Регулирование свойств синтетических волокон, нитей, тканей и композиционных материалов на их основе с помощью неравновесной низкотемпературной плазмы
Скачать 0.55 Mb.
|
Содержание работы Во введении обосновывается актуальность диссертационной работы, определены цели, намечены задачи для их достижения, показана научная новизна и практическая значимость полученных результатов, приводится структура диссертации. В первой главе рассмотрены тенденции рынка синтетических волокон и нитей, изучены особенности их структуры и свойств. Представлен анализ химического состава, строения и свойств синтетических волокон и нитей, в т.ч. полиолефиновых (ПП и СВМПЭ), а также ПЭФ и ПА волокон и нитей. Показаны возможности использования синтетических волокон, нитей и тканей в качестве армирующего наполнителя при создании полимерных КМ. Рассмотрены современные способы модификации волокнистых материалов, в том числе электрофизические. Обоснована возможность применения ННТП с целью модификации синтетических волокон, нитей и тканей для улучшения их физико-механических свойств и активации поверхности. Показан подход к изучению внутри- и межмолекулярных изменений в структуре волокон и нитей, путем представления структурных элементов макромолекул в виде нанообъектов. Сформулированы основные задачи работы. Во второй главе охарактеризованы структура и свойства исследуемых синтетических волокон и нитей, рассмотрены особенности взаимодействия ННТП с материалами. Разработаны научные основы регулирования свойств синтетических волокон, нитей, тканей и КМ материалов на их основе ВЧЕ разрядом пониженного давления, на базе физико-химической и математической моделей воздействия ННТП на синтетические волокнистые материалы. Физико-химическая модель взаимодействия ВЧ плазмы пониженного давления с синтетическими волокнистыми материалами подробно рассмотрена на примере СВМПЭ волокон, обработанных в плазме инертного газа - аргона. Волокна СВМПЭ состоят из 210-240 филаментов диаметром от 17 до 22 мкм, тогда как поперечный размер молекулы СВМПЭ составляет 4,46 Ǻ, что на 4 порядка меньше диаметра филамента. Поэтому будем считать, что филамент СВМПЭ волокна представляет собой многослойную конструкцию, в которой в продольном направлении располагаются соответственное количество макромолекулярных цепей. При взаимодействии ВЧ плазмы с поверхностью филаментов СВМПЭ на нее могут воздействовать следующие факторы: 1) передача кинетической энергии ионов плазмообразующего газа (30-100 эВ); 2) рекомбинация иона Ar+ с электроном на поверхности ПЭ; при этом выделяется энергия 15,76 эВ, затраченная на ионизацию атома аргона в плазме и образуется быстрый атом Ar; 3) рекомбинация иона Ar+ с электроном, эмитированным с поверхности СВМПЭ под влиянием электрического поля иона; в результате образуется быстрый атом Ar, молекула СВМПЭ ионизируется; 4) низкоэнергетичная имплантация ионов Ar+ в приповерхностный слой с образованием активных центров; 5) воздействие ультрафиолетового излучения; 6) передача кинетической энергии нейтральных и возбужденных атомов (0,025-0,035 эВ); 7) гашение возбужденных состояний атомов плазмообразующего газа (5-10 эВ); 8) термическое воздействие. Анализ показал, что в диапазоне параметров плазмы: давления плазмообразующего газа (Р) 13,3-133 Па, расхода газа (G) до 0,2 г/с, напряжения на аноде (Ua) 1,5-7,5кВ, силы тока на аноде (Ja) 0,3-0,7 А и частоты поля 13,56 МГц, основными воздействующими факторами являются передача кинетической энергии ионов плазмообразующего газа и их рекомбинация. Как известно, любое тело в плазме приобретает отрицательный заряд. В ВЧ плазме пониженного давления, оно становится дополнительным электродом, вследствие чего у поверхности тела образуется слой положительного заряда (СПЗ) толщиной до 2 мм. За счет образования СПЗ формируется поток низкоэнергетических ионов, которые бомбардируют поверхность полимера с энергией 30-100 эВ и обеспечивают модификацию нанослоя с образованием слоя c захороненными атомами Ar. В результате возникают долгоживущие активные центры, способные взаимодействовать с кислородом воздуха после ННТП обработки, что приводит к образованию функциональных групп и приданию поверхности гидрофильных свойств. Одновременно происходит упорядочение структуры нанослоя, образование поверхностной сетки, сглаживание поверхности (при использовании полимеробразующей плазмы), что является причиной повышения физико-механических свойств и термостойкости. Дополнительное разрыхление филаментов волокна, в ряде режимов плазменной обработки, при межмолекулярном попадании низкоэнергетических ионов и возникновении напряженных состояний в поверхностном слое, увеличивает его активность и способствует повышению связи СВМПЭ волокон с полимерными матрицами. Кроме того, низкоэнергетическая бомбардировка ионами плазмообразующего газа, единственная способна удалять посторонние включения из синтетических материалов, формируя рельеф нанослоя без деструкции материала, за счет избирательного травления, что также приводит к увеличению площади активной поверхности. Так как типичные времена релаксации атомных состояний составляют порядка 10-13 с, а время между попаданиями одного иона аргона в одну точку на поверхности составляет 0,06 – 0,2 с, то эффект кумуляции воздействия на поверхность различных ионов отсутствует. На основе разработанной физико-химической модели построена математическая модель воздействия ВЧ плазмы пониженного давления на филаменты СВМПЭ, при следующих предположениях. Взаимодействующие частицы (Ar+, атомы углерода и водорода) рассматриваются как шары известного радиуса. Молекулярные цепочки располагаются в нескольких параллельных плоскостях. Учитывая огромную разницу между энергией налетающей частицы (Ar+) и энергией молекулярных и межмолекулярных связей, в первом приближении пренебрежем изменениями углов внутреннего вращения, валентных углов и длины связей в основной цепи. Будем считать, что если энергия, сообщаемая одним атомом другому, превышает энергию связи, то эта связь рвется. Так как время релаксации много меньше времени попадания следующего иона, то сохранение свободных радикалов происходит за счет низкоэнергетической ионной имплантации. Математическая модель в простейшем случае описывается системой уравнений движения каждой из взаимодействующих частиц,
Здесь   - вектор скорости и радиус-вектор i-й частицы (атома или иона),  - координаты начального положения частиц,  - сила, действующая на i-ую частицу со стороны j-й частицы,  - масса i-й частицы, t – время, N – количество частиц в системе. Силы взаимодействия атомов рассчитываются с помощью потенциала Леннарда-Джонса.Рассмотрена элементарная ячейка размером 20 x 40 x 27 Ǻ, содержащая 2430 атомов углерода и водорода. Молекула СВМПЭ образована цепочкой звеньев вида [-CH2-], звенья в цепи связаны одинарными (C-C) связями, молекулярные цепи связаны между собой посредством одинарных (C-C), реже двойных (C=C) связей. Длина одинарной связи (C-C) равна 1,54 Ǻ, длина двойной связи – 1,34 Ǻ. Атомы водорода находятся на расстоянии 1,09 Ǻ от атома углерода. Диаметр иона Ar+ равен 3,08 Ǻ, атома – 3,76 Ǻ. Результаты расчетов показали, что при столкновении с полиэтиленом ион или быстрый атом Ar воздействует, как минимум, на 3 атома углерода, затрагивая 4 связи (C-C) и 6 связей (C-H). Энергия связи (C-C) равна 3,57 эВ, (C-H) – 4,37 эВ. Суммарная энергия связей, на которые воздействует ион Ar+, составляет 44,07 эВ. Таким образом, общей энергии иона аргона (кинетическая 70-90 эВ и потенциальная 15,76 эВ) достаточно, чтобы разрушить межмолекулярные и межатомные связи в молекулярных цепочках, расположенных в двух-трех атомных слоях филамента СВМПЭ. Остаток энергии расходуется на возбуждение колебательных (локальный нагрев) и вращательных степеней свободы (конформация), а также на ионизацию звеньев молекул и молекулярных остатков. Разрыв связей в нанослое СВМПЭ волокон в результате бомбардировки ионом аргона может привести к возникновению нейтральных и заряженных частиц. Отрицательно заряженные частицы навсегда покидают поверхность СВМПЭ. Положительно заряженные частицы, могут вновь вернуться на поверхность, образуя адгезионное соединение. Нейтральные частицы могут либо покинуть поверхность, либо вернуться на нее, в зависимости от характера взаимодействия с частицами плазмы. Это способствует формированию рельефа поверхности. Плотность ионного тока на поверхности материалов в типичных режимах обработки ВЧ плазмой пониженного давления составляет 0,3 – 0,9 А/м2, что эквивалентно поступлению 6 - 10 ионов в секунду на площадку размером в 100 Ǻ2. В течение 5 минут ВЧ плазменной обработки на эту площадку попадут 1800 - 6000 ионов, то есть каждый участок размером 1 х 1 Ǻ подвергнется воздействию 18 - 60 ионов. Общая глубина воздействия ВЧ плазмы на волокна СВМПЭ составит, таким образом, 36 - 120 атомных слоев, или 16 – 43 нм. В промежутках между ионными воздействиями поверхность СВМПЭ взаимодействует с нейтральными и возбужденными атомами газа, кинетическая энергия которых составляет 0,026 – 0,027 эВ. Плотность потока таких атомов составляет (6 – 20)∙102 атом/(Ǻ2∙с). Вероятнее всего, столкновение атомов с поверхностью способствует некоторой релаксации состояний молекул СВМПЭ, после воздействия ионов Ar+. Резюмируя вышесказанное, получим, что поверхность филаментов СВМПЭ волокон, непосредственно контактирующих с ВЧ плазмой пониженного давления (плазмообразующий газ – аргон), подвергается воздействию на глубину 16 - 43 нм. При этом происходит упорядочение наноструктуры, с поверхности удаляются крупные неровности размером от 15 нм до 3 мкм, высота неровностей рельефа становится порядка 4,5 – 9,0 Ǻ (1-2 последних атомных слоя, подвергнутых бомбардировке). Вследствие ионной бомбардировки, разрыва межмолекулярных и межатомных связей и низкоэнергетической ионной имплантации, в поверхностном нанослое возникают заряженные центры и нескомпенсированные углеродные связи с длительным временем жизни, способные к образованию функциональных групп после ННТП обработки. В случае межмолекулярного попадания имплантированных ионов, возникают напряженные состояния в поверхностном слое, за счет этого возрастает поверхностная энергия. Совокупное действие этих факторов способствует активации поверхности и увеличению адгезии СВМПЭ волокон к материалам. В третьей главе приведены характеристики объектов исследования, описаны оборудование и методики проведения модификации и исследования их структуры и свойств. В качестве объектов исследования использовали ПП пленочную и ПА нити, ПП и ПЭФ волокна, многофиламентные волокна из СВМПЭ различных производителей и ткань из данного волокна. Для модификации ПП волокна применяли коллоидный раствор наночастиц серебра под маркой «Бион-2», с концентрацией наночастиц 10 г/см3. Для получения экспериментальных образцов КМ применялись эпоксидные и полиуретановые связующие. Обработка объектов исследования ННТП проводилось на экспериментальной ВЧЕ плазменной установке. Входные параметры плазменной установки варьировались в следующих пределах: Ua от 1,5 до 7,5 кВ; Ja от 0,3 до 0,7 А; время обработки (τ) от 30 до 600 с; Р от 13,3 до 533 Па, G от 0 до 0,2 г/с; вид плазмообразующего газа – аргон, азот и смеси газов аргон-воздух, аргон-азот, аргон-пропан-бутан в соотношении 70% и 30%. В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований изменения поверхностных, физико-механических, термических свойств полиолефиновых волокон, нитей (ПП пленочной нити, ПП и СВМПЭ волокон) и тканей из СВМПЭ волокон, ПЭФ волокон и ПА нитей, модифицированных потоком плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления, а также свойств экспериментальных образцов КМ, получаемого на основе СВМПЭ волокон и тканей. Установлено, что, варьируя входные параметры плазменной обработки, можно добиться изменения различных свойств волокон, нитей, тканей: прочности, удлинения, увеличить гигроскопические и повысить гидрофильные или гидрофобные свойства. В процессе исследований определялись параметры плазменной обработки, позволяющие изменить поверхностные и физико-механические свойства ПП нити, и проводилась их оптимизация. В таблице 1 приведены результаты по определению краевого угла смачивания и величины поверхностного натяжения ПП пленочной нити обработанной ННТП в разных плазмообразующих газах. Таблица 1. Изменение поверхностных свойств ПП пленочной нити, обработанной ННТП в разных плазмообразующих газах.
Как видно из таблицы 1, наибольшая смачиваемость ПП нити наблюдается после обработки в смеси плазмообразующих газов аргон – азот. Активация поверхности происходит как за счет возникновения долгоживущих свободных радикалов при низкоэнергетической ионной имплантации, способных реагировать с кислородом воздуха после обработки, так и за счет присутствия химически активного газа, способствующего образованию в поверхностном нанослое нити функциональных групп с участием азота. Результаты проведенных исследований показали, что Ua, Ja, τ и вид плазмообразующего газа оказывают влияние на показатели разрывной нагрузки и относительного удлинения полиолефиновых волокон. Наибольшее увеличение разрывной нагрузки и относительного разрывного удлинения ПП пленочной нити достигается при следующих параметрах плазменной обработки: Ua = 3,5 кВ, Ja = 0,3 А, G = 0,04 г/с; P = 26,6 Па; τ = 180 с, плазмообразующий газ аргон – пропан-бутан в соотношении 70 : 30, где прочность ПП нити возрастает на 15% по сравнению с контрольным образцом. Присутствие в плазмообразующем газе пропан-бутана приводит к прививке его ионов к возникающим свободным радикалам в поверхностном слое ПП нити в процессе ионной бомбардировки, в результате на поверхности формируются сшитые структуры, происходит улучшение физико-механических свойств, сохраняется гидрофобность поверхности. Воздействие потока аргоновой плазмы ВЧЕ разряда в режиме Ua = 3,5 кВ; Ja = 0,4 А; Р = 26,6 Па; G = 0,04 г/с; τ = 240 с приводит к гидрофилизации поверхности ПП пленочной нити, поэтому данный режим выбран для модификации ПП волокон с целью активации их поверхности. Это позволило проводить их пропитку коллоидным раствором наночастиц серебра, концентрации 10%, по трем вариантам. 1 вариант: обработка ПП волокна ВЧ плазмой и пропитка коллоидным раствором наночастиц серебра; 2 вариант: обработка ПП волокна ВЧ плазмой, пропитка коллоидным раствором наночастиц серебра, повторная обработка ННТП; 3 вариант: без плазменной обработки, пропитанный коллоидным раствором наночастиц серебра. Результаты оценивали с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ) (рис. 1).
АСМ изображение топографии поверхности ПП волокна (рис. 1, б) свидетельствует, что у образца, прошедшего двойную плазменную обработку, на поверхности после промывки остаются наночастицы серебра (40 – 150 нм). После пропитки плазмоактивированных волокон коллоидным раствором, наночастицы проникают в поверхностный нанослой волокон, а повторная ННТП обработка способствует их закреплению на поверхности ПП волокон, не допуская агрегации. Обработка ННТП перед пропиткой волокон способствует образованию долгоживущих активных радикалов в результате захоронения ионов аргона в нанослое ПП волокна, что объясняет улучшение смачиваемости раствором наночастиц. Повторная обработка в том же режиме приводит как к дополнительному «вбиванию» наночастиц серебра, так и к возникновению подвижных радикалов, формирующих поперечные связи, сшивки, препятствующие агрегации и удалению наночастиц при промывке. Результаты исследований по активации поверхности СВМПЭ волокон и тканей, известных своей гидрофобностью, показывают, что плазменная обработка в ВЧЕ-разряде пониженного давления позволяет существенно уменьшать поверхностное натяжение и повышать капиллярность. На рис. 2 представлены результаты изменения смачиваемости ткани из СВМПЭ волокон, обработанной в плазме ВЧЕ – разряда пониженного давления, где капля жидкости растекается в тонкую пленку на поверхности ткани. Равновесный краевой угол в этом случае не устанавливается, что свидетельствует о полном смачивании.
В результате оценки поверхностных свойств СВМПЭ волокон до и после ННТП обработки, проводимой по изменению значения капиллярности, обнаружено, что в плазмообразующем газе аргон, в режиме Ua = 5 кВ, Ja = 0,7 А, Р = 26,6 Па, G = 0,04 г/с, τ = 180 с, подъем жидкости по волокну составляет 69 мм, в плазмообразующем газе аргон 70% – пропан-бутан 30% подъема жидкости практически не наблюдается и волокна сохраняют гидрофобность поверхности. Данные изменения объясняются теми же эффектами, что и для ПП волокон и нитей. Проведены исследования капиллярности СВМПЭ волокон, обработанных в плазмообразующем газе аргон. Поднятие жидкости по волокну измерялось в течение 5 дней в той же среде, без контакта с воздухом, и не превышало 39 мм. При последующем выносе на воздух капиллярное поднятие составило 70 мм, что подтверждает наличие в поверхностном нанослое долгоживущих реакционноспособных свободных радикалов, взаимодействующих с кислородом воздуха. Получены математические модели двухфакторных экспериментов, адекватно описывающие процесс и позволяющие определить значения капиллярности СВМПЭ волокон при варьировании следующих параметров: Ua и Ja; Ja и τ; Ja и Р; Ua и τ. Дана математическая модель для трехфакторного эксперимента третьего порядка, адекватно описывающая процесс и позволяющая определить значение капиллярности при варьировании Ja, Ua и τ. Установлена неоднородность распределения массы отдельных участков исходных СВМПЭ волокон по их длине, получены гистограммы распределения массы по длине образцов после ННТП обработки, показывающие, что после модификации СВМПЭ волокон в ВЧЕ разряде пониженного давления происходит выравнивание массы по длине волокон. Устойчиво прослеживается закономерность заметного повышения массы образцов после ВЧЕ-обработки, имеющих изначально минимальные значения массы (до 17,7%), при этом исходные образцы с максимальной массой незначительно ее теряют (до 2,4%). Зная, что количество филаментов по длине СВМПЭ волокна в данном исследовании одинаково, можно утверждать, что более тонкие филаменты в образцах с меньшей массой подвергаются более интенсивной обработке ННТП с преимущественным образованием свободных радикалов, в том числе долгоживущих, взаимодействующих затем с кислородом, за счет чего волокна набирают массу. В образцах с большей массой присутствуют филаменты большего диаметра, при обработке которых преобладают процессы травления. Исследование физико-механических характеристик показало, что значение прочности СВМПЭ волокон (Китай) меняется в пределах 800-1000 МПа, что связано с различной структурой на разных участках волокна. При обработке в плазмообразующем газе аргон на кривых разрушения СВМПЭ волокон более выражен участок пластической деформации, а значение максимального напряжения, которое выдерживает волокно, незначительно снижается и составляет от 780-970 МПа. В плазмообразующем газе аргон 70% – пропан-бутан 30% прочность составляет не менее 1050 МПа. При обработке в смеси газов аргон-воздух прочность значительно падает – до 500 МПа. Повышение прочности в плазмообразующем газе аргон-пропан-бутан объясняется аналогично тем же изменениям, что и в ПП нитях. Спад прочности в присутствии воздуха связан с процессами плазмохимического травления поверхностного слоя. При исследовании термических характеристик методом ДСК и ТГА исходных СВМПЭ волокон и обработанных в плазме в различных плазмообразующих газах в оптимальных режимах, установлено, что пики плавления и перекристаллизации наблюдаются в тех же областях, что свидетельствует о сохранении внутренней структуры волокна, но пики термодеструкции смещаются в более высокотемпературную область (таблица 2). Данные ДСК и ТГА показывают, что плазмоактивированные СВМПЭ волокна обладают большей термостойкостью, так, в режиме Uа=5kB; Jа=0,3A; P=26,6Па; G=0,04г/с; t=3мин, аргон 70%, пропан-бутан 30%, способствующем гидрофобизации и упрочнению поверхности, температура термодеструкции повышается на 600С. Таблица 2. Термические характеристики СВМПЭ волокон (ДСК)
Согласно таблице 2, смещение температуры начала интенсивной термодеструкции в высокотемпературную область наблюдается для всех используемых плазмообразующих газов, в зависимости от состава газа это преимущественно связано: с упорядочением наноструктуры и появлением термостойких групп после выноса на воздух (аргон), формированием термостойких групп в процессе обработки (аргон-азот, аргон-воздух), образованием сшитых структур на поверхности (аргон-пропан-бутан). Ранее установлено, что обработка полиолефиновых нитей в смеси газов аргон-азот приводит к наибольшему повышению смачиваемости, т.е. активации поверхности (таблица 1). Обнаружен режим ННТП обработки СВМПЭ волокон (Uа=7,5кВ, Jа=0,3А, τ=60с) для данной смеси газов, приводящий к смещению температуры начала потери массы на 300С в высокотемпературную область. Смачиваемость многофиламентных СВМПЭ волокон эпоксидной смолой (ЭД-20 с отвердителем ПЭПА), которая может выступать в качестве матрицы при создании КМ, оценивали по высоте капиллярного поднятия материала матрицы по волокну, один конец которого заделан в матрицу. Для активирования волокон использовали ННТП в режиме Ua = 5 кВ, Ja = 0,7 А, Р = 26,6 Па, G = 0,04 г/с, τ = 180 с, плазмообразующий газ аргон. Применение плазменной обработки СВМПЭ волокон повышает их смачиваемость на воздухе эпоксидной матрицей ЭД-20 до 86% по сравнению с контрольным образцом без плазменной обработки. Это указывает на увеличение поверхностной энергии обработанных волокон. Методом wet-pull-out установлено, что в данном режиме наблюдаются наилучшие показатели адгезионной способности СВМПЭ волокна к полимерной матрице, а прочность соединения волокна с матрицей возрастает в 2-3 раза. Результаты оценки изменения прочности экспериментальных образцов КМ на изгиб и сдвиг подтверждают улучшение взаимодействия на границах раздела СВМПЭ волокно/матрица и повышение свойств КМ. После плазменной обработки голландского волокна марки SK-60 прочность КМ при изгибе повысилась в 3 раза с 150 до 454 МПа, а для волокна марки SK-75 в 2,5 раза с 124 до 314 МПа. Сдвиговая прочность сдвиг. при тех же условиях получения КМ для SK-60 возросла в 2,65 раза с 4,7 до 12,5 МПа, а для SK-75 – в 1,5 раз с 5,9 до 9,1 МПа. Экспериментально доказано, что предел прочности КМ при изгибе и при сдвиге для композитов, полученных из активированных ННТП отечественных и импортных СВМПЭ волокон и тканей, возрастают в среднем в 2-3 раза при любой укладке волокна. В результате проведенных исследований получены лабораторные и опытно-промышленные образцы лёгкого с плотностью не более 1,1 г/cм3 высокопрочного КМ, превосходящего по удельной прочности металлы в 6-7 раз, стеклопластики в 2 раза, а углепластики в 1,5 раза. Исследования устойчивости эффекта ННТП обработки на поверхностные и физико-механические свойства полиолефиновых волокон показали, что данные параметры в течение года меняются незначительно. Исследовалось влияние плазменной модификации ПЭФ волокон и ПА нитей на прочность в системе резина - текстильный корд без пропитки специальными адгезивами. Варьируемыми величинами в процессе плазменной обработки выступали Ua, τ, Ja, вид плазмообразующего газа. Установлен оптимальный режим ННТП обработки для ПЭФ волокна – Jа = 0,5А, Uа = 2 кВ, P = 26,6 Па, GAr = 0,04 г/с, τ = 3 мин, при котором достигается увеличение прочности связи резины с кордом в 3,25 раза; для ПА корда – Jа = 0,5 А, Uа = 2 кВ, P = 26,6 Па, GN2 = 0,04 г/с, τ = 3 мин, при котором достигается увеличение прочности связи резины с кордом в 1,5 раза. Активация ПЭФ волокна, имеющего в составе волокнообразующего полимера атомы кислорода, происходит как в процессе обработки, за счет образования свободных кислородсодержащих радикалов, так и после плазменной обработки при взаимодействии долгоживущих углеродных радикалов с кислородом воздуха. Аналогично, активация ПА нитей, содержащих в цепи волокнообразующего полимера кислород и азот, происходит вследствие плазмохимических изменений в поверхностном нанослое с участием азота, а также химических превращений в нанослое с участием кислорода после обработки. Установлено, что, при обработке ПЭФ волокна происходит уменьшение его массы на 1,2 %, ПА нити - на 2,2 %. Плазменная обработка ПЭФ и ПА кордов в оптимальных режимах приводит к незначительному снижению их разрывной прочности. Уменьшение массы и прочности волокон после плазменной модификации, а также уменьшение толщины нитей происходит из-за изменения поверхностного слоя. Несмотря на некоторое снижение прочностных свойств ПЭФ волокон и ПА нитей плазменная обработка приводит к существенному возрастанию прочности связи резина-корд. На микрофотографиях среза поверхности резины с кордом (рис. 3) показано лучшее затекание резины в обработанные плазмой ПЭФ волокна, по сравнению с необработанными образцами.
Для установления устойчивости эффекта плазменной обработки проведены исследования образцов текстильного корда через 5 и 10 дней после их обработки по показателям прочности связи с резиной, пористости и смачиваемости. Обнаружено, что эффект плазменной обработки частично исчезает во времени. Однако, даже через 10 суток после обработки показатели прочности связи корд - резина выше, чем у необработанного ПЭФ корда. Угол смачивания, определенный по методу Вашбурна со временем увеличивается незначительно. Как показали результаты ИК-спектроскопии активированных ПЭФ волокон и ПА нитей во времени, наведенные функциональные группы остаются. Для практических целей можно рекомендовать использование обработанных текстильных кордов в течение первых 5 суток после их модификации. Следовательно, плазменная активация ПЭФ и ПА кордов позволяет значительно повысить прочность их связи с резиной, исключить применение специальных химических адгезивов и повысить износостойкость шинной продукции. Таким образом, обработка синтетических волокон, нитей и тканей ВЧЕ разрядом пониженного давления позволяет получать упрочненную ПП нить, ПП волокно с антисептическими свойствами, СВМПЭ волокна и ткани с активированной поверхностью и инновационный сверхлегкий высокопрочный КМ на их основе, а также новый материал – текстильный корд, не требующий применения адгезивов для прочного соединения с резиной. |
.
а)
б)
в)
а)
б)Похожие:
 | Рабочая учебная программа дисциплины Технология и оборудование производства химических волокон и композиционных материалов на их основе | | Рабочая учебная программа дисциплины Технология и оборудование производств химических волокон и композиционных материалов на их основе |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цели: Познакомить с сырьем хлопчатобумажных и льняных тканей, процессом изготовления тканей. Формировать представление о ткани как... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Ознакомить учащихся со свойствами тканей из искусственных и синтетических волокон |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... ... | | Тема урока: Свойства волокон и тканей Оборудование: образцы волокон хлопка, льна, шерсти, шелка, образцы хлопчатобумажных, льняных, шерстяных и шелковых тканей, препаровальная... |
 | Конспект урока технологии 5 класс. Тема: Характеристика тканей из... Образовательная: дать начальные представления о процессе производства тканей из натуральных волокон растительного происхождения | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель урока: ознакомить учащихся с сырьем хлопчатобумажных и льняных тканей, процессом изготовления тканей в текстильном производстве.... |
| Урок в 6 классе Тема: Получение ткани. Простые переплетения Переплетением нитей в ткани называется порядок взаимного перекрытия основных нитей уточными. При выработке тканей используют разнообразное... | | Химические волокна С 1931 года кроме бутадиенового каучука, синтетических полимеров еще не было, а для изготовления волокон использовались единственно... |
| Название работы Ткани из натуральных и химических волокон, блюдце с водой, тигели для поджигания нитей | | Структура и механические свойства гибридных композиционных материалов... Структура и механические свойства гибридных композиционных материалов на основе портландцемента и ненасыщенного |
| Государственное Образовательное Учреждение Гимназия №1505 реферат Целью моего исследования является расширение своих познаний в области физики, материаловедения. Также я предполагаю расширить знания... | | Государственное Образовательное Учреждение Гимназия №1505 реферат Целью моего исследования является расширение своих познаний в области физики, материаловедения. Также я предполагаю расширить знания... |
| Методические указания по выполнению реферата по дисциплине "процессы... Методические указания предназначены в помощь студентам при выполнении реферата по дисциплине "Процессы соединения, сборки и ремонта... | | Повторение свойств тканей при изготовлении куклы- закрутки Цель: Расширить представление учащихся о свойствах хлопчатобумажных и льняных тканей; дать информацию о русской народной игрушке,... |
