СПОСОБ ОБРАБОТКИ АРАМИДНОГО МОНОВОЛОКНА, МОНОВОЛОКНО, ВОЛОКОННЫЙ ЖГУТ, ИЗДЕЛИЕ, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И ПОКРЫШКА ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ШИНЫ Российский патент 1998 года по МПК D06M10/00 D01F6/74 C08J5/06 

Предлагаемое изобретение относится к волокнам из ароматических полиамидов, в которых не менее 85% амидных связей [-CO-NH-] присоединены непосредственно к двум ароматическим ядрам. Такие волокна обычно называются "арамидными".

Более точно настоящее изобретение касается способа обработки арамидного моноволокна, самого моноволокна, волоконного жгута, изделия, армированного по меньшей мере одним высокопрочным волокном из ароматического полиамида, способа получения армированного изделия, а также покрышки пневматической шины.

В частности, предлагаемое изобретение касается связывания этих упомянутых выше арамидных волокон с каучуковыми или резиновыми композициями. Известен, в частности, способ обработки арамидного волокна типа "Кевлар" или "Аренка", обладающего модулем не менее 2000 сн/текс плазмой в газовой среде, описанный в [1].

Из этого же источника известно моноволокно из ароматического полиамида, обладающее модулем не менее 2000 сн/текс, а также волоконный жгут, образованный множеством высокопрочных волокон из ароматического полиамида с модулем не менее 2000 сн/текс.

Кроме того, из патента [2] известно изделие, армированное по меньшей мере одним высокопрочным волокном из ароматического полиамида с модулем не менее 2000 сн/текс или жгутом из указанных волокон, способ получения армированного изделия введением в контакт по меньшей мере одного высокопрочного волокна из ароматического полиамида с модулем не менее 2000 сн/текс или жгута из указанных волокон с каучуковой или резиновой композицией и последующей вулканизацией. Из патента [3] известна покрышка пневматической шины, выполненная из изделия, армированного по меньшей мере одним высокопрочным волокном из ароматического полиамида с модулем не менее 2000 сн/текс или жгутом из указанных волокон путем приведения данного волокна в контакт с резиновой или каучуковой композицией и последующей вулканизации.

Однако известный способ обработки арамидного волокна не обеспечивает получения моноволокна, обладающего достаточно высокими адгезионными свойствами этих волокон по отношению к каучуковым или резиновым композициям, что препятствует получению высококачественных изделий, армированных высокопрочными волокнами из ароматического полиамида, в частности, покрышек пневматических шин.

В основу изобретения поставлена задача разработать способ обработки арамидного моноволокна, который обеспечивал бы получение высокопрочных моноволокон из ароматического полиамида, обладающих высокими адгезионными свойствами по отношению к каучуковым или резиновым композициям и пригодных для изготовления армированных изделий на основе таких композиций, в частности, покрышек пневматических шин, которые характеризовались бы высокой надежностью при эксплуатации. Эта задача решается тем, что в способе обработки арамидного моноволокна, обладающего модулем не менее 2000 сн/текс, плазмой в газовой среде, согласно изобретению, в качестве волокна используют моноволокно с диаметром D, равным 40-480 мкм, текстильный номер которого составляет 1,7-260 текс, и обладающее прочностью на разрыв T, сн/текс, удовлетворяющей соотношению T ≥ 170 - D/3, а обработку ведут при пониженном или атмосферном давлении до тех пор, пока показатель смачиваемости моноволокна водой не будет соответствовать соотношению W_SL ≥ 120, где W_SL - величина, обратная работе адгезии твердого тела с жидкостью, выраженная в мДж/м².

Предпочтительно обработку плазмой осуществлять при электрической мощности 500-5000 Вт в течение 10-60 мин.

Желательно после плазменной обработки поверхности моноволокна дополнительно подвергнуть его пропитке.

При этом возможно пропитку проводить в двух последовательных ваннах с промежуточной и последующей термообработками.

Целесообразно в первой ванне моноволокно пропитывать эпоксидной смолой или изоцианатом, а во второй - фенольной смолой и латексом.

