Криві ізометричного нагріву - Довідник хіміка 21
Хімія та хімічна технологія
Криві ізометричного нагріву
Насамперед привертає увагу характер термомеханічних кривих (у координатах деформація — температура скорочення з напругою як параметр), представлених на рис. 9. Скорочення обумовлено плавленням спіральних кристалічних ділянок. Видно, що воно являє собою справжній фазовий перехід 1-го роду, без будь-якого розмазування за температурною шкалою. По-друге, що навіть ще суттєвіше, видно, як із підвищенням навантаження зменшується величина деформації (скорочення) п підвищується температура переходу, що повністю відповідає термодинамічних принципів, окреслених вище. Екстраполюючи сімейство кривих, зображених на рис. 9, до нульової деформації, ми можемо визначити деяку критичну температуру, якій має відповідати критичне навантаження, що зберігає довжину зразка, що нагрівається, незмінною. Результати такої екстраполяції зображені на рис. 10(2,6. Але перш за все звернемо увагу на криву ізометричного нагріву волоконець. Зрозуміло, ми не можемо довести її до критичної температури. Однак, будучи перевернутою, тобто представленою в координатах температура — внутрішня напруга (рис. 10в), вона в точності збігається з термомеханічною кривою в координатах температура плавлення — зовнішня напруга (рис. 106), що легко одержується з рис.9. Таким чином, ми переконуємося у повній еквівалентності.
Незначна розорієнтація матеріалів при опроміненні підтверджена даними по дослідженню кривих ізометричного нагріву опромінених і неопромінених зразків за методикою, запропонованою Кувшинським зі співр. [12].[c.366]
А. І. Не в 6 р о в. У наших дослідах (постійність швидкостей витяжки,температури витяжки, умов охолодження зразків) ступінь орієнтації однозначно визначається величиною подвійного променезаломлення, ступінь зниження величини подвійного променезаломлення в результаті опромінення дозволяє судити про величину зміни ступеня орієнтації. Аналогічні дані отримані нами при дослідженні кривих ізометричного нагріву (за Кувшинським), як зазначено у доповіді. На жаль, обсяг доповіді не дозволяє навести всі отримані нами дані і ми. обмежилися лише даними щодо зміни величини подвійного променезаломлення в результаті опромінення.[c.369]
Для оцінки змін, що відбуваються при теплових обробках, структури волокон визначали фізико-механічні показники і фарбування волокон за методикою, описаною в роботі В. Д. Фіхмана, М. А. Аш та ін. Крім того, проводили оптичну мікроскопію поперечних зрізів (площа поперечного перерізу волокна визначали планіметром). Знімали також криві ізометричного нагріву, за якими визначали величину максимальної напруги акс. і відповідну температуру Гмакс.- Ці параметри дозволяють судити про величину внутрішніх напруг, рухливості структурних утворень і рівень міжмолекулярної взаємодії.[c.218]
Раніше було показано, що криві ізометричного нагріву дуже чутливі до змін, що відбуваються у структурі волокна під впливом різних обробок. У цій статті дані, отримані методом ізометричного нагріву, зіставляються з даними найпоширеніших методів оцінки[c.231]
Ізометричне нагрівання полівінілхлоридних волокон виробляли в інертних рідинах і рідинах, що викликають набухання волокна. Виявилося, що у воді, гліцерині та силіконовому маслі виходять аналогічні криві ізометричного нагріву.однаковими величинами Г акс. (Табл. 1). Так само веде себе волокно і в повітряному середовищі. У водних розчинах диметилформаміду, що послаблюють міжмолекулярну взаємодію в полівінілхлоридних волокнах, максимум на кривій ізометричного нагріву зміщується у бік нижчих температур (Гмакс. знижується). На рис. 1-6 наведено дані про вплив орієнтаційного витягування та теплових обробок на вигляд та основні характеристики ізометричних кривих.[c.232]
Криві ізометричного нагріву дозволяють судити не тільки про величину внутрішньої напруги, а й про молекулярні сили і про різноманітність надмолекулярних утворень у волокнах (за кількістю та формою максимумів на кривих ізометричного нагріву).[c.401]
Крива ізометричного нагріву [3][c.103]
У свою чергу, модуль еластичності волокон і ниток тісно пов'язаний з внутрішніми напругами, що визначаються ізометричним методом [3, 5]. Чим більша максимальна напруга в аморфній області волокна на кривій ізометричного нагріву (рис. 6.2), тим більше за інших рівних умов (температура, гнучкість макромолекулярних ланок) і модуль еластичності Ме-[c.103]
Властивість волокон сідати при нагріванні або набуханні безпосередньо пов'язане з наявністю в них внутрішніх напруг [3], які можуть бути характеризуються кривими ізометричного нагріву (див. рис. 6.2) або за рівнем нерівноважності.[c.116]
Одночасно, мабуть, збільшується і орієнтація в аморфних областях полімеру, про що можна судити за появою низькотемпературного максимуму на кривій ізометричного нагріву поліпропіленового волокна, отриманого зі швидкістю намотування 4000 м (хв (рис. 2).[c.114 ]
Отримані дані наведено у табл. 4. З таблиці видно, що зашвидкості намотування 1000-2000 м/хв з підвищенням температури розплаву спостерігається зниження загальної молекулярної орієнтації, орієнтації кристаллітів та зменшення величини максимальної напруги на кривих ізометричного нагріву. При швидкостях намотування вище 2000 m muh вплив температури розплаву на ці показники практично непомітний, хоча залежність механічних показників від температури розплаву зберігається до швидкості намотування 4000 м/хв. В цілому, як і слід було очікувати, вплив температури розплаву значною мірою аналогічний до впливу молекулярної ваги.[c.117]
Рнс. 8.9. Криві ізометричного нагріву капронових ниток, різного ступеня витяжки[c.236]
Було виведено [28] рівняння геометричного місця максимумів для кривих ізометричного нагріву[c.237]
Початковий спад на кривій ізометричного нагріву пояснюється тепловим розширенням волокна, з подальшим підвищенням температури збільшується кінетична енергія руху сегментів, ланцюги прагнуть перейти у вигідний термодинамічний стан до згорнутих конформацій. Виникають реактивні зусилля в затискачах приладу, і напруга зростає. При високих температурах, близьких до Гпл волокна відбувається інтенсивне руйнування міжмолекулярних зв'язків, процес ковзання сегментів полегшується і з'являється максимум. З рис. 8.10 видно, що зі збільшенням ступеня витяжки (це відповідає зростанню молекулярної орієнтації у волокні за такими показниками, як орієнтація ланцюгів в аморфній фазі та середньомолекулярна орієнтація), область працездатності волокна збільшується.[c.238]
При орієнтуванні полімерних ланцюгів структура волокна стає нерівноважною. Міру нерівноважності структури можна оцінити, вимірюючи напруги, що виникають у волокні при повільному його нагріваннізакріпленому стані (за сталості довжини волокна). Виходять звані криві ізометричного нагріву [33]. Природно, що зі збільшенням ступеня витягування волокна значення напруги на кривих ізометричного нагріву зростають. Слід мати на увазі, що внутрішні напруги відповідають ступеню витягування, якщо волокно не піддавалося додатковим тепловим обробкам, від яких вони також змінюються.[c.102]
За зміною властивостей полімерного матеріалу при нагріванні або охолодженні можна спостерігати за зміною як так і е. Залежність е = / (7) при ст = onst одержала назву термомеханічної кривої, а ст = / (7) при е = onst - кривої ізометричного нагріву.[c.131]
О — результати, отримані при термодеформаційних вимірах (див. рис. 9) Д — результати, отримані шляхом розрахунку для довільно вибраних точок кривої ізометричного нагріву.[c.62]
Тепер звернемо увагу на іншу цікаву обставину, пов'язану з кооперативністю взаємодій в одномірно-упорядкованих системах. Використовуючи рівняння (8) і підставляючи експериментальні значення Гпл, сг і AL, можна розрахувати снерва питому теплоту плавлення АЯ р, а від неї перейти до молярної теплоти, розрахованої на моль мономерних ланок Ані- Відповідна крива наведена рис. 12 нижня крива відповідає даним Флорі зі співробітниками [30] відмінності слід віднести, мабуть, на рахунок того, що в нашій роботі [6, 31] дублення волоконець було проведено в інших умовах. З графіка знаходимо АЯ = 2,5 ккал1моль. Але можна зробити й іншим шляхом. Розвиток внутрішніх напруг у нерухомо закріпленому зразку є мірою його денатурації. Знаючи критичне іаіраяжение, якому мав би відповідати максимум кривої ізометричного нагріву,можна оцінити відносний ступінь денатурації[c.64]
Мрія та рентгенограмами термооброблених волокон. Рентгеноструктурний аналіз свідчить, що до високотемпературної витяжки волокна мають аморфну чи аморфно-кристалічну структуру. Орієнтація при підвищених температурах призводить до різкої кристалізації волокон, причому для макромолекул з меншою кінетичною рухливістю характерна сильніша дефектність у поперечному напрямку. Спостерігається так звана одновимірна кристалічність [37, 38]. Припускають, що сильна дефектність у поперечному напрямку жорстколанцюгових поліамідів обумовлена релаксаційним механізмом структуроутворення при орієнтації у високотемпературному полі. Макромолекули ароматичних поліамідів з високою жорсткістю і сильною міжмолекулярною взаємодією, як відомо, вимагають великих часів релаксації, що не можна порівняти з реальними часами термообробки (максимальна тривалість термообробки для різних волокон з ароматичних поліамідів становить кілька секунд [32]). При такому короткочасному контакті з нагрітою поверхнею в оброблюваних волокнах процеси орієнтації та структуроутворення не можуть пройти повністю і в більшості випадків виникає напружена структура, що відбивається на кривих ізометричного нагріву [35]. Кристалічна структура з тривимірним порядком була отримана для деяких волокон з ароматичних поліамідів з високою жорсткістю ланцюга лише[c.100]
Незалежно від ступеня регулярності надмолекулярних утворень, що виникають, сумарна енергія міжмолекулярних взаємодій на другій стадії теплової або термопластифікаційної обробки хімічних волокон зростає і формостійкість текстильних виробів при подальших обробках збільшується. Цепроявляється у виникненні або збільшенні другого максимуму внутрішньої напруги на кривих ізометричного нагріву (див. рис. 5.1), збільшенні щільності волокна (див. рис. 5.3), появі максимумів на рентгенограмах або в інших фізичних ознаках, що приписуються зазвичай появі кристалічної фази в твердому полімері .[c.91]
ТМА-криві, одержані в режимі постійної дії вантажу, можуть бути зіставлені з графіками інших залежностей, що пов'язують деформаційні властивості полімерів. Таке зіставлення дозволяє наочніше пояснити сутність термомеханічного методу. У книзі [166] можна знайти побудовану для аморфного лінійного полімеру схематичну діаграму у просторових координатах е-а-Т. На одній з координатних площин зображено графік е(а), що відповідає дослідженням ізотермічної деформованості, на іншій — 8(Г) — власне термомеханічна крива, тоді як на третій розташовується крива ізометричного нагріву (ДИН) — а Т), що раніше згадувалася. Слід тільки внести деяке уточнення, звернувши увагу на те, що наведені в [166] графіки являють собою по суті не самі криві зазначені залежностей, а лише проекції їх на координатні площини. Криві ізометричного нагрівання :[c.133] [c.321] [c.28] [c.62] [c.235] [c.236] [c.113] [c.114] Термо-жаростійкі та негорючі волокна (1978) - [c.100]