Полиамидная пряжа и способ ее изготовления

( ю гзсл 11 н:ких ;О И/ л ИС ИЧР СГИ Х РЕСПБЛИК 83492 1 Э 5/098 51 ЕТЕ 4 е3 м К ПАТЕН пани (ОЯ ф АрнольдГОСУДАРС 1 ВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Е.И.Дюпон Де Немур энд Ком )(72) Томас Расселл Кларк и ДжазеКофер (ОЯ)(57) Сущность изобретения: Полиамиднаяпряжа состоит, по крайней мере, на 85мас,4 из полигексаметиленадипамида илиполи- е -капроамида, имеет относительную вязкость более 50, сопротивление наразрыв более 11,0 г/д, сухую тепловую усадНастоящее изобретение относится к промышленным полиамидным пряжам и более конкретно к полиамидной пряже с исключительно высоким сопротивлением на разрыв, высоким модулем и приемлемо низкой степенью усадки и способу их изготовления,В соответствии с настоящим изобретением создается полиамидная пряжа, содержащая, по меньшей мере, порядка 85 мас., полиамида; выбираемого из группы, включающей полигексаметиленадипамид и поли- Р -капроамид, которая имеет относительную вязкость более порядка 50, сопротивление на разрыв более порядка 11,0 г/л, усадку при нагреве горячим воздухом при температуре 160 С (сухую тепловую усадку) не более порядка 6,5, усадку при ку при 160 С не более 6,5(, усадку при выпаривании менее 7;, модуль более 35 г/д, двойное лучепреломление более 0,060, дифференциальное двойное лучепреломление ОЛ 0,90 - 0,00 более 0 и акустический модуль более 90 г/д, Способ изготовления такой пряжи включает в себя вытягивание подаваемой исходной пряжи с одновременным нагревом ее, по крайней мере 185"С, по меньшей мере, на последнем этапе вытягивания с целью обеспечения натяжения вытягивания, по крайней мере, на уровне 3,8 г/д, последующее снижение натяжения пряжи с одновременным нагревом до температуры, по крайней мере 185"С с целью обеспечения уменьшения длины пряжи на 2-13,5, охлаждение и упаковку пряжи. 2 с.п, и 25 з.п,ф-ль:, 11 табг, 1 ил. выпаривании менее порядка 7;4, модуль, по крайней мере; порядка 35 г/д, двойное лучепреломление более порядка 0,060, дифференциальное двойное лучепреломление О: Л 0,90-0,000 более 0 и акустический модуль более порядка 90 г/д.В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения пряжа имеет модуль, по крайней мере, 40 г/д, индекс совершенствования кристалла, более, чем порядка 73 и длиннопериодное расстояние более. чем порядка 100 А, Наиболее предпочтительно, чтобы модуль пряжи составлял более порядка 45 г/д. Предпочтительные пряжи в соответствии с,настоящим изобретением имеют сопротивление на разрыв более, чем порядка 11,5 г/л и удлинение при разрыве более. чем порядка 15 Д. Установлено, что л пред 1834923на уровне менее 14, что находится в пределах неопределенности, накладываемой статистикой счета,Замеренные интенсивности вытекают иэ отражений, дитфракционные векторы которых параллельны оси волокон. Для большинства найлоновых волокон атракение наблюдается вблизи 1 2 О . Для определения точкой позиции и интенсивности этого отражения прежде всего под пиком проводится фоновая линия, касательная дифракционной кривой под углом выше и ниже самого пика. Линия, параллельная касательной фоновой линии затем проводится касательно пику около его кажущегося максимума, но, как правило, несколько выше величины 2 О . Величина 2 О в этой точе касания принимается за позицию, поскольку это позиция максимума, если вычтен фон образца, Длиннопериадное расстояние,РЯ рассчитывается па эакаеу Брагга с применением выведенного тактим образом позиции пика. Два небольших углов зто сводится к:РЯ = А /Яп(2 О ). Интенсивность пикаН определяется как расстояние, в счетах в секунду; между точкой касания кривой и фоновой линией под ней,Дифрактометр Краткого представляег собой однолучевой прибор и эамеренн интенсивности. являются произвольными, пока не будут стандартизираваны, Замеря. емые интенсивности могут ьарьираваться от прибора к прибору и са впеменем для данного прибора в связи со старением рентгеновской трубки, изменения заданного расположения. смещения и износа сцинтилляционного кристалла. Для количественного сравнения между образцами замеренные лнтенсивности нормализовались путем соотношения со стабильным стандартным эталонным образцом. В качестве эталона брали "полностью вытянутый" найлон 66, известный как Ти выпускаемый фирмой Е,Т.бо Роп 1 ое Кегпоог апб Са, Вильмингтон Делевер.Акустический модуль. Акустический модуль измеряется как описано в известном изобретении, за исключением того, что волокна предварительно выдерживаются при 21 С(70 Е) и относительной влажности 65 перед испытанием и найлоновые волокна пропускаются при натяжении 0,1 г 1 д, а не при 03-0,7, как зто сообщается для полиэфирных волокон в вышеупомянутом изобретении,Плотность. Плотность полиамиднаго волокна измеряется с помощью колонны градиента плотности, описанной в АЯ ТМ150556-68 с применением жидких четырех 5 10 15 20 25 30 7: 40 45 50 55 хлористого углерода и гентана при температуре 25"С,Натяжение, Б ходе процесса измерения натяжения производится в зонах вытягивания и релаксации (как показано на предлагаемом рисунке, после печи 26 в зоне вытягивания и после печи 34 в зоне релаксации приблизительно на расстоянии 30 см 12 дюймов) от выходов из печей) с помощью ручных тенэиометров моделей СЫсИпе ОХХ - 40, ОХХ - 500, ОХХ - ТК и ХХК, выпускаемых фирмой ЕестгатаОс Йцирглепот Саврау, пс. Цедархерст, Нью-Йорк 11516,Температура пряжи, Температуры пряжи замеряются по выходе пряжи из печи 26 вытягивания и печи 34 релаксации на расстоянии 10 см (4 дюйма) от выходов из этих печей. Замеры производятся с помощью бесконтактной инфракрасной системы измерения температуры, включающей в себя инфракрасную оптическую сканирующую систему с фильтром 7,9 мкм паласа пропусканля порядка 0,5 мкм) и широкополосный детектор для слежения эа проходящей пряжей и чернательный эталон температуры, распалакенный позади пряжи, которая может прециэианно нагреваться да темпратуры порядка 300 С.Термапара типа , вмонтированная в эталон, используется вместе с цифровым лндикатарам модели Рц)се 2170 А, зафиксированный в Национальном бюро стандартов,;:ля измерения эталонной температуры. Достигается высокочастотный замер температуры палиамиднсл пряжи, поскольку фильтр 7,9 мкм соответствует полосе поглощения, где, как лзвестна, излучательная способность быть блиэкол к единице. На практике температура эталона регулируется таким образом, чта изабаажение линейной развертки пряжи исчезает, как это наблюдается на осциллографе, и в этой нулевой точке пряжа будет находиться при той же температуре, что и эталон.Нормализованню область упругих деформаций и нормализованный предел текучести. Для определения структурной прочности, сцепления, эластичности и жесткости волоконных строительных блоков в высокопрочных пряжах производят измерения нормализованной области упругих деформация и нормализованного предела текучести на основе высокоскоростных кривых "напряжение-деформация" одиночных волокон, взятых наугад из образца пряжи.Область упругих деформаций определеется из следов "напряжение-деформация" как диапазон напряжений выше линейной части следа между первой и вторичными10 15 20 30 35 40 точками стклонения - последние называются точками текучести,Эта область линейности определяется кэк сегмент следа напряжение - деформация с постоянным наклонам, между точкой застывания напряжения,где наклон следа начинает уееличизаться благодари последовательному сцеплению дополнительных несущих нагрузку структурных волоконных элементов и точкой текучести, где они нацинают разьединяться или обрываться.