Разработка и исследование технологического процесса получения углеродных тканей из гидратцеллюлозных волокон тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.06, кандидат наук Черненко, Дмитрий Николаевич

• Черненко, Дмитрий Николаевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Черненко, Дмитрий Николаевич

Оглавление

Список сокращений

Введение

1 Обзор литературы

1.1 Свойства ГЦ-волокон как сырья для получения углеродных волокон

1.2 Термическое превращение ГЦ-волокон в углеродное волокно

1.3. Применение химических соединений в процессе пиролиза ГЦ-волокон

1.4 Температурно-временной фактор карбонизации ГЦ-волокон

1.5 Графитация карбонизованных волокон

2. Разработка методики экспериментального исследования процесса получения углеродной ткани

2.1. Выбор объектов и методов исследования

2.2 Разработка методики тестирования ГЦ-ткани в лабораторных условиях получения УВ

2.3 Определение оптимальной текстильной структуры исходной ГЦ-ткани

2.4. Экспериментальная оценка ГЦ-волокон различных периодов производства как исходного сырья для получения углеродных волокон

3 Разработка катализатора карбонизации ГЦ-волокна

3.1 Теоретические положения, принятые при разработке каталитических реакций пиролиза ГЦ-волокна

3.2 Отработка состава катализатора карбонизации ГЦ-ткани

3.2.1 Исследование возможности использования стандартного катализатора карбонизации

3.2.2 Модифицирование стандартного катализатора

3.2.3 Исследование условий влажностной и термической обработки исходного ГЦ-волокна

3.2.4 Влияние ТВО на процесс получения и свойства графитированной ткани

3.2.5 Исследование влияния температуры карбонизации образцов ГЦ-ткани, обработанных модифицированным базовым раствором катализатора

3.2.6 Эффективный механизм превращений структуры ГЦ-волокна при ТВО

3.3 Рабочая гипотеза разработки графитированной ткани

3.4. Экспериментальное обоснование выбора компонентов состава

«малозольного» катализатора

3.4.1. Модификация стандартного катализатора для получения карбонизвоанной

ткани типа УТМ-8

3.4.1.2 Сопоставительный анализ данных ДТА ткани с катализаторами (Б+ДАФ и ХА+ДАФ)

3.4.2 Отработка количественного соотношения компонентов состава «малозольного» катализатора

3.4.3 Отработка технологических параметров операций отделки исходной ГЦ-ткани и синтеза катализатора

3.4.3.1 Исследование процесса карбонизации методом ЭПР

3.4.3.2 Исследование процесса нанесения катализатора

4. Исследование влияния параметров высокотемпературной обработки карбонизованной ткани на свойства углеродной ткани

5. Разработка технологического оборудования карбонизации ГЦ-ткани

5.1 Исследование непрерывного процесса карбонизации методом ДТГ

5.2 Лабораторная модельная печь туннельного типа

5.3. Опытная установка ускоренной карбонизации

6. Технологический процесс изготовления графитированной ткани из ГЦ-волокна

7. Исследование свойств опытной графитированной ткани

7.1 Практическая реализация основных положений и результатов диссертации

Заключение

Список литературы

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Список сокращений

ГЦ- гидратцеллюлоза

ПАН -полиакрилонитрил

ПАВ - поверхностно активные вещества

НДС - напряжённо-деформированное состояние

Ркм - разрывные километры

ДТА - дифференциальный термический анализ

ДТГ - метод графического дифференцирования термогравиметрической кривой

ТГ - термогравиметрическая кривая

ТВО - тепловлажностная обработка

ТВР - тепловлажностная релаксации

УВ - углеродные волокна

ПВС - поливиниловый спирт

БК - борная кислота

АЦ - аммоний углекислый

Б - бура

ХН - хлористый натрий ДАФ - диаммоний фосфат ХА - хлорид аммония

ПТО - предварительная термическая обработка ТСН - тиосульфат натрия

УТМ-8, ТГН-2М, ТГН-2МК - марка углеродной ткани

РФА - рентгенофазовый анализ

ЭПР - электронный парамагнитный резонанс

НПС - ненасыщенные полисопряжённые связи

ПМЦ - парамагнитный центр

ИК - инфракрасный

РЭМ - растровая электронная микроскопия КТР- коэффициент термического расширения ЭХО - метод электрохимической обработки ДТП - директивный технологический процесс ТУ - технические условия

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование технологического процесса получения углеродных тканей из гидратцеллюлозных волокон»

Введение

Актуальность темы

В настоящее время углеродные волокнистые материалы получили новый импульс развития и находят возрастающий спрос в различных областях техники и промышленности. Это обусловлено специфическими свойствами углеродных волокон: уникальные физико-механические характеристики, электропроводность, химическая и термическая стабильность, жаропрочность и жаростойкость при низкой плотности и др.

В течение последних десяти лет наблюдаемое в мире развитие технологий углерод-углеродных и углерод-керамических композитов, армированных углеродными тканями из вискозных волокон совпало с падением в России производства аналогичных углеродных тканей марок «Урал», «ТГН-2М», «УТМ-8» и возникновением зависимости отечественной промышленности от импорта их из Белоруссии и Украины в связи с закрытием мощного производства гидратцеллюло-зы на Байкальском ЦБК и кордных нитей на комбинатах химических волокон.

Отсутствие в настоящее время в российской промышленности производства ГЦ-волокон, нестабильность зарубежных поставок, а также различие качества поставляемого сырья - вискозной кордной нити от различных поставщиков, делает актуальной проблему как разработки технологии, обеспечивающей получение стабильного высококачественного углеродного волокна из ГЦ-волокон различного целлюлозного сырья, так и интенсификации процесса разработки и создания нового высокопроизводительного оборудования непрерывного действия карбонизации ГЦ-тканей, в котором задействованы механизмы ускорения процесса теп-ломассопереноса с возрастанием нагрева в направлении транспортирования исходного материала через реакционную камеру.

Разработка технологии и организация производства углеродных тканей из ГЦ-волокон в России были осуществлены в 60-70 годах прошлого века. Созданное производство удовлетворяло потребности промышленности в углеродных

тканях данного вида. Поэтому развёрнутых исследований по усовершенствованию технологии получения ГЦ-тканей в качестве прекурсора углеродных тканей из них не проводилось. В 80-х годах эти работы были полностью прекращены из-за отсутствия сырья и потребителей продукции, а действующие на тот период производства углеродных тканей оказались за границей.

Вследствие большой зависимости процесса получения качественного углеродного волокна от свойств сырьевых ГЦ-волокон степень разработанности темы настоящей диссертации определяется объёмом специальной технической и патентной литературы, реальная значимость применения которой в работе находится на уровне априорной информации.

Цели работы

Разработка комплексного технологического процесса и технологической линии получения прочной углеродной ткани из ГЦ различной природы. Выявление физико-химических закономерностей стадий процесса получения углеродной ткани из ГЦ-волокна.

Задачи работы

- Анализ современного состояния теории и практики получения графитиро-ванных тканей из ГЦ-волокон;

- Выявление влияния структурных особенностей ГЦ-волокон на термохимические изменения в процессе их превращения в углеродные волокна;

- Выбор объектов исследования из разных источников ГЦ-сырья, компонентов катализатора карбонизации и его модификаторов, определение параметров термической и тепловлажностной обработки исходной ткани, её карбонизации и графитации;

- Разработка нового методического подхода к исследованию комплексного процесса превращения ГЦ-ткани в углеродную ткань;

- Интенсификация термического превращения ГЦ-ткани-прекурсора в углеродную ткань при карбонизации непрерывным методом;

- Разработка технологической схемы производства и на ее основе новой экспериментальной установки получения углеродной ткани стабильного качества с высокими физико-механическими характеристиками.

Научная новизна работы

1. Впервые установлена закономерность термического и тепловлажностно-го активирования ГЦ-волокна, проявляющаяся в увеличении реакционной активности в процессе химико-термического превращения в прочное углеродное волокно. Показано, что более полный эффект повышения прочности достигается при катализе процесса карбонизации активированного ГЦ-волокна комплексным катализатором, включающим галоген- и фосфорсодержащие соединения, которые синергически увеличивают активность каталитических реакций, при этом продукты терморазложения катализатора удаляются из зоны реакции волокна при возможно более низких температурах графитации.

2. Установлена закономерность зарождения начальной стадии химико-термического превращения ГЦ-волокна в углеродное волокно: реакции пиролиза начинаются в наименее структурно-упорядоченных участках волокнистой целлюлозы, которые остаются аморфными после завершения процессов термического и тепловлажностного воздействия. На основании установленной закономерности разработан эффективный полихронный механизм термодеструкции волокнистой целлюлозы, в соответствии с которым происходит псевдоморфное превращение ГЦ-волокна в углеродное.

3. Впервые установлено увеличение интенсивности процесса непрерывной карбонизации ГЦ-ткани, проявляющееся с повышением скорости нагревания ткани, связанное с удалением летучих продуктов пиролиза непосредственно из температурной зоны их образования, сокращением длительности их взаимодействия

с карбонизуемой тканью и снижением их давления над тканью в реакционной зоне.

4. Установлено новое явление повышения физико-механических характеристик и степени структурного совершенства получаемых графитированных волокон с увеличением скорости нагрева, сокращением длительности взаимодействия побочных летучих продуктов пиролиза с карбонизуемой ГЦ-тканью, отделанной термическим и тепловлажностным воздействием и содержащей катализатор карбонизации, осаждённый при обработке ткани на внешней и внутренней поверхностях ГЦ-волокон в виде стекловидной аморфной плёнки, которая увеличивает вероятность мультиплетных поверхностных взаимодействий волокнистой целлюлозы с катализатором карбонизации.

Практическая значимость

1. Разработан способ, технологическая схема и технологическое оборудование получения из ГЦ-волокна различной структуры и свойств графитированной ткани с повышенной структурной упорядоченностью и высокими физико-механическими характеристиками. Способ включает предварительную термическую, тепловлажностную обработку, нанесение катализатора, непрерывную карбонизацию и графитацию. Способ и оборудование прошли проверку на опытном производстве АО «НИИграфит».

2. В составе комплексной технологии получения углеродной ткани разработан процесс непрерывной карбонизации ГЦ-ткани с высокими скоростями подъёма температуры и транспортирования через реакционную камеру с удалением летучих продуктов из температурных зон их образования, с устранением их возвратного проникновения в реакционную камеру, что обеспечило увеличение производительности изготовления карбонизованной ткани не менее чем в три раза, по сравнению с действующим производством и впервые позволило совместить в поточном производстве операции карбонизации и графитации ткани.

3. Разработаны технологический процесс получения углеродной ткани ТП №00200851-22-2012, технические условия ТУ 1916-032-00200851-2010, исходные данные для технологического регламента и эскизы конструкционно-технологической схемы на проектирование технологической линии непрерывного процесса получения углеродной ткани.

На защиту выносятся

1. Комплексная технология получения углеродной ткани, включающая операции предварительной релаксационной обработки исходной ГЦ-ткани, нанесения катализатора карбонизации, карбонизацию и графитацию, позволяющая получить прочную углеродную ткань из ГЦ-тканей разных производств и исходного ГЦ-сырья.

2. Механизм термодеструкции волокнистой гидратцеллюлозы, в соответствии с которым происходит псевдоморфное превращение ГЦ-волокна в углеродное, и разработанный на его основе режим карбонизации ГЦ-ткани.

3. Способ, технологический процесс и технологическое оборудование получения из ГЦ-волокна различной структуры и свойств графитированной ткани с повышенной структурной упорядоченностью и высокими физико-механическими характеристиками.

4. Новые экспериментальные данные по повышению прочности графитированной ткани с применением комплексной отделки исходной ГЦ-ткани последовательно термическим и тепловлажностным воздействием, нанесением катализатора карбонизации на внутреннюю и внешнюю поверхности ГЦ-волокна в виде стекловидной плёнки обработкой в перегретой паровоздушной атмосфере.

Апробация результатов

Основные положения и результаты работы были доложены на следующих конференциях:

1 .Международная конференция «Современное состояние и перспективы развития электродной продукции, конструкционных и композиционных материалов», г. Челябинск, 25-26 ноября 2010 г.

2. ХЫП международная Тулиновская конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва 28-30 мая 2013 г., МГУ им. М.В.Ломоносова, НИИ ЯФ им. Д.В.Скобельцина

3. Семинар «Участие молодых ученых в фундаментальных, поисковых и прикладных исследованиях по созданию новых углеродных материалов., 2-3 октября, 2013 г. Моск. Обл., пос. Андреевка, с.Андреевка, с.32-34

4. Научно-технический совет АО «НИИграфит» от 30.12.2014

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 4 статьи в научных журналах рекомендованных ВАК, тезисы 4 докладов, получено 4 патента РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, списка использованных источников из 113 наименований. Материалы диссертационной работы изложены на 173 страницах машинописного текста, содержат 76 рисунков, 24 таблицы, 3 приложения.

1 Обзор литературы

1.1 Свойства ГЦ-волокон как сырья для получения углеродных волокон

Химические аспекты и основные физико-химические закономерности производства ГЦ-нитей по вискозной технологии исследованы давно. Впервые в мире выпуск ГЦ-волокон начался в 1905 году в Ковентри (Великобритания). Производство ГЦ-волокон в России началось в 1909 году в Мытищах. [1].

Объем производства вискозных технических нитей - кордных нитей для армирования автомобильных шин в Советском Союзе вплоть до перестроечного периода не был ограничен. Снижение производства вискозных технических нитей вызвано их заменой в резинотехнических изделиях и других областях синтетическими нитями: полиэфирными, полиамидными и др. Во время перестройки производство технических вискозных нитей в России вообще прекратилось.

Однако в настоящее время в производстве волокон проявляются новые тенденции. Сырьём для производства синтетических волокон являются нефтепродукты - невосполняемое сырьё. Специалисты просчитывают конечные сроки пользования этим энергетическим ископаемым, которые не так уже и далеки. Поэтому на целлюлозу - исключительно быстро восстанавливающееся растительное сырьё в производстве различных волокон - вновь обращено самое пристальное внимание.

В период перестройки экономики в России публикаций в области разработки и производства вискозных волокон практически нет [1]. То же еще в большей мере относится к публикациям в области разработки и производства углеродных волокон (УВ) из вискозных технических нитей. Начиная с последней четверти XX века, комплексный анализ технологий и других факторов, определяющих состояние производства вискозных волокон, в российской литературе не делался. Сложилось даже неверное мнение о малой перспективности вискозного производства в связи с развитием синтетических волокон. Однако в производстве вискозных

волокон наблюдается постоянный рост выпуска, который на 7-11 % превышает темп увеличения выпуска большинства синтетических волокон. Этот рост происходит в основном за счет развития производства штапельных вискозных волокон, и на фоне этого подъема ситуация с производством технических нитей имеет ту же положительную тенденцию возрастания. Некоторое количество вискозных технических нитей производится для отдельных резинотехнических материалов и изделий, а также в качестве прекурсора углеродных нитей [1]. Если рассматривать необходимый объем производства вискозных нитей в качестве прекурсора углеродных волокнистых материалов, то он настолько мал по сравнению с масштабами существовавших ранее производств, что это обстоятельство представляет существенное объективное препятствие для организации выпуска на существующих целлюлозных комбинатах нитей стабильного качества. В таком же положении по объему необходимого вискозного волокна для производства УВ находятся зарубежные производители [2], которые продолжают использовать вискозные технические ткани и нити для переработки в углеродные ткани. Существенное отличие от отечественной ситуации в том, что производство графитированных тканей из вискозных волокон за рубежом не прекращалось.

В настоящее время в России производство вискозной технической нити еще не возобновлено, и потребности промышленности и спецтехники вынужденно удовлетворяются за счет импорта углеродных волокнистых материалов из вискозы. На российском рынке в настоящее время предлагаются углеродные волокнистые материалы из Японии, Белоруссии; вискозные нити - из Белоруссии, Венгрии, Индии. Возможно появление и других участников рынка.

Очевидно, что вискозные нити различных поставщиков сильно различаются по структуре и свойствам, особенно - по структурно-чувствительным свойствам, не нормируемым сертификатами качества, но которые непосредственно влияют на ход процесса термохимического превращения вискозного волокна и прочность получаемого УВ. Ниже рассмотрены основные структурные характеристики ГЦ-волокон, имеющие решающее значение для разработки технологии получения прочного УВ и тканей.

ГЦ-волокна - это химические волокна, вырабатываемые из природного продукта целлюлозы - волокнистой части растительных тканей, придающей им связность и форму [3].

Целлюлоза представляет собой линейный полимер, который по своему химическому строению относится к гетерогенным алифатическим жёсткоцепным полимерам. Главная цепь макромолекулы состоит из отдельных ангидроглюкоз-ных (глюкопираназных) звеньев, соединённых в положениях 1-4р-глюкозидными связями. В структуре целлюлозы имеется следующее повторяющееся звено:

где п составляет величину от нескольких сотен до 3000. Молекулярный вес целлюлозы трудно определить, так как вискозиметрические и осмометрические измерения не всегда возможны потому, что лишь небольшое число веществ растворяет целлюлозу. Природные целлюлозные волокна не растворимы в обычных растворителях и разлагаются при нагревании до достижения точки плавления, их невозможно формовать для получения изделий. Разработаны методы, основанные на химическом превращении целлюлозы в растворимые продукты, из которых целлюлоза регенерируется в желаемой форме. Одной из таких форм являются гидрат целлюлозные волокна, полученные по вискозному методу.

