Наиболее широко полиакрилонитрил применяется для изготовления волокна различного назначения. Для этой цели готовятся растворы полиакрилонитрила. Формование волокон осуществляется по мокрому или сухому способу.
Рисунок 2. Электронно-микроскопическое изображение бобовидного среза углеродного волокна, полученного из ПАН волокна
При мокром способе прядения пригодны 15–20% растворы полимера в диметилформамиде. При 20°С они обладают высокой вязкостью, поэтому подача их в фильеры производится под давлением. Из фильер прядильный раствор поступает в ванны, в которых осаждающий раствор вместе с вспомогательными добавками нагревается до 60–90°С. В качестве осадителей используется вода с добавкой диметилформамида, смесь гексантриола с диметилформамидом (75:25) и др. Сформированная нить вытягивается в 8–12 раз при 100–130°С, затем проходит отжимные валы, горячие прядильные диски и подвергается термофиксации.
При сухом способе формования волокна раствор полиакрилонитрила продавливается через фильеры в шахту навстречу току горячего воздуха. После выхода из прядильной шахты волокно содержит 12–40% диметилформамида; его физико-механические свойства невысоки. Для улучшения свойств волокно подвергают вытяжке, но предварительно отмывают избыток растворителя горячей водой (90–100°С).
Полиакрилонитрильное волокно по своим свойствам напоминает шерсть и может быть окрашено различными красителями. Если ему сообщить основные свойства, то окрашиваемость улучшается. Для этого изготовляют сополимеры акрилонитрила, содержащие небольшие количества винилпиридина, N-бензилакриламида и других азотсодержащих непредельных соединений. Обработка их аммиаком или аминами (лучше всего гексаметилендиамином) дает возможность получить материалы с небольшим содержанием основных групп. Полиакрилонитрильное волокно обладает следующими свойствами [3, С. 356]:
Таблица 3. Свойства полиакрилонитрильного волокна
|
Свойство |
Величина |
|
Плотность, г/см3 |
1,17 |
|
Предел прочности при растяжении, г/денъе |
3–4 |
|
Относительное удлинение, % |
8–35 |
|
Относительная прочность во влажном состоянии, % |
90–98 |
|
Гигроскопичность (при 20 °С и 60% относительной влажности), % |
1,0 |
|
Водопоглощение, % |
1–2 |
|
Температура плавления, °С |
250 |
|
Устойчивость: | |
|
-к кислотам |
Очень хорошая |
|
-щелочам |
Умеренная |
|
-органическим растворителям |
Очень хорошая |
Дисахариды и полисахариды
В
живой природе широко распространены вещества, многим из которых соответствует
формула Сх(Н2О)у. Они представляют собой,
таким образом, как бы гидраты углерода, что и обусловило их названи ...
Биологическое действие
В эпоху
научно-технической революции деятельность человека приобретает масштаб
геоэкологических процессов, приводит к изменению естественных биогеохимических
циклов на земле, нарушению экологическо ...
Фуллерены
Для химика, основные области интересов
которого - изучение превращений известных веществ и синтез новых, элементарный
углерод - не самое интересное из веществ. Ситуация замечательным образом ...