Miễn phí terephthalic acid, hoặc este methyl của nó, trùng hợp với ethylene glycol trong chân không bằng một cơ chế ngưng tụ ở nhiệt độ cao. The.polymer có thể được cô lập và hình thành thành các chip xử lý tiếp theo, nhưng xu hướng hiện nay là hướng tới quá trình liên tục nơi sợi hình thành ngay lập tức sau trùng hợp. Sợi Polyester chảy kéo, bình thường thông qua quay tròn ¬ neret lỗ, mặc dù một loạt các sợi hồ sơ có thể được sản xuất bởi orifices lổ nhả tơ của tằm thiết kế đặc biệt, như trong trường hợp của các sợi polyamide. Các máy bay polymer nóng chảy củng cố gần như ngay lập tức sau khi phun ra. Các sợi được rút ra để phát triển định hướng và kết tinh bởi một nhân tố của khoảng bốn, và vết thương để sử dụng trực tiếp như sợi đa filament liên tục. Ngoài ra, Fila liên tục ¬ ments có thể được khuôn khổ sau khi bản vẽ và cắt thành độ dài mong muốn để sử dụng như chất xơ staple. Kể từ khi Tg các polyeste ca 80 ° C, các sợi nóng rút ra trong hầu hết các trường hợp. Một số sợi monofilament trở lên polyester rất thô có thể được lạnh để rút ra rút ra tỷ lệ thấp. Cấu trúc microfibrillar mô hình (154) cho một loại xơ polyeste hoàn toàn rút ra được thể hiện trong hình 31.

Như trong trường hợp của các sợi polyamide, quay tốc độ cao đang bắt đầu thay thế truyền thống hai bước quá trình kéo sợi và vẽ (151.163). Tương tự, nhưng không hoàn toàn tương đương, cấu trúc tinh thể được phát triển trong polyester bởi quay tốc độ cao cũng như quá trình hai bước. Các tác dụng của bản vẽ (vẽ tỷ lệ) và tăng tốc độ windup trên các thuộc tính căng của polyester được hiển thị bởi các đường cong ứng suất biến dạng trong hình 32.

Các đặc tính của sợi polyester được tóm tắt trong Bảng 16. Độ cứng căng module đàn hồi thấp chủng cao hơn rất nhiều cho polyeste rút ra hơn cho các polyamit tương ứng. Polyeste có phục hồi đàn hồi cao, mệnh ¬ ticularly từ các biến dạng nhỏ. Một điểm quan trọng từ các polyeste là đặc tính cơ học của họ trong tình trạng ẩm ướt hầu như không thay đổi so với những điều kiện tiêu chuẩn. Polvester sợi có sức đề kháng tuyệt vời để

710

axit, kiềm, và cuộc tấn công của vi khuẩn. Họ có tốt! kháng suy thoái ánh sáng và actinic. Độ ẩm lấy lại điều kiện tiêu chuẩn là khoảng 0,4% góp phần cao của các sợi điện trở và làm cho chủ đề polyester để điện khí tĩnh.



Nhuộm sợi polyester là khó khăn vì thiếu của các trang web ưa nước và độ cứng vốn có của các phân tử polyester. Một số thuốc nhuộm phân tán đã được sử dụng bằng các phương pháp thông thường, nhưng các kỹ thuật mới nhuộm (qv) có ông de ¬ veloped phạm vi bóng râm đầy đủ với độ bền đầy đủ. Những phương pháp này là nhuộm nhiệt độ cao (dưới áp lực trên 100 ° C), nhà cung cấp dịch vụ nhuộm (sử dụng của poly ¬ este-sưng đại lý như phenylphenols), và phương pháp Thermosol cố định thuốc nhuộm. Quá trình thứ hai là liên tục và đặc biệt hiệu quả cho nhiều ¬ vải pha trộn ester / bông. Nó bao gồm padding của vải với một dán của thuốc nhuộm, thường là một hỗn hợp của thuế giá trị gia tăng và thuốc nhuộm phân tán, tiếp theo thông qua vải khô prepadded, thông qua một lò nướng hoặc trên cuộn nước nóng ở nhiệt độ khoảng 200 ° C trong khoảng thời gian ngắn ( ca 1 hoặc min 2). Ở những nhiệt độ thuốc nhuộm hòa tan trong các chất xơ polyester, do đó thâm nhập vào các cơ cấu nội bộ.