Концевые точки этого сегмента легко определяются как тачки, где записанный след линейного сегмента отклоняется, на 1% напряжения разрыва, от касательной прямой линии, проводимой с помощью тонкого пера или карандаша, по ширине, не превышэащей ширину записанного следа.Область упругих деформацией рэссчитыээгтся как разность напряжений между этими точками, Нормализованная область упругих дефоомаций рассчитывается как меньшая па размеру фракция область упругих деформаций поделенная на напряжение волокна при разрыве), Это исключает какие-либо неопределенности вследствие изменений и погрешностей денье,Предел проц;".осто на разры. апределяетсг кэмаксимальное напряжение. зафик;:иравэ:ае перед обрывам или постепенно) снлжени" записанной крлвой "нэпряженигдеформация", Временное сопротивление нэ разрыв (1 епэс.у .определяется кэк отношение и. -"дела прочности на разрыв, разделенного на денье).Предел текучести определяется напряжением верхней концевой точки этой области упругой деформации (линейной части упомянутого выше следа "нэпряжгние-деформация"), означающей начало пластического течения перед разрывом, Нормализованный предел текучести рассчитывается как предел текучести, разделеннь:й на предел прочности на разрыв волокна, давая снова меньшее по размеру отношение, чта характеризует механические структуры волокон и качестве их соединений,Все образцы пропускались через аппарат"пз 1 гап" для испытания нэ раэаыв, причем испытательная длина образца составляла 12,7 мм 0,5 дюйма) и скорость растяжения 833%/мин. Перед проведением испытаний образцы выдерживались в течение 24 ч при температуре 21 С 70 Р) и относительной влажности 65 О, . Для достижения хорошей точности проводятся 10 хороших разрывов, предпочтительно 20,и результаты Фикситруются. Измерения проводятся на всех хороших следах, исключающих лажные обрывы, очевидное проскальзывание и т.щ, и сообщались область упругих деформаций, предел текучести, нормализованная область упругих деформаций и нормализованный предел текучести.П р и и е р 1, Полностью вытянутую пряжу на основе муравьиной кислоты (848 денье, 140 волокон) с относительной вязкостью порядка 67 изготовили путем непрерывной полимеризации и прессования полигексаметиленадипамида и вытягивания известным способом. Эта "полностью вытянутая" пряжа с сопротивлением на разрыв 9,6 г/д и степенью усадки 8,8 О исходная пряжа 1) более полно описана в табл,2.Применив устройство, проиллюстрированное на чертеже, и работающее в условиях, перечисленных в табл.1, пряжа была взята с отдающей бобины 12 (ее наружный конец), пропущена через элемент 14 регулирования натяжения и затем заправлена между основным роликом 18 а роликового комплекта 18 и вспомогательным прижимным роликам 20. Ролики 18 эроликового комплекта 18 были абойденц и пряжу сразу пропустили к роликам 22 эроликового комплекта 22, через печи 24 и 26 к роликовому комплекту 22. Натяжение вытягивания пряжи по выходе иэ печи 26 при температуре пряди 233 С составляла 469 г/л, Пряжу затем пропустили через все семь роликов роликового комплекта 28, через печи 32 и 34 и через ролики роликового комплекта 36 с последующей намоткой на приемном устройстве, Температура пряжи по выходе из релаксэционной печи 34 составляла 240 С, процент релаксации после этого составил 8,7. Между каждой парой роликов в роликовом комплекте 22 наращивания вытягивания составляли 0,5 О, а приращения релаксации между каждой парой третьего роликового комплекта 28 составляли 0,5%, Подробный перечень параметров процесса; включая скорости вращения роликов и температуры печей и роликов представлены в табл.1,Полученная таким образом пряжа имела сопротивление на разрыв, сухую тепловую усадку и модульный баланс 11,2 г/д, 2,9% и 46,3 гд, соответственно, Соединительные молекулы в волокне имели равномерное распределение для более лучшего поддержания внешних напряжений, что очевидно из нормализованной области упругих деформаций и нормализаваного предела текучести, равных 0,64 и 0,87 соответственно. Этот конечный продукт с высоким сопротивлением на разрыв в сочетании с высокой размерной стабильностьюявляешься результатом структурных параметров. включая высокое двойное лучепреломление0,0622 и акустический модуль =- 95,1г/д. Полный перечень характеристик представлен в таблице 2,П р и м е р 2. Полностью вытянутаяпряжа на основе муравьиной кислоты 1260денье, 240 волокон), имеющая относительную вязкость 67, была изготовлена путемнепрерывной полимеризации и прессования полигексаполиметиленадипамида и вы-.тянута известным способом, Это полностьювытянутая пряжа имела сопротивление наразрыв 9,7 г/д и усадку 7,7% (исходная пряжа 3) и более подробно описана в табл.2.Пряжа 2 затем была подвергнута вытяжке как и в примере 1 с помощью устройства,проиллюстрированного на рисунке в условиях, описанных в табл,1, Натяжение вытягивания составляло 4,05 г/д при темпратурепряжи 210 О. Температура пряжи, выходящей иэ релаксационной печи 34, составляла219 С; температура релаксации составляла219 С. Скорости и температуры роликов ипечей и другие параметры приведены втабл.1.Полученная таким образом пряжа имела сопротивление на разрыв 11,6 г/д сухуютепловую усадку 3,2%. Соединительные молекулы в волокне распределены равномерно и обеспечивают более лучшуюподдержку внешних напряжений, как этоочевидно из нормализованной области упругих деформаций 0,61 и нормализованногопредела текучести 0,82, Этот продукт с высоким сопротивлением на разрыв в сочетании с отличной размероной стабильностьюявляется результатом комбинированияструктурных параметров, включая высокуюстепень двойного лучепреломления 0,0623и акустического модуля 94,3 г/д. Полныйперечень свойств приведен в табл,2,П р и м е р 3, Полностью вытянутуюпряжу на основе муравьиной кислоты (1200г/д, 210 волокон) с муравьиной кислотой,имеющей относительную вязкость 89, изготовили путем непрерывной полимеризациии прессования полигексаметиленадипамида и вытянули известным способом, Этаполностью вытянутая пряжа с сопротивлением на разрыв 10,0 г/д и усадкой 7,6%(исходная пряжа 3) более полностью описана в табл,2.Эту подаваемую пряжу 3 затем подвергали вытяжке и релаксации с помощью устройства, проиллюстрированного нарисунке, и при условии, описанных в табл.1.Натяжение вытягивания составляло 5,27 г/дпри температуре пряжи 212 "С, Температурапряжи, выходящей из релаксационной печи 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 34, составляла 2 19"С, процент релаксации составил 7,4, Скорости процесса, температуры роликов и печей и параметры процесса представлены в табл,1.Полученная таким образом пряжа имела сопротивление на разрыв, сухую тепловую усадку и баланс модуля 12,1 г/д, 5,2% и 52,8 г/д соответственно. Соединительные молекулы в волокне распределены равномерно для более лучшей поддержки внешних напряжений, как это очевидно, из нормализованной области упругих деформаций, 0,71 и нормализованного предела текучести 0,90. Этот продукт с высоким сопротивлением на разрыв в сочетании с хорошей размерной стабильностью является результатом комбинирования структурных параметрор, включая высокое двойное луче- преломление 0,0622 и акустический модуль 95,1 г/д, Полный перечень характеристик представлен в табл,2.П р и м е р 4, Исходная пряжа в примере 4 была такой же, что и в примере 3. Образец исходной пряжи 3 подвергли вытяжке и релаксации, как и в примере 1 с помощью устройства, проиллюстрированного на рисунке, и при условиях, описанных в табл.1, Натяжение вытягивания составляло 4,98 г/д при температуре пряжи 212 С, Температура пряжи, выходящей из релаксационной печи 34, составляла 219 С, процент релаксации - 13,3%.Скорости процесса, температуры роликов и печей и другие параметры процесса представлены в табл,1.Полученная таким образом пряжа имела сопротивление на разрыв, сухую тепловую усадку и баланс модуля 11,1 г/д, 2,0% и 41,2 г/д, соответственно, Соединительные молекулы в волокне распредлелялись равномерно и,обеспечивали лучную поддержку внешних напряжений, что очевидно из нормализованной области упругих деформаций 0,62 и нормализованного предела текучести 0,82. Этот продукт с высоким сопротивлением на разрыв в сочетании с отличной размерной стабильностью является результатом комбинации структурных параметров, включая высокое двойное лучепреломление 0,0605 и акустический модуль 92,5 г/д. Полный перечень характеристик представлен . в табл,2,П р и м е р 5. Пряжу прямого прядения на основе муравьиной кислоты (4000 денье, 140 волокон) с муравьиной кислотой, имеющей относительную вязкость 64, изготовили путем непрерывной полимеризации и прессования полигексаметиленадипамида, После прессования эту пряжу подвергали охлаждению. обрабатывали смазочным ве 1834923ществом и сразу сматывали со скоростью -400 м/мин 440 ярдав/мин), Двойное луче- преломление этой пряжи составляло0,008. Пряжу затем выдерживали при относительной влажности 65в течение 48 ч. для достижения почти равномерного содержания влаги -4,50/. Пряжу ее начальный конец) затем забирали с отдающей упаковки и направляли к фрикционному элементу 14 для обеспечения натяжения 65 г. Пряжу затем вытягивали в 3,28 раза между роликом 18 а вытяжного роликового комплекта 18 и роликом 22 а вытяжного роликового комплекта 22 и в 1,798 раза между роликом 229 вытяжного роликового комплекта 22 и роликом 28 а роликового комплекта 28, Температура пряжи по выходе иэ печи 26 составляла 226 С. Релаксация пряжи между роликом 289 роликового комплекта 28 и роликом Зба роликового комплекта 36 составляла 2,6%, Наращивание вь;тяжки между каждой парой роликов вь 1 тяжных роликовых комплектов 18 и 22 составляло 0,5, и наращивание релаксации между каждой парой роликов в роликавогл комплекте 28-0,5, Температура пряжи, выходящей иэ релаксационной печи 34, составляла 226"С, релаксация - 2,60 Пряжу наматывали на и:.измов устройства при натяжении намотки ".Ог, Чсловия процесса представлены в табл,1.Полученная таким образом пряжа имела сапр .тивление на разрыв, сухую тепловую усадку и бала.с модуля 12 г/д, .,5% и 75,4 г/,:. Соединительные молекулы в волокне распределились равномерно, чта очевидно иэ нормализованной области упругих деформаций 0,68 и нормализованного предела текучести 0,87. Этот продукт с высоким сопротивлением на разрыв и хорошей размерной стабильностью является реэульта. там комбинации структурных параметров, включая высокое двойное лучепреломление 0,0639 и акустический модуль 103,7 г/д. Полный перечень характеристик представлен в табл,2,П р и м е р б, Исходная пряжа для примеоа б была такай же, чта и в примере 3, Образец пряжи 3 подвергали вытяжке и релаксации, как и в примере 1, с помощью устройства, праиллюстрированнаго на рисунке. и условиях, описанных в табл.1. Натяжение вытяжки составляло 6,26 г/д при температуре пряжи 212 С, Температура пряжи, выходящей из печи 34, составляла 219 С, процент релаксации - 5,6;4, Скорости процесса, температуры роликов и печений и другие параметры процесса представлены в табл.1.Полученная таким образом пряжа имела сопротивление на разрыв, сухчю тепло 10 15 20 ре -Зэ Г /денье, двойное лучепреломлениеболев0,060, дифферен. иальное двойное луЗО 35 40 45 50 55 вую усадку и баланс модуля 12,1 г/д. 6,0, и 58 г/д, соответственно, Соединительныемолекулы в волокне распределились равномерна, что очевидно из нормализованной области упругих деформаций 0,73 и нормалиэованного предела текучести 0,90. Этот продукт с высоким сопротивлением на разрыв в сочетании с хорошей размерной стабильностью является результатом комбинации структурных параметров, включая высокое двойное лучепреломление 0,0606 и акустический модуль 92,6 фПолный перечень характеристик представлен в табл.8 - 11,Формула изобретения 1. Полиамидная пряжа на основе полие-капроамида, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения усадки, она по меньшей мере содержит 85 мас,=,ь полиамида, выбираемого из класса, включающего полигексаметиленадипамид и поли- е - капроамид, имеющий относительную вязкость вмуравьиной кислоте более 50, при этом пряжа имеет сопротивление на разрыв более ф 11,0 г/денье, сухую тепловую усадкупри 1600 С не более 6,5%, усадку при выпаривании менее 70/модуль по меньшей мечепрелоглление О: Ло,яо-а,оо 0 и акустический модуль более -90 г/денье.2. Пряжа по п,1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что имеет модуль более -40 г/денье.3. Пряжа по и 1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что имеет модуль более -45 г/денье.4, Пряжа по п.1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что длиннопериодное расстояние более 1 ООА.5, Пряжа поп 1,отличающаясятем, что имеет сопротивление на разрывболее 11,5 г/денье.6. Пряжа по п.1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что имеет индекс совершенствованиякристалла более 73.7. Пряжа па и 1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что имеет удлинение при разрыве покрайней мере 100/,8, Пряжа по п 1, о т л и ч а ю ща я с ятем, что имеет удлинение при раэрыве 140 ь,9. Пряжа по п,1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что относительная вязкость более.60,10, Пряжа па п,1. о т л и ч а ю щ а я с ятем, что полиамид представляет собой гомополимер полигексаметиленадипамид.11, Пряжа по п,10, а т л и ч а ю щ а я с ятем, что имет кажущийся размер кристаллиа, измеренный на плоскости 100, более 5312. Пряжа по п.1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что имеет нормализованную областьупругих деформаций более 0.55.13. Пряжа по п.1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что имеет нормализованный предел текучести более -0,78.14. Пряжа по п.1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что имеет плотность по меньшей мере1,143 г/см .15. Способ изготовления полиамидной 10пряжи, имеющий сопротивление на разрывпо меньшей мере 11,0 г/денье, сухую тепловую усадку не более 6,57 ь по меньшеймере 35 г/денье, из исходной пряжи, содержащей вытянутые, частично вытянутые и невытянутые полиамидные нити,подвергаемые поэтапному вытягиванию, о т,личающий ся тем,что,сцельюсниженияусадки, на последнем этапе вытягивания одновременно осуществляют нагрев пряжи до 20достижения натяжения вытягивания поменьшей мере 3,8 г/денье, при этом пряжунагревают до температуры ее вытягиваниябесконтактным нагревом по меньшей мере185 С, затем снижают натяжение до достижения максимального уменьшения длинына 2-13,5% при температуре релаксациипряжи 185 С, затем пряжу охлаждают и после снятия напряжения упаковывают,1.6. Способ по п.15, о т л и ч а ю щ и й с я 30тем. что натяжение снижают до достижениямаксимального уменьшения длины пряжина 2-10 оь.17. Способ по п.15, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что вытягивание и нагрев пряжи осуществляют при температуре до 190 С, приэтом натяжение вытягивания составляет поменьшей мере 3,8 г/денье;18 Способ по п,15, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что нагрев пряжи при снижении натяжения осуществляют до 190 С.19. Способ по п.15, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что снижение натяжения пряжи осуществляют путем частичного снижения натяжения по крайней мере на первоначальном 45этапе релаксации для обеспечения начала уменьшения длины и последующего снижения натяжения пряжи до достижения максимального уменьшения длины на конечном этапе релаксации.20, Способ по п.15, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что упаковку осуществляют на множестве концов пряжи одновременно при скорости намотки 150-750 м/мин.21, Способ по п,15, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что исходная пряжа является частично вытянутой или невытянутой, при этом частичное вытягивание осуществляют перед последним этапом вытягивания.22. Способ по п.15, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что полиамид содержит, по меньшей мере 85 мас.о полигексаметиленалипамида, при этом температуре вытягивания пряжи составляет 190-240 С, а температуре релаксаций -190-240 С,23. Способ поп.22, отл ича ющи йся тем, что нагрев во время вытягивания осуществляют в печи, температура которой лежит в пределах -220-320 С, при этом время пребывания пряжи в печи составляет 0,5- 1,0 с.24, Способ по п,22, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что при снижении натяжения пряжи нагрев осуществляют в печи, имеющей температуру 220 - 320 С. при этом время пребывания пряжи в печи составляет 0,5-1,0 с.25. Сппособпоп.15,отличающийся тем, что полиамид содержит по меньшей мере 85 мас.% поли- а -капроамида, при этом температура вытягивания пряжи составляет -185-215 С, а температура релаксации -185-215 С,26. Способ по п.25, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что нагрев во время вытягивания осуществляют в печи, температура которой 220-320 С, а время пребывания пряжи в печи составляет 0,5-1,0 с.27. Способ по п,25, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что нагрев при снижении натяжения пряжи осуществляют в печи, температура которой 220-300 С, а время пребывания пряжи в печи 0,5-1,0 с,30 1834923 29 Табл ица 2 Таблица 3 Таблица 4 Таблица 1Технические условия изготовления пряжи всоответствиис настоящем изобретении;сюэвигель Н.Прохоровехред М.Моргентал едактор Подписноебретениям и открытиям при Г КНГ СССРушская нэб 4/5 1)оизг)пдсгьч нф,и д н гг,гски,гг г пмби Г 1 атент",.г. Ужгород, ул,Гэгэриггэ, 10 1 2 3 4 6 пряжа 1 пряжа 2 Заказ 2706 ВНИИПИ Государе) 0,64 0,61 0,71 0,62 0,68 0,73 0,36 ГирэжГ ннс)го комитета по и 1;с 035. Мс.г, г)а, )К,0.87 0,82 0,90 0,82 0,87 0.90 Корректор Н,Ревскэя 13,8 1 6,3 13,8 15.2 12,3 12,4 14,5 12,7 13,7почтигельных пряжах в сооветствии с настоящим изобретением нормализованная область упругих деформаций составляет более, чем порядка 0,55, а нормализованный предел текучести более, чем порядка 0,78.Новые пряжи с высоким сопротивлением на разрыв в соответствии с настоящим изобретением имеют сопротивление на разрыв более, чем порядка 11,0 г/д при одновременном сохранении отличного сочетания других конечных эксплуатационных характеристик, включая приемлемо низкую усадку, то есть сухую тепловую усадку не более, чем порядка 6,5;4 при 160 С и усадку при выпаривании менее, чем порядка 7% и высокий уровень модуля, В предпочтительных пряжах обеспечиваются как очень высокий уровень модуля, так и высокие значения нормализованной области упругих деформаций и нормализованного предела текучести, указанная на то, что внешнее напряжение на волокно распределяется более равномерно поперек несущих нагрузку соединительных молекул, чем в известных волокнах.В соответствии с настоящим изобретечием обеспечивается способ изготовления полиамидной пряжи, имеющей сопротивление на разрь 1 в более. чем порядка 11,0 г/д, модуль, по меньшей мере, порядка 35 г/д и сухую тепловую усадку не более, чем порядка 6,5% от вытянутой, частично вытянутой и невытянутой полиамидной подаваемой исходной пряжи, Этот способ включает вытягивание пряжи, по крайней мере, на последней стадии вытягивания при одновременом нагреве пряжи. Вытягивание и нагрев продолжается до тех пор, пока напряжение вытягивания не достигает, по крайней мере, порядка 3,8 г/д, когда пряжа нагревается до температуры вытягивания пряжи, по крайней мере, порядка 185 С, предпочтительно, по меньшей мере, 190 С, Натяжение пряжи значительно снижается с тем, чтобы дать возможность пряже уменьшиться по длине до максимального уменьшения длины в пределах порядка 2-135%, предпочтительно порядка 2 - 10%, Во время тщательно контролируемого снижения натяжения пряжу нагревают до конечной температуры релаксации пряжи, по крайней мере, порядка 185 С, предпочтительно, по меньшей мере, порядка 190" С, когда достигается максимальное уменьшение длины,В предпочтительном варианте технологии изготовления снижение натяжения осуществляеться путем частичного снижения натяжения, по крайней мере, на первоначальном этапе релаксации для обеспечения первоначального уменьшения длины и за 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тем последующего снижения натяжения г, целью дальнейшего уменьшения длины пряжи до ее максимального уменьшения на последнем этапе релаксации, В предпочтительном варианте изготовления полигексаметиленадипамидных пряжей температура релаксации пряжи достигается путем нагрева в печи при температуре порядка 220- 320 С при времени пребывания пряжи в печи порядка 0,5 - 1,0 сек, когда достигается максимальное уменьшение длины пряжи. В предпочтительном варианте изготовления поли- а -капроамидных пряжей температура релаксации достигается эа счет нагрева в печи при температуре порядка 220-300"С при времени пребывания пряжи в печи порядка 0,5-1,0 сек, когда достигается максимальное уменьшение длины.Технология изготовления пряжи в соответствии с настоящим изобртением может быть применена в промышленном масштабе, когда множество концов подаваемой пряжи могут быть превращены в пряжи с исключительно высоким сопротивлением на разрыв и низкой или умеренной усадкой, В этом устройстве могут успешно применяться исходные пряжи, от невытянутых до "полностью вытянутых" пряжей, Когда в этом процессе в качестве подаваемых пряжей применяются "полностью" вытянутые пряжи, сопротивление наразрыв может быть увеличено до уровня вьцие порядка 11 г/д при одновременном сохранении других функциональных свойств таких, как низкая или умеренная усадка и высокий модуль, Невытянутые или частично вытянутые пряжи могут быть аналогично преобразованы в пряжи с очень высокими уровнями сопротивления на разрыв, высоким модулем и низкой или умеренной степенью усадки.На чертеже Схематически представлена линия изготовления предпочтительных пряжей в соответствии с настоящим изобретением,Полиамиды, которые могут быть использованы для изготовления пряжей в соответствии с настоящим изобретением, включают различные линейные волокнообразующие поликарбонамидные гомополимеры и сополимеры, содержащие, по меньшей мере, 85 мас,% полигексаметиленадипамида или поли- е -капроамида, Полиамиды на основе муравьиной кислоты имеют относительную вязкость свыше порядка 50, предпочтительно свыше порядка 60, и, как правило, способные тянуться в нити из расплава, обеспечивая высокопрочные волокна после вытягивания, Предпочтительным полиамидом являетсягомополимер полигексаметиленадипамид или поли- е -капроамид, а наиболее предпочтительным гомополимер полигексаметиленадипамид,Сопротивление пряжей на разрыв в соответствии с настоящим изобретением составляет выше порядка 11 г/д при измерении на пряжевой основе, что дает возможность использовать эти пряжи в промышленном масштабе для шин, шлангов, ремней, канатов и т.п. Предпочтительным явдляется сопротивление на разрыв пряжи выше, чем порядка 11,5 г/д, Это сопротивление на разрыв в соответствии с настоящим изобретением может достигать порядка 13,0 г/д. Модуль пряжей составляет свыше порядка 35 г/д, предпочтительно свыше порядка 40 г/д и наиболее предпочтительно порядка 45 г/д. Возможны значения модулей до порядка 75 г/д и более, Удлинение при разрыве составляет предпочтительно свыше порядка 10 , более предпочтительно свыше порядка 14 и может доходить до свыше порядка 30.