Морфологія волокон
Найбільш повно морфологія волокон кевлар-49 освітлена на роботах [5-7]. Як волокна, так і композиційні волокнисті матеріали (КВМ) на їх основі вивчалися методом скануючої (СЕМ) та електронної мікроскопії, що просвічує (ПЕМ). Нижче будуть описані морфологічні особливості волокон, 342
Мал. 12.3. Поверхня іомодіфікованого волокна кевлар (Х3000)
Мал. 12.9. Поверхневе руйнування одиночного волокна кевлар при затягуванні вузла
Підданих різним механічним впливам (розтягуванню, крученню, поздовжньому розриву, стиску та складному вигину). Більш повну інформацію про такі характеристики волокон наведено у роботах [5, 61. Характерні морфології волокна кевлар-49 представлені на рис. 12.3, а та б. Поверхня одиночного волокна складається з безлічі глобулярних частинок та жолобків, переважно орієнтованих у поздовжньому напрямку. Виникнення цих жолобків можна пояснити відшаровуванням полімерної речовини з поверхні волокна, що наводить на думку про мікрофібрилярну структуру волокна.
На рис. 12.4 показана поверхня одиночного волокна після дії крутки з числом витків 70 см-1. Добре видно гвинтовий жолобок, який після розкручування волокна знову виявляється паралельним осі волокна. Мікроструктура волокна кевлар-49 оцінена методом ПЕМ, показана на рис. 12.5. Очевидно, що дефекти структури спостерігаються не лише на поверхні, а й усередині волокна.
На рис. 12.6 представлені СЕМ-фотографії зрізу волокна, зробленого лезом для гоління: кінець волокна виявляється як би роздавленим. Руйнування волокна кевлар-49 при розтягуванні відбувається за міжфібрилярним механізмом з виривом ділянок мікрофібрил (рис. 12.7). У той самий час при поперечному стисканні волокна залишаються переважнонеушкодженими, крім ділянки стиснення волокна (рис. 12.8). Дуже цікавими є мікрофотографічні дані про зміну морфології волокон кевлар-49 при деформації їх у вузлі. При малих навантаженнях з'являються зони стиснення з внутрішньої сторони перегину волокна. При збільшенні деформації (при затягуванні вузла) відбувається сильна фібрилізація із відщепленням мікрофібрил із поверхні волокна. Волокно кевлар-49 зберігає у вузлі трохи більше 50 % вихідної міцності (рис. 12.9, і б).