Поставленная задача решается также и тем, что моноволокно из ароматического полиамида, обладающее модулем не менее 2000 сн/текс, согласно изобретению, выполнено в виде моноволокна с диаметром 40-480 мкм, текстильным номером 1,7 - 260 текс, обладающего прочностью на разрыв T, сн/текс, удовлетворяющей соотношению T ≥ 170 - D/3, и показателем смачиваемости водой, соответствующим соотношению W_SL ≥ 120, где W_SL - величина, обратная работе адгезии твердого тела с жидкостью, выраженная в мДж/м², полученного описанным выше способом.

Возможно, чтобы моноволокно из ароматического полиамида дополнительно содержало органическое покрытие.

При этом предпочтительно, чтобы в качестве органического покрытия оно содержало по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, включающей эпоксидную смолу, фенольную смолу.

Задача решается тем, что волоконный жгут, образованный множеством высокопрочных волокон из ароматического полиамида с модулем не менее 2000 сн/текс, согласно изобретению, в качестве волокна содержит моноволокно, описанное выше.

Кроме того, задача решается тем, что изделие, армированное по меньшей мере одним высокопрочным волокном из ароматического полиамида с модулем не менее 2000 сн/текс или жгутом из указанных волокон, согласно изобретению, в качестве волокна содержит вышеописанное моноволокно.

Способ получения такого армированного изделия введением в контакт по меньшей мере одного высокопрочного волокна из ароматического полиамида с модулем не менее 2000 сн/текс или жгута из указанных волокон с каучуковой или резиновой композицией и последующей вулканизацией, согласно настоящему изобретению, отличается тем, что в качестве волокна используют моноволокно, описанное выше.

И наконец, поставленная задача решается тем, что покрышка пневматической шины, выполненная из изделия, армированного по меньшей мере одним высокопрочным волокном из ароматического полиамида с модулем не менее 2000 сн/текс или жгутом из указанных волокон, приведенным в контакт с резиновой или каучуковой композицией, и подвергнутого вулканизации, согласно изобретению в качестве волокна содержит волокно, описанное выше.

Суть предлагаемого изобретения будет легко понята с помощью приведенных ниже конкретных примеров его осуществления.

В описании приняты следующие определения и термины.

1 - доведение до заданной кондиции.

Под доведением до заданной кондиции в данном описании понимается обработка моноволокон волоконных жгутов в соответствии с нормами Федеративной Республики Германии DIN 53 802-20/65 от июля 1979 г.

2 - текстильный номер волокна.

Текстильный номер моноволокон и волоконных жгутов определяется в соответствии с нормами Федеративной Республики Германии DIN 53 830 от июня 1965 г., причем оцениваемые моноволокна или волоконные жгуты предварительно подвергаются операциям доведения до заданной кондиции.

Определение текстильного номера моноволокон или волоконных жгутов осуществляется путем взвешивания по меньшей мере трех испытуемых образцов, каждый из которых соответственно имеет длину 50 м, когда речь идет о моноволокне, или 5 м, когда речь идет о волоконном жгуте. Текстильный номер волокна выражается в тексах и обозначается для моноволокон символом T.

3 - диаметр.

Диаметр моноволокон определяется расчетным путем, исходя из текстильного номера этих моноволокон и их объемной массы по следующей формуле:
D = 2×10^1,5•(T_i/πρ)^1/2 ,
где
D представляет собой диаметр моноволокон в микрометрах;
Ti обозначает текстильный номер моноволокон в тексах;
ρ представляет собой объемную массу моноволокон в г/см³.

Диметр волоконных жгутов определяется следующим образом. Исследуемый образец волоконного жгута растягивается с усилием, составляющим от 0,9 до 1,1 величины стандартного предварительного натяжения, которая равняется 0,5 сн/текс. Натянутый таким образом образец волоконного жгута помещается в поток параллельных световых лучей. Размеры тени, отбрасываемой исследуемым образцом на специальную панель светочувствительных диодов, мгновенно измеряются. Общий результат измерения представляет собой среднее значение ширины этой тени, определенное в 900 точках на образце волоконного жгута длиной 50 см. Диаметр данного волоконного жгута рассчитывается как среднее значение четырех подобных измерений и выражается в микрометрах.

