СИНТЕТИЧЕСКИЙ ТРОС Российский патент 1997 года по МПК D07B1/02 

Изобретение относится к области производства канатных изделий и может быть использовано в тросах из синтетических материалов.

Известен синтетический трос, содержащий сердечник из высокопрочных элементов и оболочку из переплетенных низкомодульных комплексных нитей с покрытием.

Целью изобретения является повышение стойкости к тепловому воздействию и эксплуатационной надежности.

Указанная цель достигается за счет того, что элементы сердечника выполнены на основе полипараимидных волокон, оболочка выполнена из комплексных поли-ε-капроамидных нитей, а покрытие выполнено из композиции на основе сополимера тетрафторэтилена с винилденфторидом и технического углерода с объемным отношением первого к последнему в пределах (100/29.90/33), при этом объемное отношение покрытия к нитям оболочки выбрано в пределах (40/50. 50/60).

На фиг. 1 представлен общий вид синтетического троса, на фиг. 2 - зависимость деформации и изменения электрического сопротивления комплексных нитей с разной толщиной "оболочки".

Синтетический трос содержит сердечник 1 из высокопрочных элементов 2 на основе полипараимидных волокон и оболочку 3 из переплетенных низкомодульных комплексных поли-e-капроамидных армирующих нитей 4 с покрытием 5, выполненным из негорючей композиции на основе сополимера тетрафторэтилена с винилденфторидом и технического углерода, взятых в объемном соотношении от 29/33 до 90/100 при объемном соотношении покрытия и поли-e-капроамидных нитей от 40/50 до 50/60. Сердечник 1 выполнен из параллельно уложенных высокопрочных жгутов.

Технология изготовления многослойных комплексных нитей представляет собой процесс, основными операциями которого являются приготовление в аппарате-десольфере (12-15)% ацетонового раствора сополимера тетрафторэтилена с винилденфторидом и введение в указанный раствор определенного количества сажи для обеспечения заданного номинала электропроводящей композиции, механическое перемешивание сополимера и сажи и подача полученной суспензии с помощью насоса в роторно-пульсационный диспергатор, обезвоздушивание и вакуумирование в вакуум-камере и подача саженаполненного сополимера тетрафторэтилена с винилденфторидом с помощью дозирующего насосика в фильерный комплект для нанесения на поверхность волокнистого наполнителя "оболочки". Полученная комплексная нить структуры "оболочка-ядро" поступает в термокамеру для удаления растворителя и далее на перемотку.

Разработка состава "оболочки" представляла одну из основных задач при получении вышеупомянутых комплексных нитей. Для экспериментальной проверки состава композиции "оболочки" были изготовлены прядильные растворы и пленки на основе вышеупомянутых материалов.

Пример. В аппарат-десольфер загружают растворы в ацетоне сополимера тетрафторэтилена с винилденфторидом и технический углерод при массовом соотношении ингредиентов, указанном в таблице 1. Затем производят гомогенизацию, обезвоживание и формование пленок из полученной композиции.

Анализ данных, представленных в табл. 1, показывает, что наиболее предпочтительным являются композиции по примерам 2-5, обеспечивающие заданное погонное сопротивление комплексной нити (см. табл. 2).

Для определения оптимальной структуры синтетического троса были проведены исследования по изучению деформации и изменению электрического сопротивления от температуры комплексной нити.

Из данных, представленных на фиг. 2, видно, что величина деформации усадки зависит не только от температуры прогрева нити, но и от деформационных свойств материала ядра и толщины "оболочки" комплексной нити. В этом случае, чем толще покрытие на "ядро", тем, при прочих равных условиях, меньше усадка комплексной нити и изменение ее линейного электрического сопротивления.

Исходя из компромиссного решения между технологическими возможностям формования комплексной нити типа "оболочка-ядро" и ее эксплуатационными характеристиками (электропроводность, рабочая температура), был определен оптимальный состав комплексной нити структуры "оболочка-ядро", в которой "оболочка" составляет порядка (35^oC40), а "ядро" (60^oC65) масс.ч. при общей толщине нити (50-55) текс. В этом случае рабочая температура нити составляет (111^oC120)^oC. Как видно из фиг. 2, при указанных температурах (время воздействия 5 часов) усадка нити не превышает 5% а изменение электропроводности в сторону ее уменьшения 10%
Как показали результаты испытаний на пожаростойкость, синтетический трос обладает высокой огнестойкостью. При пиролизе исследуемый материал при температуре (650-850)^oK переходил в вязко-пластичное состояние, причем на дериватограммах отчетливо видны две стадии процесса. Первая эндотермическая (разложение поверхностного слоя покрытия с интенсивным выделением летучих), вторая слабоэкзотермическая с низкой скоростью потери массы, причем первая стадия сосредоточена в более узкой температурной области. Дериватографические исследования осуществлялись на приборе "МОМ" в условиях линейно-программированного нагрева до 1300^oK в диапазоне скоростей от (0,1-0,3) к/с.

Испытания по определению линейного электрического сопротивления проводились с помощью вольтметра универсального цифрового В7-22А (класс точности 0,30/0,25) в режиме измерения сопротивления и вспомогательного устройства двухэлектродного датчика сопротивления шарнирно-соединенных прижимной крышки и изоляционного основания. Как показали результаты испытаний, линейное электрическое сопротивление составило 6,0 кОм/см, т.е. синтетический трос гарантированно исключает искрообразование в процессе его эксплуатации.

Таким образом, применение синтетического троса позволит повысить эксплуатационную надежность вспомогательных средств при ликвидации пожаров, что обусловлено его высокой огнестойкостью и исключением возможности возникновения и накопления зарядов статического электричества.

Сущность изобретения: трос содержит сердечник из высокопрочных элементов на основе полипараимидных волокон, оболочку из переплетенных низкомодульных комплексных поли-ε-капроамидных нитей с покрытием из композиции на основе сополимера тетрафторэтилена с винилденфторидом и технического углерода. Даны объемные соотношения составляющих покрытия, а также покрытия и нитей оболочки. 2 табл., 2 ил.

Синтетический трос, содержащий сердечник из высокопрочных элементов и оболочку из переплетенных низкомодульных комплексных нитей с покрытием, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости к тепловому воздействию и эксплуатационной надежности, элементы сердечника выполнены на основе полипараимидных волокон, оболочка выполнена из комплексных поли-ε-капроамидных нитей, а покрытие выполнено из композиции на основе сополимера тетрафторэтилена с винилденфторидом и технического углерода с объемным отношением первого к последнему в пределах 100/29 90/33 при этом объемное отношение покрытия к нитям оболочки выбрано в пределах 40/50 50/60.