В химических реакциях целлюлозы участвуют свободные гидроксильные группы и глюкозидные связи.

Наблюдаемый в последние годы подъём выпуска ГЦ-волокон основан на развитии как традиционных видов волокон и технологий их получения, так и новых тенденций [1]. Разработчики ГЦ-волокон важнейшую роль в создании новых высокопроизводительных процессов отводят повышению уровня стабильности формования ГЦ-волокон: обеспечению равномерности условий формования всех филаментов в жгуте (нити), устранению посторонних включений в вискозе и растворах целлюлозы, исключению выделения пузырьков газовой фазы и др.

и

Как представителю полимерных волокон ГЦ-волокнам свойственно иерархическое построение структурных уровней [4]:

1. Молекулярное строение:

- строение мономерных звеньев и характер связи между ними;

- конфигурационное строение макромолекулы и её тактичность.

2. Надмолекулярное строение:

- первичные надмолекулярные структуры (кристаллиты и межкристал-

литные прослойки, аморфные участки);

- вторичные надмолекулярные образования (фибриллы, межфибриллярные участки структуры).

3. Морфологические особенности строения волокна:

- ядро, оболочка, промежуточные слои.

Если оценивать ГЦ-волокно как исходный прекурсор УВ, то каждый из перечисленных уровней структуры вносит свой вклад в протекание процесса термохимического превращения ГЦ-волокна в УВ.

Особенности молекулярного строения ГЦ-волокна и его химические свойства определяются химическим строением макромолекулы целлюлозы, которая, как было показано выше, по типу химической связи между звеньями относится к гетероцепным алифатическим жёсткоцепным полимерам. Но при этом следует иметь в виду, что строение конкретного ГЦ-волокна зависит от технологического процесса его получения и колеблется от партии к партии в рамках структурно-чувствительных свойств.

В лабораторных и производственных условиях идентификация ГЦ-волокон по структурным характеристиками сложна. Стандарт ГОСТ 10546-80 Волокно вискозное «Технические условия» нормирует лишь удельную разрывную нагрузку, цветность, удлинение при разрыве, линейную плотность, удлинение при разрыве. Лишь два последних показателя можно считать зависящими от структуры волокна. Можно оценивать структуру волокон лишь по косвенным характеристикам структурно-чувствительных свойств: набухание в воде, насыщение во влаж-

ной атмосфере, усадка и др. и экспериментально определить их корреляционную связь со свойствами получаемого УВ.

Вискоза, поступающая на формование ГЦ-технических кордных волокон, является раствором природного полимера целлюлозы, который практически отвечает требованиям, предъявляемых к волокнистообразующим полимерам:

• линейное строение макромолекул с минимальным числом боковых разветвлений;

• анизодиаметричность строения элементарных звеньев и максимальное удаление друг от друга аналогичных связей в двух соседних звеньях;

• малый размер боковых заместителей;

• наличие функциональных полярных групп;

• регулярность химического строения макромолекул, определяемая последовательностью расположения элементарных звеньев;

• пространственное строение макромолекул, способствующее образованию вытянутых конформаций;

• оптимальная гибкость-жёсткость макромолекул;

• оптимальная величина средней молекулярной массы и сравнительно узкое молекулярно-массовое распределение [5].

Строение целлюлозы как жесткоцепной макромолекулы предопределяет склонность ГЦ-волокна к самопроизвольным процессам структурирования и релаксации при внешних физических и термо-влажностных воздействиях. С позиции подготовки волокон к процессу карбонизации данное свойство следует оценивать положительно.

Фактор высокой энергии связи макромолекулы с боковыми гидроксильны-ми группами оказывает негативное воздействие на пиролиз ГЦ-волокон, так как на начальном этапе пиролиза протекание реакции дегидратации желательно с более лёгким отцеплением гидроксилов.

Характерной особенностью строения макромолекулы целлюлозы и ГЦ-волокон является наличие дефектов и нарушений их структурной упорядоченно-

сти. Они обуславливают нерегулярность химического и пространственного строения макромолекул, появление слабых химических связей в цепи или боковых функциональных группах, что, в свою очередь, является причиной дефектности в надмолекулярной структуре волокон. Появление нарушений в элементарных звеньях цепи связано с довольно жёсткими условиями выделения регенерированной целлюлозы из древесины. «Дефектные» звенья содержат альдегиды и карбоксильные группы, возникающие в процессе окисления на стадиях изготовления ГЦ-волокон [5] и применяемых модификаторов [6]. В ходе процесса пиролиза ГЦ-волокон указанные дефекты могут служить очагами начальной термодеструкции, снижая пороговую температуру начала пиролиза. Данный фактор может оказывать положительное влияние на протекание процесса пиролиза.

Молекулярно-массовые характеристики так же оказывают влияние на процесс структурообразования и свойства ГЦ-волокона. Концы молекулярных цепей являются своего рода дефектными местами в надмолекулярной структуре волокна

[5].

Общепризнано представление [4], что макромолекулы целлюлозы ГЦ-волокна, как гетероцепного полимера, при интенсивном глубоком нагреве закономерно подвергаются деструкции с выделением гетероатомов (по отношению к атомам углерода) из основной макроцепи и боковых заместителей с образованием осколков макромолекулы карбоцепного строения, которые начинают взаимодействовать друг с другом с образованием углеродистых структур.

Карбоцепные полимеры, например, акрилонитрильные макромолекулы ПАН-волокон, способны превращаться в углеродистые соединения без разрыва основной цепи, создавая графитоподобные слои в результате межмолекулярных реакций конденсации.

Надмолекулярное строение ГЦ-волокон имеет фибриллярную структуру, что характерно для ориентированных волокон. Такая структура обладает продольной гетерогенностью.В ней чередуются области, имеющие высокую упорядоченность (кристаллиты) и малоупорядоченные (аморфные) прослойки. Продольные и поперечные размеры этих областей колеблются от единиц до десятков

нанометров. Крнсталлитные участки в направлении оси цепей имеют ограниченный размер (около 10-50 нм), а в направлении, перпендикулярном оси цепей могут варьироваться более широко в зависимости от условий структурообразования.

Присутствие в мономерных звеньях жестких циклических сегментов в гид-ратцеллюлозе влияет на гибкость макромолекулы, формируя её определённую конфигурацию. Ограниченная подвижность и высокая полярность звеньев оказывает влияние на способность макромолекулы образовывать первичные надмолекулярные структуры - кристаллиты. Относительная малоподвижность сегментов цепей исключает возможность формирования в процессе получения волокна кристаллитов с совершенным трёхмерным порядком. По этой же причине в кристаллит, как правило, объединяются лишь ограниченное число сегментов макромолекулы, поэтому его размер существенно меньше длины цепи, и одна макромолекула может последовательно входить своими сегментами в несколько кристаллитов. Оставшиеся незакристаплизованные участки цепей образуют аморфные прослойки, создающие как концы макроцепей, так и промежуточные звенья, соединяющие кристаллиты в проходные цепи [4].

Аморфным областям структуры ГЦ-волокон свойственно наличие ближнего порядка и отсутствие дальнего порядка в расположении элементарных звеньев отдельных макромолекул и взаимного упорядоченного расположения макромолекул, а их размеры отличаются в значительной степени: тем больше, чем более жёсткие условия получения волокна.

Надмолекулярная организация включает области с промежуточным строением между кристаллическими и аморфными образованиями. Такие области преимущественно возникают на границе кристаллитов, но не исключено их существование в виде отдельных дефектов кристаллических построений, или наоборот, наличие нарушенного дальнего порядка в аморфных областях. Количество таких областей с промежуточной структурой довольно большое. По данным [7,8] оно составляет около 20% объёма волокна.

Соотношение размеров кристаллитных и аморфных областей характеризуется степенью кристалличности: у ГЦ-волокон степень кристалличности составляет 0,4-0,6 при плотности кристаллов 1,59-1,61 г/см3.

Важным показателем надмолекулярной структуры ГЦ-волокна с позиции его термохимического превращения в углеродное волокно является ориентацион-ная упорядоченность, которая количественно характеризуется углом ориентации 0, оценивающим среднее отклонение направлений участков макромолекул или элементов структуры от оси ориентации.

Ориентация кристаллитов всегда выше, чем ориентация аморфных областей при той же кратности вытяжки вискозного волокна. Наряду с выпрямленными цепями, проходящими через кристаллит, определённая часть макромолекул образуют складки. Это уменьшает число проходных цепей в аморфных участках структуры [4].

Констатируется [5], что кристаллиты главным образом ответственны за фиксацию структурной организации на надмолекулярном уровне ГЦ-волокна и её устойчивость к тепловым и механическим воздействиям. От структуры аморфных областей зависят деформационные характеристики, прочность, устойчивость к воздействию низкомолекулярных веществ, протекание деструктивных процессов.

Структура аморфных интерфазных прослоек не может быть независимой от общего уровня надмолекулярной организации ГЦ-волокна. С ростом степени кристалличности и ориентации увеличивается упорядоченность структуры интерфазных аморфных прослоек.

В ориентированных ГЦ-волокнах существуют два типа аморфных областей: межкристаллитные и аморфные прослойки внутри фибрилл; межфибриллярные аморфные прослойки.

Для межкристаллитных аморфных прослоек характерен ряд особенностей: ■ число проходных цепей в аморфных участках меньше, чем в кристаллитах. Это связано с частичным образованием складок в пределах аморфных участков;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Черненко, Дмитрий Николаевич, 2015 год

Список литературы

1. Перепёлкин, К.Е. Пути развития химических волокон на основе целлюлозы / К.Е. Перепёлкин // Хим. Волокна. - 2008 - №1. - С.9-20.

2. Фиалков, A.C. Структурные преобразования углеродного волокна при термообработке./ А.С.Фиалков, О.Ф. Кучинская, С.Г.Зайчиков, Т.Д. Баевская, И.М. Юрковский // Химия твердого топлива. - 1968 - №6. - с. 191-194.

3. Голдинг Б. Химия и технология полимерных материалов / Голдинг Б. пер. с англ - Москва: Издательство иностранной литературы, 1963-666 с.

4. Варшавский В.Я. Углеродные волокна/ В.Я. Варшавский - Москва:2007-498 с.

5. Перепёлкин К.Е. Структура и свойства волокон./ Перепёлкин К.Е. - Москва: 1985-208 с.

6. Усманов Х.У. Надмолекулярная структура гидратцеллюлозных волокон/ Ус-манов Х.У. Никонович Г.В. - Ташкент: ФАН Узбекской ССР, 1974 -362 с.

7. Slutsker J. / Slutsker J, Utevskij L.E.,Tshereiskiy L.Ju, Perepelkin К.Е. /1. Polymer Sei. Polym. Symp. 1977 №58, p 339-358.

8. Федотов В.Д., Овчинников Ю.К., Абдрамитова H.A., Кузьмин H.H. - высоко-мол. соед., 1977, сер.А, т19,№2, С.327-332.

