Пористость - волокно
Cтраница 2
 |
Корреляция межслоевой прочности при сдвиге композиционных материалов на основе углеродных волокон с модулем упругости волокон [ ПО ]. [16] |
Корреляция между межслоевой прочностью при сдвиге композиционных материалов на основе углеродных волокон и модулем упругости волокон ( рис. 2.59) [110] отражает важнейший недостаток углеродных волокон. Это частично обусловлено тем, что поверхность низкомодульных высокопрочных ( тип 2) углеродных волокон - открытая и высокопористая, тогда как поверхность высокомодульных ( тип 1) волокон - более гладкая. Пористость волокон вызывается выделением летучих продуктов пиролиза, количество которых уменьшается в процессе графитизации с одновременным повышением регулярности кристаллов в результате протекания диффузионных процессов. Другим важным фактором, определяющим сдвиговую прочность этих материалов, является способность полимерного связующего смачивать поверхность углеродных волокон. Низкомодульные углеродные волокна имеют более высокую поверхностную энергию из-за наличия большого количества химически активных групп. Количество этих групп уменьшается при повышении температуры карбонизации, и они практически исчезают при графитизации. Для решения проблемы низкой сдвиговой прочности композиционных материалов на основе углеродных волокон было проведено большое число исследований по повышению адгезионной прочности сцепления волокон с матрицей без снижения прочности волокон. [17]
Волокно полифен после термообработки представляет собой пористую систему из спекшихся частиц ПТФЭ. При этом не наблюдается полного слияния ( коалесценции) частиц, а их форма и размеры не отличаются от исходной формы и размеров частиц в дисперсии. Суммарный объем пор в таком волокне, по данным ртутной порометрии, составляет [38] 0 05 смэ / г. Относительно невысокий для систем такого типа показатель пористости волокна полифен, по-видимому, обусловлен наличием в исходной дисперсии ПТФЭ частиц различного размера, которые, распределяясь статистически равномерно, увеличивают степень заполнения свободного объема и снижают таким образом пористость волокна. [18]
Волокно полифен после термообработки представляет собой пористую систему из спекшихся частиц ПТФЭ. При этом не наблюдается полного слияния ( коалесценции) частиц, а их форма и размеры не отличаются от исходной формы и размеров частиц в дисперсии. Суммарный объем пор в таком волокне, по данным ртутной порометрии, составляет [38] 0 05 смэ / г. Относительно невысокий для систем такого типа показатель пористости волокна полифен, по-видимому, обусловлен наличием в исходной дисперсии ПТФЭ частиц различного размера, которые, распределяясь статистически равномерно, увеличивают степень заполнения свободного объема и снижают таким образом пористость волокна. [19]
 |
Изменения структуры и свойств волокон из теплостойкого ПВХ при термической ( 110 С вытяжке после формования. [20] |
Происходящая при этом капсуляция пор затрудняет доступ жидкости во внутренние слои волокна. При дальнейшем увеличении кратности вытяжки до а 2 5 - 3 наблюдается разрыхление структуры волокна, снижение прочности, устойчивости к двойным изгибам и теплостойкости. Резко увеличивается удельная поверхность, а также относительная объемная пористость. Пористость волокна с а 3 даже превышает пористость исходного невытянутого и непрогретого волокна. Поскольку удлинение волокон со 2 5 - 3 практически то же, что и у волокон с а 2, то, по-видимому, ухудшение механических свойств волокон обусловлено увеличением дефектности структуры в большей степени, чем разориента-цией. На основании этих результатов можно предположить, что в диапазоне кратности вытяжки 2 5 - 3 происходит разрушение структуры геля, образовавшегося при формовании волокон в осадительной ванне. Дальнейшее вытягивание волокон ( а 5) ведет к формированию ориентированной структуры, возможно, из фрагментов структуры разрушенного геля. Преобладающими становятся процессы уплотнения структуры волокна. Заметно снижаются удельная поверхность и пористость волокон. Прочность, устойчивость к двойным изгибам и теплостойкость волокон увеличиваются, а удлинение уменьшается. [21]
Широкое распространение получил метод сухого формования для получения тонкостенного полого ацетатного волокна, которое после омыления ацетильных групп используют для изготовления гемо-диализаторов [ 5, с. Обычно кроме полимера и растворителя в состав формовочного раствора вводят нерастворитель, играющий роль порообразо-вателя. Тогда для обеспечения пористости волокна нерастворитель из него удаляют вымыванием. Для получения полых волокон с непористыми стенками может быть использован двухкомпонентный раствор, содержащий только полимер и растворитель. [22]
