ВЫБОР РЕЖИМА МОДИФИКАЦИИ ПАН-ЖГУТИКА
АППРЕТИРУЮЩИМИ ДОБАВКАМИ
1 аспирант, 2, 1
1- Энгельсский технологический институт (филиал) СГТУ им. , Саратовская обл., г. Энгельс, ул. Площадь Свободы 17, flower87@list.ru
2-Балаковский институт техники, технологии и управления (филиал) СГТУ им. , Саратовская обл., .
В настоящее время армирующие волокна и нити, применяемые для получения полимерных композиционных материалов должны обладать высокими механическими свойствами и высокими термическими характеристиками [1].
В связи с этим объектами исследования являлись: полиакрилонитрильный технический жгутик (ПАН-ТЖ) и модификатор Dyron OS 3151.
Модификацию проводили из авиважной ванны, содержащей расчетное количество модификатора Dyron ОS 3151 (рис.1). Авиважный раствор перемешивали в течение 30 мин. Приготовленная пропиточная ванна подавалась в желоб, куда одновременно поступал с размоточного устройства, проходя натяжные вальцы, ПАН-ТЖ. Движение нити в ванне обеспечивалось направляющими роликами. В желобе ванны осуществлялась пропитка жгутика модифицирующим раствором.
Рис. 1. Принципиальная схема модификации ПАН-ТЖ:
1-размоточное устройство; 2-натяжные вальцы; 3-направляющие ролики; 4-ванна модификации; 5-консольная сушилка; 6-приемное устройство.
На первом этапе эксперимента оценивалось влияние состава модифицирующей ванны и параметров модификации на изменение массы и прочностных характеристик волокна (рис.2, табл. 1). В связи с этим обработку ПАН-ТЖ модификатором Dyron OS 3151 проводили при концентрации раствора 2, 5 и 10 % и времени обработки 30, 60 и 90 с. Последующую сушку волокна осуществляли при комнатной температуре в течении 24 ч. Дополнительную термообработку проводили при температуре 100ºС в течении 15 мин.
|
|
|
Рис.2. Изменение массы образцов ПАН-жгутика в процессе модификации при концентрации Dyron OS 3151 в ванне: I — 2%; II — 5%; III — 10%
Таблица 1
Зависимость механических свойств
ПАН-жгутика от параметров модификации
Время модификации, с | Относительная разрывная нагрузка, сН/текс | Относительное разрывное удлинение, % |
Концентрация ванны 2% | ||
30 | 55 | 22 |
60 | 54 | 20 |
90 | 55 | 21 |
Концентрация ванны 5% | ||
30 | 64 | 24 |
60 | 64 | 23 |
90 | 74 | 23 |
Концентрация ванны 10% | ||
30 | 47 | 18 |
60 | 59 | 23 |
90 | 59 | 29 |
Исходный ПАН-жгутик | 43 | 16 |
Анализ полученных экспериментальных данных свидетельствует о том, что наибольший упрочняющий эффект реализуется при модификации ПАН-жгутика составом Dyron OS 3151 концентрацией 5%. При этом относительная разрывная нагрузка модифицированного волокна возрастает на 49-72%.
Важным фактором реализации эксплуатационных свойств полимерных композиционных материалов является адгезионное взаимодействие полимер-волокно. Оно определяется величиной адгезии связующего к волокну, которое может быть повышено при модификации волокнистого наполнителя [2]. Для изучения адгезионных свойств модифицированного ПАН-жгутика исследовали способность волокон к смачиванию эпоксидным олигомером (рис. 3).
Рис. 3. Кинетические кривые смачивания раствором эпоксидного олигомера модифицированного при различных концентрациях Dyron OS 3151 и продолжительности обработки ПАН-жгутика: 1 – без обработки; 2 – 2%, 30с; 3 – 2%, 60с; 4 – 2%, 90с; 5 – 5%, 30с; 6 – 5%, 60с; 7 – 5%, 90с; 8 – 10%, 30с; 9 – 10%, 60с; 10 – 10%, 90с.
Из полученных экспериментальных данных следует, что наибольшая высота поднятия 50% раствора эпоксидного олигомера характерна для ПАН-жгутика, модифицированного 5% раствором Dyron OS 3151 при времени обработки 60с (кривая 6), для которого характерно и максимальное повышение прочностных свойств.
Таким образом, изучение влияния исследуемого модификатора на изменение массы образцов, механические и адгезионные свойства модифицированного ПАН-жгутика позволило выбрать технологически эффективный режим его обработки.
Список использованной литературы:
1. Перепелкин, волокна и волокнистые полимерные композиты: учебник [Текст] / .- СПб.: Научные основы и технологии, 2009.-380с.
2. Артеменко материалы, армированные химическими волокнами / // Саратов: Изд-во Сарат. гос. ун-та, 1989. – 160 с.