9. Михайлов Н.В., Михалёва Г.А. О методике электронной микроскопии гидрат целлюлозных волокон. - Высокомолекулярные соединения. Сер.А., 1970, т.12.№7. с. 1669-1670

10. Никонович Г.В. Леонтева С.А., Бурханова Н.Д, Усманов Х.У. Структура поверхности и ультратонких срезов полимерных волокон. - Хим. волокна, 1965, №5, с 54-59.

11. Перепёлкин К.Э. В сб. Тезисы докладов V всесоюзной конференции по композиционным материалам. Вып. I. - М.: МГУ, 1981. - с. 127

12. Cumbilich R.E. Ford J.E., Yce R.E. J. Text Inst.,52, №7. n 330. 1961

13. Cranch G.E. Unique Properties of Flexible Carbon fibres. - (Proceedings of Fifth Conference on Carbon held at the Pensylvania State University New York, 1962, p 589-594).

14. Yotze KM Milliand textilber, 1960, - т 41, c.979

15. Klare H., Yrobe AJII Chemifasern, 1965/ - т. 15. - с. 502.

16. Асеева P.M., Слуткина 3.C., Бермина А.А., Касаточкин В.И. О термических превращениях карбо- и гетерогенных полимеров. - Вкн: Структурная химия углерода и углей, под ред. В.И. Касаточкина. М.: изд-во «Наука», 1969, с 161200

17. Асеева P.M. Волокна на основе углерода. - Химия и технология полимеров. 1963, №8, с. 98-106

18. Конкин А.А. Углеродные и другие жаростойкие волокнистые материалы. М:Изд-во «Химия», 1974, 376 с с ил.

19. Baconl and Tang М.М. Carbonization of cellulose fibres. - II. Physical property Study. - Carbon, 1964, V.2, p 221-225

20. Ruland W.X - ray studies on preferred in carbon fibers of cellulosie orientation. - J. Appl. Phys., 1967, v. 38, №9 p. 3585-3589

21. Fitzer E., Fiedler A.K. and Miller D.I. Zur herstallung von kohlenstoff Fasernmit hoheu Elastizitauts modul and hoher Festigkeit. - Chem. Ind. Techn., 1971,43 Sahrg.№16,p 923-931.

22. Chatlerjee Pr.K., Conrad C.M. Kinetics of the pyrolisis of Cotton cellulose. - Text. ResJ., 1966, v.36, №6, p 487-494.

23. Bennet S.C., John gon D.I. Structures heterogeneity in carbon fibres - In: Proceedings Fifth London Iternational Carbon and Graphite Conference. Society of Chemical Industry, 1976. vol. 1, p 377-386.

24. Котосонов A.C. Особенности структуры и физические свойства углеродных волокон // Вторая Московская Международная конф. по композитам: Тез.докл. -М., 1994.-с. 41.

25. Фиалков A.C. Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе. М.: «Аспект Пресс», - 1997, 718 с.

26. Браун М., Доллимор Д., Галвей А. Реакции твёрдых тел. - М.: Мир, 1983, - 360 с.

27. Павлюченко М.М. Влияние твёрдого продукта реакции и газовой фазы на кинетику разложения твёрдых тел. // Гетерогенные химические реакции и реакционная способность - изд. «Наука и техника», Минск, 1975 - стр 5-35

28. Эмануэль Н.М., Бучаченко A.J1. Химическая физика молекулярного разрушения и стабилизации полимеров. - М.: наука, 1988. - 368 с.

29. Добровольская И.П., Утевский J1.E., Черейский З.Ю. // Высокомол. Соед. Сер. А. - 1978 - т. 20, № 11 - с. 2538

30. Добровольская И.П., Варшавский В.Я., Утевский JI.E. // Высокомол. Соед. Сер .Б. - 1978 - т.20, №12. - с. 909.

31. Атеев Е.П. Открытая система. - Химическая энциклопедия Изд. « Большая Российская Энциклопедия». - М., 1992. - Т.З. с. 841-842

32. Химическая энциклопедия. // научн. изд-во «Большая Российская Энциклопедия» М., 1992 - Т.З. - с. 425 (841-842)

33. Мадорский С. Термическое разложение органических полимеров М.: Издательство «Мир», 1967, с. 254-277.

34. Пат США№3179605, 1965

35. Пат США№ 3290489, кл. 23-209., 1966

36. Пат США№3294489, кл. 23-209.1, 1966

37. Фиалков A.C., Кучинская О.Ф., Кабардина В.А. Заячиков С.Г. Влияние структуры вискозного волокна на особенности его пиролиза.// Химия твёрдого топлива, - 1968, №3 с. 116-122.

38. Буянова В.К., A.A. Конкин. Изменение свойств гидратцеллюлозных волокон в процессе пиролиза. - Хим. волокна., 1977, №1, с. 44-45

39. Schmidt D.Z. Jones W.C. - Chem.Engng Progr., 1962 58.,№10, p 42-50.

40. Островская В.З., Фролов В.И. Производство и применение углеродных воло-кон.(обзор) М., НИИграфит, 1974, 94 с.

41. Cranch G.E. Unique Properties of Flexible Carbon fibres. - (Proceedings of Fifth Conference on Carbon held at the Pensylvania State University New York, 1962, p 589-594).

42. Strong I.L. Small-scale heat-treatment of rayon precursors for stress-graphitization. J. Mat. Sci., 1974, v 9, p 993-1003

43. Заявка Франции №2009699, кл C04B, 1970 г.

44. Пат. США №223898, (1980 г.); пат. США №475925, (1989) г.

45. Коршак В.В. Химическое строение и температурные характеристики полимеров// М: Наука, 1970

46. Малей М.Д. Исследование и разработка процесса получения углеродных волокон на основе гидратцеллюлозы в условиях высокотемпературного нагрева. Дис. к-та. техн. наук - М. МХТИ. Им. Д,И. Менделеева, 1979. 188 с.

