Способ модификации волокон на основе ароматических полиамидов

Способ модификации волокон на основе ароматических полиамидов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ВОЛОКОН НА ОСНОВЕ АРОМАТИЧЕСКИХ ПОЛИАМИДОВ обработкой ор -аническим соединением и отверждением, отличающийс я тем что, с целью повышения прочности волокон на сдвиг, волокно обрабатывают расплавом поликапроамида при 250-260С 20-30 мин.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) 0 01 Г 11 04 В 01 Г 74

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,, 1 .:.: "

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3415729/23-05 (22) 02. 04. 82 (46) 15. 10.83. Бюл. 9 38 (72) Г. С. Головкин, В. П. Дмитренко, A.Н.Рязанцев и A.Ê.Øèáàíoâ (71) Московский авиационный технологический институт им. К.Э.Циолковского (53) 677.494(088.8) (56) 1. Патент ООА Р 4227885, кл. 8-925, опублик. 1980.

2. Дудина A.A. и др. Влияние диффузии компонентов эпоксидных связующих в органические волокна на прочность органопластиков. Доклады

AH СССР, 1981, 257 Р 3, с.670-673 (прототип).

„„SU„„, 1048008 A (54) (57) СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ВОЛОКОН

HA ОСНОВЕ АРОМАТИЧЕСКИХ ПОЛИАМИДОВ обработкой органическим соединением и отверждением, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения прочности волокон на сдвиг, волокно обрабатывают расплавом поликапроамида при 250-260 С 20-30 мин.

1048008

И зо бретet-..i e О- но: : T-, >-: .i тех нологк и i"Io t; чек H я itti v. е них в частности к поьтле1!ию ",ксплуатаЦИОННЫХ ХаРахтн ;.ii!, " . .: .. :;. :;ОН На. осНоВе ар..: . " li -,.:, мкдОв (арамидных ) t(o l,. i.,... .itü ç óìòñ ÿ, например, - ;а;, тi, -t!Олнителей

В КОМПОЗКЦКОННЫ3: .. - c=PttcЛаХ.

Эти волокна О::. .а,.,1 анкзотрспией механических;. :Ойс :. Однако по мере повышения ...:. †.o .. »пик свокств )О волокна приобре а,l =:ыс кке значения осевой прочности и снижают прочносгь на сдвиг и на сжатие. Б результате происходит разделение ьолокон на фибриллы при незначительньх механи- 15 ческих воздействиях, Поэтому применение высокопрочных арамидных воло-. кон ограничивается в основном созданием изделий, работающих на ра тлже2(1

Известен способ упро 1.3ения арамидных и модифицированных арамидных волокон из поли-п-терефтагамида, поли-м-фениленизофталамида, и-аминобензадразида и др. Обработкой кх в пиридине при 100-154 C 30-60 c (1j. Недостатком данного способа является то, что в качестве упрочняющей среды используют токскчный растворитель пкридин, пр». этом резко удлиняется технологический цикл. Обработки, так как необходк,.3а сушка от раст" ворителя.

Наиболее близким к изобретению является ".ïîñîá модификации волокон на основе ароматических полиамкдов 35 обработкой органкческкм соединением — эпоксидным олкгомером (дихлордиаминодифенилметаном) в присутствии отвердктеля малекно13огo ангидрида к отверждением сначала прк 80 С 2 ч, 40

О затем при 140 С 2 ч и при 170 С 2 ч, При использовании зпок=кдных олигомеров разлкчных составов .Оз— можна их диффузия внутрь волокна.

Диффузия облегчается прк снижении вязкости полимеров раствоэктеллмк например стиролом. Степень проникновения полимерных веществ (связующих) в поверхностный слой волокна состав38 ляет 15-30%. Б зависимости от условий пропитки волокна содержанке применяемого связующего в цен-..ре моноволокна либо равиo нулю, либо имеет низкий уровень. Прк отвежден.3и связующего, проникшего r.èóòpü во-локна, происходит упрочнение волокна за счет замены слабых фкзическкх связей между фибрилламк прочной пленкой связующегo, Это повышает прочность при растяженки самогo !3о 60 локна.на 15%. При этом наибо.-,вшей степени упрочнения подвергаются !!оверхностные слои волокна, т.е. именно те слои, в которые проникает связующее 121. 65

Известный способ характеризу".т.ся тем, что упрочняющий состав проникает на небольшую глубину внутрь волокна, поэтому упрочнение волокна наблюдается только в поверхностных слоях. Это не позволяет повысить прочность при сдвиге по всему сечению волокна. При этом различие в химических составах волокна и связующего обуславливает высокий уровень остаточных напряжений по сечению волокна,что не позволяет реализовать возможную прочность волокна при сдвиге. К недостаткам также относят использование при пропитке активного растворителя стирола, обладающего повышенной токсичностью.