Vol. 6 FIBERS 711

Một cách tiếp cận khác để nhuộm đã được thay đổi cấu trúc cơ bản của incorpo-ratipn của axit hai bazơ hoặc rượu dihydric trong xương sống polyester. Sul ¬ fonic acid hoặc các nhóm hoạt động khác cũng có thể được kết hợp như nhuộm các trang web cho thuốc nhuộm cơ bản và cũng để nâng cao dyeability với thuốc nhuộm phân tán.

Khả năng của họ được đặt vào cấu hình mong muốn là một nổi bật char-acteristic xơ polyeste. Các hoạt động thiết lập như vậy, được tiến hành trong khoai lang hoặc giai đoạn vải ở nhiệt độ khoảng 160 ° C, về cơ bản recrystallizations. Những thay đổi trong tính chất sợi phụ thuộc vào những hạn chế cơ khí trên các chất xơ trong quá trình thiết lập nhiệt. Nếu co rút miễn phí được cho phép, các sợi tăng trách nhiệm xã hội-exten và giảm độ bền. Phản ứng ngược được nếu cài đặt nhiệt được thực hiện dưới sự căng thẳng. Sợi polyester và các loại vải được thiết lập nhiệt ổn định xoắn sợi, tăng sức đề kháng nếp nhăn, có được nếp nhăn và nếp gấp bền, và truyền đạt độ ổn định cao. Sợi texturing để trao số lượng lớn và cao độ nhiều ¬ sợi ester là tương tự như để làm nóng thiết lập trong đó kết tinh lại và thiết lập trong một cấu hình sợi khuôn khổ liên quan đến.

Sợi polyester kỵ nước có nước chỉ có tác dụng nhỏ trên các tính chất vật lý của họ, nhưng họ đang bị ảnh hưởng bởi một loạt các hệ thống dung môi hữu cơ. Sự tương tác giữa polyester và hệ thống hóa học tương tác có thể dẫn đến trầm cảm của sự kết tinh Tg trung học, và mất định hướng, có thể có một ảnh hưởng quan trọng về tính chất cơ học và vật lý. Tương tác như vậy là do không thể phục hồi các thay đổi về cấu trúc cũng như sự hấp thụ dung môi và sưng đảo ngược (165.166). Tinh thể lỏng hoàn toàn bằng sợi polyester thơm dựa trên poly (p-hydroxybenzoic acid) đang ngày càng trở nên quan trọng như là sợi hiệu suất cao (xem polyeste, thơm).

Acrylic và sợi modacrylic



Sợi Acrylic (qv) là những chuỗi dài polyme bao gồm ít nhất là 85% tính theo trọng lượng của các đơn vị acrylonitrile. Một sợi modacrylic có ít hơn 85%, nhưng ít nhất 35% tính theo trọng lượng, các đơn vị acrylonitrile .. Polyacrylonitrile (PAN) được hình thành bởi trùng hợp thêm acrylonitrile (vinyl xianua). Trong hầu hết các sợi acrylic thương mại, số lượng khác nhau các monome vinyl khác copolymerized với ac ¬ rylonitrile. Họ trao hóa học cụ thể và tính chất vật lý, và bao gồm các monome như vinyl axetat, vinyl chloride, styrene, vinylpyridine, este acrylic, và acrylamide. Trong sợi thương mại modacrylic comonome hoặc là clorua vinyl clorua hoặc vinylidene.

Những sợi này được sản xuất bởi một trong hai quá trình khô hoặc ướt quay. Trong dimethylformamide quay khô là một dung môi phổ biến. Những sợi nóng rút ra sau khi phun ra và thường có chó xương, mặt cắt ngang hình dạng. Ướt quay polymer được hòa tan trong dung môi như dimethylacetamide, di ¬ methylformamide, dung dịch nước natri thiocyanate giải pháp, và axit nitric dung dịch nước. Các giải pháp polymer được đẩy vào phòng tắm mưa nước có chứa ¬ ing phụ gia vô cơ và hữu cơ khác nhau. Ướt kéo thành sợi sợi acrylic nói chung có phần ngang hình tròn hoặc hơi hình elip. Quá trình phức tạp diffusional diễn ra trong thời gian mưa trong quá trình quay ướt liên quan đến loại bỏ dung môi và đông máu tiếp theo và gel sợi filament. The tĩnh-

tải về 40.88 Kb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©tieuluan.info 2023
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương