Физико-механическая устойчивость арамидных волокон к

Ñòðóêòóðà è ñâîéñòâà
Ïëàñòè÷åñêèå ìàññû, ¹1-2, 2014
ïåðåìåùåíèåì ìèíèìàëüíîé êèíåòè÷åñêîé åäèíèöû äâèæåíèÿ â ïîëèìåðàõ − ñåãìåíòà Êóíà (8−10 çâåíüåâ öåïè â ÏÑ
[18, 21]).
Âûâîäû
Âïåðâûå ïðîâåä¸ííûé àíàëèç äèôôóçèîííîãî ïîâåäåíèÿ
íà ñèììåòðè÷íûõ ãðàíèöàõ ðàçäåëà ÏÑ ÏÑ ïî îáå ñòîðîíû
îò Tñîáú¸ìà â ðàìêàõ ïîäõîäîâ Àððåíèóñà è Ôîãåëÿ-Ôóë÷åðà
ïîêàçàë, ÷òî êîððåêòíîå îïèñàíèå òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè êîýôôèöèåíòà äèôôóçèè öåïåé èç îäíîãî îáðàçöà ÏÑ
â äðóãîé âîçìîæíî ëèøü â ðàìêàõ ïîäõîäà Àððåíèóñà â âèäå
lgD − 1/Ò. Óñòàíîâëåíî, ÷òî â ïðîöåññå êîíòàêòèðîâàíèÿ äâóõ
îáðàçöîâ ÏÑ â âåñüìà øèðîêîì èíòåðâàëå òåìïåðàòóð, îò T =
Tñîáú¸ìà − 50°C äî T = Tñîáú¸ìà + 50°C, ôîðìèðîâàíèå ïåðåõîäíîãî àäãåçèîííîãî ñëîÿ êîíòðîëèðóåòñÿ îäíèì è òåì æå ìîëåêóëÿðíî-êèíåòè÷åñêèì ìåõàíèçìîì ìàññîïåðåíîñà òåðìîàêòèâàöèîííîé ñåãìåíòàëüíîé äèôôóçèåé, íåñìîòðÿ íà
òî, ÷òî ýòà ìîäà ìîëåêóëÿðíîãî äâèæåíèÿ çàìîðîæåíà â
îáú¸ìå êîíòàêòèðóþùèõ îáðàçöîâ ïðè Ò < Tñîáú¸ìà.
Ëèòåðàòóðà
1. Âîþöêèé Ñ.Ñ. Àóòîãåçèÿ è àóòîãåçèÿ âûñîêîïîëèìåðîâ. Ì.:
Ðîñòåõèçäàò, 1960, 244 ñ.
2. Jud K., Kausch H.H., Williams J.G. // J. Mater. Sci. 1981. V. 16. P.
204-210.
3. Wool R.P. Polymer Interfaces: Structure and Strength. N.Y.: Hanser
Press, 1995, 494 p.
4. Boiko Yu.M., Prud'homme R.E. // Macromolecules. 1997. V. 30. P.
3708-3710.
5. Áîéêî Þ.Ì. // Âûñîêîìîëåê. ñîåä. Ñåð. À. 2009. Ò. 51. Ñ. 16611670.
6. Boiko Yu.M. // J. Polym. Sci.: Part B: Polym. Phys. 2010. V. 48. P.
2012-2021.
7. Boiko Yu.M., Lyngaae-J?rgensen J. // Polymer. 2005. V. 46. P. 60166024
8. Zhang X., Tasaka S., Inagaki N. // J. Polym. Sci.: Part B: Polym.
Phys. 2000. V. 38. P. 654-658.
9. Guerin G., Mauger F., Prud'homme R.E. // Polymer. 2003. V. 44.
P. 7477-7484.
10. Kawaguchi D., Tanaka K., Kajiyama T., Takahara A., Tasaki S.
// Macromolecules. 2003. V. 36. P. 1235-1240.
11. Akabori K.-I., Baba D., Koguchi K., Tanaka K., Nagamura T.
// J. Polym. Sci.: Part B: Polym. Phys. 2006. V. 44. P. 3598-3604.
12. Mansfield K.F., Theodorou D.N. // Macromolecules. 1991. V. 24. P.
6283-6294.