4 - динамометрические свойства.

Динамометрические свойства моноволокон и волоконных жгутов определяются при помощи растягивающей машины фирмы "Цвикк ГмбХ энд К^o" (Федеративная Республика Германия) типа 1435 или 1445, соответствующей нормам Федеративной Республики Германии DIN 51 220 от октября 1976 г., DIN 51 221 от августа 1976 г. и DIN 51 223 от декабря 1977 г., в соответствии с порядком операций, описанным в нормах Федеративной Республики Германии DIN 53 834 от февраля 1976 г. Моноволокна и волоконные жгуты подвергаются растяжению на исходной длине, составляющей 400 мм.

Таким образом определяются следующие динамометрические характеристики моноволокон и волоконных жгутов: прочность или сопротивляемость разрыву, начальный или исходный модуль, секущий модуль, удлинение до разрыва. Прочность или сопротивляемость разрыву, а также модули растяжения выражаются в сн/текс или в сантиньютонах на текс. Удлинение до разрыва выражается в процентах [%] .

Прочность или сопротивляемость разрыву для моноволокон обозначается символом T.

Начальный или исходный модуль M_i определяется как тангенс угла наклона линейной части характеристики напряжение-деформация, которая имеет место непосредственно после приложения стандартного предварительного натяжения с усилием 0,5 сн/текс. Этот модуль M_i определяется для моноволокон.

Секущий модуль M_a рассчитывается для волоконных жгутов в соответствии с выражением:
,
где
F1 - растягивающее усилие, которому подвергается волоконный жгут для получения относительного удлинения на уровне 0,35%;
F2 - растягивающее усилие, которому подвергается волоконный жгут для получения относительного удлинения на уровне 0,10%;
(Ti)a - текстильный номер данного волоконного жгута.

Относительное удлинение до разрыва для моноволокон обозначается символом A_r.

Все перечисленные выше динамометрические свойства моноволокон и волоконных жгутов определяются путем вычисления среднего значения по результатам десяти измерений.

5 - объемная масса.

Объемную массу ρ моноволокон измеряют путем использования технологии градиентной трубки объемной массы для пластических материалов, подробно описанной в нормах ASTM 1505-68 (повторно подтверждены в 1975 году), метод C с использованием смеси, состоящей из 1,1,2-трихлортрифторэтана и 1,1,1-трихлорэтана, в качестве жидкой системы для градиентной трубки объемной массы.

Используемые в измерениях образцы представляют собой короткие, длиной около 2 см, отрезки моноволокон, не слишком туго связанные между собой. Перед началом процесса измерения эти образцы на два часа погружаются в компонент жидкой системы, обладающий наименьшей объемной массой. Затем упомянутые образцы на 12 ч помещаются в упомянутую выше трубку перед тем, как быть оцененными. При этом с собой тщательностью следят за исключением удержания пузырьков воздуха на поверхности моноволокна.

Объемную массу в г/см³ определяют на двух образцах одного и того же моноволокна и приводят среднее значение с точностью до 4 значащих цифр.

6 - собственная вязкость.

Присущая данному полимеру собственная вязкость (V.I.) выражается в децилитрах на грамм и определяется следующим уравнением:
V.I. = (I/C)Ln(t)₁/t₀),
где
C представляет собой концентрацию раствора полимера (0,5 г данного полимера в 100 см³ растворителя). Растворителем является концентрированная серная кислота крепостью в 96%:
Ln - натуральный логарифм; t₁ и t₀ представляют собой время истечения раствора полимера и чистого растворителя соответственно при температуре 30+0,1^oC в капиллярном вискозиметре типа Уббелода.

7 - оптические характеристики.

Оптическая анизотропия экструзионных композиций в расплавленном состоянии и в состоянии покоя наблюдается при помощи поляризационного микроскопа типа Олимпус BH2, оборудованного подогреваемым предметным столиком.

8 - смачиваемость.

Принцип измерения характеристик смачиваемости состоит в определении изменения усилия, которому подвергается образец моноволокна, извлекаемый из волоконного жгута, погруженного в воду. Изменение массы ΔM , измеренное в процессе погружения этого моноволокна в жидкость, может быть записано в виде:
,
где
γ_LV представляет собой энергию поверхностного натяжения воды, P является периметром исследуемого образца, g представляет собой ускорение свободного падения, а θ обозначает угол контакта жидкости с твердым телом. Периметр P измеряется известным образом путем погружения испытуемого образца в раствор, хорошо смачивающий данный образец. При этом cosθ становится равным 1.

Принцип измерения заключается в следующем. Испытуемый образец вертикально подвешивают на электронных весах. Затем этот подвешенный образец подводят к сосуду, наполненному водой, постепенно опускают в воду и измеряют изменение массы образца ΔM, , начиная с момента первого контакта испытуемого образца с поверхностью воды в процессе подъема наполненного водой сосуда в функции глубины погружения испытуемого образца в воду. Таким образом получают кривую соответствующей зависимости и экстраполируют величину ΔM на нулевую глубину погружения.

Энергия, обратная энергии сцепления или адгезии твердого тела с жидкостью, определяется следующим соотношением:
W_SL= γ_LV= (1+cosθ)
Эта энергия является репрезентативной характеристикой полярности поверхности исследуемых волокон.

9 - измерение адгезионных свойств.

Волоконные жгуты помещаются между двух слоев каучуковых или резиновых смесей таким образом, чтобы эти жгуты располагались в одной плоскости, образуя V-образные петли, концы или ветви которых располагаются параллельно друг другу, а изогнутая часть выходит за пределы упомянутых выше слоев резины или каучука.

Упомянутые выше каучуковые или резиновые смеси имеют следующий состав в весовых частях:
Натуральный каучук - 50
Сополимерный бутадиен-стирольный каучук (SBR) - 30
Полибутадиеновый каучук (PBR) - 20
Сажа - 50
Окись цинка ZnO - 5
Стеаринования кислота - 1
Антиоксидант или ингибитор окисления - 1
Сера - 2
Ускоритель или катализатор - 1
В качестве ингибитора окисления используется специальный материал Сантофлекс^® 13 фирмы Монсанто. В каче6стве катализатора используется препарат сульфенамидного типа.

Полученные таким образом образцы каучуковой смеси помещаются в литейную форму и вулканизируются при температуре 160^oC в течение 15 мин под давлением 15 дан/см².

Адгезионные свойства характеризуются измерением усилия, необходимого для отрыва волоконных петель от каучуковой композиции. Измерение усилия отрыва осуществляется при температуре 20^oC и при скорости натяжения, составляющей 100 мм/мин. Это усилие определяется для каждой петли, а затем в конце операции рассчитывается усредненное усилие, необходимое для отрыва одной ветви петли волоконного жгута и вычисляемое как среднее значение 12 измерений.

Ниже приводится описание способа изготовления моноволокон, а также способ обработки таких волокон согласно изобретению. Процесс изготовления арамидных моноволокон включает следующие основные операции:
a) для получения упомянутого выше арамидного моноволокна используется раствор по меньшей мере одного ароматического полиамида, причем такого, у которого не менее 85% амидных связей [-CO-NH-] были бы непосредственно присоединены к двум ароматическим ядрам. При этом собственная вязкость этого полиамида или этих полиамидов по меньшей мере должна быть равна 4,5 дл/г, концентрация полиамида или полиамидов в растворе должна составлять по меньшей мере 20% по весу и в целом эта исходная экструзионная композиция должна быть оптически анизотропной в жидком и спокойном состоянии;
b) описанный выше раствор ароматического полиамида нескольких полиамидов подвергается экструзии через капиллярную фильеру. При этом диаметр капилляра превышает 80 микрометров, а температура экструзии, т.е. температура проходящего через капилляр фильеры экструзинного раствора ароматического полиамида или полиамидов составляет по максимуму 105^oC;
c) жидкая струйка упомянутого выше раствора, выходящая из капилляра, пропускается через слой не обладающей коагулирующими свойствами жидкотекучей среды;
d) затем полученная в результате выполнения описанных выше операций струйка вводится в коагулирующую среду. Таким образом, в процессе своего формирования моноволокно остается в состоянии динамического контакта с коагулирующей средой в течение некоторого времени t, причем температура упомянутой выше коагулирующей среды поддерживается на уровне, не превышающем 16^oC;
e) полученное таким образом моноволокно промывается и сушится. Окончательный диаметр полученного в результате описанных выше операций сухого моноволокна и время t его динамического контакта с коагулирующей средой в процессе формирования этого моноволокна связаны следующим соотношением: t = KD², где K > 30. Здесь врем выражается в секундах, а диаметр моноволокна D выражается в миллиметрах.

Каждое из моноволокон, полученных описанным выше способом, удовлетворяет следующим соотношениям:
1,7 ≤ T_i ≤ 260;
40 ≤ D ≤ 480;
T ≥ 170 - D/3;
M_i ≥ 2000;
где
T_i - текстильный номер волокна в текстах;
D - диаметр моноволокна в микрометрах,
T - прочность или сопротивление разрыву, сн/текс;
M_i - начальный или исходный модуль моноволокна, сн/текс.

В случае необходимости различные добавки или субстанции такие, например, как пластификаторы, смазочные материалы, вещества, позволяющие усилить адгезионные свойства моноволокна по отношению к резиновой матрице, могут быть введены в состав полимера, в приготовленный экструзионный раствор или нанесены на поверхность моноволокна на различных этапах описанного выше процесса получения этого моноволокна.

Плазменная обработка
Аппарат для плазменной обработки моноволокна состоит из барабана, помещенного в герметичный цилиндрический корпус, внутри которого можно создавать разрежение. Внутри этого корпуса упомянутый выше барабан окружен двумя цилиндрическими сетками, служащими в качестве электродов. Для осуществления каждого цикла плазменной обработки на барабан в один слой наматывается волоконный жгут, после чего к электродам прикладывается переменное электрическое напряжение высокой частоты таким образом, чтобы вызвать образование плазмы в газовой среде при пониженном давлении, поддерживаемом внутри корпуса аппарата.

Обработка пропиткой
Волоконные жгуты, прошедшие описанную выше плазменную обработку или не проходившие таковой, подвергаются одному из следующих видов пропиточной обработки.

Первый вид пропиточной обработки
При осуществлении первого вида пропиточной обработки волоконные жгуты пропускают через первую пропиточную ванну, которая имеет следующий состав в весовых частях:
Эпоксидная смола (смола с наименованием денакол EX 512 фирмы НАГАЗ) - 5,0
Аэрозоль (аэрозоль под названием ОТ фирмы Америкэн Циамид) - 0,3
Каустическая сода NaOH - 0,3
Вода - 994,4
Затем волоконные жгуты подвергаются термической обработке при температуре, заключенной в диапазоне от 210 до 260^oC, например, при температуре 250^oC, в течение промежутка времени, заключенного в диапазоне от 20 до 120 с, например, в течение 30 с.

После выполнения этой термообработки упомянутые выше волоконные жгуты пропускаются через вторую пропиточную ванну, имеющую следующий состав в весовых частях:
Латекс VP 41% (терполимерный бутадиен-стирол-винилпиридиновый 70/15/15 латекс с концентрацией 41% в воде) - 319
Аммиак - 25
Проклеивающая смола - 149
Вода - 507
При этом сама упомянутая выше проклеивающая смола имеет следующий состав в весовых частях:
Резорцин - 65
Сода IN - 44
Формальдегид 31%-ный - 114
Вода - 777
Затем осуществляется повторная термическая обработка волоконных жгутов, полученных после пропускания их через вторую пропиточную ванну, при температуре, заключенной в диапазоне от 210 до 260^oC, например, при температуре 250^oC, в течение промежутка времени, заключенного в диапазоне от 20 до 120 с, например, в течение 30 с.