Денье пряжей будет широко варьироваться в зависимости от намеченного конечного применения и возможности оборудования для изготовления пряжей. Типичными денье являются, порядка 100 - 4000 денье. Денье на волокно (д/в) может также иметь широкий диапазон, но для большинства промышленных применений, как правило, составляет от порядка ; до 30 денье, предпочтительно, порядка 3 - 7 д/в.Сухая тепловая усадка пряжей в соответствии с изобретением составляет не более порядка 6,5 при 160 С, что дает возможность успешно применять зти волокна в тех случаях, где целесообразны от низкой до умеренной степени усадки, Как правило, очень трудно снизить сухую тепловую усадку ниже порядка 2 и одновременно поддерживать высокие сопротивления на разрыв свыше 11,0 г/д, Так что предпочтительным диапазоном сухой тепловой усадки составляет порядка 2 - 6,5 , Усадки выпаривания являются низкими и составляют менее порядка 7 .Пряжи в соответствии с настоящим изобретением имеют дифференциальное луче- преломление О: Л 0,90-0,00, более О. Понятие дифференциальное лучепреломление, применяемое в данном случае, означает, что разность в лучепреломлении ( Л ) между точкой на попеременном сечении волокна пряжи 0,9 расстояния от центра до поверхности волокна ( Л ойдо) и центром волокна ( Ло,оо). Целесообразно. чтобы дифференциальное лучепреломление оста 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 валось на очень низком уровне с тем, чгобм поверхность и серде ник полимеоа каждого волокна пряжей могли вытягиваться по существу одинаково и обеспечивать максимальные характеристики на растяжение, Следовательно, дифференциальное луче- преломление не должно быть, как правило, выше порядка 0,003, предпочтительно не выше 0,002.Сочетание исключительно высокого сопротивления на разрыв и низкой или умеренной степени усадки в пряжах в соответствии с настоящим изобретением, а также и других полезных свойств, обусловлено новой структурой волокна, Эта новая тонкая структура характеризуется сочетанием свойств, включая индекс совершенствования кристалла (СР 1), который составляет более порядка 73. Длиннопериодное расстояние более порядка 100 А также является характеристикой волокон в соответствии с настоящим изобретением, В предпочтительных пряжах в соответствии с настоящим изобретением наблюдается длиннопериодная интенсивность ( Р) больше, чем порядка 1,0, более предпочтительно, чтобыР составляла, по крайней мере, 1,4. Кажущийся размер кристаллита (АСЯ) составляет более, чем порядка 55 А на плоскости 100 для полигексаметиленадипамидных пряжей. Пряжи в соответствии с изобретением имеют плотность более, чем порядка 1,143 г/см; значение двойного лучепреломления предпочтительно более, чем порядка 0,06, акустический модуль пряжей больше, чем порядка 90 г/д, углы ориентации пряжи больше 10, предпочтительно больше 12.Полагают, что функции тонкой структуры волокна заключаются в обеспечении сочетания исключительно высокого сопротивления на разрыв, низкой или умеренной степени усадки и высокого модуля. В полиамидных волокнах имеются, по меньшей мере, две фазы, которые функционально связаны последовательно и обуславливают их свойства. Одна из этих фаз является кристаллической и составляется из кристаллов, которые являются эффективными узлами в высокоодномерной молекулярной структуре, Соединения кристаллов представляют собой некристаллические сегменты цепи полимера. Концентрация (то есть количество на единицу площади поперечного сечения) и однородность этих соединительных молекул определяют предельную прочность волокна.Очень высокие значения нормализованной области упругих деформаций (более, 18349235 10 15 20 30 35 45 50 55 чем порядкэ 0,55), нормэлизовэннсго предела гекучести более, чем порядка 0,78) и акустического модуля :,более, чем 90 г/д) указывают на то, что внешнее напряжение на волокна является исключительно равномерно распределенным поперек несущих нагрузку соединительных молекул. Уровни этих параметров предпочтительных пряжей в соответствии с настоящим изобретением гораздо превышают замеренные значения выпускаемых промышленностью полиамидных промышленных пряжей,Пряжи в соответствии с настоящим изобретением могут быть изготовлены из известных полиамидных пряжей по технологии в соответствии с настоящим. изобретением, которая включэет тщательно контролируемые этапы вытягивания в релаксации, В процессе изготовления с преимуществом может одновременно обрабатываться мнокство концов подаваемой исходной пряжи для совершенствования экономики, связанной с производством пряжей в соответствии с настоящим изобретением.Кэк будет очевидно из нижеследующего описания, подаваемые исходные пряжи для получения пряжей в соответствии с настоящим изобретением могут быть полностью вытянутымл, частично вытянутыми или невытянутыми полиамидными пряжами. Для обеспечения приемлемой непрерывности процесса изготовления подэваемые пряжи должны быть высокого качества, то есть иметь всего лишь несколько оборванных волокон, высокую степень однородностл денье вдоль концов и состоять из полимера, содержащего небольшое количество или не влияющих на качество конечной продукции материалов, например, веществ, удэляющих блеск или больших сперулитов,Под "полностью" вытянутыми пряжами следует иметь в виду пряжи, имеющие свойства, соответствующие пряжам, которые вытянуты до высокого уровня прочности и могут служить продукцией для последующего широкого применения в промышленности. Типичные выпускаемые промышленностью "полностью" вытянутые пряжи, пригодные для применения в качестве исходных пряжей, имеют прочность порядка 8 - 10,5 г/д и двойное лучепреломление порядка 0,050-0,060, Частично вытянутые и невытянутые пряжи для подачи, кэк правило, выпускаются в небольших количествах, но являются широко изве. стными, Частично вытянутые пряжи вытягиваются до определенной степени, но, кэк правило. не применяются без дополнительного вытягивания. Такие частично вытянутые пряжи обычно имеют двойное лучепреломление порядка 0,015-0,30. Под невытянутыми имеются в виде пряжи, которые были выпрессовэны и подвергнуты зэстывэнию, но после этого не вытягивались, Как правило, двойное лучепреломление таких невытянутых пряжей составляет порядка 0,008.Ниже дается описание, со ссылкой на чертеж, устройства 10, которое может быть использовано в процессе изготовления пряжей в соответствии с настоящим изобретением из "полностью" вытянутых, частично вытянутых и невытянутых подаваемых пряжей. В то время как нэ рисунке проиллюстрировано и описано устройство для одной пряжи, технология процесса рэссчитэна нэ множество концов пряжи, благодаря чему и может быть повышена производительность устройства. Пряжа У подается с отдающего устройства 12, пропускается через соответствующий элемент 14 регулирования натяжения и далее входит в зону 16 вытягивания,В зоне 16 подаваемые пряжи вытягиваются и одновременно подвергаются нагреву, по крайней мере, на последней стадии вытягивания, кэк это будет очевидным из нижеследующего описания. Вытягивание и нагрев осуществляются до тех пор, пока натяжение вытягивания не достигнет порядка 3,8 г/д, причем температура нагрева доводится до порядка 185 С, предпочтительно до порядка 190 ОС,Целесообразно, чтобы пряжи из полие -капромидэ вытягивались на последней стадии вытягивания при усилии натяжения, по крайней мере, порядка 4,8 г/д, Для достижения этого,для различных подэваемых пряжей применяются разные этапы вытягивания, разные отношения общего вытягивания и разные граФики нагрева. Например, общее вытягивание в 5,5 раз или более с первой стадией вытягивания без нагрева может быть необходимым для невытянутых пряжей в то время, кэк для "полностью" вытянутых пряжей может быть достаточным вытягивание в 1,1-1,3 раза, Частично вытянутые пряжи могут вытягиваться до какого-то промежуточного уровня, Прочность всех видов подаваемых пряжей нэ последней стадии вытягивания, как правило, будет увеличивэться по сравнению с первоначальной прочностью типичной "полностью" вытянутой пряжи приблизительно нэ 10-30 О, тоесть примерно нэ 11-13,0 гlд. На последнем этапе вытягивания целесообразно, чтобы оно осуществлялось с нарастанием по мере нагрева пряжи. Вытягивание может начинаться на нагретых роликах с серией последовэтельных этапов вытягивания. Ввиду необходимости обеспечения высокихтемператур, когда натяжение вытягивания достигает порядка 3,6 г/д, целесообразно иметь бесконтактный нагрев пряжи, предпочтительно в печи.