Волокнистые наполнители для армирования полимеров используют при изготовлении стеклопластиков. Стеклянное волокно получают из расплавленного стекла путем продавливания стекломассы через фильеры, при разделении ее струи перегретым паром, сжатым воздухом, под действием центробежных сил и т. д. Зависимо от назначения получают стеклянное волокно с толщиной нитей от 0,2 до 50 мкм.
В стеклопластиках стекловолокно армирует обычно эпоксидные и полиэфирные смолы, с которыми обеспечивается удовлетворительная адгезия. Прочность этого материала при значительной его легкости достигает прочности стали. Из стеклопластиков изготавливают трубы, баки, детали для автомобилей, самолетов, контейнеры, вагоны и т. д.394
Для получения гибких, тонких и прочных рукавов применяют крученые хлопчатобумажные нити и нити из искусственного волокна. Основные требования, предъявляемые к ним высокая прочность, небольшое удлинение и минимальная толщина.
Нити должны обладать высоким сопротивлением к многократным изгибам. Применяют нити толщиной от 0,4 до 0,85 мм и с прочностью от 0,7 до 9,5 кгс. В табл. 13 приведены физико-механические показатели тканей, применяемых в производстве резиновых рукавов.
Для газопереработки можно рекомендовать грубоволокнистые фильтры. Они работают при скорости фильтрования 0,05—1 м/с в значительной степени на инерционном режиме. Набивка из грубого лавсана или какого-либо другого материала обеспечивает улавливание частиц крупнее 1 мкм. Толщина волокна нити — от 5 до 25 мкм.363
Существует возможность улучшить практически все показатели сорбционного фильтра, если, например, смешать гранулы угля с измельченным полиэтиленом и подвергнуть смесь спеканию либо получить угольное волокно путем карбонизации волокон вискозы с последующей его активацией. Структура такого материала напоминает клубок нитей толщиной 6—10 мкм, с большим количеством пор и огромной активной поверхностью. Подобная разработка
Чем больше толщина волокна (нити), тем меньше его номер.441
Производительность прядильных машин находится в зависимости от числа прядильных мест, скорости формования волокна и толщины получаемой нити. Чем ниже номер волокна и больше число волокон, входящих в нить, тем она толще и тем выше производительность С прядильной машины 446
На границе неорганической химии и химии твердого тела возникла область композитных структур. Композит состоит из двух или большего числа материалов, которые при соединении дают новый материал, обладающий некоторыми лучшими свойствами каждого из компонентов.
Например, теперь производится многослойная керамика для соединения вместе полупроводниковых схем, также неметаллические проводники из чередующихся слоев. Другой очень интересный новый класс материалов — композиты на сверхтонких волокнах. Тонкие нити, толщиной менее человеческого волоса (500-1000 А), могут совершенно изменить свойства материала, если они равномерно заполняют его, пронизывая насквозь. Наша следующая цель заключается в том, чтобы добиться полного понимания взаимодействия компонентов в таких материалах, с тем чтобы научиться синтезировать новые материалы с заданными свойствами.
Жгут стеклянный ЖС — некрученая прядь, состоящая из большого числа непрерывных первичных стеклянных нитей толщиной 42 текс (N24 2), с диаметром волокна 10 1 мкм.338
Жгут стеклянный ЖС-24 (10-5)щ — прядь ориентированных, равномерно натянутых стеклянных нитей толщиной 42 текс (№ 24-2) с диаметром элементарного волокна 9—10 мк. Предназначается для изготовления специальных изделий из стеклопластиков методом намотки.339
Жгут стеклянный ЖСР-60 (3) — рассыпающийся жгут, представляет собой некрученую прядь, состоящую из большого числа непрерывных первичных стеклянных нитей толщиной 42 текс (№ 22 2), с диаметром элементарного волокна 10 1 мкм. Предназначается для изготовления холстов из рубленых нитей и стеклопластиковых изделий, получаемых методом напыления рубленых нитей на заготовку.339
Полиамидные нити и штапельное волокно, зависимо от требований потребителей, выпускаются различных номеров. Для нитей бесконечной длины номер обычно равен от 12 до и поболее денье. Тонкие нити толщиной 12, 15 и 20 денье в главном производятся в виде моноволокна и применяются почти только в чулочной промышленности. Предпочтение отдается нитям с элементарным номером от 3 до 4 денье, но часто в специальных целях допускаются отклонения в ту или другую сторону366
Изгиб стенок приводит к изгибу нитей корда, что вызывает дополнительные напряжения в волокнах нитей. Эти напряжения возрастают с увеличением толщины отдельных волокон и их жесткости. Поэтому повышение изгибоустойчивости наиболее важно для нитей, изготовленных ИЗ металлического корда (ввиду относительно большой толщины проволоки стренг) и стеклянного корда (вследствие жесткости стеклянного волокна)18
Особо тонкую нить, толщиной около двух микронов, можно получить и медноаммиачного волокна. Такая нить тоньше паутины (около 3—5 микронов).88
Примерная разработка проектных материалов относится к предприятию по производству ацетатной текстильной нити (триацетатное волокно проектируется аналогичным способом) в районе города М, на юго-востоке страны. Основанием для строительства нового предприятия служит перспективный план развития промышленности химических волокон.
Годовая мощность предприятия определена в 9000 т, что при непрерывной рабочей неделе и 360 рабочих днях в году соответствует 25 т/сут. Готовая продукция — текстильная нить толщиной 6,67 текс выпускается 50% матированной нити и 50% окрашенной. Текстильная нить выпускается 50% с круткой 80 витков/м и 50 % — с круткой, полученной на прядильной машине. Из этого количества 50% вырабатывается на паковках крутильных машин, 35 % — на катушках прядильных машин, 10 % — на сновальных валиках и 5 % — на бобинах.317
Прядильные машины. Для формования ацетатной текстильной нити толщиной 6,67 текс используются прядильные машины типа ПА—И. Скорость формования но готовому волокну принимается 650 м/мин. Число рабочих мест па машине 100.335
Таким макаром, ориентированное полипропиленовое волокно обнаруживает хороший антистатический эффект при меньшей добавке антистатика, чем в формованном изделии. Внутренние антистатики для волокна в главном такие же, как для пластмасс. Однако поскольку прядение осуш ествляется при строго определенной температуре и тонкие нити толщиной до нескольких микрометров необходимо прясть без разрыва, то для предупреждения образования пустот, которые являются причиной разрыва нитей, от антистатика требуется высокая термостойкость и совместимость с полимером.
Ниже приводится примерный расчет незавершенного производства для завода, вырабатывающего центрифугальным способом 18 т/сутки вискозной текстильной нити толщиной 16,7 текс. Система аппаратов и машин, сопряженность оборудования по цехам (переходам) приняты согласно приведенным выше данным, масса куличей (на прядильных машинах) и выпускных паковок на перемоточных машинах составляет соответственно 600 и 0 г (по готовому волокну), число паковок в пакете на агрегатах ОК-И равно . При этих условиях размеры незавершенного производства (в пересчете на готовое волокно) составляют (в кг)
Как видно из табл. 12.2, выработка готового волокна составляющая 18,6 т/сутки из них 13 т нити толщиной 16,7 текс и 5,6 т нити толщиной 11,1 текс записаны в графе перемоточного (выпускного) цеха.
Критерии оценки качества окисленного ПАН, созданного для дальнейшей обработки, в литературе не приводятся. При окислении окраска ПАН-волокна становится вначале желтой, затем коричневой и, наконец, черной.
Отмечается 65, что только из черного ПАН можно получить углеродное волокно высокого качества. Так, например, из нити толщиной 20 текс, полученной из штапельного волокна и окисленной до черного цвета, при последующей карбонизации получилось углеродное волокно с прочностью 60 гс/иить, а из нити, окисленной до темно-коричневого цвета, — с прочностью 20 гс/нить. Подобная органолептическая оценка степени окисления несовершенна, потому что для материала черного цвета зависимо от условий термического окисления свойства мо-
Указывается что для улучшения качества триацетатного волокна, полученного из расплава, необходимо проводить термообработку волокна. По другим данным , волокно, полученное формованием из расплава, обладает обычными для ацетатного волокна прочностью (10,8 ркм) и удлинением (24—30%). Скорость формования нити толщиной 25 текс (толщина волокна
Фильерная вытяжка. Для формования ацетатного волокна на машинах БПА- обычно применяют фильеры с диаметром отверстий 0,07 и реже— 0,08 и 0,06 мм. Например, нить толщиной 6,66 текс (N ) формуют на фильере с 15 отверстиями диаметром 0,08 мм или с 20 отверстиями диаметром 0,07 мм.
Номер метрический — характеризует толщину (тонину) волокна (нити). -Он представляет собой отношение длины волокна (нити) к его массе, т. е. Н. м. обозначает длину (в метрах) волокна или нити массой в 1 г. Чем тоньше волокно, тем выше его номер. Обычно82
Текс — единица измерения линейной плотности (Толщины) волокна, нитей и пряжи обозначает массу (в граммах) волокна, нити, пряжи длиной 1 км. Вычисляют по формуле Т = ш/L (где m — масса в г, L — длина в км). Для пересчета номера в тексы польз тотся соотношением Т 1000/N.
Более важен вопрос о целесообразной толщине волокон и нитей. Изменять толщину природных волокон практически нельзя, потому что у хлопка она обычно составляет 0,15—0,2 текс, а у шерсти от 0,3 до 1 текс. Толщина же химических волокон зависит только от количества подаваемой в единицу времени на формование прядильной массы, содержания в ней полимера и скорости формования, а число волокон в нити находится в зависимости от числа отверстий в фильере. Следовательно, изменяя условия формования, можно получать волокна любой толщины — от 0,1 до 2 текс и поболее, т. е.-более тонкие и длинные, чем египетский хлопок или мериносовая шерсть и очень грубые, применяемые в производстве ковров и искусственного меха.15
Толщина элементарного волокна и комплексной нити. Толщина комплексной нити, получаемой формованием из расплавов, может изменяться в значительно более широких пределах, чем при формовании из раствора.
Это объясняется тем, что при формований из расплава нет необходимости испарять большие количества растворителей, также высокой прочностью и эластичностью нити, вследствие чего создается возможность получения моноволокна толщиной —500 текс и тонкой нити толщиной 3—1,5 текс, используемой в трикотажной промышленности. Толщина элементарного волокна составляет 0,4—0,2 текс.
При получении нити для технических целей толщина элементарного волокна может быть повышена. Необходимо учитывать, что в результате последующего вытягивания на 350—400% толщина нити уменьшается в 3,5—4 раза. Следовательно, на прядильной машине нить должна быть в 3,5—4 раза толще готовой нити.71
Прием нити на два цилиндра вместо ролика имеет бесспорные преимущества при получении более толстой нити, потому что при отделке, а особенно при сушке на ролике, вследствие больших напряжений при усадке нити он может деформироваться и даже сломаться. Поэтому при получении кордной нити толщиной —333 текс непрерывным методом, также и текстильной нити целесообразно принимать на цилиндры, а не на ролики.
Прием на цилиндры имеет и то преимущество, что при этой схеме непрерывного процесса все необходимые операции обработки волокна различными жидкостями могут быть осуществлены не на нескольких парах цилиндров, расположенных последовательно одна под другой (аналогично обработке на роликах), а на различных секциях одной пары цилиндров. При проведении всех операций на одной паре цилиндров высота машины значительно уменьшается.
Для осуществления этой более совершенной схемы формования и отделки необходимо устранить смешивание и обеспечить раздельный отвод жидкостей, применяемых для отделки волокна на различных секциях цилиндров. Этот вариант непрерывного процесса формования и отделки волокна с успехом использован в Советском Союзе в производственных условиях при получении вискозной комплексной нити (см. 12.4.2).77
Как ранее говорилось, толщина получаемого волокна (нити) находится в зависимости от концентрации полимера в прядильном растворе, количества подаваемого раствора и скорости формования. Если при последующих операциях нить подвергается значительному вытягиванию (например, при производстве нити из синтетических полимеров) толщина ее уменьшается в несколько раз. Толщина нити в тексах Л тем больше, чем выше концентрация полимера78
При оценке качества волокон, применяемых для изготовления изделий народного потребления, определяются дополнительно следующие показатели толщина волокна (нити), сминаемость изделий, равномерность окрашивания, устойчивость изделий к стиркам (величина усадки), загрязняемость и легкость очистки изделий, а также сохранение заданной формы при носке изделий.94
Устойчивость вискозных волокон к действию многократных деформаций значительно изменяется зависимо от толщины элементарного волокна, нити и условий формования. Чем равномернее структура волокна, чем меньше кристаллиты и тоньше волокно, тем больше устойчивость его к указанным воздействиям.392
Толщина волокон выражается различныиа способами. Лишь в редких случаях она характеризуется площадью поперечного сечения волокна (только для элементарных нитей) или его диаметром (только для элементарных нитей круглого сечения). Обычно толщина химических волокон как элементарных, так и филаментных нитей, выражается номером волокна или элементарной нити. Номер волокна (нити) означает число метров волокна (нити), масса которых равна 1 г, и выражается формулой 441
Стеклянные нити получают из стекловолокна, которое захватывается пневматическим путем, образуя вуаль. Последняя при движении превращается в ленту и далее скручивается в нить 7.
