ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Требования к исходному ПАН-волокну из "Углеводородные и другие жаростойкие волокнисты материалы" При производстве любого вида волокна одним из существенных моментов являются требования к исходному сырью, во многом определяющие качество конечного продукта. Это еще в больщей мере относится к углеродному волокну, так как свойства последнего в немалой степени зависят от качества ПАН-волокна, его физико-механических свойств, химического состава и текстильной формы волокна. [c.135] Априори можно предвидеть, что на свойства углеродного волокна должны оказывать влияние прочность, степень ориентации, структура, толщина, дефекты волокна и другие факторы. [c.135] Таким образом, при изменении степени вытягивания ПАН-во-локна в указанных пределах отсутствует корреляция между механическими свойствами исходного и углеродного волокон. [c.136] Вытягивание в водяном паре менее эффективно в этом случае прочность ПАН-волокна и углеродных волокон заметно ниже. По данным Статтона [14], вытягивание в паре вызывает появление в волокне большого числа пор (диаметр около 100 А), придающих дефектность волокну, тогда как в процессе вытягивания в глицерине вода удаляется и пористость резко понижается. Немаловажную роль играют условия осаждения полимера при изменении температуры осадительной (роданидной) ванны с 30 до 0°С снижается пористость волокна и уменьшаются размеры фибрилл [15]. При применении диметилацетамидно-водного способа получения ПАН-волокна с повышением концентрации полимера в растворе и понижением температуры осадительной ванны пористость ПАН-волокна также уменьшается [16]. [c.136] В соответствии с данными Моретона [13] (рис. 3.1,й,б), повышение прочности ПАН-волокна сопровождается увеличением прочности карбонизованного и графитированного волокна. Подобная закономерность установлена для модуля исходного и углеродных волокон. Но при этом следует также учитывать дефекты и структуру ПАН-волокна. [c.136] В противоположность мнению Моретона [13] авторы патента [18] наиболее приемлемой средой считают водяной пар. Применение глицерина с практической точки зрения нерационально, и, хотя обогрев паром усложняет аппаратурное оформление процесса, все же предпочтение следует отдать вытягиванию волокна в этой среде. [c.137] Вытягивание проводилось при 100 °С в воде или водяном паре в течение 15 мин. Из приведенных данных следует, что при дополнительном вытягивании волокна значительно увеличивается модуль Юнга. Однако в том же патенте приводятся результаты, согласно которым при изменении условий карбонизации и графитации без дополнительного вытягивания получают волокна с такими же показателями. [c.139] Модуль Юнга Я-Ю , кгс/мм . [c.139] Следовательно, имеющиеся в литературе сведения не позволяют однозначно ответить на вопрос о требованиях, которым должно удовлетворять ПАН-волокно. К тому же в литературе рассматриваются результаты лабораторных исследований, но какие показатели имеют волокна, используемые в производстве, неизвестно. [c.139] Помимо прочности па свойства углеродного волокна большое влияние оказывают загрязнения ПАН-волокна. В результате выгорания инородных включений во время карбонизации на поверхности углеродного волокна возникают трещины, резко снижающие его прочность. Более 95% инородных частиц (в среднем 8 частиц на 1 мм длины волокна) находится на поверхности ПАН-волокна [13]. Из такого ПАН-волокна получается пизкопрочное (116 кгс/мм ) углеродное волокно. [c.139] Из литературных источников нельзя сделать определенный вывод о типах волокон, применяемых для получения углеродных волокон. Сообщается о возможности использования волокон из полиакрилонитрила и разнообразных сополимеров акрилонитрила с виниловыми мономерами. В патентах перечисляется большинство промышленных видов ПАН-волокна, в частности куртель, орлон, акрилан, зефран и другие волокна, содержащие различные сомо-номеры. [c.139] Использование таких сополимеров акрилонитрила позволяет снизить продолжительность окисления волокна до 2—5 ч и температуру до 150—260 °С. Применение сополимерных волокон, в состав которых входят гидроксилсодержащие сомономеры, дало возможность получить графитированные волокна с очень высоким модулем в сочетании с высокой прочностью. [c.140] Авторы патента [21] недостаточно объективно подошли к сравнительной оценке полученных ими данных и результатов исследования контрольных образцов, так как известно, что на основе волокон из сополимеров получены углеродные волокна с более высокими механическими свойствами. Тем не менее применение ПАН-волокон из акрилонитрила и гидроксилсодержащих сомономеров заслуживает внимания. [c.140] Существует несколько способов получения ПАН-волокон, различающихся прежде всего типом применяемых растворителей (органические растворители — диметилформамид, диметилацет-амид, диметплсульфоксид водные растворы роданида натрия, хлорида цинка азотная кислота) и, следовательно, условиями осаждения полимера в процессе формования волокна, от которых существенно зависят структура и морфология ПАН-волокна. [c.141] Текстильная форма ПАН-волокна, используемого для получения углеродного волокна, определяется рядом факторов, главнейшими из которых являются способ получения углеродного волокна (непрерывный или периодический) назначение углеродного волокна и условия получения композиционных материалов затраты на производство и, как следствие, стоимость углеродного волокна. [c.141] Вернуться к основной статье