Возвращаясь снова к чертежу, вытягиванию пряжи в зоне 16 начинается, когда пряжа проходит в виде змеевика через первую серию из семи вытягивающих роликов, обозначенных общим индексом 18 и индивидуально 18 а, Эти ролики имеют такую конструкцию, что могут нагреваться изнутри за счет циркуляции нагретого масла. Кроме того, скорость вращения этих роликов регулируется таким образом, что обеспечивается вытягивание пряжи между всеми последовательными роликами, как правило, от 0,5 до 1 О, причем вытягивание производится на незначительную величину и поддерживается надежный контакт пряжи с этими роликами. Для исключения проскальзывания пряжи У прижимается к первому ролику 18 а дополнительным роликом 20.Пряжа У затем продвигается ко второму комплексу 22 роликов 22 а - 229, которые также нагреваются изнутри и скорость вращения которых регулируется а,.алогично первому комплекту рсликов 18. Как правило, скорость вращения роликов ре улируется таким образом, что обеспечивается вытягивание от 0,5 до 1;4 между последовательными роликами, как и в случае первой серии роликов 18, Для вытягивания пряжи по мере ее продвижения между двумя группами роликов разность скоростей между комплектом 18 роликов и комплектом 22 роликов между роликами 1.8 а и роликом 22 а) может варьироваться. В случае подачи невытянутых пряжей основное вытягивание на первоначальном "участке" зоны вытягивания между первым и вторым комплектом роликов, причем первый комплект 18 роликов доводится до умеренной температуры или вообще не нагревается. В случае "полностью" вытянутых пряжей по существу никакого вытягивания пряжи не производится между первым и вторым комплектами роликов 18 и 22, соответственно, и первый комплект роликов 18 при желании может быть обойден, хотя целесообразно пропускать пряжу между роликами 18 а и 20 для обеспечения надежного захвата пряжи и исключения проскальзывания при последующем вытягивании. Частично вытянутые пряжи обычно следует вытягивать в свободной зоне вытягивания с тем, чтобы общее вытягивание после этого было равным или несколько меньшим, чем "полностью" вытянутье подаваемые пряжи, Как правило, для всех видов подаваемых пряжей второй ком ется с ролика 28 а,В зоне 30 релаксации пряжа расслабляется то есть ее натяжение снижается под 5 10 15 20 25 30 плект 22 роликов используется для н згревл пряжи методом кондукции в целях подго товки к конечному этапу вытягивания при повышенной температуре, например, температурах роликов приблизительно в диапазоне 150-215 С.После прохождения второго комплекта 22 роликов пряжа У входит в зону вытягивания, обогреваемую двумя печами 24 и 26 соответственно, которые могут действовать по принципу обогрева путем подачи горячего воздуха с возможностью доведения температур печей порядка до 300 С, Последний этап вытягивания, на котором достигается максимальная величина вытягивания, осуществляется в обогреваемой зоне вытягивания. Время пребывания в печах и температура печей таковы, что пряжа У нагревается до температуры порядка 185 С, предпочтительно до 180 С, но температура пряди не может превышать или слишком приближаться в точке плавления полиамида. Для осуществления эффективного нагрева температуры печей могут превышать температуры пряжей при типичных скоростях процесса порядка на 130"С. Для полигексаметиленадипамидных пряжей предпочтительные температуры колеблются в пределах порядка 190 - 215"С, а печей - в пределах порядка 220 - 320 С, время пребывания пряжей в печах при этом составляет от 0,5 до 1.0 сек,Точка плавления поли- е -капроамидэ ниже, поэтому предпочтительные темперэтуры пряжей находятся в пределах порядка 190-215 С, а температура печей - в пределах порядка 220-300 С при времени пребывания в печах приблизительно от 0,5 до 1,0 сек, Вытягивание в этой обогреваемой зоне определяется скоростью вращения ролика 22 а второй группы 22 роликов и первого ролика 28 а третьей группы 28 роликов 28 а - 28 о, через которые проходит пряжа У в виде змеевика по выходе из печей 24 и 26. Общая длина вытягивания для всего процесса определяется скоростью вращения первого ролика 18 а в первом комплекте роликов, и скоростью вращения первого ролика 28 а в третьем комплекте роликов, Этот первый ролик 28 а в третьей группе роликов служит знаком окончания зоны вытягивания 16, поскольку, в противоположность первому и второму комплекту роликов, скорость вращения последующих роликов комплекта 28 роликов снижается по мере продвижения пряжи на 0,5 - 1,0. Таким образом, зона релаксации под общим индексом 30 нэчина 1834923соответствующим контролем и ее длина уменьшается) в пределах приблизительна 2-13,5;, предпочтительно в пределах 2- 10.Прлжа нагревается во время релаксации таким образом, что конечнал температура релаксации пряжи достигает уровня выше порядка 185 С, предпочтительно, по крайней мере, порядка 190 С. Для стимулирования поддержания высокой прочности и модуля пряжи во время релаксации натяжение пряжи должно поддерживаться выше порядка 0,4 г/д.Предпочтительно, чтобы релаксация осуществлялась постепенно в соответствии с релаксацией пряжи, Первоначальная релаксация может быть произведена на нагретых роликах и преимущественно желательно иметь ряд последовательных этапов релаксации в пределах первоначального периода релаксации.Ввиду высоких температур, необходимых во время конечного периода релаксации, целесообразно обеспечивать бесконтактный нагрев пряжи в печи,Как проиллюстрировано на чертеже, релаксация осуществляется первоначально с постепенным наращиванием на третьем роликовом комплекте 28. температура которого доводится до порядка 150-215 С. Пряжа затем проходит через релаксацианные печи 32 и 34, температура которых составляет порядка 300 С. Достижение необходимой температуры конечной релаксации зависит от температуры печей и времени пребывания пряжи в этих печах. Предпочтительно, чтобы температура воздуха в печах превышала температуру пряжи примерно на 130 С для обеспечения эффективного нагрева при приемлемых скоростях процесса, В случае палигексаметиленадипамида предпочтительные температуры пряжи на.ходятся в диапазоне порядка 190-240 С, а температуры печей - порядка 220-320 С; время пребывания пряжи в печи при этом составляет от 0,5 до 1,0 сек, Температура плавления поли- я -капроамида ниже, поэтому предпочтительный диапазон температур пряжи составляет порядка 190-215 С, а печей - порядка 220-300 С; время пребывания пряжи в печах от 0,5 до 1,0 сек,Па выходе из печей 32 и 34 пряжа У проходит через четвертый роликовый комплект 36 из трех роликов 36 ас в виде змеевика, причем пряжа У прижимается к последнему ролику 36 с дополнительным роликом 38, благодаря чему исключается проскальзывание пряжи, Внутренние поверхности этих роликов могут охлаждаться холодной водой, благодаря чему дастига 2 час при относительной влажности55 + 2 и темпера;, ре атмосферы23 + 1 С(74 + 2 Г) и испытываются приэтих же условиях, если нет каких-либо дру 40 гих специально оговариваемых условий,Относительная вязкость. Относительная вязкость есть отношение вязкости раствора и растворителя замеряемых вкапиллярном вискозиметре при температу 45 ре 25 С,Денье. Денье или линейнал плотностьесть вес в граммах 9000 м пряжи, Деньеизмеряется путем продвижения определенной длины пряжи, как правило 45 м, с упа 50 ковки многоволоконной пряжи на деньевуюбобину и взвешивания на весах с точностьюдо 0,001 г, Денье затем рассчитывают изизмеренного веса пряжи длиной 45 м,Характеристики растяжения. Характе 55 ристики растлжения(сопротивление на разрыв, удлинение при разрыве и модуль)измеряется в соответствии с известным изобретением,5 10 15 20 25 30 ется снижение температуры пряжи да уровня, позволяющего ее намотку на паиемнае устройство, Пряжа снова слегка натягивается на ролике 36 с с тем, чтобы обеспечить ее стабильное прохождение и избежать каких- либо коробленил на ролике 36 в. Общая релаксация, таким образом, определяется разностью скоростей вращения первого ролика 28 а третьего роликового комплекта 28 и первого ролика 36 а четвертога роликового комплекта 36.По выходе из зоны ЗО релаксации пряжа У пропускается через зону 40 обработки па. верхности пряжи, которая может включать струйное устройство (не показано) для присоединения отдельных волокон пряжи, отделочный аппликатор 42 для нанесения покрытия на пряжу или какой-либо другой ее обработки, На приемном устройстве (не показано) множества концов пряжи У наматывается на соответствующее приспособление для последующей транспортировки и конечного применения,При применении устройства в соответствии с настоящим изобретением, проиллюстрированного на прилагаемом рисунке, предпочтительные скорости намотки пряжей составляют 150-750 м/мин,Нижеследующие примеры иллюстрируют настоящее изобретение, на не ограничивают ега область,Методы испытания,Предварительнал подготовка, Перед проведением испыгганий указанные пряживыдеркиваются па меньшей мере, в течениИсходный ллодуль определяется из наклона линии, проведенной касательно "исходной" части прямой линии кривой зависимости деформации от напряжения, "Исходная" часть прямлй линии определяется как часть прямой линии при 0,50 нагрузки на всю шкалу. Например, нагрузка на всю шкалу составляет 230 кг (50,0 фунтов) для пряжей 600-1400 денье; следовательно, исходная часть прямой линии кривой "напряжение-деформация" будет начинаться с 115 г(0,25 фунта). Нагрузка на полную шкалу составляет 453 г/100 фунтов) пряжей 1800 - 2000 денье, а начальная прямолинейная часть кривой будет начинаться на уровне230 г (0,50 фунтов).Сухая тепловая усацка. Сухая тепловая усадка измеряется с помощью прибора "Тестрайт", выпускаемого фирмой Теэсг 3 те 1 лс 3, Халифакс, Англия, Уноговолоконная пряжа длиной - 61 см/ - 24 дюйма) заправляется в прибор "Тестрайт" и усадка фиксируется спустя 2 мин при 160 С при нагрузке 0,05 г/д. Исходная и конечная длины определяются при нагрузке 0,05 гlд. Конечная длина замеряется при температуре пряжи 160 С.Усадка при выпаривании, После снятия поверхностей пряжи с упаковки пряжи и ее образования однометровые образцы пряжи подверга:отся предварительной релаксации в течение 14 - 24 час при относительной влажности 55,ь и температуре 12,78 С (55 Г), Каждый образец затем завязывается в петлю и его первоначальная длина определяется при нагрузке 1,0 г (тест) 0,111 г/д, Эти образцы. помещаются в марлевый мешок и затем в ванну кипящей воды на 30 мин. После вынимания образцов из ванны, они подвергаются центрифугированию. Образцы в виде петель затем вынимаются из марлевых мешков, высушиваются в печи с форсированной подачей воздуха при температуре 65 С в течение 1 ч и выдерживаются снова при относительной влажности 55 С, температуре 24,0 С в течение 4-24 час. Конечная длина образца определяется при нагрузке 1,0 г/текс,1 - Р/, усадки = х 100,где- исходная длина петли, Р - конечная длина петли,Двойное лучепреломление и дифференциальное двойное лучепреломление. Оптические параметры волокон в соответствии с настоящим изобретением измеряются в соответствии с методом, описанным в известном техническом решении за некоторыми50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 нижеследук)шими ислк)ениялидлнн 1 нениямиПоскольку волокна в согп пе 1 стпии с на. стоящим изобретением отличаются от таковых в соответствии с известным другой параметр из тех же распределений п 1 и и 1, рассчитываемый при+0,05-0,95 расстоянии от центра до края изображения волокна, необходим для их характеризования. В данном случае + означает противоположные стороны от центра изображения. Двойное лучепреломление Л в каждой точке (1) (где составляет от -0,95 до +0,95) на изображении определяется тем же путем, что и в указанном патенте, В этом случае заданный структурный параметр представляет собой разность Л между центром изображения и точкой 0,90 расстояния от центра до края. Двойное лучепреломление в центре изображения для любого волокна Л (0,00) определяется как средняя величина двойных лучепреломлений в двух точках, соответствующих= + 0,05: Л (0-00) = Л( (-0-05) )/2Аналогично для обеих сторон изображения, соответствующих= Л / + 0,90, двойное лучепреломление ( :0,90) определяется: Л (+0,90)=( Л +( 0,95) + ( Л+ 085/2,где знак Плюс используется для одной стороны изображения, а знак минус - для другой,Дифференциальное двойное лучепреломление О; Л 0,90 - 0,00 затем определяется как:ОЛ 0,90 - 0,00=( Л (+0,90)+ Л (-0,90) /2 - Л 0,00.Рентгеновские параметры.Индекс совершенствования кристалла и кажущийся размер кристалла.Индекс совершенствования кристалла и кажущийся размер кристаллита выводится из рентгеновских диффракционных разверток, Дифракционная картина волокон этих составов характеризуется двумя выдающимися экваториальными рентгеновскими отражениями с пиками, расположенными под углом расстояния приблизительно 20 - 21 и 23 2 О .Рентгеновские диффракционные картины этих волокон получаются с помощью рентгеновского дифракциометра фирмы РЫИрэ Еестгопс 3 пзтгцпзептз, Махва, НьюЙорк, каталожный 3 Ф РО/1075/00 в режиме отражения с применением дифракционнолучевого монахроматора и сцинтилляционного детектора, Данные интенсивности замеряются с помощью интенсиметра и записываются системой сбора и сокращения вычисленных на компьютере данных. Диф 15 1834923ракционные картины получают при следующих установках приборов:скорость развертки 1 2 О в мин;постепенное наращивание 0,0252 О; диапазон развертки 6-38 О, 2 О и анализатор амплитуды импульса, "Дифференциал".Для измерения индекса усовершенствования кристалла и кажущегося размера кристалла дифракционные данные обрабатываби по программе компьютера, которая сглаживает данные, определяет базовую линию и измеряет позиции и амплитуды пиков,Рентгеновское дифракционное измерение кристаллического состояния в найлоне 66, найлоне 6 и сополимерах найлона 66 и найлона 6 есть индекс усовершенствования кристьалла - СР 1, Отмечается сдвиг позиций двух пиков при 21 и 23 О ; с увеличением кристаллличности пики смещаются далее в стороны и приближаются к позициям, соответствующим "идеальным" позициям на основе структуры найлона 66 по Банну-Гернеру, Этот сдвиг в расположении пиков обеспечивает основу измерения совершенствования кристалла в найлоне 66:где б (наружный) и д (внутренний) расстояния "б" Брегга для пиков 23 и 21 О, соответственно, а знаменатель 0,189 есть величина для б(100) (б/010) для хорошо кристаллизованного найлона 66, как сообщает Вопп и Оагпег, Ргас. Воуэ Яос, (Лондон), А 189, 39, 1947. Эквивалентное и более применимое уравнение на основе значений О имеет .