13. Kajiyama T., Tanaka K., Takahara A. // Macromolecules. 1995. V.
28. P. 3482-3484.
14. Meyers G.F., DeCoven B.M., Seitz J.T. // Langmuir. 1992. V. 8.
P. 2330-2335.
15. Äîé Ì., Ýäâàðäñ Ñ. Äèíàìè÷åñêàÿ òåîðèÿ ïîëèìåðîâ. Ì.: Ìèð,
1998, 440 ñ.
16. Karim A., Mansour A., Felcher G.P., Russsell T.P. // Phys. Rev.
B. 1990. V. 42. P. 6846-6849.
17. Boiko Yu.M. // Colloid Polym. Sci. 2011. V. 289. P. 1847-1854.
18. Áåðøòåéí Â.À., Åãîðîâ Â.Ì. Äèôôåðåíöèàëüíàÿ
ñêàíèðóþùàÿ êàëîðèìåòðèÿ â ôèçèêîõèìèè ïîëèìåðîâ. Ë.: Õèìèÿ,
1990, 255 ñ.
19. Whitlow S.J., Wool R.P. // Macromolecules. 1991. V. 24. P. 59265938.
20. Kline D.B., Wool R.P. // Polym. Eng. Sci. 1988. V. 28. P. 52-57.
21. Aharoni S.M. // Macromolecules. 1983. V. 16. P. 1722-1728.
22. Boiko Yu.M. // J. Macromol. Sci. Part B, Phys. 2011. V. 50. P. 20842089.
23. Boiko Yu.M. // Colloid Polym. Sci. 2011. V. 289. P. 971-979.
24. Boiko Yu.M., Lyngaae-Jorgensen J. // Polymer. 2005. V. 46. P.
6016-6024.
25. Boiko Yu.M., Bach A., Lyngaae-Jorgensen J. // J. Polym. Sci.:
Part B: Polym. Phys. 2004. V. 42. P. 1861-1867.
26. Fu J., Li B., Han Y. // J. Chem. Phys. 2005. V. 123. 064713.
27. Akabori K., Tanaka K., Kajiyama T., Takahara A. //
Macromolecules. 2003. V. 36. P. 4937-4943.
28. Kawaguchi D., Tanaka K., Kajiyama T., Takahara A., Tasaka
S. // Macromolecules. 1998. V. 31. P. 5150-5151.
ÓÄÊ 620.172.251.224
Ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêàÿ óñòîé÷èâîñòü àðàìèäíûõ âîëîêîí
ê âîçäåéñòâèþ âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ
Ê.Ñ. ÏÀÕÎÌÎÂ1, Þ.Â. ÀÍÒÈÏÎÂ2, È.Ä. ÑÈÌÎÍÎÂ-ÅÌÅËÜßÍÎÂ1, À.À. ÊÓËÜÊÎÂ2, À.Â. ÃÎÐÁÀ×ÅÂ2
1 ÌÈÒÕÒ, 2 ÎÀÎ "ÖÍÈÈÑÌ"
p ah o m o v _ k i r i l l _ sp @ mail.r u
Ðàññìàòðèâàåòñÿ âëèÿíèå âûñîêèõ òåìïåðàòóð íà ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêóþ ñòîéêîñòü àðàìèäíûõ âîëîêîí. Ïîëó÷åíû äàííûå òåðìè÷åñêîãî
àíàëèçà, à òàêæå çàâèñèìîñòè ïðî÷íîñòè è ìîäóëÿ óïðóãîñòè àðàìèäíûõ âîëîêîí ðàçëè÷íûõ ìàðîê â çàâèñèìîñòè îò òåìïåðàòóðû.
Óñòàíîâëåíî, ÷òî äî 250°Ñ ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè âîëîêîí ìàðêè Ðóñàð ïðàêòè÷åñêè ñîõðàíÿþòñÿ, à ñàìûì òåðìîñòîéêèì
ÿâëÿåòñÿ âîëîêíî ìàðêè Ðóñàð-ÍÒ.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: àðàìèäíûå âîëîêíà, òåðìîñòîéêîñòü, ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè.