Второй вид пропиточной обработки
При осуществлении второго вида пропиточной обработки волоконные жгуты пропускаются через первую пропиточную ванну, которая имеет следующий состав в весовых частях:
изоцианат (вещество под назначением Десмодюр^®P фирмы Байер) - 3
хлористый метилен или дихлорметан - 97
Затем осуществляется термическая обработка полученных волоконных жгутов при температуре, заключенной в диапазоне от 100 до 200^oC, например, при температуре 170^oC, в течение промежутка времени, заключенного в диапазоне от 20 до 120 с, например, в течение 70 с. После этого термически обработанные волоконные жгуты пропускаются через вторую пропиточную ванну, имеющую тот же состав, что и вторая пропиточная ванна описанного выше первого вида пропиточной обработки, а затем подвергаются повторной термической обработке при температуре, заключенной в диапазоне от 210 до 260^oC, например, при температуре 250^oC, в течение промежутка времени, заключенного в диапазоне от 20 до 120 с, например, в течение 30 с.

Проведение испытаний
Для каждого испытания используется жгут арамидных моноволокон, полученных в соответствии с предлагаемым способом. Волоконные жгуты в данном случае представляют собой кордные нити, которые имеют формулу структуры вида (1+6)18. Это означает, что такие кордные нити образованы семью моноволокнами, причем каждое моноволокно имеет диаметр 0,18 мм или 180 мкм. В структуре такой кордной нити одно моноволокно ориентировано практически линейно в направлении оси этой кордной нити и служит ее сердцевиной. Шесть других моноволокон данной кордной нити спирально навиваются на эту сердцевину, образуя один волоконный слой. При этом острый угол, который образует между собой каждое моноволокно этого слоя с осью данной кордной нити, составляет примерно 6^o, диаметр такой кордной нити составляет примерно 540 микрометров и каждое моноволокно практически не подвергается скручиванию относительно своей собственной оси.

В испытаниях использовались кордные нити двух различных типов, характеристики которых приведены ниже:
Тип A: моноволокна изготовлены из поли/парафенилентерефталамида, полученного на основе дихлорида терефталоила и парафенилендиамина.

Тип B: моноволокно изготовлено из ароматического сополиамида, причем этот сополиамид получен на основе следующих мономеров: дихлорида терефталоила, парафенилен-диамина (PPDA), 1,5-нафтилендиамина (NDA) при соотношении 3 моля NDA на 100 молей диамина.

Усредненные характеристики моноволокон и характеристики полученных из этих моноволокон кордных нитей приведены в таблице 1.

В таблице 2 даны индексы, присвоенные различным типам кордных нитей в зависимости от типа использованного для их получения моноволокна и видов обработки, которым подвергается данная кордная нить.

В испытаниях в соответствии с предлагаемым изобретением кордные нити подвергались плазменной обработке перед осуществлением того или иного вида пропиточной обработки, причем условия осуществления этой плазменной обработки были следующими: газовой средой, в атмосфере которой создавалась плазма, являлся кислород, электрическая мощность технологического аппарата плазменной обработки кордных нитей составляла 2500 Вт, давление газа в корпусе этого аппарата поддерживалось на уровне 150 миллитор (20 Па), время контакта кордной нити с плазмой составляло 30 мин. В испытаниях, проводившихся без соблюдения соответствия предлагаемому изобретению, кордные нити без предварительной плазменной обработки сразу подвергались тому или иному виду пропиточной обработки.

