Технология производства химических волокон — 3-е изд. - Ряузов A.H.
Скачать (прямая ссылка):
Благодаря перечисленным свойствам эти волокна нашли широкое применение в различных областях техники. Из них изготавливают ткани для фильтрации горячих газов и сильно агрессивных жидкостей, кислотоупорные набивки для центробежных насосов и другие изделия.
Однако следует учитывать, что сырьевая база для полифеновых волокон ограничена, а стоимость их значительно выше стоимости других синтетических волокон. Поэтому эти волокна и ткани из них целесообразно применять только в тех случаях, когда другие синтетические волокна не могут выдержать условий эксплуатации.
Фторлоновые волокна. Как указывалось выше, недостатком по* лифеновых волокон является сложность технологии их изготовления из-за нерастворимости политетрафторэтилена. Однако известно, что существуют фторсодержащие полимеры — производные а-олефинов, растворимые в доступных растворителях, например в ацетоне. Получение прядильного раствора в ацетоне значительно упрощает технологический процесс получения нити, так как для формования нитей могут быть использованы существующие методы и оборудование и, кроме того, это дает возможность получить нить более прочную, чем полифеновая.
Текстильная нить из ацетонового раствора фторлона формуется так же, как хлориновая нить, в водно-ацетоновую осадительную ванну, содержащую 4% ацетона, на прядильных машинах, предназначенных для формования текстильных хлориновых нитей.
Прядильный ацетоновый раствор содержит 14—16% полимера. Свежесформованная фторлоновая нить, содержащая значительное количество растворителя, вытягивается на 150—200% между дисками на прядильной машине при комнатной температуре.
Для повышения прочности высушенная нить дополнительно вытягивается в среде глицерина, нагретом до 136—142 °С. Суммарная вытяжка фторлоновой нити может быть доведена до 1500—1600%. Затем нить отмывается от глицерина и сушится с одновременной термофиксацией при 120—130 °С в течение 1 ч. При такой обработке удлинение нити повышается с 8—10% до 12—20% без снижения прочности.
Плотность фторлонового волокна составляет 2130 кг/м3. При вытягивании нити на 1500% ее прочность может быть доведена
До 1—1,2 ГПа. Такая высокая прочность фторлоновых нитей не всегда нужна, тем более, что при этом снижается удлинение нити. Поэтому часто оказывается достаточным вытягивать нить на 300— 400%, что значительно упрощает технологический процесс и дает возможность получать нити с прочностью 0,5 ГПа. Удлинение нити можно регулировать в пределах от 8 до 40%, что связано со степенью вытяжки и терморелаксацией нити.
Гигроскопичность фторлоновых волокон очень незначительна, примерно такая же, как полифеновых, поэтому прочность и эластические свойства фторлоновых волокон в сухом и мокром состоянии не изменяются.
Светостойкость этих волокон высокая, равная примерно светостойкости полифеновых волокон и не уступающая светостойкости полиакрилонитрильных волокон. Хемостойкость фторлоновых волокон так же высока, как и хемостойкость полифеновых волокон. Эти волокна устойчивы в концентрированной азотной кислоте как при нормальной, так и при повышенной температуре.
По термостойкости фторлоновые волокна значительно уступают полифеновым. С увеличением степени вытяжки термостойкость их несколько повышается, но даже для высокопрочных фторлоновых волокон максимальная температура, при которой они могут применяться, не превышает 120—130 °С.
Как видно из приведенных данных, свойства фторлоновых и полифеновых волокон довольно близки, кроме прочности, которая у фторлоновых волокон в несколько раз больше, чем у полифеновых, и термостойкости, которая у полифеновых волокон значительно выше, чем у фторлоновых волокон.
Технология получения фторлоновых волокон менее сложна, чем полифеновых, но сырьевая база для фторсодержащих волокон ограничена.
Глава 22
ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
По мере развития науки и техники к химическим волокнам предъявляются новые требования, которым не удовлетворяют серийно вырабатываемые волокна. Для ракето- и самолетостроения в большом количестве требуются термостойкие и жаростойкие волокна, которые могут работать при температурах от 300 до 3000 °С. Для армирования различных технических изделий нуж-,ны волокна с большой прочностью (около 2,5 ГПа) и с начальным модулем 300—400 ГПа.
Для медицинских целей необходимы бактерицидные волокна; ряд отраслей народного хозяйства нуждается в негорючих, ионообменных, водо- и маслоотталкивающих, полупроводниковых и других волокнах со специальными свойствами.
Некоторые волокна вырабатываются в промышленном масштабе (стеклянные волокна); термостойкие, жаростойкие и другие волокна вырабатываются в полупроизводственном масштабе.
22.1. ТЕРМОСТОЙКИЕ ВОЛОКНА
Искусственные и синтетические волокна не могут работать при высоких температурах, так как при температуре около 2000C они плавятся или разлагаются вследствие термической деструкции. Капроновые и лавсановые волокна при 1400C теряют 50% прочности, которая восстанавливается при охлаждении. Обратимые изменения свойств химических волокон характеризуют его теплостойкость. Необратимые изменения свойств химических волокон при высоких температурах, претерпеваемые ими во времени, определяют их термостойкость.