Существуют также и другие возможности получения нитей, например, волокнистый материал при помощи пара или газа протягицается через вращающуюся воронку с перфорированной стенкой и отбрасывается к внутренней поверхности в виде тонкой пленки, которая при выходе образует нить 8. Процесс- получения штапельного стекловолокна заключается в подаче большого количества концов нитей стекловолокна в струю газа с высокой температурой.
Концы волокон расплавляются и увлекаются с большой скоростью, превращаясь в штапельное волокно равномерной толщины 9. Опубликованы и другие способы получения стеклянных нитей, лент и тканей 0—1. Приведено описание способов очистки тканей от замасливателей 1—5 и их отделки 6—7.328
Подобно тому как в современной электронике транзисторы вытеснили электронные лампы, тончайшие кварцевые нити вытесняют медную проволоку, традиционно использовавшуюся для изготовления кабелей. Импульс электронов, посылаемый по медной проволоке, заменил световой импульс, посылаемый по светопроводяшим волокнам.
Решающую роль в практическом осуществлении этого нового подхода сыграло то обстоятельство, что технологи сумели разработать эффективный способ получения высокопрозрачных кварцевых нитей путем химической конденсации пара (ХКП). Суть его состоит в следующем соединение, содержащее кремний, сжигается в токе кислорода с образованием чистого диоксида кремния, который оседает на внутренней поверхности стеклянной трубки.
Трубку с нанесенным слоем диоксида кремния размягчают и вытягивают в нить. Толщина получаемой таким образом кварцевой нити со стеклянным покрытием составляет примерно одну десятую толщины человеческого волоса.
ХКП позволила менее чем за десятилетие в 100 раз сократить потери света в волокнах. Новый класс материалов, фторидные стекла, возможно позволит получить еще более прозрачные нити. В отличие от обычных стекол, представляющих собой смеси оксидов металлов, фторидные стекла — это смеси фторидов металлов. Многие практические проблемы, связанные с использованием таких стекол, еще не решены, но в принципе, используя фторидные стекла, можно было бы передавать оптические сигналы через Тихий океан без помоищ релейных станций.85
Экструдерное плавильно-формовочное устройство с вертикальным червяком с индукционным электронагревом (рис. ) (фирма Циммер , ФРГ) применяется для формования технических нитей из полиамидов, полиэфиров и т. п. При формовании волокна малой толщины плавильное устройство обеспечивает расплавом от 4 до 8 формовочных устройств.
Второй этап (6—0 гг.) — восстановительный. После Великой Отечественной войны промышленность химических волокон в нашей стране пришлось создавать фактически заново.
Пятилетний ллан (6—0 гг.) предусматривал полную реконструкцию старых и строительство ряда новых заводов на новой технической основе. В 8 г. в СССР был достигнут довоенный объем производства (11,1 тыс. т).
В 0 г., как это и намечалось планом, довоенный объем производства был превзойден примерно в 2,2 раза. В эти годы были полностью восстановлены и реконструированы вискозные производства в Клину, Ленинграде, Могилеве и Киеве, введены в строй новые производства вискозного штапельного волокна в Калинине и Каменске.
В 6—0 гг. коллективом советских ученых и инженеров создан аппарат ВА для получения вискозы. В 9—0 гг. в Могилеве началось промышленное производство вискозной кордной нити (толщиной 70 текс) на центрифугальных прядильных машинах. Одновременно осваивалась первая машина непрерывного процесса для получения вискозной кордной нити (ПН—И1), разработанная Всесоюзным научно-исследовательским институтом искусственного волокна (ВНИИВ). Непрерывный метод был принят затем при строительстве кордных производств на предприятиях в Каменске, Калинине, Барнауле.24
Отечественные предприятия химических волокон в промышленных масштабах вырабатывают широкий ассортимент продукции. Например, на вискозных заводах выпускаются текстильная нить толщиной от 6,7 до 22,2 текс, кордная нить толщиной ,5 текс, кордные ткани различных марок, штапельное волокно (с толщиной элементарного волокна от 0,14 до 0,6 текс) в резанном виде и в жгуте, окрашенное в массе в широкую гамму цветов на капроновых заводах— текстильная нить толщиной от 1,7 до 15,6 текс, текстуриро-ванные нити различной толщины, кордная нить толщиной 93,4 и ,9 текс, кордные ткани различных марок, штапельное волокно и т. п.88
Примерно вырабатываемой в стране вискозной текстильной нити П0Л5П1ают на центрифугальных прядильных машинах, которые постоянно совершенствуются. В последние годы широкое внедрение получили машины ПЦ—И5 и ПЦ—И7. На этих машинах можно вырабатывать нить толщиной от 6,6 до 22,2 текс со скоростью 85— м/мин масса паковок 450—700 г (по готовому волокну). Эти машины односторонние число прядильных мест 77—91 обслуживание двустороннее, т. е. заправка нити осуществляется прядильщиком с одной стороны, а съем наработанных наковок производится съемщиком с другой стороны машины.
