Способ модификации волокон на основе ароматических полиамидов Советский патент 1983 года по МПК D01F11/04 D01F6/74 

4

00 Изобретен е л т €-2 X НОЛ о ГИИ получения ХЧМИЧ ; КИХ НОЛОКОК, в частности к поБы;и(;Нию : ;н;сплуатационных харакТ( ;;; .кс); : ,;;-, о н н а основе арс;-.:-;: иг:-,,..: , ;j ,;а 1..:,, ;j ..,;;.Л1МИДОВ (араМИДНЫХ) ,. кот с.;..: к/ :i;..: К-- ч-иьэуются , н а при м ер, и i; а 11 jTi-j.; заполнителей в композиционных f;-:-.; ериалах . Эти волокна о-: ;.:. л ;:.:;(ак, ч анизотрспи ей механических -;SOHC:D, Однако по мере повышения аг пл.-о-,;чх.) СВОЙСТВ волокна приобретен.. высокие значен осевой прочности .и снижают прочнос на сдвиг и на сжатие, В результате происходит разделен.не волокон на ф риллы при незначительных механических воздействиях. Поэтому приме нение высокопрочных арамидных воло кон ограничивается в основном созд нием изделий, работающих, на растяж ние. Известен способ упрочнения арамидных и модифицированных арамидьгы волокон из поли-п-терефталамида, поли-м-фениленизофталамида, п-ами нобен адразида и др. обработкой их в пиридине при 100-154 0 30-60 с Недостатком данного способа является то, что в качестве упрочняюще среды используют токсичный растворитель пиридин, при этом резко удл няется технологический цикл обрабо ки, так как необходима сушка от ра ворителя. Наиболее близким к изобретению .является способ модггфикации волоко на основе ароматических полиамидсзв обработкой органическим соединением - эпоксидным олигомером (дихлор диаминодифенилмета.чом) в пр5- сутств отвердителя малеинового ангидрида и отвермшением сначала при 80°С 2 затем при 140°С 2 ч и при 170°С 2 При использовании эпоксидных олигомеров различных составов лозможна их диффузия внутрь волокна. Диффузия облегчается при снижении вязкости полимеров растворителям -;, Например стиролом. Степень проникно вения полимерных BeJuecTB (с.еязугидих в поверхностный слой волокьга состав ляет 15-30%. В зависимости от условий пропитки волокна содержание при меняемого связующего в центре моноволокна либо равно нулю, либо имеет низкий уровень. При отвеождении связующего, проникшего внутрь волокна, происходит упрочнение волокна за счет замены слабых физических связей между фибриллами прочной пленкой связующего. Это повыпает прочность при растя.жении са.мого волокна.на 15%. При этом наибольшей степени упрочнения подвергаются поверхностные СЛОЙ волокна, т.е. и.мен но те слои, в которые проникает свя зующее 2. Известный способ характеризу ;Тсн тем, что упрочняющий состав проникает на небольшую глубину внутрь волокна, поэтому упрочнение волокна наблюдается только в поверхностных с.поях. Это не позволяет повысить прочность при сдвиге по всему сечению волокна. При этом различие в химических составах волокна и связующего обуславливает высокий уроБеь:ь остаточных напряжений по сечению волокна,что не позволяет реализовать возможную прочность волокна при сдвиге, к недостаткамтакже относят использование при пропитке активного растворителя стирола, обладающего повышенной токсичностью. Целью изобретения является повышение прочности волокон на сдвиг, Цель достигается тем, что согласно способу модификации волокон на основе ароматических полиамидов обработкой органическим соединением И отверждением волокно обрабатывают расплавом поликапроамида при 250260 : 20-30 мин. При такой обработке происходит диффузия алифатического полиамида внутрь волокна и заполнение им межфибрил.пярного пространства в волокне. Подбор термодинамически совместимых полимеров, а в данном случае упрочняюш,ий полимер - алифатический полиамид (поликапроамид) и упрочняемые арамидные волокна (ароматический полиамид), позволяет улучшить качество обработки (пропитки) волокна связующим за счет более равномерного распределения упрочняющего полимера по всему объему волокна. Увеличение и уменьшение температуры обработки волокна расплавом по.пимера отрицательно сказывается на прочностных характеристиках самого волок а. При большей температуре обработки возможна термоокислительная деструкция упрочняющего полимера. В качестве арамидных волокон используют волокно фенилон (ТУ-б-0632-185-76 и СЗМ ТУб-Об-9-17-76). В качестве упрочняющего полимера используют полиамид-б (ОСТ6-06-С9-76). Обработку арамидных волокон производят пропусканием их через экструsviOHHyjo головку, в которую под давлением нагнетают расплав поликапроамида,Время нахождения волокна вэкструэионной головке регулируют скоростью протягивания. Затем поверхности отвержденных обработанных волокон отмывают трифторэтиловым спиртом от излишков поликапроамида, сушат от спирта при и сматывают на паковки (шпули). Режимы обработки волокон фенилон и СВМ поликапроамидом и физикомеханические свойства волокон, обработанных по известному и предлагаемому способам, приведены соответственно в табл.1 и 2.

Таким образом, при использовании , изобретения удается повысить разрушакадее напряжение при сдвиге волокна

на 30% и получить волокно, стойкое к расщеплению. Использование упрочненных волокон позволяет повысить качество изготовляемых из них тканей, кордов холстов и .т.д. Армирование ими пластиков позволяет повысить прочность материала при сдвиге на 20-30%.

Таблица 1

СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ВОЛОКОН НА ОСНОВЕ АРОМАТИЧЕСКИХ ПОЛИАМИДОВ обработкой ор -аническим соединением и отверждением, отличающийс я тем что, с целью повышения прочности волокон на сдвиг, волокно обрабатывают расплавом поликапроамида при 250-260С 20-30 мин.

Режимы обработки

волокон

Температура обработки, С

Время обработки, мин

Показатели свойств волокон При данных режимах термообработки расплав деструктирует.

Режим обработки волокон

Температура обработки, К

220 240 250 255 260 270 290

10 20 30 25 20 20- 40

Таблица 2

220 240 250 255 260 270 290 упрочняющего полимера

Расплав упрочняющего полимера деструктирует.

Продолжение табл. 2