Структурообразование сополиамидбензимидазолов и технология волокон на их основе

• Автор: Слугин, Иван Васильевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Литературный обзор. Анализ состояния проблемы получения сверхпрочных волокон.

1.1 Состояние вопроса по созданию и применению сверхпрочных арамидных волокон

1.2 Низкотемпературная поликонденсация при получении арамидных систем.

1.3 Процессы осаждения волокнообразующих полимеров на основе ароматических полиамидов из амидосолевых систем

1.4 Стадии термических воздействий при получении арамидных волокон

1.5 Получение арамидных волокон на основе сополиариленамидов.

1.6 Области применения арамидных волокон.

1.7 Основные выводы и постановка задачи исследования работы

2 Объекты и методы исследования стадий получения арамидов

2.1 Объекты исследования.
2.2 Методы исследования
3. Экспериментальная часть. Структура мономерных соединений и поликонденсационные процессы получения растворов арамидов.
3.1 Электронное состояние бензимидазольных соединений
3.2 Особенности полиморфных форм продукта ДАФБИ по данным колебательных спектров
3.3 Рентгенографические и термографические исследования полиморфных форм ДАФБИ.
3.4 Межмолекулярное взаимодействие мономеров в амидосолевой системе
3.5 Реакции ацилирования при получении арамидных растворов.
3.6 Реакционная способность диаминов и конфигурационноконформационная организация звеньев вдоль цепи полимеров
3.7 Характеристика прядильных растворов по спектральным данным.
3.8 Структурные перестройки в процессе осаждения полимеров.
3.9 Структурно ориентационные перестройки в цепях арамидов при их волокнообразовании.
3. Структурноориентационные перестройки при температурных обработках арамидных нитей
3. Основные параметры технологии арамидных волокон и спектральный анализ промежуточных стадий их получения.
3. Исследования по применению арамидных волокон серии Русар в некоторых областях техники.
31 Технические баллистические ткани
32 Ткани для защитной одежды.
Список использованных источников


Теоретические аспекты получения ЖК-систем и способы перевода макромолекул в высокоориентированное состояние рассмотрены в работах [8, 9], а вопросы особенностей синтеза ароматических полиамидов представлены в оригинальных работах, обзорах и монографиях [1, , ]. Во всех случаях упрочнение волокон происходит не только за счет стадий «насильственного» ориентационного вытягивания, но и вследствие самоориен-тационного процесса в цепях макромолекул. Последнее обусловлено термодинамическим или кинетическими факторами, способствующими получению сверхориентации макромолекул, низкой дефектности в цепях и высоких прочностных и упругих свойств. Хорошо известно [], что молекулярная масса (ММ) определяет возможность оптимального волокнообразования для достижения высоких прочностных характеристик. Так, в патенте [] для полиамидов п-структуры с увеличением ММ исходных мономеров возрастает прочность волокон. Следует также отметить, что жесткоцепные полиамиды имеют температуру плавления выше их температуры термической деструкции. Поэтому их переработка в волокна при обычных давлениях может быть осуществлена только через раствор. Низкотемпературная поликонденсация в растворах органических апро-тонных растворителей (ДМАА, МП, ГМФТА) предусматривает использование соответствующих ароматических диаминов и дихлорангидридов ароматических кислот. Процесс поликонденсации может проходить в гомо- или гетерогенных условиях до образования геля и без выделения полимера из раствора. Особое место занимает проведение поликонденсации в твердой фазе и даже в паровой фазе [8, , ] с получением очень вязких растворов до 6 дл/г. Следует отметить, что при протекании реакции поликонденсации в растворах апротонных растворителей решающее значение приобретают монофункциональные соединения, которые образуются из мономерных пар, а также продуктов распада растворителей. Действительно, наличие небольшого количества (до 0,5 масс. Использование смесей растворителей ГМФТА, МП, ДМАА по данным работы [] приводит к возможностям повысить в несколько раз логарифмическую вязкость. В процессе растворного синтеза ароматических полиамидов большое значение имеет растворяющая способность высокомолекулярного продукта. Применение неорганических солей (1ЛС1, СаС, MgCl2) резко повышает ее и, главное, стабилизирует постоянство вязкости растворов во времени. Наконец, аппаратурное оформление реакционной системы и технология получения растворов зависят от многих параметров и требует индивидуального подхода в каждом конкретном случае получения полимерной системы. Механические свойства и применение арамидных волокон хорошо описаны в патентной литературе [-]. Отмечено, что разрывная нагрузка может достигать 0 сН/текс, удлинение при разрыве -3%, модуль упругости 0 ГПа. Такие высокие значения механических свойств определяют новые области использования арамидных волокон при создании принципиально новых конструкционных материалов в самолето-, ракетостроении [], атомной промышленности [], а также в производстве средств индивидуальной защиты [] металлургов, пожарных и баллистических средств защиты []. В этом случае высокие прочностные и термические свойства нитей, нетканых материалов на их основе и тканей дают возможность создания несущих конструкций космических и летательных аппаратов, топливных отсеков, фильтров для работы в агрессивных средах при высоких температурах, защитной одежды, бронежилетов, качество которых превосходит известные ранее материалы. Получение жесткоцепных арамидных волокон, содержащих в цепях ари-ленамидные группировки, достигается в результате низкотемпературной поликонденсации дихлорангидридов и диаминов ароматических кислот в среде органических апротонных растворителей. I]. Характеристика исходных продуктов, применяющихся в процессах синтеза полимеров и получения прядильных растворов, ограничена узким кругом продуктов, которые имеют прямое отношение к выполнению данной диссертационной работы. В таблице 1 представлены характеристики органических апротонных растворителей, применяемых для синтеза ароматических полимеров []. Таблица 1. Химическая формула Р В N С СН3 СН3 н2с—сн2 сн2 сн2 / N СН3 н3с. Данные таблицы 1. В таблице 1. II] бифункциональных мономерных соединений, участвующих синтезе. Таблица 1.