вид:СР 1=(2 О (наружный)/2 О (внутренний) - 1) х 546,7Поскольку найлон 6 имеет .отличную кристаллографическую элементарную ячейку кристаллической решетки, коэффициент для хорошо кристаллизованного найлона 6 тоже отличается и уравнение имеет вид:СР = (2 О (наружный) -2 О Н (внутренний)-11 х 509,8Кажущийся размер кристаллита. Кажущийся размер кристаллита рассчитывается из результатов измерений полуамплитудной ширины пика экваториальных дифракционных пиков, Поскольку два экваториальных пика перекрывают друг друга, измерение полуамплитудной ширины основывается на полуширине при полу- амплитуде. Для пика 20-21 позиция полумаксимальной амплитуды амплитуды пика рассчитывается и величина 2 О для,1, - длина волны рентгеновского излучения (в данном случае 1,5418 А);ф - скорректированная линейная ширина в радианах;40 О - половина угла броггэ (половинавеличины О выбранного пика, полученная из дифракционной картины).Рентгеновский угол ориентации. Пучокволокон диаметром приблизительно 0,5 мм намотали на держатель образца с большой осторожностью с тем, чтобы волокна располагались по существу параллельно. Затем волокна, намотанные на держатель, подвергали рентгеновскому облучению с помощью 50 рентгеновского генератора (модели 12045В), выпускаемого Фирмой РЫрз Еессгопс 1 пв 1 говемз. Дифракционную картину в нитей образца засняли на диагностическую рентгеновскую пленку прямой экспозиции Кобами ОеР (каталожный М 154 - 2463) в камере обскура Уорхуса. Коллиматоры в камере имеют диаметр 0,64 мм. Время экспозиции продолжалось в течение порядка 15 - 30 мин/или, как правило, столько, чтобы диф 5 10 15 20 этой интенсивности заменяется на малоугловой стороне, Разность между этой величиной 2 . О и величиной 2 О при максимальной амплитуде пика умножается на 2 для получения полуамплитудной ширины йика (или "линии"). Для пика 23 О позиция полумаксимэльной амплитуды пика рассчитывается и величина 2 О для этой интенсивности измеряется на стороне большого угла; разность между этой величиной 2 О и величиной 2 О при максимальной амплитуде пика умножается на 2 для получения полуамплитудной ширине пика.При этом измерении поправка делается только на инструментальное уширение; все другие эффекты уширения примимаются ээ результат размера кристаллита. Если "В" - замеренная линейная ширина образца, скорректированнаялинейнэя ширина образца "бета"имеет вид: где "В" - инструментальная постоянная уширения, "В" - определяется путем измерения линейной ширины пика, расположенного приблизительно на 282 О на дифракцианной картине, порошкового образца кристалла кремния.Кажущийся размер кристаллита (АСЯ) выражается следующим образом; АСБ =(К у 1, /( у сов О ), где:15 20 25 30 35 ракционная характеристика, которую следовало замерить, было зафиксировано при оптической плотности 1,0), Цифровое иэображение дифракционной картины записывалось с помощью видеокамеры. Передаваемые интенсивности калибруются с помощью черных и белых эталонов, уровень серого цвета преобразуются в оптическуюю плотность, Дифракционная картина найлона 66, найлона б и полимеров найлона 66 и б имеют два выдающихся экваториальных отражения при 2 0 приблизительно 20 О - 21 и 23, наружное (" 23 ОС) отражение используется для измерения угла ориентации, Ряд данных, эквивалентный аэимутональному следу через два выбранных экваториальных пика (то есть наружное отракение на каждой стороне картины) создается путем интерполяции из файла данных цифрового изображения. Этот ряд строится таким образом, что одна точка данных равняется одной трети одного градуса дуги. Угол ориентации (ОА) определяется как длина дуги в градусах при полумаксимальной оптической плотности (угол, стягивающий точки по 50 от максимальных пиков, скорректированных на фон. Это вычисляется из числа точек данных между точками полуамплитуд нэ каждой стороне пика (при".м применяется интерполяция, это не оставляет целого числа), Замеряются оба пика и за угол ориентации берется средняя величина двух измерений,Длиннопериодное расстояние и нормалиэованая длиннопериодная интенсивность. Длиннопериодное расстояние (1 РБ) и нормализованная длиннопериодная интенсивность (1 Р 1) измеряется с помощью дифрактора Краткого с малым углом, выпускаемого фирмой Акоп Рааг К.О., Граэ, Австрия, Этот дифрактометр устанавливается на линейном фокусном проходе рентгеновского генератора Филипс ХРС - 3100, оснащенного длинной рентгеновской трубки с острым фокусированием, работающей при напряжении 45 кв и силе тока 40 ма. Фокальная точка рентгеновского излучения наблюдается под углом выхода бо, и ширина луча ограничивается входящей щелью в 120 мкм, Сик-альфа излучение из рентгеновской трубки фильтруется с помощью никелевого фильтра 0,7 мила и обнаруживается с помощью Йа 1 Т 1) сцинтилляционного счетчика, оснащенного анализатором амплитуды импульса для симметричного пропускания 90% Сик-альфа-излучения,Образцы найлона приготавливаются путем намотки волокон параллельно друг другу на держатель с внутренним отверстием диаметром 2 см. Площадь, покрывамая волокнами, составляет порядка 2 х 2,5 см и типичный образец содержит 1 г найлонэ. Фактическая величина образца определяется путем измерения снижения обоэзцом сильного Сик-альфа-рентгеновского сигнала и регулирования толщины образца до тех пор, пока способность прохождения рентгеновского луча не приблизится к величине 1/е или 0,3678. Для измерения прохождения сильный рассеиватель располагается.в дифрагируащей позиции и перед ним вставляется найлоновый образец, сразу эа щелями,ограничивающими рентгеновские лучи, Если измеренная интенсивность без затухания составляет 4, а интенсивность после затухания - 1, тогда пропускная способность Т есть 1/(1 О), Образец с пропускной способностью 1/е имеет оптимальную толщину, поскольку дифрагированная интенсивность от образца большей или меньшей толщины,чем оптимальной, будет меньше, чем иэ образца оптимальной толщины.Найлоновый образец монтируется таким образом, что ось волокон располагается перпендикулярно длине луча (или параллельно направлению движения детектора). В случае дифрактометра Краткого, наблюдающего горизонтальный линейный фокус, ось волокон располагаеся перпендикулярно верху стола. Развертка иэ 180 точек собирается между 0,1 и 4 2 0 следующим образом; 81 точка с размером ступени 0,0125 между 0,1 и 1,1 О; 80 точек с размером ступени 0,025 между 1,1 и 3,1; 19 точек с размером ступени 0,05 О между 3.1 и 4,0 О, Время для каждой развертки составляет 1 час, а время отсчета для каждой точки - 20 сек, Полученные данные сглаживаются путем перемещения параболлического окна и инструментальный фон вычитается. Инструментальный фон, то есть развертка, полученная в отсутствие образца, умножается на пропускание Т и вычитается, точка за точкой, из развертки, полученной от образца. Точки данных развертки затем корректируются на толщину образца путем умножения на коэффициент коррекции СЕ = -1,0/(еТ 1 и (Т)/, где е - основание натуралького логарифма и 1 пЩ является всегда отрицательным, а СЕ - положительным, Далее, если Т = 1/е, тогда СЕ - 1 для образца оптимальной толщины. Следовательно, СЕ всегда больше 1 и корректирует интенсивность от образца другой, чем оптимальной толщины, до интенсивности, которая наблюдалась бы в случае образца оптимальной толщины. Например, для толщины, достаточно близких к оптимальной, СЕ, как правило, поддерживается на уровне 1,01, так что коррекция на толщину образца может поддерживаться