Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор литературы 9
1.1 Основные виды параарамидных нитей 9
1.2 Принципы получения 10
1.3 Строение параарамидных волокон/нитей. 15
1.4 Механические свойства 22
1.5 Изменение свойств параарамидных волокон/нитей при термических воздействиях 25
1.6 Применение сверхпрочных и сверхвысокомодульных волокон (нитей) 36
1.7 Выводы из литературных данных и задачи исследования 37
Глава 2 Методическая часть 40
2.1 Выбор и характеристика объектов исследования 40
2.2 Методы испытании основных свойств 40
2.2.1 Определение линейной плотности 49
2.2.2 Определение разрывных характеристик
2.3 Методы изучения влияния термического старения на механические свойства 43
2.4 Методы определения усадки 44
2.4.1 Непосредственным измерением длины нити 44
2.4.2 Метод термомеханического анализа 45
2.5 Методы термического анализа 45
2.6 Обработка результатов исследования
Глава 3 Изменение свойств параарамидных нитей при термическом старении в фиксированном состоянии 49
3.1 Изменение удельной разрывной нагрузки 50
3.2 Изменение удлинения при разрыве 57
3.3 Изменение диаграмм растяжения параарамидных нитей 65
Глава 4 Изменение свойств при термическом старении параарамидных нитей в свободном состоянии 73
4.1 Изменение линейных размеров нитей 73
4.1.1 Влияние воздействия температуры на усадочные свойства параарамидных нитей 73
4.1.2 Исследование изменений линейных размеров нитей методом термомеханического анализа 74
4.2 Изменение разрывных характеристик 77
4.3 Сравнительный анализ процесса термостарения параарамидных нитей, обработанных в свободном и фиксированном состоянии 88
Глава 5 Исследование термических характеристик параарамидных нитей методами термического анализа 96
5.1 Исследование протекания термоокислительных процессов 96
5.2 Сравнительный анализ двух групп параарамидных нитей 101
Заключение 103
Выводы 107
список использованных источников 109
Приложение
- Изменение свойств параарамидных волокон/нитей при термических воздействиях
- Методы изучения влияния термического старения на механические свойства
- Исследование изменений линейных размеров нитей методом термомеханического анализа
- Сравнительный анализ двух групп параарамидных нитей
Введение к работе
Актуальность темы. Полимерные материалы с высокими и сверхвысокими механическими и термическими характеристиками играют важную роль в развитии современной науки, техники, медицины и спорта. Отечественные и зарубежные волокна и нити на основе жесткоцепных параполиамидов: гетероциклических (СВМ, армос, русар) и карбоциклических (терлон, кевлар, тварон), применяются для изготовления изделий технического назначения (средства спасения, детали летательных аппаратов, автомобиле-, судо-, приборостроении) и как армирующие компоненты в волокнистых композиционных материалах.
В последние годы существенно усилился интерес к указанным видам материалов из параарамидных волокон и нитей при их эксплуатации в экстремальных условиях, в частности при высокотемпературных воздействиях. В процессе эксплуатации параарамидные волокна и нити, изделия из них подвергаются действию высоких температур до 250°С -300°С при применении в средствах спасения и защитной одежде, теплоизолирующих изделиях, фильтрующих слоях и других целях. Однако при таких условиях происходит постепенное термическое старение, а соответственно изменение их свойств во времени, что изучено совершенно недостаточно. До сих пор нет надежных сведений о сравнительных испытаниях параарамидных волокон и нитей с применением идентичных методов, что затрудняет оптимизацию их применения. Литературные данные по испытаниям этих материалов в условиях воздействия высоких температур недоработаны и противоречивы, что вызывает затруднения в сопоставлении свойств указанных выше отечественных и зарубежных параарамидных нитей.
Анализ литературы показывает, что опубликованные сведения содержат в основном данные о кратковременных термических воздействиях на свойства параарамидных нитей при их изготовлении и переработке. При этом большинство имеющихся сведений касаются только изменения прочности. В то же время эксплуатационные показатели материалов и изделий существенно зависят также от изменения деформационных свойств нитей после длительного воздействия повышенной температуры. Отсутствуют данные по термостарению нитей, обработанных в различных условиях (в свободном и фиксированном состояниях), по температурно-временным воздействиям на параарамидные нити, по температурам термоокислительной деструкции основных видов параарамидных нитей.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является исследование изменения свойств параарамидных нитей технического назначения под влиянием термических воздействий, что предусматривало решение следующих задач:
- усовершенствование методики оценки влияния температуры и продолжительности ее воздействия на параарамидные нити;
- исследование изменения механических свойств при действии высоких температур в различных временных интервалах - определение характера изменения разрывных характеристик и диаграмм растяжения;
- изменение свойств исследуемых параарамидных нитей, обработанных в различных условиях термического воздействия (в свободном и фиксированном состоянии);
- сопоставление изменений размеров нитей и их термодеструкции методами термомеханического анализа (ТМА), термогравиметрического анализа (ТГА) и дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК);
- сравнительный анализ изменения свойств основных видов параарамидных нитей отечественного и зарубежного производства в различных условиях термического воздействия;
- получение аналитических зависимостей изменения разрывных характеристик, позволяющих прогнозировать свойства параарамидных нитей в условиях обработки и эксплуатации при высоких температурах.
Работа проводилась в соответствии с планом Госбюджетных НИР СПГУТД по темам Лен.тек № 13 «Изучение свойств и совершенствование методов оценки механических характеристик волокон и нитей технического назначения с целью улучшения их качества», Лен.тек № 1.46.02 «Разработка научных основ термического воздействия и действия лазерного излучения на полимерные волокнистые материалы», Лен.тек. № 1.10.04 «Создание теоретических основ материаловедения волокон и пленок с экстремальными свойствами на основе сравнительного анализа структурной обусловленности характеристик ориентированных полимерных материалов», а также задачами, поставленными ОАО «Тверьхимволокно», ООО НПФ «ТЕХИНКОМ» по изучению термостарения параарамидных нитей промышленного производства.
Научная новизна работы: впервые систематически исследована кинетика изменения механических характеристик - прочности, удлинения при разрыве, диаграмм растяжения параарамидных нитей при термостарении в свободном и фиксированном состояниях; получены экспоненциальные зависимости изменения разрывных характеристик параарамидных нитей от времени термического старения при температурах 250, 275 и 300 °С; определены кинетические коэффициенты зависимостей изменения физико-механических свойств параарамидных нитей, позволяющие прогнозировать их в интервале времени до 100 часов и производить приближенную оценку этих изменений при более длительном времени температурных воздействий, как в свободном, так и фиксированном состояниях; проведено сравнение термической стойкости параарамидных нитей отечественного (армос, русар, СВМ, терлон) и зарубежного (кевлар, тварон) производства по изменению механических свойств и с применением методов ТМА, ТГА, ДСК.
Практическая значимость результатов работы: усовершенствована методика оценки термических воздействий с целью прогнозирования изменений свойств параарамидных нитей в условиях продолжительного действия высоких температур; по результатам исследования составлены справочные данные по изменению механических свойств параарамидных нитей в процессе термического старения; оценены возможные температурные пределы эксплуатации по показателям изменения механических характеристик при термическом старении параарамидных нитей; полученные результаты использованы в выборе оптимальных условий переработки и эксплуатации материалов и изделий на основе параарамидных нитей и прогнозирования срока их службы при высоких температурах; результаты диссертационной работы использованы в ОАО "НИИ «Химволокно»", ВНИИПВ, ООО НПФ "ТЕХИНКОМ", ОАО "Тверьхимволокно" при оценке качества параарамидных нитей и создании средств защиты, а также в учебном процессе Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна.
Апробация результатов работы. Основные результаты работы докладывались и были обсуждены на Международной научно-технической конференции "Текстильная химия - 2000" (Иваново, 2000), Международной конференции по химическим волокнам "Химволокна - 2000" (Тверь, 2000), Юбилейной научно-технической межвузовской конференции (Санкт-Петербург, 2000), Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях" (Кострома, 2002), Политехническом симпозиуме «Молодые ученые — промышленности северо-западного региона». (Санкт-Петербург, 2002), IV международном научно-практическом семинаре "Физика волокнистых материалов" (Иваново, 2003, 2005), на семинарах кафедры материаловедения СПГУТД 1998 -2005 г.г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 123 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, приложений и списка использованной литературы, содержащего 164 наименования.
Изменение свойств параарамидных волокон/нитей при термических воздействиях
Высокая термостойкость материалов необходима при решении проблем, связанных с эксплуатацией при высоких температурах[142, 145, 146]. Анализ литературных данных свидетельствует о существенном влиянии химического строения, структуры и состава полимерных материалов на их термостойкость. Термостойкость полимеров при высоких температурах прежде всего зависит от прочности не только химических, но и межмолекулярных связей, а также от молекулярной подвижности структурных элементов[147]. Наличие сильных межмолекулярных взаимодействий также повышает их термическую стабильность, жесткость и ряд других специфических свойств.
При этом отмечается, что термостойкость материала во многих случаях определяется не только природой исходного полимера, но и структурой полимерного остатка, образующегося при тепловых воздействиях. Общие закономерности пиролиза, а также взаимосвязь термических свойств и химического строения полимеров сформулированы Р.М.Асеевой и Г.Е.Заиковым[145]: - термостойкость полимеров и выход карбонизированного остатка при пиролизе возрастают с увеличением относительного содержания в основной цепи макромолекулы ароматических групп, приходящихся на звено; - с повышением степени ароматичности гетероциклов возрастает прочность связей в гетероцикле, увеличивается термостойкость гетероциклических полимеров; - при пиролизе разрываются прежде всего наименее прочные связи мостиковых групп, соединяющие между собой ароматические ядра или гетероциклы; - заместители ароматических ядер и гетероциклов, участвующие в реакциях межмолекулярного сшивания или внутримолекулярной циклизации, снижают скорость выделения летучих, увеличивают выход карбонизованного остатка. В противном случае вклад замещающих групп в образование кокса мал. Наблюдается отщепление заместителей и удаление их в виде летучих продуктов. Термостойкость полимеров при этом снижается; - термостойкость гетероцепных ароматических и гетероциклических полимеров в значительной степени зависит от устойчивости гетероатомных связей к гидролитическим реакциям; - уменьшение в звене макромолекулы числа подвижных атомов водорода, которые способны участвовать в реакциях передачи цепи и диспропорционирования, повышает термостойкость полимеров; - изомерия замещения ароматических колец влияет на термостойкость и склонность к образованию углеродного остатка полимеров при пиролизе. Метаизомеры менее термостойки, характеризуются меньшими коксовыми числами, чем параизомеры; - полимеры лестничного и пространственно-сетчатого строения более термостабильны, характеризуются большими числами, нежели их линейные аналоги. В волокнах, подвергающихся действию высоких температур, протекают два существенно различающихся процесса. Первый из них — обратимый процесс, который затрагивает только надмолекулярный уровень и связан с физическими явлениями в волокнах при нагревании, приводящими к потере заданной формы волокна (усадка, размягчение, плавление). Этот процесс условно оценивается критерием теплостойкости. Второй процесс представляет собой необратимое терморазложение (деструкцию) волокна при воздействии высокой температуры и окружающей среды (кислород воздуха, вода и др.). Этот процесс зависит от температуры и времени. Критерием его является термостойкость.
Следует заметить, что терминологическое различие между тепло- и термостойкостью условно. Истинной характеристикой термостойкости волокна является предельная температуры, при которой наблюдается изменений механических и других свойств как необратимого, так и обратимого характера не выше заданных допустимых значений[8, 47, 74, 78, 79]. В настоящее время не существует, к сожалению единых методов оценки теплостойкости и термостойкости волокон и нитей. Известно несколько методов оценки теплостойкости химических волокон[7, 11, 15, 17, 22, 28, 36, 54, 75, 77, 87, 88, 117, 128-131]. Основным рекомендуемым методом оценки теплостойкости является метод, согласно которому определяют сохранение прочности волокон (в процентах) при повышенных температурах по сравнению с их прочностью при 20С[128, 79, 132, 133, 134]: где Хт— свойство материала (прочность, остаточная деформация, модуль, жесткость и т.п.) при температуре Т, С; %2о - то же свойство при Т = 20 С. Коэффициент Kt характеризует величину изменения соответствующего свойства с температурой. При использовании химических волокон в технике важно знать не предельные характеристики термостойкости, а тот диапазон температур и нагрузок, при котором волокна могут длительно работать изменяя свои свойства и размеры в допустимых пределах. Теплостойкость химических волокон и полимеров часто характеризуется по данным термомеханических кривых[25] или температуре стеклования. Однако характер термомеханических кривых зависит не только от свойств волокон, но и от условий испытания (начальное напряжение, скорость нагревания, форма исходного материала и т.д.). Температура стеклования Тс большинства высокотемпературных
Методы изучения влияния термического старения на механические свойства
Для комплексной оценки термостойкости высокомодульных, высокопрочных нитей определяли температурные характеристики методами динамического термогравиметрического (ТГА) анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Метод ТГА основан на регистрации изменения массы исследуемого образца при нагревании. Суть метода ДСК заключается в том, что исследуемое вещество (образец) и эталон (вещество, не претерпевающее изменений в области измеряемых температур) нагреваются с одной и той же постоянной скоростью. Исследования протекания термоокислительных процессов проводили на приборе фирмы "Stentor Redcroft". Определения выполнялись в воздушной среде в диапазоне температур до 600 С на микровесах,45 находящихся в обогреваемой зоне термокамеры. Образец массой 5 — 10 мг и эталон (оксид алюминия) помещались в алюминиевые чашечки. Непрерывное взвешивание и фиксация разницы температур образца и эталона (микротермопарой) проводилась одновременно при скорости подъема температуры 20 С/мин. Разница в температурах непрерывно фиксировалась в пересчете на единицы теплового потока (мкал/с). На рисунках 2.5 (а, б) приведены общий вид кривых ТГА и ДСК, а также схемы определения перечисленных температурных характеристик. Для оценки термических характеристик исследуемых нитей по данным ТГА и ДСК оценивали, как это принято в ряде работ [163, 164], следующие параметры: - начало потери массы по ТГА (точка отклонения кривой от касательной к прямолинейному/горизонтальному участку); - 4-х процентная потеря массы по ТГА; - начало интенсивного разложения по ТГА (точка пересечения касательных к участкам кривой до и после перегиба); - начало окисления по ДСК (точка отклонения кривой от касательной к горизонтальному/прямолинейному участку); - начало интенсивного окисления по ДСК (точке пересечения касательных к участкам кривой до и после перегиба). Термическую обработку нитей проводили при температурах 250, 275 и 300 С на воздухе с экспозицией в 5, 10, 25, 50, 75 и 100 часов.
азрывные характеристики определяли на машине ZT-40. Методика определения изменения разрывной нагрузки параарамидных нитей при воздействии высоких температур приведена в приложении А. Термостойкость нитей оценивалась по степени сохранения механических характеристик после заданных условий термообработки. Графики изменения удельной разрывной нагрузки после воздействия температуры 250, 275 и 300 С показаны на рисунках 3.1.1 - 3.1.3, данные по изменению разрывных характеристик представлены в приложении Б. Из полученных результатов видно, что с повышением температуры обработки и увеличением времени обработки разрывная нагрузка уменьшается, характер изменения у рассматриваемых нитей различается. Можно разделить поведение нитей по группам. Уже в начальный период термической обработки при 250 С нити русар и армос незначительно теряют прочность до 5 %, с увеличением времени экспозиции потеря прочности незначительно возрастает и после 100 часов составляет порядка 15 %. При 275 С в начальный период потеря прочности аналогично 250 С, с увеличением времени обработки потеря прочности возрастает, причем в большей степени, чем при 250 С и после выдерживания в течение 100 часов достигает 20 % у русара и 35 % у армоса. При дальнейшем повышении температуры (300 С) уже в начальный период времени при 5 и 10 часах потеря прочности возрастает и составляет порядка 20 %, с увеличением времени потеря прочности увеличивается и составляет порядка 60 % при 100 часах, причем русар оказывается при всех температурах более устойчивым. Нить СВМ при 250 С после обработки в течение 5 и 10 часов, также как русар и армос незначительно теряет прочность, порядка 5%, но дальнейшее увеличение времени обработки ведет к более значительной потери прочность, при 50 часах термического старения она теряет 35 % прочности, а при 100 часах - 50 %. С повышением температуры характер изменения разрывной нагрузки сохраняется, но потеря прочности возрастает: при 275 С в начальный период составляет 20-25 %, после 100 часов около 60 %; при 300 С - 45 % при 5 и 10 часах, после 100 часов -85%. Нити тварон, кевлар и терлон имеют схожий характер падения прочности при всех температурах. Поле обработки при 250 С в начальный период 5, 10 часов идет резкая потеря прочности: до 20-25 % у тварона, 30-35 % у кевлара и 50-55 % у терлона, затем падение замедляется и после 100 часов составляет 40-50 % у тварона и кевлара и 60 % у терлона. С повышением температуры обработки потеря прочности увеличивается: при 275 С и 5 часах она составляет 20 % у тварона, 40 % у кевлара и 45 % у терлона, после 100 часов 60 % у кевлара и 70 % у тварона и терлона; при 300 С при 5 часах составляет 30-35 % у тварона и кевлара и 50 % у терлона, после 100 часов 85 % и 95 % соответственно. Используя алгоритм программы, построенной на методе последовательных приближений найдена экспоненциальная зависимость прочности от продолжительности термической обработки в интервале времени от 0 до 100 часов: Приведенные данные по изменению разрывной нагрузки являются результатом протекания деструктивных явлений. Можно предположить, что на начальном этапе старения происходит некоторое разупорядочение структуры волокна. Старение нити при увеличении температуры и времени обработки усиливает эти изменения и приводит к разрыхлению структуры, которое сказывается на снижение величины разрывных характеристик. Проведя анализ полученных данных, можно сделать сравнительное сопоставление относительной термостойкости изученных нитей. Наименьшее изменение свойств по отношению к первоначальным характерно для нитей русар и армос, наибольшее - для нитей кевлар и терлон, у которых температурные воздействия вызывают более глубокие преобразования структуры, что вызывает снижение разрывной нагрузки.
Исследование изменений линейных размеров нитей методом термомеханического анализа
Физико-механические показатели объектов исследования представлены в таблице 2.1. Температурные характеристики нитей в данной работе определяли методами динамического термогравиметрического (ТГА) анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Исследования проводили на приборе фирмы "Stentor Redcroft".
Метод ТГА позволяет оценивать термостойкость (термостабильность) исследуемых нитей. В литературе отмечено, что одна динамическая кривая изменения массы эквивалентна большому числу соответствующих изотермических кривых; кроме того, отсутствуют ошибки, связанные с заменой образцов, поскольку всю информацию получают с помощью одного и того же образца. Полученная в термогравиметрическом эксперименте кривая изменения массы образца в зависимости от температуры и времени дает возможность определения не только термостойкости материала и температуру окончания процесса термодеструкции, но и интенсивность этого процесса на различных участках температурного интервала нагрева, а также путем соответствующей математической обработки вычислить эффективные значения кинетических параметров разложения материалов.
Определения выполнялись в воздушной среде в диапазоне температур до 600С. Непрерывное взвешивание и фиксация разницы в температурах непрерывно фиксировалась в пересчете на единицы теплового потока (мкал/с). Методика испытания изложена в п.2.4.
Для оценки термических характеристик исследуемых нитей по данным ТГА и ДСК оценивали начало потери массы по ТГА, 4 - % потерю массы по ТГА, начало интенсивного разложения по ТГА, начало окисления по ДСК, начало интенсивного окисления по ДСК
Общий вид кривых ТГА и ДСК, а также схемы определения перечисленных температурных характеристик приведены на рисунках 2.5, а и б. Типичные экспериментальные кривые ТГА и ДСК для исследуемых нитей представлены на рисунках 5.1.1 и 5.1.2, а в таблице 5.1.1 приведены соответствующие температурные показатели.
Одним из основных критериев термостойкости полимеров при динамическом нагреве является температура начала деструкции, до которой полимер сохраняет свою основную химическую структуру. Эта точка, как правило, связана с моментом начала потери массы материала.
При испытании образцов начало потери массы по ТГА для всех видов нитей наблюдается в пределах температуры от 300 до 400 С. При этом потери массы у нитей тварон и кевлар меньшие, чем у остальных нитей. Начало окисления по ДСК наблюдается при температуре около 400 С. При 500 С потеря массы не превышает 3 % у всех нитей, кроме нити кевлар. Приблизительно в том же диапазоне температуры 480 - 520 С - начинается более интенсивное окисление. Потеря 4 % массы отмечена в области температуры от 515 до 535 С (у нити кевлар 490 С). Интенсивная потеря массы исследуемых нитей начинается при температуре выше 530 — 550 С.
По результатам исследований методами ТГА и ДСК, все изученные нити достаточно устойчивы к процессам термоокисления на воздухе в пределах температуры до 400 С. Только при достижении этих значений температуры и выше 400 - 450 С термоокисление становится существенным. Эти значения температуры практически совпадают с данными ТМА (п. 4.1.2) подтверждая возможные температурные пределы эксплуатации изделий на основе исследованных нитей. В кривых нагрева не наблюдается плавление. Отсюда следует предположить, что теоретическая температура плавления представленных образцов выше температуры разложения.
Сравнительный анализ двух групп параарамидных нитей
Сопоставление полученных данных для двух групп параарамидных нитей - нити на основе гетероциклических параарамидов (русар, армос и СВМ) и нити на основе ПФТА (тварон, кевлар и терлон) - позволяет отметить их различие по температурным характеристикам.
Определенные методами ТГА и ДСК температурные характеристики параарамидных нитей характеризуют процессы термоокислительной деструкции. Судя по результатам исследований, все эти нити также достаточно устойчивы к процессам термоокисления на воздухе в переделах температуры до 400 - 450 С. Только при достижении этих значений температуры и выше 450 - 500 С термоокисление становится существенным. Потеря 4 % массы происходит при температуре более 490 — 500 С. Эти значения температуры практически совпадают с данными ТМА (глава 4), подтверждая возможные температурные пределы эксплуатации изделий на основе исследованных нитей.
Следует также указать, что все рассмотренные виды параарамидных нитей относятся не только к термостойким, но и трудногорючим (устойчивыми к действию открытого пламени). Среди изученных нитей гетероциклические параарамидные нити наиболее устойчивы к действию открытого пламени - их кислородный индекс составляет 43 - 45 %, тогда как для нитей на основе ПФТА - 27 - 29 % [3, 4, 51, 3, 157-159].
За последние десятилетие появился новый класс высокопрочных, высокомодульных параарамидных волокон, нитей и материалов на их основе, нашедших широкое применение в различных областях техники, таких как авиация, космонавтика, машиностроение, строительство, изготовление резинотехнических изделий, композиционно-волокнистых материалов, фильтровальных термостойких тканей и спецодежды для рабочих горячих профессий, термостойких отделочных тканей и материалов, а также многих других. Характерной особенностью строения таких волокон и нитей является то, что они созданы на основе ароматических полимеров, придающих им общую для всех стойкость к действию многих эксплуатационных факторов.
Вышеперечисленные области применения параарамидных нитей связаны с воздействием высоких температур, что приводит к изменению исходных физико-механических свойств и эксплуатационных характеристик нитей и материалов на их основе, диапазон допустимых температур, эксплуатации которых достигает 250 - 300 С.
В литературе, чаще всего, содержится информация об изменении прочностных показателей нитей от температуры, тогда как эксплуатационные свойства нитей оцениваются не только прочностными, но и деформационными, характеристиками которые существенно влияют на их работоспособность. Для рассматриваемых нитей (отечественного и зарубежного производства) в литературе приводятся различные значения термостойкости, что объясняется различными методами оценки термостойкости и различной модификацией нитей. Систематических сравнительных исследований разных параарамидных нитей вообще не найдено, особенно по сравнению отечественных волокон и нитей «третьего поколения» с высокими эксплуатационными характеристиками с их зарубежными аналогами. Хотя эти данные чрезвычайно важны при оптимизации выбора вышеуказанных нитей для различных видов изделий. В качестве объектов исследования были выбраны высокопрочные, высокомодульные параарамидные нити, имеющие широкое применение в технических изделиях: отечественные (армос, русар, СВМ, терлон) и зарубежные (тварон, кевлар).
Выбранные нити были изготовлены из различных волокнообразующих полимеров, отличающиеся химическим строением и свойствами: гетероциклические параарамидные нити (армос, русар, СВМ); карбоциклические на основе полипарафенилентерефталамида (тварон, кевлар, терлон). Основные их характеристики представлены в главе 2 (таблица 2.1).
В диссертационной работе проведены исследования изменения механических свойств при действии высоких температур (250 С, 275 С, 300 С) до 100 часов в фиксированном и свободном состоянии, сравнительные исследования термических характеристик параарамидных нитей с применением методов термомеханического анализа (ТМА), динамического термогравиметрического анализа (ТГА) и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК).
Полученные данные по изменению разрывной нагрузки и удлинения при разрыве говорят об ограниченном протекании деструктивных явлений. Термостарение нитей при увеличении температуры и времени обработки усиливает эти изменения и приводит к изменению структуры, которое сказывается на падении разрывных характеристик. Зависимости изменения разрывных характеристик в фиксированном и свободном состоянии носят убывающий характер, за исключением удлинения при разрыве отечественных нитей русар и армос после обработке при 250 С и 275 С при фиксированной длине и в свободном состоянии и при 300 С только в свободном состоянии, где наблюдается незначительный прирост удлинения, что, очевидно, объясняется релаксацией внутренних напряжений. Изменение механических свойств параарамидных нитей при длительном действии высоких температур происходит тем сильнее, чем жестче условия термостарения.