Influence of high temperatures on physicomechanical firmness of aramide fibers of a domestic production of brands Rusar and Ruslan is considered. Data of a thermal analysis of TG-DTA/DSK showed the most heat-resistant fiber of brand of Rusar-NT. On dependence of breaking stress at
stretching of aramide threads from temperature it was established that only Rusar-NT practically keeps the characteristics to 250 degrees, while RusarS-600 and the Ruslan-computer-600 do of 150 degrees. Dependences of breaking stress and Young's modulus on dwell time were received at constant
temperatures of 160, 250 and 300 degrees from which it is visible that at endurance within 100 clocks aramide fibers of Rusar-NT and Rusar-S-600
keep durability at the level of 82−83% and an elastic modulus − 95−96%, and at 300 degrees durability − 36−39%, and the module of 88−91%.
Keywords: aramid fibers, heat resistance, physical and mechanical characteristics.
Ðàçðàáîòêà íîâîãî ïîêîëåíèÿ âûñîêîïðî÷íûõ òåïëî- è òåðìîñòîéêèõ ïîëèìåðíûõ êîìïîçèöèîííûõ ìàòåðèàëîâ (ÏÊÌ),
22
ñïîñîáíûõ ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ ñîõðàíÿòü ñâîè ýêñïëóàòàöèîííûå õàðàêòåðèñòèêè â îêèñëèòåëüíîé ñðåäå âïëîòü äî
Ïëàñòè÷åñêèå ìàññû, ¹1-2, 2014
âûñîêèõ òåìïåðàòóð íà ñåãîäíÿøíèé ìîìåíò ÿâëÿåòñÿ îäíîé
èç íàèáîëåå àêòóàëüíûõ çàäà÷.
 íàñòîÿùåé ðàáîòå ïðåäñòàâëåíû äàííûå ïî âëèÿíèþ
ïîâûøåííûõ òåìïåðàòóð íà ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè àðàìèäíûõ âîëîêîí.
 êà÷åñòâå îáúåêòîâ èññëåäîâàíèÿ áûëè âûáðàíû 3 ìàðêè
àðàìèäíûõ íèòåé, ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè êîòîðûõ ïðèâåäåíû â òàáëèöå 1.
Òàáë. 1. Ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè àðàìèäíûõ
âîëîêîí.
Íà ïðèáîðå ñèíõðîííîãî òåðìè÷åñêîãî àíàëèçà ÒÃÄÒÀ/ÄÑÊ, ìàðêè STA 449 C Jupiter (NETZSCH (Germany) èññëåäîâàëè òåðìè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè àðàìèäíûõ âîëîêîí
ðàçíûõ ìàðîê. Èñïûòàíèÿ ïðîâîäèëè â àòìîñôåðå âîçäóõà ñî
ñêîðîñòüþ ãàçîâîãî ïîòîêà 30 ìë/ìèí, ëèíåéíîé ñêîðîñòüþ
íàãðåâà 10°Ñ/ìèí, â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 50−800°Ñ.
Íà ðèñ. 1 è 2 ïðèâåäåíû çàâèñèìîñòè ïîòåðè ìàññû è òåïëîâîãî ýôôåêòà äëÿ îðãàíè÷åñêèõ âîëîêîí Ðóñàð-Ñ-600 è ÍÒ
è ìàðêè Ðóñëàí-ÂÌ-600 îò òåìïåðàòóðû.
Ðèñ. 1. Çàâèñèìîñòü ïîòåðè ìàññû îò òåìïåðàòóðû (ÒÃ) äëÿ
îðãàíè÷åñêèõ âîëîêîí ðàçíûõ ìàðîê:
1 − Ðóñàð-ÍÒ; 2 − Ðóñàð-Ñ-600; 3 − Ðóñëàí-ÂÌ-600.
Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòü òåïëà, ïîãëîùåííîãî âîëîêíîì, îò
òåìïåðàòóðû (òåïëîåìêîñòü) (ÄÑÊ) äëÿ îðãàíè÷åñêèõ âîëîêîí
ðàçíûõ ìàðîê:
1 − Ðóñàð-ÍÒ; 2 − Ðóñàð-Ñ-600; 3 − Ðóñëàí-ÂÌ-600.
Ñòðóêòóðà è ñâîéñòâà
Àðàìèäíûå âîëîêíà, êàê âèäíî èç ðèñ. 1, äîñòàòî÷íî óñòîé÷èâû ê âîçäåéñòâèþ âûñîêèõ òåìïåðàòóð è òåðìîîêèñëèòåëüíûì ïðîöåññàì äåñòðóêöèè.  èíòåðâàëå òåìïåðàòóð îò
20 äî 100°Ñ ïîòåðè ìàññû îáðàçöîâ íå ïðåâûøàþò 0,1%; îò
100 äî 250°Ñ ìàññà îáðàçöîâ óìåíüøàåòñÿ íà ~ 3%, à ñêîðîñòü ïîòåðè ìàññû îò òåìïåðàòóðû ñîñòàâëÿåò âñåãî 0,02 %/°Ñ,
÷òî, ïî-âèäèìîìó, ñâÿçàíî ñ óäàëåíèåì îñòàòî÷íîãî ìîíîìåðà è ñîðáèðîâàííîé âîäû; â îáëàñòè 250−460°Ñ ïîòåðè
ìàññû îáðàçöîâ ñîñòàâëÿþò ~ 5%, à ñêîðîñòü − 0,022%/°Ñ.
Òàêèì îáðàçîì, äî òåìïåðàòóðû íà÷àëà îñíîâíîé òåðìîîêèñëèòåëüíîé äåñòðóêöèè ïîòåðè ìàññû äëÿ âñåõ àðàìèäíûõ âîëîêîí ñîñòàâëÿþò ~ 10%, ÷òî ìîæåò ïðèâåñòè ê èçìåíåíèþ èõ ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê.
Òåðìîäåñòðóêöèÿ àðàìèäíûõ âîëîêîí ïðîõîäèò â
äîñòàòî÷íî óçêîì òåìïåðàòóðíîì èíòåðâàëå ~ 80−120°Ñ ñî
ñêîðîñòüþ ~ 0,6−0,9 %/°Ñ. Òåìïåðàòóðû íà÷àëà äåñòðóêöèè
äëÿ àðàìèäíûõ âîëîêîí ðàçíûõ ìàðîê äîñòàòî÷íî áëèçêè è
íàõîäÿòñÿ â èíòåðâàëå 460−520°Ñ. Äëÿ âîëîêîí ìàðîê ÐóñàðÍÒ è Ðóñàð-Ñ-600 îíà ðàâíà 520°Ñ, à äëÿ âîëîêíà ÐóñëàíÂÌ-600 − 460°Ñ. Âåðîÿòíî, íåêîòîðîå ïîâûøåíèå òåìïåðàòóðû íà÷àëà äåñòðóêöèè äëÿ âîëîêîí Ðóñàð-ÍÒ (íà 60°Ñ)
ñâÿçàíî ñ áîëåå ðåãóëÿðíîé åãî õèìè÷åñêîé ñòðóêòóðîé è óïàêîâêîé ìàêðîìîëåêóë, ÷òî ïîäòâåðæäàåòñÿ áîëåå øèðîêèì
ïèêîì òåïëîâîãî ýôôåêòà ïðè òåðìè÷åñêîé äåñòðóêöèè, çàõâàòûâàþùåãî áîëåå âûñîêóþ îáëàñòü òåìïåðàòóð (600−680°Ñ).
Çíà÷åíèå òåìïåðàòóðû òåðìîñòîéêîñòè (Ò10 − ïðè 10% ïîòåðè
ìàññû) äëÿ âîëîêíà Ðóñëàí-ÂÌ-600 ñîñòàâëÿåò 480°Ñ, à äëÿ
Ðóñàð-Ñ-600 è Ðóñàð-ÍÒ − 480°Ñ è 520°Ñ ñîîòâåòñòâåííî.
Òåìïåðàòóðíàÿ îáëàñòü äåñòðóêöèè äëÿ âîëîêîí ìàðêè
Ðóñàð-Ñ-600 è Ðóñàð-ÍÒ íàõîäèòñÿ â èíòåðâàëå 520−600°Ñ,
äëÿ Ðóñëàí-ÂÌ-600 − 460−580°Ñ. Îáùèå ïîòåðè ìàññû â
èíòåðâàëå òåìïåðàòóð äåñòðóêöèè äëÿ âñåõ àðàìèäíûõ âîëîêîí ñîñòàâëÿþò ~ 90% à ñóììàðíûå − 100%, òàê êàê ìåõàíèçì èõ äåñòðóêöèè çàêëþ÷àåòñÿ â ïðîõîæäåíèè òåðìîîêèñëèòåëüíûõ ðåàêöèé ñ îáðàçîâàíèåì èñõîäíîãî ìîíîìåðà.
Èç èññëåäóåìûõ àðàìèäíûõ âîëîêîí íàèáîëåå òåðìîñòîéêèìè îêàçàëèñü âîëîêíà íîâîé ìàðêè Ðóñàð-ÍÒ.
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî äî òåìïåðàòóðû 450−500°Ñ â óñëîâèÿõ äèíàìè÷åñêîãî íàãðåâà ñî ñêîðîñòüþ 10°Ñ/ìèí âñå èññëåäóåìûå âîëîêíà òåðìîóñòîé÷èâû, ÷òî ïîäòâåðæäàåòñÿ
äàííûìè ðàáîòû [1]. Îäíàêî äëèòåëüíîå ïðåáûâàíèå àðàìèäíûõ âîëîêîí ïðè ïîâûøåííûõ òåìïåðàòóðàõ ìîæåò ïðèâåñòè ê íà÷àëó èõ òåðìîîêèñëèòåëüíîé äåñòðóêöèè ïðè áîëåå íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ ïî ñðàâíåíèþ ñ äèíàìè÷åñêèìè óñëîâèÿìè èñïûòàíèé è ñîîòâåòñòâåííî ê ñíèæåíèþ ìîäóëÿ
óïðóãîñòè è ïðî÷íîñòè.
Äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ àðàìèäíûõ âîëîêîí ïðè ïîâûøåííûõ
òåìïåðàòóðàõ íåîáõîäèìî èìåòü äàííûå ïî èõ òåðìîñòàáèëüíîñòè. Çà âðåìÿ òåðìîñòàáèëüíîñòè âîëîêîí ïðè çàäàííîé
òåìïåðàòóðå ìîæíî ïðèíÿòü âðåìÿ, ïðè êîòîðîì âîëîêíà ñòàáèëüíû è òåðÿþò íå áîëåå 10−15% ñâîåé íà÷àëüíîé ìàññû,
ïðî÷íîñòè, ìîäóëÿ óïðóãîñòè èëè äðóãèõ õàðàêòåðèñòèê.
Äëÿ èñïûòàíèÿ àðàìèäíûõ âîëîêîí êðàòêîâðåìåííûì
òåïëîâûì âîçäåéñòâèåì áûëè âûáðàíû òåìïåðàòóðû ñ ó÷åòîì òåõíîëîãè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ìîêðîé íàìîòêè è ýêñïëóàòàöèè àðìèðîâàííûõ èçäåëèé: Ò1 = 20°Ñ − êîìíàòíàÿ òåìïåðàòóðà, Ò2 = 60°Ñ − òåìïåðàòóðà ïðîïèòêè âîëîêíà ïîëèìåðíûì ñâÿçóþùèì, Ò3 = 100°Ñ − äåñîðáöèÿ âëàãè è ìîíîìåðà,
Ò4 = 135°Ñ è Ò5 = 160°Ñ − òåìïåðàòóðû îòâåðæäåíèÿ ïîëèìåðíîãî ñâÿçóþùåãî, Ò6 = 200, Ò7 = 250 è Ò8 = 300°Ñ − òåìïåðàòóðû ïðåäïîëàãàåìîé ýêñïëóàòàöèè àðìèðîâàííûõ èçäåëèé èç ÏÊÌ
Äëÿ ïîëó÷åíèÿ ðåçóëüòàòîâ äëÿ ñðàâíåíèÿ ïîâåäåíèÿ
àðàìèäíûõ âîëîêîí â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 20−300°Ñ âðåìÿ
âûäåðæêè îãðàíè÷èëè 15 ìèíóòàìè (òàáëèöà 2).
