Bảng 17. Điển hình thuộc tính của sợi Acrylic



tải về 40.22 Kb.
Chuyển đổi dữ liệu16.11.2017
Kích40.22 Kb.
#1947

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.

Bảng 17. Điển hình thuộc tính của sợi Acrylic

liên tục

Sở hữu dây tóc Staple

độ bền đứt. N / tex * 65% rh/21 ° C

,40-,44 0,22-,26

ướt 0,35-0,40 0,18-0,26

gia hạn%, phá vỡ

65% rh. 2i ° ti 15-20 25-35

ướt 20-30 35-45

mô đun đàn hồi, N / tex °

65% rh, 2l ° C 5.S 6,2 2,2-3,5

ẩm lấy lại ở 65% rh,% 1,6-2,0 1,8-2,5

tỷ trọng 1,17 1,17

approx. thể tích sưng ở 2-5 nhẹ

nước. %


'Để chuyển đổi N / tex g-f/den, nhân 11,3.

 

Mở rộng. %



Hình 33. Ảnh hưởng của nhiệt độ vào các đường cong tải phần mở rộng trong nước các loại sợi acrylic (168).

Trang 713

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 tĩnh cao ¬ 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

Vol. 6


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.

- CH2-CH-CH-CH-CH-CH-CH-CH-CH,

i 'I "I


CH3 CH:, CH3 CH,

isotactic polypropylene.

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.

24,0

20,0


16,0

g 12,0


x

2 4,0


0

Vol. 6


Một

-4,0


0,1

10

1,0



Spinline căng thẳng. MPa

Hình 35. Lưỡng chiết của sợi polypropylene kéo thành sợi như là một chức năng của spinline

căng thẳng; □, H-0042; O, H-0660, A, H-1200, V, T-0900, O, T-0255 (176).

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.

7,16 FIBERS

Sợi Polypropylene cũng rộng rãi sản xuất từ ​​các bộ phim (179). Trong những quy trình, 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 các biến thể 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 khởi đầu trong sự hiện diện của ánh sáng. Đầy đủ ^ ổn định (qv) được cung cấp bởi kết hợp của các loài ăn xác thối gốc tự do trong polyme 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 (thấy đại lý chống tĩnh điện). Các

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

■ -> '\ ■ \ \ ■ * <,' ■

Bảng 18. Điển hình thuộc tính của sợi Poiyolefin

Polypropylene Polyethylene bất động sản

độ bền đứt. N / tex "

65% rh, 21CC 0,44-0,79 0,18-0,35

ướt 0,44-0,79 0,18-0,35

gia hạn lúc nghỉ. %

65% rh, 21 ° C 15-30 20-40

ướt 15-30 20-40

mô đun đàn hồi, N / tex °

65% rh. 21 ° C 2,6-4,0

ướt 2,6-4,0

độ ẩm lấy lại 0 0

ở mức 65% rh%

tỷ trọng 0,90 0,92-0,96

thể tích sưng không không

trong nước

điểm nóng chảy, ° C 165 115-135

Để chuyển đổi N / tex g-f/den, nhân 11,3.

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 polypropylene có một phần tròn chéo, 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 ethylene trong sự hiện diện của các chất xúc tác kim loại nhất định, là một polymer hình thành sợi hơi nhiều hứa hẹn hơn. 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 hóa học 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 gần như độc quyền trong các ứng dụng trong công nghiệp dưới hình thức monofilament, và chủ yếu không được sản xuất.

Polyethylene bicomponent sợi polypropylene trong một cấu hình lõi vỏ, 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 polyethylene 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

Vol. 6


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, một sự thật đặc trưng 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 phân đoạn polyurethane chịu trách nhiệm về tính đàn hồi dài hạn.

H'0 / 4 ~ '0 H 4 - 2

OCN ^ ^ j ^ NCO OCN '~' T'' NH-C-0 ™ 0-C-HN ^ V ^ NCO dầu, CH3 N ii,

macroglycol thơm diisocyanate mềm phân khúc prepolymer

Vol. 6

XƠ 719


OCN-NCO + HO-CH CH'-OH * -/nH-C-0-CH->-CH-> 0-C-Nh \ -

T ii ii


\ 0 0

prepolymer glycol cứng đoạn urethane

OCN-NCO 4 - 2n-R-N «2 * -/hN-C-NH-R-NH-C-NHV-

I! ! )


prepolymer diamin đoạn cứng urê

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.

Bảng 19. Điển hình Các tính chất của sợi đàn hồi 65% rh, 21 ° C

Tài sản Cao su tự nhiên Spandex

độ bền đứt, mN / tex ° 26 79

mở rộng lúc nghỉ,% 500 600

mô đun đàn hồi, mN / texa 1,76 4,4

phục hồi từ 100 phần mở rộng%, 97% 95

độ ẩm lấy lại 65% rh. 1,3%

tỷ trọng 1,21

Để chuyển đổi mN / tex g-f/den, nhân 0,0113.

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 là khả năng thu hồi cao (xem sợi, đàn hồi).

Vol. 6


720 FIBERS

Carbon Fibers

Bởi vì những sợi này kết hợp mật độ thấp với đặc tính cơ học, 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 ly lục giác 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,. mô đun 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 nhiệt độ thấp 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 carbon. 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 sự ổn định nhiệt độ thấp, 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:

- CH, ^ CH, / CH, ^ CH "CH" "CH

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. Cacbon hóa 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


-Cho XH,

XCH ^ CH


/ CH,

CH

N '



'N'

Vol. S FIBERS 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, sự sắp xếp và định hướng của những chiếc máy bay lớp song song với trục sợi được cải thiện mà không mất thêm chi tiết khối lượng. Các tính chất cơ học 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 carbon hoá (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 một hướng ưu tiên, 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 ở nhiệt độ 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 việc chuyển đổi các 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, sợi mesophase dựa trên một sân vẫn giữ được định hướng ưu tiên của mình 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 phân tử thơm 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

tải về 40.22 Kb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©tieuluan.info 2022
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương