Введение к работе
/Актуальность работы. Нити и волокна полиолефинового ряда находят широкое применение, как в быту, так и в технике. Следует отметить сравнительную дешевизну полиэтилена (ПЭ), наличие крупнотоннажного производства, сравнительную экологическую безопасность производства. К этому можно добавить высокую хемостойкость, высокие электроизоляционные свойства, низкую газо-, паро- и влагопроницаемость ПЭ по сравнению с другими полимерами.
В последнее время наряду с "традиционными" синтетическими волокнами особое внимание уделяется волокнам и нитям с высокими характеристиками механических свойств. Настоящим порывом в создании высокопрочных высокомодульных волокон стали технические разработки, связанные с получением волокон из гелей, позволяющие получать волокна из ПЭ с высокими показателями прочности и жесткости при кратковременных воздействиях. Однако при долговременных механических испытаниях и при эксплуатации оказалось, что ПЭ, полученный по гель-технологии, имеет очень большой недостаток - высокие значения ползучести и плохие восстановительные свойства даже при напряжениях, далеких от разрывных значений. Вместе с тем было показано, что получение нитей из сверхвысокомолекулярного ПЭ через расплав при модификации метода ориентационной вытяжки открывает новые возможности для улучшения характеристик их механических свойств. Поэтому поиск технологических возможностей, направленных на создание полиэтиленовых волокон и нитей с улучшенными характеристиками механических свойств, объяснение структурной обусловленности этих свойств, остается важной задачей для технологов.
Цель работы состоит в получении образцов из ПЭ с заданными параметрами структуры, в установлении взаимосвязи характеристик механических свойств полученных различными способами полиэтиленовых нитей со строением и структурными процессами, происходящими при ориентации и при деформировании полиэтиленовых нитей, а также в установлении взаимосвязи между структурой исходного полимера и полученных из него пленочных нитей, нацеленное на создание полиэтиленовых нитей с улучшенными характеристиками механических свойств. Основные задачи работы:
Целенаправленно получить образцы ПЭ с заданными структурными характеристиками, определяющихся молекулярной массой, способом получения исходного материала и кратностью вытяжки.
Провести исследования и сравнительный анализ характеристик деформационно-прочностных свойств полученных полиэтиленовых пленочных нитей в широком диапазоне нагрузок и температур.
Выявить структурные превращения методом низкочастотной раманов-ской спектроскопии, происходящие при получении полиэтиленовых нитей и при механических воздействиях на них.
Установить взаимосвязь между структурными изменениями и характеристиками механических свойств полу >гх>ЮісііС)*ійКі*НАіЯЬЗДяфп н ы х из
| БИБЛИОТЕКА і
! o?^://
- ——*
ПЭ различных молекулярных масс и отличающихся способом получения и кратностью вытяжки.
Выявить взаимосвязь между исходной морфологией полимера, структурой и свойствами расплава и полученных из него нитей. Научная новизна работы:
Выявлена взаимосвязь между особенностями структуры и характеристиками деформационно-прочностных свойств пленочных нитей, полученных из ПЭ различных молекулярных масс и отличающихся способами получения и кратностью вытяжки.
Показано, что на процесс термовытягивания и на достижение предельных степеней ориентации существенное влияние оказывает количество межфибриллярных молекул-связок, что позволяет целенаправленно регулировать процесс ориентационной вытяжки.
Показано, что характеристики механических свойств в полиэтиленовых нитях можно целенаправленно регулировать путем изменения молекулярной массы исходного полимера.
Выявлены структурные изменения, происходящие в деформированных полиэтиленовых пленочных нитях, что позволило установить структурные превращения, происходящие в процессе релаксации напряжений.
Выявлена взаимосвязь механических свойств и особенностей строения ориентированных нитей, полученных на основе СВМПЭ, синтезированного на различных катализаторах.
Практическая значимость работы:
Показано, что восстановительные свойства полиэтиленовых нитей зависят от молекулярной массы и способа получения, что может быть использовано для уменьшения ползучести.
Результаты работы внедрены в производственный процесс при изготовлении полиэтиленовых нитей на ОАО "Советская звезда" г. Санкт-Петербурга.
Результаты работы использованы при изготовлении обувных материалов на ОАО "Скороход" г. Санкт-Петербурга.
По полученным научным и практическим результатам разработаны методики, которые могут быть использованы в лекционных материалах курса "Прикладная механика", практических и лабораторных занятиях.
Апробация результатов работы. Результаты работы были доложены на Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы науки, техники и экономики легкой промышленности" (г. Москва, 2000 г.), на юбилейной научно-технической межвузовской конференции (г. С.-Петербург, 2000 г.), на Международной конференции Europolymer Congress (Eindhoven, the Netherlands, 2001 г.), на Всероссийской научно-технической конференции "Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной и легкой промышлетюсти" (г. С.-Петербург, 2002 г.), на 4-ом международном симпозиуме "Molecular Order and Mobility in Polymer Systems" (г. С.-Петербург, 2002 г.), на 2-й Всероссийской научной конференции "Физико-химия процессов переработки полимеров" (г. Иваново, 2002 г.), на общегородских семинарах НТО им. ак. АН. Крылова (г. С.-Петербург, 2002 г.), на научно-технических конфе-
ренциях студентов и аспирантов СПГУТД "Дни науки-1999", "Дни науки-2000" (г. С.-Петербург).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 5глав, выводы, список использованных источников (186 наименований), а также приложения. Работа изложена на 185 страницах, содержит 64 рисунка и 9 таблиц.