Капроновое волокно вырабатывается в широком ассортименте в виде текстильной нити толхциной от 3,3 до 15,6 текс, моноволокна толщиной 1,7 и 3,3 текс, кордной нити толщиной 29, 93,5 и текс, штапельного волокна, производство которого здесь не рассматривается.
Пример. Завод вырабатывает вискозную текстильную нить. Допустим, что план предусматривает выпуск 6603 т/год готовой нити (4615 т толщиной 16,7 текс и 8 т толщиной 11,1 текс) число рабочих суток в году 355 отходы в последующих цехах 1,8% (в пересчете на готовое волокно) на заводе установлено прядильных машин ПЦ—И7 по 91 прядильному месту на каждой машине Кро = 0,95, т. е. плановые остановы машин составляют 5% йлановая производительность в пересчете на 1 фильеру составляет в сутки 1,8 кг для нити толщиной 16,7 текс и 1,2 кг для нити толщиной 11,1 текс.
В помещении. Для дедеронового шелка с содержанием водорастворимой фракции 3,5—4,5% влажность шелка на бобине составляет в указанных условиях 4,0—5,0% не рекомендуется превышать эту величину, изменяя условия кондиционирования воздуха, так как в противном случае могут возникнуть затруднения в процессе вытягивания нити 12, 4, 19.
Количество влаги, поглощаемой дедеропо-вым волокном, регулируют сначала числом оборотов диска, на котором осуществляется увлажнение. Кроме того, необходимо, чтобы величина соприкасающегося с диском участка волокна и толщина водяной пленки были одинаковыми для всех прядильных мест. Для увлажнения нити применяют дистиллированную или умягченную воду с добавками соответствующих смачивающих веществ. При формовании дедеронового шелка в помещении с температурой 18—22° и относительной влажностью воздуха 40—50% число оборотов увлажняющего диска устанавливается таким образом, чтобы влажность шелка не превышала 4—5%.338
По способу, описанному в патенте 100, ориентационное вытягивание проводится на стадии высокотемпературной обработки. Нагрузка и, следовательно, степень вытягивания оказывают существенное влияние на механические свойства волокна (табл. 2.18).
Исходным сырьем служили вискозные нити толщиной и 71,4 текс. Нити предварительно подвергались карбонизации при температуре до 0°С, а затем нагревались в графитотрубчатой печи с индукционным обогревом. Вытягивание начиналось нри температуре 0 °С.
Конечная температура обработки составляла 0—0°С. Результаты исследования показали, что вытягивание можно проводить при температуре до 0°С. В случае графитации нри 0 °С может быть достигнута незначительная степень вытягивания, и только при 0 °С и выше можно добиться
Объектом исследования в работе Изекила 16 служило волокно из ароматического полиамида марки Х- (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%.
Для домашних холодильников применяют стеклянное волокно с толщиной нитей не более 10—12 мк объемным весом до 40 кг м (в последнее время находит применение сунертонкое волокно с толщиной нитей не более39
При вытягивании нити толщина элементарных волоконец значительно уменьшается тонина сильно вытянутых химических волокон значительно выше тонины природных или обычных, не вытянутых, химических волокон. Одновременно с повышением тонины происходит значительное увеличение общей поверхности волокна, точь-в-точь как суммарная поверхность песчинок в мелком песке выше, чем в крупном. Однако увеличение общей поверхности волокна приводит к более интенсивному отражению света вытянутым волокном, что приводит к своего рода разбавлению окраски этого волокна. Так, после крашения два образца ацетатного шелка № 90, один из которых состоит из грубых филаментов, а другой — из элементарных волоконец высокой тонины, выглядят различно окраска более грубого волокна кажется более темной, хотя аба волокна восприняли равные количества одного и тогожекрасителя.Точнотакжедляполученияодинаковых оттенков при крашении тонкой австралийской шерсти 70 кач. требуется85
Толщина волокна (нпти) выражается в текс — масса волокна (нити) длиной км—в граммах.9
Количество сероуглерода, удерживаемого питью, а следовательно, и количество регеиерпрованного сероуглерода зависит от толщины волокна и толщины слоя нити на бобине.366
>
Мешкозашивочная машинка GK- 9
Похожие статьи
Обратите внимание: