Регулирование свойств синтетических волокон, нитей, тканей и композиционных материалов на их основе с помощью неравновесной низкотемпературной плазмы

• Автор: Сергеева, Екатерина Александровна
• Шифр специальности: 05.19.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 437 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Основные условные обозначения и термины

Введение
Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОЦЕССОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ СВОЙСТВ СИНТЕТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН И НИТЕЙ

1.1 Тенденции рынка синтетических волокон и нитей

1.2 Особенности структуры и свойств синтетических волокон и нитей

1.2.1 Синтетические волокна и нити, особенности строения и их получение

1.2.2 Структура и свойства гетероцепных волокон

1.2.3 Структура и свойства карбоцепных волокон

1 3 Волокнистые полимерные композиционные материалы

1 4 Наноструктура синтетических волокон и нитей

1.5 Модификация синтетических волокон и нитей
1.5.1 Химическая модификация волокон и нитей
1.5.2 Физическая (структурная) модификация волокон
1.5.3 Модифицирование волокон композитными методами
1.5.4 Методы электрофизического модифицирования волокон 64.
1.5.5 Плазменные методы модификации
1.6 Задачи диссертации
Глава 2. НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НЕРАВНОВЕСНОЙ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ С СИНТЕТИЧЕСКИМИ ВОЛОКНИСТЫМИ МАТЕРИАЛАМИ
2.1 Характеристика структуры синтетических волокон и нитей
2.2 Физико-химическая модель взаимодействия ВЧ плазмы пониженного давления с полимерными материалами
2.3 Математическая модель влияния плазменной модификации на синтетические волокна и нити
2.4 Результаты численных расчетов взаимодействия ВЧ плазмы пониженного давления с СВМПЭ волокном
2.5 Характеристики потоков ВЧ плазмы пониженного давления в области генерации разряда и в присутствии волокнистых материалов
2.6 Научно-технологические основы регулирования свойств синтетических волокнистых материалов ННТП
Выводы по главе
Глава 3. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА ПЛАЗМЕННОЙ МОДИФИКАЦИИ СИНТЕТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН, НИТЕЙ, ТКАНЕЙ И КМ НА ИХ ОСНОВЕ
3.1 Объекты исследования и их свойства
3.2 Методика и аппаратура для экспериментальных исследований

характеристик струйных ВЧ разрядов пониженного давления
3.3 Методики исследования физических и физико-механических характеристик синтетических волокон, нитей, тканей и КМ на их основе
3.4 Оборудование и методики исследования химического состава, структурных и термических характеристик волокон и нитей
3.5 Статистические методы обработки экспериментальных измерений Выводы по главе
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОТОКА ПЛАЗМЫ ВЧЕ РАЗРЯДА ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ НА СВОЙСТВА СИНТЕТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН, НИТЕЙ, ТКАНЕЙ И КМ НА ИХ ОСНОВЕ
4.1 Влияние воздействия потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления на ПП пленочные нити и многофиламентные волокна
4.1.1 Моделирование процессов плазменного воздействия на ПП нити
4.1.2 Изменение поверхностных и физико-механических свойств ПП пленочной нити
4.1.3 Исследования влияния ШЛИ обработки ПП волокон на модификацию их наночастицами серебра
4.2 Исследование влияния ННТП обработки на СВМПЭ волокна и ткани на их основе
4.2.1 Влияние плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления на свойства поверхности СВМПЭ волокон
4.2.2 Моделирование процессов гидрофилизации поверхности тканей на основе волокон из СВМПЭ, модифицированных ННТП
4.2.3 Влияние ННТП обработки на изменение массы СВМПЭ волокон
4.2.4 Влияние ННТП обработки на физико-механические свойства СВМПЭ волокон
4.2.5 Исследование влияния ННТП на адгезионную способность СВМПЭ волокон и тканей на их основе к полимерным связующим
4.2 6 Исследование термических характеристик СВМПЭ волокон, тканей и КМ на их основе
4.2.7 Свойства КМ на основе плазмоактивированных волокон и тканей
4.3 Исследование влияния ННТП на ПЭФ волокна и ПА нити
4.3.1 Зависимость прочности связи в бесклеевой системе резина - корд от параметров ННТП обработки
4.3.2 Устойчивость эффекта действия ННТП обработки на свойства текстильных кордов во времени
Выводы по главе

Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОТОКА ПЛАЗМЫ ВЧЕ РАЗРЯДА ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ НА ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И СТРУКТУРУ СИНТЕТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН И НИТЕЙ 5 Л Исследование изменений химического состава и структуры полиолефиновых волокон и нитей под действием ННТП 5ЛЛ Исследование изменений химического состава методом ИК-спектроскопии
5Л.2 Исследование структуры полиолефиновых нитей и волокон методами ДСК и ТГА
5Л.З Исследование структуры поверхности СВМПЭ волокон и тканей методом РЭМ
5.1.4 Исследование структуры СВМПЭ волокон методами РСА
5.2 Исследование изменений химического состава и структуры ПЭФ волокон и ПА нитей под действием ННТП
5.3 Механизм взаимодействия синтетических волокон и нитей и с высокочастотной плазмой пониженного давления
Выводы по главе
Глава 6. РАЗРАБОТКА ЭНЕРГО-РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ РЕГУЛИРОВАНИЯ СВОЙСТВ СИНТЕТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН, НИТЕЙ, ТКАНЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ННТП
6.1 Разработка технологического процесса получения ПП нити с использованием ННТП.
6.2 Рекомендации по плазменной обработке ПП волокон и модификации их наночастицами серебра при изготовлении фильтров для воды.
6.3 Разработка технологии плазменной обработки СВМПЭ волокон и тканей перед изготовлением КМ
6.4 Разработка технологии плазменной обработки ПЭФ и ПА текстильных кордов
Выводы по главе ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ источников ПРИЛОЖЕНИЯ

Ориентированное вытягивание производят при температуре выше 67°С, это - критическая температура, ниже которой невытянутое волокно становится жестким и хрупким. Необходимая ориентация макромолекул достигается в результате 4-5 кратного вытягивания волокон [72].
ПЭФ волокна (лавсан) имеют гладкую поверхность, круглое поперечное сечение, обладают шерстоподобным видом, на ощупь очень мягкие, теплые, объемные; используются как в чистом виде, так и в смеси с другими волокнами. ПЭФ нити имеют высокую термостойкость, превосходят по этому показателю все природные волокна и большинство химических. Они способны выдерживать длительную эксплуатацию при повышенных температурах. Обработка паром при 100°С из-за частичного гидролиза полимера вызывает снижение прочности волокна на 0,12 % за один час. При более высокой температуре при 235—245°С волокно размягчается, а при температуре 260—265°С плавится [73].
ПЭФ волокна и нити обладают высокими показателями механических свойств. При растяжении на 5-7% деформация ПЭФ нитей полностью обратима, при растяжении на 10% степень эластичности составляет 60-70%, из этого следует, что изделие, выполненное из ПЭФ текстильного материала, хорошо сохраняет форму в процессе эксплуатации; По устойчивости к истиранию, сопротивлению многократным изгибам, пиллингуемости ПЭФ - нити уступают только ПА волокнам [16].
Основным недостатком ПА и ПЭФ волокон является очень низкая гигроскопичность. Высокая плотность и степень упорядоченности внутренней структуры, отсутствие гидроксильных групп в макромолекулах придают волокну гидрофобные свойства, что затрудняет соединение с другими материалами, например, ПА и ПЭФ текстильных кордов с резиной.
1.2.3 Структура и свойства карбоцепных волокон Полиакрилонитрилъные волокна Исходными полимерами для производства полиакрилонитрильных волокон (нитрона) в нашей стране служат полиакрилонитрил и его сополимеры. Элементарное звено макромолекул имеет следующий химический состав: