авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Влияние эксплуатационных воздействий на свойства высокотермостойких полиоксадиазольных нитей арселон, арселон-с

-- [ Страница 2 ] --

Четвертая глава посвящена исследованию сорбционных свойств ПОД нитей (пряжи) арселон, арселон-С и влиянию влаги на изменение их свойств.

Изотермы сорбции водяного пара, имеют S-образную форму (рисунок 3), характерную для большинства стеклооб-разных волокнообразующих полимеров.

Для анализа изотерм сорбции-десорб-ции использовали термическое уравне-ние теоретико-вероятностной модели сорбции (ТВМ), которое позволяет связать химическую структуру и надмо-лекулярную структуру химических волокон с сорбцией водяного пара:

(3)

где а – величина сорбции при парциальном давлении пара Р и температуре Т; а0 – предельная величина сорбции при давлении насыщенного пара Рs и температуре Т0; R=8,314 Дж/моль*К; Т0=293 К; Е – характе-ристическая энергия сорбции, Дж/моль; - изменение химического потенциала водяного пара при сорбции; Р/Рs – равновесное давление и давление насыщенного водяного пара; n=0,7; - термический коэффициент сорбции, К-1;

Для анализа механизма сорбции использовали уравнение квазихимической модели (КХМ):

(4)

где аm – суммарная концентрация доступных для молекул сорбата первичных сорбционных центров; h= Р/Ро; и - параметры, связанные с константами квазихимического равновесия: =10, = 0,70,95.

Основные параметры сорбции представлены в таблице 3.

При росте числа молекул в кластере происходит образование упорядоченных структурных образований за счет протекания релаксационных процессов вследствие увеличения сегментальной подвижности и неравновесности структуры полиоксадиазола. Наличие структурной релаксации подтверждают данные ЯМР.

Все перечисленные выше явления приводят к появлению гистерезиса.

Эти особенности проявляются и на кинетике сорбции водяного пара, изученной интервальным методом (

рисунок 4 а).

Процесс сорбции водяного пара при малых относительных давлениях (Р/Рs0,3-0,4) носит нормальный фиковский характер. С ростом относительного давления паров нормальная кинетика постепенно переходит в псевдонормальную с ярко выраженным замедлением на этапе установления равновесия. Дальнейшее увеличение Р/Рs вызывает появление двухстадийной кинетики.

Кинетика набухания нитей в воде (

рисунок 4 б) носит нормальный характер вследствие снижения времен релаксации. Кинетику процесса набухания в течение промежутка времени от 0 до 0,5 ч. можно описать экспоненциальной зависимостью вида

(5)

где Н - набухание нити в момент времени , %; Н0,5 - степень набухания в момент времени 0,5 ч, %; - время непосредственного контакта материала с водой; а – коэффициент, зависящий от вида полимера.

Коэффициенты уравнения (5) приведены в таблице 3.

а б

Рисунок 4 – Интервальная кинетика сорбции водяного пара термообработанной нитью арселон (а) и кинетика набухания нитей в воде (б). (номера образцов соответствуют номерам в таблице 1).

Построенные интервальные кривые кинетики сорбции водяного пара и набуха-ния нитей в воде в координатах позволили рассчитать эффективные коэффициенты диффузии на основе больцмановского решения диффузии в полубесконечном пространстве:

(6)

где Dе – эффективный коэффициент диффузии; R – радиус волокна; - время установления относительной величины сорбции .

Таблица 3 – Параметры сорбции водяного пара, набухания нитей в воде

№ об- разца ао, % аm, % Е, Дж/моль*К Н, % Коэффициенты уравнения (5)
Н0,5 а
1 14,2 4,4 10 0,71 2217 24,8 21,5 0,06
2 19,5 5,4 10 0,74 2110 33,5 30,4 0,06
3 25,9 7,7 10 0,73 2250 40,9 35,6 0,07
4 25,9 7,5 10 0,73 2250 39,7 34,4 0,07

Установлено, что величина равновесной сорбции при насыщенном давлении водяного пара ниже величины набухания в воде, что обусловлено проявлением эффекта Шредера, суть которого связана с расклинивающим давлением. Отмечено увеличение скорости диффузии при набухании нитей в жидкой фазы по сравнению с сорбцией из паро-воздушной среды.

Таблица 4 – Значение коэффициентов диффузии

№ об- разца Радиус волокна R, мкм Эффективный коэффициент диффузии, Де, м2/с
При сорбции водяного пара При набухании нитей в воде
1 6 4,31*10-15 9,72*10-15
2 6 3,98*10-15 9,4*10-15
3 6 2,92*10-15 9,29*10-15
4 6 2,81*10-15 9,27*10-15

Установлено, что способ-ность к сорбции влаги и водяных паров нетермообработанных волокон (пряжи) выше чем для нитей, прошедших термическую вытяжку вследствие дополни-тельной кристаллизации и упоря-дочивания структуры полимера последних. Отмечено также, что светостабилизированные нити имеют менее упорядоченную структуру, это сказывается на величинах равновесной сорбции водяного пара, набухания нитей в воде и изменении прочностных и, особенно, деформационных свойств при пластифицирующем действии влаги и ее паров (рисунок 5).

В пятой главе представлены результаты исследования устойчивости полиоксадиазольных нитей к действию атмосферных факторов в условиях Северо-Западного региона России и к искусственному освещению, воспроизводимого лампами накаливания.

Анализ кривых, представленных на рисунке 6 показал заметное влияние светопогоды, а именно агрессивное воздействие УФ-излучения, которое инициируется действием тепла и атмосферной влаги. Протекающие необратимые фотохимические процессы приводят к быстрому механическому и структурному старению исследуемых нитей.

Нити арселон обладают удовлетворительной устойчивостью к действию видимого света (рисунок 7). Оценка полученных данных по изменению механических свойств светостабилизированных нитей и пряжи арселон-С после воздействия искусственного освещения показала характерное их незначительное убывание.

а б

Рисунок 5 – Изменение прочностных и деформационных свойств нити арселон (а) и арселон-С (б) при различной относительной влажности воздуха: 1- 0%, 2- 32%, 3- 66%, 4- 98%, 5 – вода

Кинетика изменения прочности и удлинения при разрыве светостабилизи-рованных нитей и пряжи арселон-С после длительной инсоляции и кинетика изменения всех исследуемых нитей после облучения искусственным освещением при экспонировании хорошо аппроксимируются экспоненциальными зависимостями соответственно:

(7) (8)

(9) (10)

Кинетика изменения прочностных и деформационных свойств нити арселон при длительной инсоляции аппроксимируется более сложной зависимостью вида

(11)

(12)

где– время воздействия светопогоды и искусственного освещения; ,, ,

jpg">, , - относительные значения остаточной разрывной нагрузки (сН/текс) и остаточного разрывного удлинение (%) в момент времени ; , , , , , , , – коэффициенты, зависящие от вида материала; , ,, ,, ,, - временные константы.

Коэффициенты уравнений (7) – (12) представлены в таблице 5.

а б

Рисунок 6 – Изменение разрывной нагрузки (а) и удлинения при разрыве (б) нитей после воздействия атмосферных факторов (нумерация образцов представлена в таблице 1)

Установлено, что в течение времени воздействия естественной инсоляции и искусственного освещения окраска нитей (пряжи) арселон-С практически не изменяется, нити арселон становятся значительно светлее.

В шестой главе представлены результаты исследования микробиологической устойчивости полиоксадиазольных нитей (пряжи) к воздействию почвенных микроорганизмов.

При длительном воздействии почвенных микроорганизмов отмечено незначительное падение прочности – 4-5%, увеличение удлинения: 13% для нити арселон, 15% - для нити арселон-С. Это объясняется конкурирующим влиянием эффекта пластификации и микробиологической деструкции на структуру исследуемых нитей. Изменение механических свойств носит экспоненциальный характер.

а б

Рисунок 7 - Изменение разрывной нагрузки (а) и удлинения при разрыве (б) нитей после воздействия искусственного освещения (нумерация 1-3 представлена в таблице 1)

Таблица 5 – Коэффициенты уравнений (7) – (12)

№ об-разца Коэффициенты
1 - 0 22,1 - 54,3 45,7 78,4 - 1,0 5,4 576,2
2 14,8 - 87,1 87,6 - - 12,7 10,0 - - 535,4
3 22,2 - 88,5 79,2 - - 20,0 9,0 - - 1811,1
1 - 6,6 17,2 - 73,5 19,9 82,6 - 0,6 3,4 216,5
2 8,0 - 81.4 98,9 - - 18,6 6,6 - - 345.6
3 14,4 - 88,2 85,4 - - 15,5 6,9 - - 347,8


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.