23
Ñòðóêòóðà è ñâîéñòâà
Ïëàñòè÷åñêèå ìàññû, ¹1-2, 2014
Òàáëèöà 2. Õàðàêòåðèñòèêè àðàìèäíûõ íèòåé ïðè êðàòêîâðåìåííîì âëèÿíèè ðàçíûõ òåìïåðàòóð.
Òàáëèöà 3. Õàðàêòåðèñòèêè àðàìèäíûõ âîëîêîí ìàðêè Ðóñàð ïðè 160, 250 è 300°Ñ.
Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòü σf àðàìèäíûõ íèòåé ìàðêè Ðóñàð-Ñ-600 (1);
Ðóñàð-ÍÒ (2) è Ðóñëàí-ÂÌ-600 (3) îò òåìïåðàòóðû.
Íà ðèñ. 2 ïðèâåäåíû çàâèñèìîñòè ðàçðóøàþùåãî íàïðÿæåíèÿ ïðè ðàñòÿæåíèè (σf) àðàìèäíûõ íèòåé îò òåìïåðàòóðû
ïðè âðåìåíè âûäåðæêè â òå÷åíèå 15 ìèí.
Âûñîêîïðî÷íîå âîëîêíî ìàðêè Ðóñàð-Ñ-600 óæå ïðè íå
âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ (ñ 50°Ñ) íà÷èíàåò ñíèæàòü ñâîè èñõîäíûå ïðî÷íîñòíûå õàðàêòåðèñòèêè (~4400ÌÏà) è ïðè 175°Ñ
îíè äîñòèãàþò ïðî÷íîñòè Ðóñàð-ÍÒ (~3950ÌÏà). Íà÷èíàÿ ñ
òåìïåðàòóðû 150°Ñ íàáëþäàåòñÿ äàëüíåéøåå ñíèæåíèå ïðî÷íîñòè âîëîêíà Ðóñàð-Ñ-600 è ñ äîñòàòî÷íî áîëüøåé ñêîðîñòüþ, äîñòèãàÿ ïðè 300°Ñ çíà÷åíèÿ ïðî÷íîñòè ~ 3150ÌÏà.
24
Îòìåòèì, ÷òî äëÿ ýòîãî âîëîêíà õàðàêòåðíî îòñóòñòâèå ñòàáèëüíîãî ó÷àñòêà íà êðèâîé σf − Ò.
Íàèáîëåå òåðìîñòîéêèì âîëîêíîì ìîæíî ñ÷èòàòü ÐóñàðÍÒ, êîòîðîå äî 250°Ñ ïðàêòè÷åñêè ñîõðàíÿåò ñâîè èñõîäíûå
õàðàêòåðèñòèêè íà óðîâíå 4000−3900 ÌÏà. Äàëüíåéøåå ïîâûøåíèå òåìïåðàòóðû äî 300°Ñ ïðèâîäèò ê ñíèæåíèþ ïðî÷íîñòè äî 3200 ÌÏà, ïðè÷åì òàêóþ æå ïðî÷íîñòü èìååò è
âîëîêíî Ðóñàð-Ñ600. Ó âîëîêíà Ðóñàð-ÍÒ ñòàáèëüíîñòü ñòðóêòóðû è ñîîòâåòñòâåííî ñâîéñòâ áîëåå âûñîêàÿ è ïîòåðè ïðî÷íîñòè äî 250°Ñ ñîñòàâëÿþò íå áîëåå 5%, òîãäà êàê ó ÐóñàðÑ600 − áîëåå 20% ïðè ïðàêòè÷åñêè îäèíàêîâîé ïîòåðè
ìàññû ~ 3,2−4%.
Ïîëó÷åííûå äàííûå ïîêàçûâàþò, ÷òî äàæå ïðè íåâûñîêèõ
òåìïåðàòóðàõ äî 200°Ñ âîëîêíà Ðóñàð è Ðóñëàí ïðè ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøîé âûäåðæêå (15 ìèí) ìîãóò òåðÿòü äî 20%
èñõîäíîé ïðî÷íîñòè, ÷òî íå êîððåëèðóåò ñ äàííûìè Òà è íà
êðèâûõ ïðàêòè÷åñêè íå íàáëþäàåòñÿ íèêàêèõ ðàçëè÷èé â ïîâåäåíèè âîëîêîí, ïîêàçûâàÿ èõ êâàçèñòàáèëüíîñòü. Ñ ñîæàëåíèåì îòìåòèì, ÷òî äàííûå Òà ìîæíî èñïîëüçîâàòü òîëüêî
äëÿ ñðàâíåíèÿ èñõîäíûõ âîëîêîí Ðóñàð è Ðóñëàí ïî èõ
íà÷àëüíîé òåðìîñòîéêîñòè.
Ñ òî÷êè çðåíèÿ ïîâåäåíèÿ èçäåëèé èç àðìèðîâàííûõ ÏÊÌ
ïðè ýêñïëóàòàöèè â óñëîâèÿõ ïîâûøåííûõ òåìïåðàòóð ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñ èçó÷åíèå âëèÿíèÿ òåðìîîêèñëèòåëüíîãî ñòàðåíèÿ àðàìèäíûõ íèòåé íà âîçäóõå â òå÷åíèå äëèòåëüíîãî
âðåìåíè.
Ïëàñòè÷åñêèå ìàññû, ¹1-2, 2014
Ñòðóêòóðà è ñâîéñòâà
Ñ ýòîé öåëüþ âîëîêíà Ðóñàð-Ñ-600 è ÍÒ, êàê íàèáîëåå
òåðìîñòîéêèå, âûäåðæèâàëè ïðè òåìïåðàòóðàõ 160, 250 è
300°Ñ â òå÷åíèå ðàçíîãî âðåìåíè (îò 0 äî 100 ÷àñîâ) íà âîçäóõå è îïðåäåëÿëè çíà÷åíèå èõ ìîäóëÿ óïðóãîñòè è ïðî÷íîñòè.
Èç äàííûõ òàáëèöû âèäíî, ÷òî ïðè âûäåðæêå â òå÷åíèå
100 ÷àñîâ àðàìèäíûå âîëîêíà Ðóñàð-ÍÒ è Ðóñàð-Ñ600
ñîõðàíÿþò ïðè 250°Ñ ïðî÷íîñòü íà óðîâíå 82−83% è ìîäóëü
óïðóãîñòè − 95−96%, à ïðè 300°Ñ ïðî÷íîñòü − 36−39%, à
ìîäóëü − 88−91% ñîîòâåòñòâåííî. Íàèáîëåå ÷óâñòâèòåëüíîé
õàðàêòåðèñòèêîé ê âîçäåéñòâèþ òåìïåðàòóð è âðåìåíè äëÿ
âîëîêîí ìàðêè Ðóñàð ÿâëÿåòñÿ ïðî÷íîñòü.
 òàáëèöå 3 ïðèâåäåíû äàííûå î ñîõðàíåíèè ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê àðàìèäíûõ âîëîêîí ïðè âîçäåéñòâèè âûñîêèõ òåìïåðàòóðû â òå÷åíèå äëèòåëüíîãî âðåìåíè
íàãðåâà íà âîçäóõå.
Èç òàáëèöû âèäíî, ÷òî â òå÷åíèå 25 ÷àñîâ ñîõðàíåíèå ïðî÷íîñòè ïðè 250°Ñ ñîñòàâëÿåò 89%, ïðè 300°Ñ − 60%.
Íà ðèñ. 3à è 3á ïðèâåäåíû çàâèñèìîñòè ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê âîëîêîí Ðóñàð ïðè 250 (à) è 300°Ñ (á)
îò âðåìåíè âûäåðæêè.
