ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Другие химические волокна из "Углеводородные и другие жаростойкие волокнисты материалы" Изекиль и Спейн [15] считают, что любое волокно, дающее высокий выход коксового остатка, можно рассматривать как потенциальный материал, пригодный для получения углеродного волокна. С подобным мнением нельзя согласиться, так как помимо выхода углерода не менее важную роль играют другие факторы. [c.218] Попытки получения углеродных волокнистых материалов предпринимались прп использовании в качестве исходного сырья волокон на основе алифатических и ароматических полиамидов, ароматических полиэфиров, гетероциклических термостойких полимеров, полиэтилена и др. [c.218] Для волокон из полимеров, плавящихся или размягчающихся при повышенной температуре, обязательным является предварительное окисление волокна для превращения его в неплавкое состояние, после чего волокно можно подвергнуть карбонизации. Под влиянием кислорода воздуха происходит частичная окислительная деструкция и структурирование кроме того, присоединенный кислород облегчает дегидрирование полимера в процессе карбонизации. [c.218] Окисление — наиболее ответственная и сложная операция, определяющая свойства конечного продукта, — проводится при температуре ниже температуры плавления полимера. Температурно-временные параметры должны обеспечить равномерное окисление волокна по всему объему. Для каждого полимера существует оптимальное содержание химически связанного кислорода. При недостатке кислорода волокно в процессе карбонизации претерпевает глубокую деструкцию, в результате чего снижается выход углерода и получается формонеустойчивый материал. По мере увеличения присоединенного кислорода до определенного предела возрастают прочность и модуль Юнга углеродного волокна. При избытке кислорода снижается выход углерода и получается хрупкое углеродное волокно. Параметры окисления подбираются опытным путем. Предварительную полезную информацию дает ТГА-анализ окисленного волокна, проводимый в инертной среде. [c.218] МаксималЬ ная температура. [c.219] Объектом исследования в работе Изекила [16] служило волокно из ароматического полиамида марки Х-101 (типа номекс ) фирмы Моп8ап1о Со. . Использовалась нить толщиной 33 текс, состоящая из 30 элементарных волокон. По данным ТГА, при термической обработке волокна в среде гелия (температура 1000°С) выход коксового остатка составлял 42%. [c.219] Условия окисления волокна подбирались эмпирически и оценивались по свойствам углеродного волокна. В зависимости от режима окисления цвет волокна изменялся до пурпурно-черного и черного. [c.219] Карбонизация проводилась в токе азота при конечной температуре от 915 до 1000 °С. [c.219] В табл. 4.1 приводятся свойства полученных углеродных волокон. Из таблицы видно, что карбонизованное волокно имеет низкие механические показатели. Максимально достигнутая прочность не превышает 52 кгс/мм , а модуль Юнга — 8160 кгс/мм . К тому же отмечается большой разброс механических свойств волокна. Значение плотности примерно такое же, как для других углеродных волокон. [c.219] Полученные волокна были полыми, видимо, потому, что окисление проходило не на всю глубину волокна и при карбонизации внутренняя часть материала выгорала. [c.219] Автор [16] полагает, что при преодолении ряда трудностей, особенно на стадии окисления, из ароматических полиамидов удастся получить углеродное волокно с высокими механическими показателями. [c.220] Исследовалась также возможность получения углеродного волокна из волокна найлон 6,6 [19]. Окисление проводилось на рамке при 220 °С в течение 40 ч затем на той же рамке волокно подвергалось карбонизации (конечная температура 1000°С, скорость подъема температуры 150°С/ч) в среде водорода полученное углеродное волокно имело диаметр 13—16 мкм, прочность 33— 70 кгс/мм и модуль Юнга 9000—17 500 кгс/мм . Дальнейшая термическая обработка волокна до конечной температуры 1400 С проводилась в вакууме в течение 1 ч. После этой операции волокно характеризовалось большим разбросом механических показателей прочность изменялась в пределах 29—150 кгс/мм , модуль Юпга — в пределах 11 200—23 900 кгс/мм . [c.220] В паитенте [20] также описывается способ получения углеродного волокна из волокна найлон и ароматического полиэфирного волокна. [c.220] Таким образом, з полиамидных колокон еще ие ио, учены углеродные волокна удовлетворительного качества. [c.221] В работе использовалось модельное волокно, сформованное из расплава полимера при температуре 250—268 °С. Диаметр волокна 0,075—1,6 мм, длина 90 см. Волокно гладкое, но из-за низкого молекулярного веса полимера и большой жесткости макромолекул очень хрупкое. При добавлении к полимеру 5% графита облегчаются условия формования волокна. В результате карбонизации (конечная температура обработки 800—1400°С) получено углеродное волокно с очень низкой прочностью — всего 14 кгс/мм и невысоким модулем Юнга — 3500 кгс/мм . [c.221] Полиэтиленовое волокно характеризуется высоким содержанием углерода, но под влиянием теплового воздействия претерпевает глубокую деструкцию. При введении в полимер сажи происходит его структурирование, и в таком виде его можно подвергнуть карбонизации [22. [c.221] Исходное волокно приготовлялось из композиции, состоящей из 100 вес. ч. полимера и 200 вес. ч. сажи с частицами размером 1 мкм. [c.221] Вернуться к основной статье