 |
Изменения структуры и свойств волокон из теплостойкого ПВХ при термической ( 110 С вытяжке после формования. [23] |
Происходящая при этом капсуляция пор затрудняет доступ жидкости во внутренние слои волокна. При дальнейшем увеличении кратности вытяжки до а 2 5 - 3 наблюдается разрыхление структуры волокна, снижение прочности, устойчивости к двойным изгибам и теплостойкости. Резко увеличивается удельная поверхность, а также относительная объемная пористость. Пористость волокна с а 3 даже превышает пористость исходного невытянутого и непрогретого волокна. Поскольку удлинение волокон со 2 5 - 3 практически то же, что и у волокон с а 2, то, по-видимому, ухудшение механических свойств волокон обусловлено увеличением дефектности структуры в большей степени, чем разориента-цией. На основании этих результатов можно предположить, что в диапазоне кратности вытяжки 2 5 - 3 происходит разрушение структуры геля, образовавшегося при формовании волокон в осадительной ванне. Дальнейшее вытягивание волокон ( а 5) ведет к формированию ориентированной структуры, возможно, из фрагментов структуры разрушенного геля. Преобладающими становятся процессы уплотнения структуры волокна. Заметно снижаются удельная поверхность и пористость волокон. Прочность, устойчивость к двойным изгибам и теплостойкость волокон увеличиваются, а удлинение уменьшается. [24]
При формовании в водных ваннах существенное, а в ряде случаев решающее влияние на свойства получаемого волокна оказывает концентрация растворителя в осадительной ванне. Применение ванны, содержащей меньшее количество диметилформамида, нецелесообразно, так как при этом значительно ускоряется процесс коагуляции и получается более хрупкое волокно. Наоборот, при увеличении концентрации диметилформамида в ванне до 60 - 70 % в результате замедления процесса коагуляции повышается эластичность волокна, и в частности уменьшается потеря прочности в петле. Одновременно возрастает плотность и уменьшается пористость волокна. [25]
Как следует из данных табл. 28.2, с увеличением кратности двухступенчатой вытяжки до a s 12 повышаются прочность и устойчивость к двойным изгибам и одновременно возрастают удельная поверхность и пористость волокон. При более высоких кратностях вытяжки происходит снижение всех этих показателей. Таким образом, наблюдается связь между механическими свойствами и структурой волокон, прямо противоположная той, которая была описана ранее для вытягивания волокон сразу после формования. Из общих представлений о структуре волокон следует, что после перестройки структуры геля, образовавшегося при формовании, при невысоких кратностях вытяжки дальнейшее вытягивание ведет к формованию фибриллярной структуры волокон с высокой плотностью полимера в фибриллах и развитой поверхностью фибрилл. Уменьшение напряжений, прочности, удельной поверхности и пористости волокон в области больших кратностей вытягивания ( а 12) связано, по-видимому, с разрушением фибриллярной структуры волокон, что облегчает нарастание пластической деформации за счет высоко эластической ( судя по данным рис. 28.1) и приводит затем к разрыву волокна. [26]
 |
Изменения структуры и свойств волокон из теплостойкого ПВХ при термической ( 110 С вытяжке после формования. [27] |
Происходящая при этом капсуляция пор затрудняет доступ жидкости во внутренние слои волокна. При дальнейшем увеличении кратности вытяжки до а 2 5 - 3 наблюдается разрыхление структуры волокна, снижение прочности, устойчивости к двойным изгибам и теплостойкости. Резко увеличивается удельная поверхность, а также относительная объемная пористость. Пористость волокна с а 3 даже превышает пористость исходного невытянутого и непрогретого волокна. Поскольку удлинение волокон со 2 5 - 3 практически то же, что и у волокон с а 2, то, по-видимому, ухудшение механических свойств волокон обусловлено увеличением дефектности структуры в большей степени, чем разориента-цией. На основании этих результатов можно предположить, что в диапазоне кратности вытяжки 2 5 - 3 происходит разрушение структуры геля, образовавшегося при формовании волокон в осадительной ванне. Дальнейшее вытягивание волокон ( а 5) ведет к формированию ориентированной структуры, возможно, из фрагментов структуры разрушенного геля. Преобладающими становятся процессы уплотнения структуры волокна. Заметно снижаются удельная поверхность и пористость волокон. Прочность, устойчивость к двойным изгибам и теплостойкость волокон увеличиваются, а удлинение уменьшается. [28]
Страницы: 1 2