Ïðè 250°Ñ ïðî÷íîñòü âîëîêîí ìàðêè Ðóñàð ñíèæàåòñÿ äî
50 ÷àñîâ âûäåðæêè, à çàòåì îíà ïðàêòè÷åñêè íå èçìåíÿåòñÿ,
ïðè÷åì åå óðîâåíü ñîñòàâëÿåò 80-85% îò íà÷àëüíîãî.  ýòèõ
óñëîâèÿõ ýêñïëóàòàöèè àðìèðîâàííûõ âîëîêíàìè Ðóñàð
ÏÊÌ õàðàêòåðèñòèêè ìàòåðèàëîâ áóäóò îïðåäåëÿòüñÿ òåðìîñòîéêîñòüþ ïîëèìåðíîãî ñâÿçóþùåãî, íàïðèìåð ýïîêñèäíîãî, à íå àðìèðóþùèìè âîëîêíàìè. Ñëåäóåò ó÷èòûâàòü, ÷òî
àðìèðóþùèå âîëîêíà áóäóò çàêðûòû îáîëî÷êîé ïîëèìåðíîãî ñâÿçóþùåãî, ÷òî ñïîñîáñòâóåò çàìåäëåíèþ ïðîöåññîâ
òåðìîîêèñëèòåëüíîãî ñòàðåíèÿ íåïîñðåäñòâåííî âîëîêîí â
ïëàñòèêå.
Ïîëó÷åíû äàííûå òåðìè÷åñêîãî àíàëèçà òðåõ ìàðîê
àðàìèäíûõ âîëîêîí. Íàèáîëåå òåðìîñòîéêèì îêàçàëîñü âîëîêíî ìàðêè Ðóñàð-ÍÒ.
Ïðèâåäåíû çàâèñèìîñòè ïðî÷íîñòè è ìîäóëÿ óïðóãîñòè
àðàìèäíûõ âîëîêîí îò òåìïåðàòóðû, ãäå ïîêàçàíî ñîõðàíåíèå ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê âîëîêîí ìàðêè Ðóñàð ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ äî òåìïåðàòóðû 250°Ñ.
Ëèòåðàòóðà
à)
1. Ïåðåïåëêèí Ê.Å., Ìà÷àëàáà Í.Í, Êâàðàöàõåëèÿ Â.À. Ñâîéñòâà
ïàðààðàìèäíûõ íèòåé àðìîñ â óñëîâèÿõ ýêñïëóàòàöèîííûõ âîçäåéñòâèé. Ñðàâíåíèå ñ äðóãèìè ïàðààðàìèäàìè // Õèì. Âîëîêíà. 2001. - ¹ 2.
2. Perepelkin K.E., Matchalaba N.N, Budnitski G.A.// Chem. Fibers
Intern. 1999. V.49.¹3. - P.211-214.
3. Perepelkin K.E., Matchalaba N.N, Budnitski G.A.// Text. Asia.
1999.July. - P.39-41.
4. Ïåðåïåëêèí Ê.Å., Ìà÷àëàáà Í.Í. è äð. // Âåñòíèê ÑàíêòÏåòåðá. Ãîñ.óí-òà òåõíîë. è äèçàéíà. 2000. ¹4. - Ñ.64-83.
5. Ïåðåïåëêèí Ê.Å., Ìà÷àëàáà Í.Í. è äð. // Âåñòíèê Ìîñê. ãîñ.
òåêñò. óí-òà. 1999.Âûï.4. - Ñ.142-147.
6. Àâðîðà Ë.Â., Âîëîõèíà À.Â. è äð. // Õèì. Âîëîêíà. 1989.¹4. Ñ.21-26.
7. Öîáêàëëî Å.Ñ., Íà÷èíêèí Î.È., Êâàðöõåëèÿ Â.À.// Õèì.
Âîëîêíà. 1999. ¹3. - Ñ.36-38.
8. Êâàðöõåëèÿ Â.À.// Âåñòíèê ìîëîäûõ ó÷åíûõ. Òåõíè÷åñêèå
íàóêè. 1999.¹ 2 (99) 6. - Ñ.43-49.
9. Ïåðåïåëêèí Ê.Å., Ãóðîâà Å.Þ. è äð.// Õèì. Âîëîêíà. 1993. ¹3.
- Ñ.43-47.
á)
Ðèñ 3à è 3á. Çàâèñèìîñòü σf (1;2) è ìîäóëÿ óïðóãîñòè (3;4) àðàìèäíûõ âîëîêîí Ðóñàð-ÍÒ (2;4) è Ðóñàð-Ñ-600 (1;3) îò âðåìåíè
âûäåðæêè ïðè òåìïåðàòóðå 250°Ñ (à) è 300°Ñ (á).
25