Способ модификации волокон на основе ароматических полиамидов

(54)(57) СПОСО НА ОСНОВЕ АРОИА обработкой ор 1 и отверждением с я тем, что, прочности воло обрабатывают р да при 250-260 итренко,вый техноло.Циолковс 885,лияние сидных окна на ДохлавяСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Московский авиационнгический институт им. К,Экого(56) 1. Патент ОбА Р 4227кл. 8-925, опублик. 1980.2. Дудина А.А. и др. ВдифФузии компонентов эпокзующих в органические волпрочность органопластиковАН СССР, 1981, 257 Р 3, с(прототип). МОДИФИКАЦИИ ВОЛОКОНИЧЕСКИХ ПОЛИАМИДОВическим соединениемотличающийцелью повышениян на сдвиг, волокноплавом поликапроами 20-30 мин.(арамидных) кол,льзуются, 5например, ь иаи;т .агОлнителеЙв композиционных ,.- ериалах.Эти волокна о.а и, анизотрспией механических ,.:Ойс в . Однако по мере повышения а:. в ,От.е.пии свойств 10 волокна приобре"а .,т высокие значения осевой прочности и снижают прочносгь на сдвиг и на сжатие, В результате происходит разделение волокон на фибриллы при незначительньх механи ческих воздействиях, Поэтому применение высокопрочных арамидных воло-. кон ограничивается в основном созданием изделий, работающих на ра тяжеИзвестен способ упрОчнения арамидных и модифицированных арамидных волокон из поли-п-терефталамида, поли-м-фениленизофталамида, и-аминобензадразида и др. обработкой их в пиридине при 100-154 С 30-бО с ) 1).Недостатком данного способа является то, что в качестве упрочняющей среды используют токсичный растворитель пиридин, при этом резко удлиняется технологиче кий цикл обработки, так как необходима сушка от раст" ворителя.Наиболее близким к изобретению является способ модификации волокон на основе ароматических полиамидов 35 обработкой органическим соединением - эпоксидным олигомером (дихлордиаминодифенилметаном) в присутствии отвердителя малеинового ангидрпда и отверждением сначала при 80 С 2 ч,О затем при 140 С 2 ч и при 170 С 2 ч,При использовании эпок:идныхолигомеров различных составов язв можна их диффузия внутрь волокна.Диффузия облегчается при снижении вязкости полимеров раствооителлми например стиролом, Степень проникновения полимерных веществ (связующих) в поверхностный слой волокна составО ляет 15-30. В зависимости от условий пропитки волокна содеожание применяемого связующего в центре моно- волокна либо оавно нулю, либо имеет низкий уровень. При отв ждении связующего, проникшего внутрь волокна, происходит упрочнение волокна за счет замены слабых физических связей между фибриллами прочнойпленкой связующего, Это повышаетпрочность при растяжении самого во локна.на 15. При этом наибол."шей степени упрочнения подвергаются поверхностные слои волокна, т.е, именно те слои, в которые проникает связующее 121. Известный способ характеризу".,тся тем, что упрочняющий состав проникает на небольшую глубину внутрьволокна, поэтому упрочнение волокнанаблюдается только в поверхностныхслоях. Это не позволяет повыситьпрочность при сдвиге по всему сечению волокна. При этом различиев химических составах волокна и связующего обуславливает высокий уровень остаточных напряжений по сечению волокна,что не позволяет реализовать возможную прочность волокнапри сдвиге, К недостаткамтакжеотносят использование при пропиткеактивного растворителя стирола,обладающего повышенной токсичностью.Целью изобретения является повышение прочности волокон на сдвиг,:1 ель достигается тем, что согласно способу модификации волокон наОснове ароматических полиамидов обработкои органическим соединением иотверждением волокно обрабатываютрасплавом поликапроамида при 25060 С 20-30 мин.При такой обработке происходитдиффузия алифатического полиамидавнутрь волокна и заполнение им межфибриллярного пространства в волокне. Подбор термодинамически совместимых полимеров, а в данномслучае упрочняющий полимер - алифатичссий полиамид (поликапроамид)и упрочняемые арамидные волокна(ароматический полиамид), позволяетулучшить качество обработки (пропитки) волокна связующим за счетболее равномерного распределенияупроч яющего полимера по всемуОбъему волокна,увеличение и уменьшение температуры обработки волокна расплавомполимера Отрицательно сказываетсяна прочностных характеристиках самого волокна. При большей температуре обработки возможна термоокислительиая деструкция упрочняющего,"лимера.В качестве арамидных волокон ис"пользуют волокно фенилон (ТУ-0632"185-76 и СВМ Туб-9-17-76) . Вкачестзе упрочняющего полимера используют полиамид-б (ССТ 6-06-С 9-76).обработку аоамидных волокон производят пропусканием их через экструзионную головку, в которую под давлением нагнетают ра.сплав поликапроамипа,Время нахождения волокна в экструзионной головке регулируют скоростью поотягивания. Затем поверхностиотверкденных обработанных волоконотмьвают трифторэтиловым спиртомат излишков поликапроамида, сушатот спирта при 100 С и сматывают напаковки (шпули).Режимы обработки волокон фенилон и СВМ поликапроамидом и фиэико1048008 Волокно, обработанное Характеристика предлагаемым способом по примерам1 2 3 4 5 6 5 по прототипу Режимы обработкиволоконТемператураобработки,фС 220 240 250 255 260 270 290 Время обработки, мнн 20 2040 10 20 30 25 Показатели свойствволокон Плотностькг/м 10 1,41 1,4 1,4 1,39 1,39 1,39 1,4 1,39 Разрушающеенапряжениепри растяжении, МПа 800 805 805 810 780 750 690 800 Разрушающеенапряжениепри сдвиге,МПа 44 47 55 .60 62 46 При данных режимах термообработки расплав упрочняющего полимерадеструктирует..Та блица Волокно, обработанное Характеристика предлагаемым способом по примерам по извесспособу 1 2 3 4 5 6 5 Режим обработкиволокон Температураобработки, К 220 240 250 255 260 270 290 механические свойства волокон,обработанных по известному и предлагаемому способам, приведены соответственно в табл.1 и 2. Таким образом, при использовании изобретения удается повысить разрушающее напряжение при сдвиге волокна на 30 и получить волокно, стойкоек расщеплению. ИспольЗование упрочненных волокон позволяет повысить качество изготовляемых из них тканей, кордов холстов и .т.д. Армирование 5 ими пластиков позволяет повыситьпрочность материала при сдвиге на 20-30.Таблица 1;арактеристика Время обработки, мин 10 20 30 25 20 20 40 Показатели свойствволокон Плотность, 10 .фнг/м 1 г 44 3500 Ра э рушающеенапряжениепри сдвиге,МПа45-47 45 , 49 54 61 62 39 35 М Расплав упрочнякщего полимера деструктирует. Составитель И.ДевнинаРедактор М.Бандура Техред А,Бабинец КоРРектор А.тяско Закаэ 7873/31 Тираж 461 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Раэ рушаюце енапряжениепри растяжении, МПа по известномуспособу предлагаемым способом по примерам1 С Г Е Г 1 1 2 3 4 5 6 5 1 о 43 1 ю 43 1 45 1 ю 45 1 ю 46 1 ю 44 1 ю 44 3500 3500 3450 3500 3550 3200 2800