ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изменения в невытянутом волокне до вытягивания из "Полиэфирные волокна" Путем фотографирования волокна на различных расстояниях от фильеры при помощи поляризационного микроскопа с кварцевым клиновым анализатором были измерены поперечное сечение и двойное лучепреломление. Температура движущейся нити была вычислена полуэмпирическим способом, а натяжение в затвердевающей нити замерено тензометром. Полученные данные приведены на рис. 5.20. Характер распределения ускорения и роста двойного лучепреломления по пути нити в прядильной шахте приведен на рис. 5.21 [75]. [c.120] Важными факторами, влияющими на степень предориентации, являются напряжение в зоне высокоэластической деформации нити п скорость охлаждения. [c.121] Чем выше скорость формования, тем больше трение нити о воздух п тем больше предориентация. Эту зависимость можно проследить по рис. 5.22 для случая формования полиэфирных нитей с линейной плотностью 93,4 текс. При скоростях формования 4-10 — 5-10 м/мин двойное лучепреломление увеличивается на порядок и составляет (2—5)-10 . [c.121] Увеличение скорости обдувочного воздуха с О до 3,1 м/с ведет к резкому увеличению угла наклона кривой роста двойного лучепреломления кп и конечного значения предориентации нити [72]. Это видно из рис. 5.23. Зона ориентации и завершения деформации струи полимера с увеличением скорости обдувочного воздуха поднимается по направлению к фильере, и наблюдается рост градиента скорости нити. [c.121] По этим данным можно заключить, что при усилении обдувки высокие значения градиента скорости приближаются к зоне завершения деформации, в которой температура струи находится в области стеклования полиэфира 1 7]. В зтих условиях увеличивается относительная доля деформации струи в силовом поле, вызывающем ориентацию макромолекул и, наоборот, сокращается зона, в которой из-за теплового двигкения происходит обратный процесс релаксации макромолекул. [c.121] Зависимость степени предориентации от скорости обдувочного воздуха нелинейна и при малых скоростях воздуха Дге даже может уменьшаться. Это показано на рис. 5.24. Наблюдаемое снижение Ди при увеличении скорости обдувочного воздуха от О до 0,25 м/с может быть связано с сокращением области высоких градиентов скорости в зоне затвердевания. Фактором, способствующим увеличению Ди при повышенных скоростях воздуха, является отклонение пучка волокон от вертикального положения. Сила, действующая вдоль оси волокна, будет равнодействующей двух сил — силы перпендикулярного воздушного потока и трения нити о воздух при проходе вниз по шахте [76]. [c.122] Степень предориентации находится в прямой зависимости от молекулярной массы полиэтилентерефталата, поскольку повышение вязкости способствует замедлению дезориентационного теплового процесса, и в обратной зависимости от температуры формования, снижающей вязкость полимера. В среднем при повышении температуры расплава на 5 °С двойное лучепреломление снижается на 0,2-10 . [c.122] Степень предориентации можно регулировать. Предориентацию уменьшают путем установки обогреваемой манжеты под фильеру нли снижением зоны обдувки нити воздухом увеличивают — путем установки обогреваемой манжеты примерно на 50—80 см ниже фильеры или путем лодачи воздуха ближе к фильере. [c.122] Учитывая сложный характер процессов, происходящих в зоне охлаждения нити, чаще всего оптимальный вариант подбирают эмпирически, стараясь соблюдать в дальнейшем стандартность условий формования. [c.122] Ориентация, приобретенная волокном в процессе формования, не является устойчивой, поскольку продолжительность пребывания нити в шахте до полного охлаждения невелика. За столь короткий срок не успевает пройти сколько-нибудь заметная кристаллизация, в результате которой могло бы закрепиться ориентированное состояние. Показано [78], что при прогреве нити до 90 °С без натяжения двойное лучепреломление почти мгновенно падает даже до отрицательной величины. Прогрев нити под натяжением замедляет, но не исключает уменьшения двойного лучепреломления (рис. 5.25). [c.122] Такой характер релаксационного процесса прямо указывает на высокоэластическую природу роста ориентации в процессе формования, поскольку высокоэластнческая деформация — механически обратимый и термодинами-чески необратимый процесс, протекающий во времени. Последнее объясняется тем, что часть механической энергии в процессе релаксации рассеивается в виде тепла при преодолении внутреннего трения. [c.123] При хранении невытянутого волокна в условиях нормальной температуры в нем с течением времени наблюдается уменьшение двойного лучепреломления, Которое носит экспоненциальный характер и заканчивается через 1 ч (рис. 5.27). Одновременно в течение 4—5 ч увеличивается возможная кратность естественной вытяжки (т. е. та часть общей кратности вытяжки, которая проходит при постоянном напряжении) и модуль упругости. Последний также возрастает в течение более суток, а средняя плотность увеличивается за 3 суток примерно на 0,005 г/см . [c.123] Эти наблюдения позволяют сделать вывод, что одновременно с процессом релаксации проходит и уплотнение структуры, носящее, по-видимому, локальный характер, как это было показано в работе [48]. [c.123] Об этом свидетельствует повышение модуля упругости и средней плотности. При подсыхании волокна модуль упругости возрастает в еще большей степени. Наоборот, после непродолжительного смачивания водой подсохшего волокна, его модуль упругости уменьшается почти до первоначального значения. [c.123] По указанным выше причинам вытягивание волокна проводят не раньше, чем через 2 ч после формования, а контроль двойного лучепреломления — не ранее, чем через 1 ч. [c.124] Вернуться к основной статье