Целью изобретения является повышение прочности волокон на сдвиг.

:1ель достигается тем, что согласно способу модификации волокон на

oc! ioB c ароматических поли амидов обработкои Органическим соединением и

Отверждением волокно обрабатывают расплавом поликапроамида при 250260 С 20-30 мин.

Прк такой обработке происходит диффузия алифатического полиамида внутрь волокна и заполнение км межфкбркллярного пространства в волокtte. ()Одбор термодинамически совместимых полимеров, а в даннсм случае упрочняющий полимер — алифатичсский полиамид (поликапроамид) и упpo÷íяемые арамидные волокна (ароматический полиамид}, позволяет улучшить качество обработки (пропкткк) волокна связующим за счет более равьoмеpнoro распределения упро 1н яющег о полкмера по всему

Объему волокна . увеличение и уменьшение температуры обработки волокна расплавом полимера Отрицательно сказывается на прочностных характеристиках самого волок!tà. Прк большей температуре обработки возможна термоокислктельная деструкция упрочняющего полимс ра.

В качестве арамидных волокон используют волокно фенилон (ТУ-6-0632-185-76 к СБМ Туб-06-9-17-76) . В качестзе упрочняющего полимера используют полиамид-б (GCT6-06-С9-76).

Обработку арамидных волокон производят пропусканием их через экструзконную головку, в которую под давлением нагнетают расплав поликапроам.:па,Бремя нахождения волокна в экструзконной головке регулируют скоростью поотягквания. Затем повеРхности отвер>кденных обработанных волокон отмывают трифторэтиловым спиртом ат !tзлишков лолккапроамида, сушат от спирта при 100 С и сматывают на каховки (шпули}.

Режимы обработки волокон фени".oÿ и GDM поликапроамидом и фиэико1048008

Волокно, обработанное

Характеристика предлагаемым способом по примерам

1 2 3 4 5 6 5 по прототипу

Режимы обработки волокон

Температура обработки, С

220 240 250 255 260 270 290

Время обработки, мнн

20 . 20 40

10 20 30

Показатели свойств волокон

Плотность| кг/м 10

1,41 1,4 1,4

1,39 1,39 1,39 1,4

1,39

Разрушающее напряжение при растяжении, МПа

800 805 805 810 780 750 690

800

Разрушающее напряжение при сдвиге, МПа

44 47 55 .60 62 46

При данных режимах термообработки расплав упрочняющего полимера деструктирует.

Таблица

Волокно, обработанное

Характеристика предлагаемым способом по примерам по извесспособу 1 2 3 4 5 6 5

Режим обработки волокон

Температура обработки, . 220 240 250 255 260 270 290 механические свойства волокон, обработанных по известному и предлагаемому способам, приведены соответственно в табл.1 и 2.

Таким образом, при использовании изобретения удается повысить разрушающее напряжение при сдвиге волокна на 30% и получить волокно, стойкое к расщеплению. ИспольЗование упрочненных волокон позволяет повысить качество изготовляемых из них тканей, кордов холстов и .т.д. Армирование ими пластиков позволяет повысить прочность материала при сдвиге на

20-30Ъ.

Т а б л и ц а 1

1048008

Продолжение табл. 2!

Волокно, обработанное

;арактеристика

Время обработки, мин

20

30 25

20 20 40

Показатели свойств волокон

Плотность, l0 энг/м

1,44

3500

Раэрушающее напряжение при сдвиге,МПа 45-47

45, 49

54 61

62 39 35

М

Расплав упрочнякщего полимера деструктирует.

Составитель И.Девнина

Редактор М.Бандура Техред A.Áàáèíåö . 1 орректор А.Тяско

Закаэ 7873/31 Тираж 461 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ра э рушаюце е напряжение при растяже» нии, МПа по известному способу предлагаемым способом по примерам

I Г I Г 1

1 2 3 4 5 6 5

1,43 1,43 1,45 1,45 1,46 1,44 1,44

3500 3500 3450 3500 3550 3200 2800