Полученные таким образом кордные нити, как обработанные в соответствии с предлагаемым изобретением, так и не подвергавшиеся специальной обработке в соответствии с этим изобретением, подвергались затем проверке адгезионных свойств по описанной методике. Полученные в ходе этой проверки результаты приведены в таблице 3. В этой таблице величины усилий отрыва кордных нитей от резиновой матрицы для кордных нитей, сразу подвергавшихся пропиточной обработке без предварительной плазменной обработки их поверхности, условно приняты за 100, то есть за некоторую условную точку отсчета. При этом величины усилий отрыва от резиновой матрицы для кордных нитей, полученных в соответствии с предлагаемым изобретением, то есть подвергавшихся плазменной обработке и последующей пропиточной обработке, приведены к этой условной точке отсчета, равной 100, по отношению к кордным нитям соответствующего типа. Таким образом, в таблице 3 приведены относительные величины упомянутых выше усилий отрыва.

С другой стороны, в таблице 4 приведены значения параметра W_SL для моноволокон типа A и типа B перед и после плазменной обработки в соответствии с предлагаемым изобретением.

Сравнение усилий отрыва кордных нитей от резиновой матрицы, приведенных в таблице 3, для кордных нитей в соответствии с предлагаемым изобретением, подвергавшихся плазменной обработке, и для кордных нитей того же типа, подвергавшихся той же пропиточной обработке, но без предварительной плазменной обработки, показывает, что способ в соответствии с предлагаемым изобретением позволяет получить следующие значения относительного прироста упомянутых выше усилий отрыва:
28,5% для кордных нитей типа A1 по сравнению с кордными нитями (A1)₀;
44,6% для кордных нитей A2 по сравнению с кордными нитями (A2)₀;
36,4% для кордных нитей B1 по сравнению с кордными нитями (B1)₀;
38,0% для кордных нитей B2 по сравнению с кордными нитями (B2)₀.

Этот прирост оказывается особенно существенным для кордных нитей типа A2 и типа B2, которые в процессе их изготовления подвергались пропиточной обработке второго типа (в соответствии с которым первая пропиточная ванна содержит изоцианаты).

Отмеченные выше относительные приросты усилий отрыва кордных нитей от резиновой матрицы сохраняют порядок своей величины, во-первых, при замене на другой газ, заполняющий внутреннюю полость технологического аппарата при осуществлении плазменной обработки в соответствии с предлагаемым изобретением (например, при использовании вместо кислорода таких газов, как аргон, азот, двуокись серы SO₂), во-вторых, при изменении электрической мощности технологического аппарата плазменной обработки в диапазоне, например, от 500 до 5000 Вт, в-третьих, при изменении продолжительности процесса плазменной обработки кордных нитей в соответствии с предлагаемым изобретением в диапазоне, например, от 10 до 60 мин, и, в-четвертых, при изменении давления газа во внутренней полости технологического аппарата для осуществления плазменной обработки в диапазоне, например, от 50 до 500 млтор. Таким образом, характеристики технологического процесса плазменной обработки кордных нитей не являются критическими.

В приведенных в данном описании примерах практической реализации предлагаемого изобретения была упомянута плазменная обработка кордных нитей при пониженном давлении газа во внутренней полости технологического аппарата. Однако данное изобретение применимо и к случаю, когда используется плазменная обработка при атмосферном давлении во внутренней полости упомянутого выше технологического аппарата, называемая также обработкой коронным электрическим разрядом.

Предлагаемое изобретение применимо, в частности, к арамидным моноволокнам со следующими характеристиками:
- относительное удлинение до разрыва A_r превышает 2%;
- моноволокна удовлетворяют по меньшей мере одному из следующих соотношений: T ≥ 190-D/3; M_i ≥ 6800 - 10D; A_r > 3, где относительное удлинение A_r выражено в процентах, параметры T и M_i имеют размерность сн/текс и диаметр моноволокна выражен в микрометрах.

Разумеется, предлагаемое изобретение не ограничивается описанными выше примерами его практической реализации. Так, в описанных здесь примерах плазменная обработка поверхности и последующая пропиточная обработка применялись по отношению к волоконным жгутам или кордным нитям. Однако предлагаемое изобретение вполне применимо и в том случае, когда по меньшей мере одна из упомянутых обработок осуществляется по отношению к изолированному моноволокну, то есть по отношению к моноволокну, не являющемуся составной частью того или иного волоконного жгута.

Изобретение относится к производству волокон технического назначения, используемых, в частности, в шинной промышленности: арамидное моноволокно с диаметром D 40 - 480 мкм, текстильным номером 1,7 - 260 текс, прочностью Т, сн/текст, удовлетворяющей соотношению Т ≥ 170 - D/3, модулем не менее 2000 сн/текс, обрабатывают плазмой в газовой среде. Обработку ведут при пониженном или атмосферном давлении до тех пор, пока показатель смачиваемости моноволокна не будет соответствовать соотношению W_S L ≥ 120, где W_S L - величина, обратная работе адгезии твердого тела с жидкостью, выраженной в МДж/м². Из множества указанных обработанных волокон получают волоконный жгут. Контактированием этих волокон или жгута с каучуковой или резиновой композицией и последующей вулканизацией получают армированные изделия. Изготавливают также покрышки пневматической шины, выполненные из обработанных плазмой указанных моноволокон. 6 с. и 6 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Способ обработки арамидного моноволокна, обладающего модулем не менее 2000 сн/текс, плазмой в газовой среде, отличающийся тем, что в качестве волокна используют моноволокно с диаметром D, равным 40 - 480 мкм, текстильный номер которого составляет 1,7-260 текс и обладающее прочностью на разрыв Т, сн/текс, удовлетворяющей соотношению Т ≥ 170 - D/3, а обработку ведут при пониженном или атмосферном давлении до тех пор, пока показатель смачиваемости моноволокна водой не будет соответствовать соотношению W_S L, ≥ 120, где W_S L - величина, обратная работе адгезии твердого тела с жидкостью, мДж/м². 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку плазмой осуществляют при электрической мощности 500 - 5000 Вт в течение 10 - 60 мин. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после плазменной обработки моноволокно обрабатывают путем пропитки. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что пропитку проводят в двух последовательных ваннах с промежуточной и последующей термообработками. 5. Способ по пп.3 и 4, отличающийся тем, что в первой ванне моноволокно пропитывают эпокисдной смолой или изоцианатом, а во второй - фенольной смолой и латексом. 6. Моноволокно из ароматического полиамида, обладающего модулем не менее 2000 сн/текс, отличающееся тем, что оно выполнено в виде моноволокна с диаметром 40 - 480 мкм, текстильным номером 1,7 - 260 текс, обладающего прочностью на разрыв Т, сн/текс, удовлетворяющей соотношению Т ≥ 170 - D/3, и показателем смачиваемости водой соответствующего соотношению W_S L ≥ 120, где W_S L - величина, обратная работе адгезии твердого тела с жидкостью, мДж/м², полученного способом по пп.1 - 5. 7. Моноволокно по п.6, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит органическое покрытие. 8. Моноволокно по пп.6 и 7, отличающееся тем, что в качестве органического покрытия оно содержит по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, включающей эпоксидную смолу, фенольную смолу. 9. Волоконный жгут, образованный множеством высокопрочных волокон из ароматического полиамида с модулем не менее 2000 сн/текс, отличающийся тем, что в качестве волокна он содержит моноволокно по пп.6 - 8. 10. Изделие, армированное по меньшей мере одним высокопрочным волокном из ароматического полиамида с модулем не менее 2000 сн/текс или жгутом из указанных волокон, отличающееся тем, что в качестве волокна оно содержит моноволокно по пп.6 - 8. 11. Способ получения армированного изделия введением в контакт по меньшей мере одного высокопрочного волокна из ароматического полиамида с модулем не менее 2000 сн/текс или жгута из указанных волокон с каучуковой или резиновой композицией и последующей вулканизацией, отличающийся тем, что в качестве волокна используют моноволокно по пп.6 - 8. 12. Покрышка пневматической шины, выполненная из изделия, армированного по меньшей мере одним высокопрочным волокном из ароматического полиамида с модулем не менее 2000 сн/текс или жгутом из указанных волокон, приведенным в контакт с резиновой или каучуковой композицией, и подвергнутого вулканизации, отличающаяся тем, что она выполнена из волокна по пп.6 - 8.