47. Бриндли Роль структуры минералов в некоторых превращениях. Вкн.: Кинетика высокотемпературных процессов. Под ред. Проф. Кинджери (пер. с англ). М., изд-во «Металургия», 1965 г. - с 307-316

48. В.И. Котдолов. Замедлители горения полимерных материалов // М: Химия, 1980, 1980-263 с.

49. Пат России №2231583, кл. С1,7Д01 F9/16, 2004

50. Пат России №2257429, кл.,7Д01 F9/16, 2005

51. Пат США№3235329, кл. 8-116.2, 1966

52. Пат Англии №986637, кл. С086, 1963

53. Пат США№3235323, кл. 8-116.2, 1966

54. Пат Франции №1462564, кл. С01В, 1966

55. Пат Японии №27553/68, кл. 42Е, 1968

56. Пат Японии №27554/68, кл. 42Е, 1968

57. Пат Японии №36212/72, кл. 42Е0, 1972

58. Заявка ФРГ № 1955474, кл 8к, 1970

59. Пат Японии №27554/66, кл. 42Е0, 1966

60. Tang W.K. Neill W.K. Effect of flame retardans on pyrolysis and comlustion of a-cellulose.- J. Polym. Sci., 1964. pt.C, №6, p 65-81

61. Duffy L.V. Pyrolisis of treated ryon fiber. -1. Appol. Sci., 1971, v.15, №3, p. 715729.

62. Litle P.W. Flamproofing Textile Fabrics. Amer. Chem. Soc., Monograph. 5 er. 1947

63. Пат Англии №1224884, кл. CIA, 1971

64. Пат Англии №1218753, кл. CIA, 1971

65. Пат Англии №1311818, кл. CIA, 1973

66. Пат Швейцарии №1001374, кл. С01В, 1970

67. Пат Японии №24967/72, кл. 42Е0, 1972

68. Пат Англии №1236392, кл. С1АК4, 1971

69. Пат Японии №24961/69, кл. 42Е0, 1969

70. Пат США№3529934, кл. 23-209.1, 1970

71. Пат ФРГ№2257374, кл. 8К4, 1974

72. Пат Франции №1524502, кл. С01В, 1968

73. Пат США№3441378, кл. 23-209, 1969

74. Пат Англии №894458, кл. С1 А, 1962

75. Пат США№3107152, кл. 23-209, 1963

76. Бавер А.И., Дембург Л.Л., Суходровская К.А., Фарберов И.Л. Термогравиметрическое и термогорафическое исследование карбонизации углеродистых волокон. -Труды ВНШЭИ. т.2. «Энергия», М., 1972. с 135-140.

77. Kiplig I.O., Me В. - Enancy Fuel., 143.№5, 1970, p. 367-370

78. Синдо А. Карбонизация полимеров и получение карбоновых волокон. - Успехи химии, 1973, XIII, вып.2, с 301-322

79. Bacon R. Silvaggi A.F. Election mieroscope study of the microstructure of carbon and graphite fibres from a rayon precursor. - Carbon, 1971, v.9, №3, p. 321-325

80. Фиалков А.С., - Формирование структуры и свойств углеграфитовых материалов.-М., «Металлургия», 1965, 101 с.

81. Фиалков А.С., Бавер А.И., Смирнов Б.Н., Семёнова Л.П. - Докл. АН СССР, 1967, 173, №1 стр. 147-148.

82. Ezekiel N.M. Relationship between interlayer spacing and crystallite diameter in graphite fibres/ - Fibre Sci and Technology. 1970, v.2, №4. p. 329-331.

83. Badami D.V. Carbon fibre: a question of structures. - new Sci., v.45, №37, p. 33-47

84. Donnet J.B. Les carbones. - Sci and l'ensign., 1965, v.6, №37, з 33-47

85. Ruland W. Small-angle acattering studer on carbonized cellulose fibres. - J.Polym. Sci., 1969, pt.c., №28, p 143-151

86. Gibson D.W., Langlois G.B. Metod for producing high modules carbon yarn. -Polym. Prepr., 1968, v.9,№2, p 1376-1382

87. Я. Пинкова. Лабораторная техника непрерывных химических процессов. -Изд-во ин. Лит., М., 1961 - 492 с.

88. Планирование эксперимента и обработка результатов. Под ред. Л.В. Максимова. Соратовский Гос. Тех. Университет, Балаково, 2009, 27 л.

89. «Химическая Энциклопедия». Изд. «Большая Российская Энциклопедия» М., 1992.-Т.2. стр. 661

90. Н. Хенней. Химия твёрдого тела. - Изд-во «Мир», М.: 1971, 223

91. А.А. Гринберг Введение в химию комплексных соединений. - Тзд. «Химия», Ленинградское отделение , - 1971. - 632 с.

92. Сотникова-Южик В.А., Продан Е.А. О локализации топохимических реакций. // Гетерогенные химические реакции и реакционная способность - изд. «Наука и техника», Минск, 1975 - стр. 79-93

93. Мещерякова Т.В., Топор Н.Д. - Вестник Московского Университета. - М. 1967, №3.

94. Freeman E.S., Carroll В., g. Phys. Chem., 1958, - 62, p. 394.

95. Рыбачук В.П. Кодурина Т.И., Омельченко С.И. Высокомолекулярные соединения. - 1973, А7. - стр. 1678

96. Акопян А.А. Химическая термодинамика М.: Гос изд-во «Высшая школа», 1963-528 с.

97. М.С. Захарьевский. Кинетика и катализ. Изд-во Лен. Университета . - 1963. -314 с.

98. Киреев В.А., Краткий курс физической химии. Изд. «Химия», М. 1969, 673 с.

99. Лыков А.В. Теория сушки. М.: «Энергия», 1968

100. Болжырев В.В. Методы изучения кинетики термического разложения твёрдых веществ. - Томск: Изд-во Томского университета, 1956. - 226 с.

101. Скрипченко Г.Б. Исследование механизма гомогенной и гетерогенной гра-фитации. Сб. Структурная химия углерода и углей. - М: Наука, 1969. - с. 6777.

102. У. Кинжери Кинетика высокотемпературных процессов: пер. с англ. - М.: Металлургия, 1965. - стр. 307-316

103. Фиалков А. С. Структурные преобразования углеродного волокна при термообработке [Текст] / А. С. Фиалков, О. Ф. Кучинская, С. Г. Зайчиковв [и др.] // Химия твёрдого углерода. - [Б. м.] : [б. и.], 1968. - № 6. - С. 191-194.

104. Шулепов С.В. Физика углеграфитовых материалов. - М.: Изд. «Металлургия», 1972. -254 с.

105. Robinson D. Elecronic properties of high temperature carbon fibres and their correlation/ i. Phys. D.: Apll. Phys. - [S.L.]:[S.N.], 1973 - vol. 6 - №15. - P. 18221234

106. Серков A.T., Стадник B.B., Серкова Л.А. // Химические волокна, 1979, №1, с. 32-35

107. Планирование эксперимента и обработка результатов.// Под ред. Л.В. Максимова. Саратовский гос. Тех. Университет. Балаково, 2009, 27 л.

108. Фарберов И.Л. О процессах пиролиза. Термический и окислительный пиролиз ьплив и высокополимерных материалов. - изд-во «Наука», 1966, 216 с.

109. Пехович А.И., Жидких В.М. Расчёты теплового режима твёрдых тел. - Л.: изд-во «Энергия», 1968, 304 с.

110. Черненко Д.Н., Бейлина Н.Ю., Черненко Н.М. Установка карбонзации волокнистых вискозных материалов. Пат. Ru 2506356 CI D01F 9/16 (2006/01) Д06С 7/00 (2006.01), 2012, 9 стр.

111. Андрианова H.H., Бейлина Н.Ю., Борисов A.M., Востриков В.Г., Машкова Е.С., Петров Д.А., Ткаченко Н.В., Черненко Д.Н., Черненко Н.М.// Тез. Докл. XLIII Межд. Туменовской конф. По физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами/ Ред. Панасюк М.И. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 2013, с 138.

112. Борисов A.M. Виргильев Ю.С., машкова Е.С.// Поверхность Рентген., син-хротр. И нейрон. Исследования. 2007, №1. С.58

113. H.H. Андрианова, Н.Ю. Бейлина, A.M. Борисов, Е.С. Машкова, Д.Н. Черненко, Н.М. Черненко. Исследование радиационной стойкости углеродных волокон на основе вискозы в углерод-углеродных и углерод-керамических композитах// Поверхность рентген.синхротрон и нейрон. Исследования. 2014.№3. с 15-19

------

Мы нижеподписавшиеся, со1р\дники сидела разрабоки! м юродных тканей -Н М Черненко Л Н Черненко, ИI Грудина В В Сешвсрстов ЕЮ Итин. ИВ Спиридонов,!! М Веденеева II \ Серебря кона, 1 С Щербакова \1 С Н и ки пина сосыви 1И настоящий акг о том, что нами была нарабоына пар!ля опытных образцов графи шроианной 1 и фа где иголочной ткани

Процесс по 1\чсиия графи гировашгой гканп включай в себя еле (ующие операции

1 01 варка (ре шкеация) гидрате л но юзнои гкани,

2 Пронпгка (спите) кагадшаюра) т фагце [ поло шоп ткани

3 Обрабшка в а>мосфере перираою пара гидрашелшочочнои 1капи

4 Сушка гичрагце I но юнгой ткани

5 Карбонизация,

6 I рафитация

При проведении операции о(к юнении ог парамегров ю\но ютческою процесса не выявнеио

Л*-

{ Ш ИП.^ТГ^"

ПК

¿{ИКС.

Ттмчйй)

V

б _ 1 _ 8 _

9 _

10

(ПО шны) ?

**(пГтпййьУ

. (¡юл1пк к)|

-

(П )ЧШ1СЬ}

ТфШШ-гГ-

/ (ФПС55

к 4

& с

Гп

{ х* // ь (Г* С /.

~ щюу I РУ/ЪС+Я И Г

/ (ФИП)

-^сшЖгА'ж

(/Р

йРИСм

Утверждаю Заместитель директора ОАСиЩИИгрдат»

7ЖШ_ПТ. Елизаров « * Л 2014 г.

Протокол испытаний №4527 от 30.09.2014 г

Материал: Вискозная - нить (карбонизованная)

Испытательная машина: Zwick

Скорость нагружения: 60 мм/мин

Датчик силы: 10 kN

Рабочая длина: 50 мм

Условия испытания: Т= 18 °С

маркировка Pl, кг Рср, кг S, K1 V,% е„ % еср, % S,% V,%

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Образец ГЦ-ткани № 1 - нить (Светлогорск), целлюлоза (Бразилия)

1 Релаксация в 10% растворе ГСН «на кипу» 30 мин

2 Сушка при Т=100 °С

3 Синтез катализатора из р-ра ХА+ДАФ (3:2) 17% «на кипу» 30 мин

4 Пропарка при Т= 130 °с

5 Сушка при Т=100 °С

6 Карбонизация при Т=280 °С

1 3,8 6,66

2 3,58 6,08

3 3,25 5,2

4 3,76 6

5 3,58 3,53 0,17 4,54 6,64 6,01 0,48 7,86

6 3,5 6,25

7 3,59 6,04

8 3,38 5.71

9 3,51 6,19

10 3,39 5,39

Образец ГЦ-ткани № 2- нить (Индия), целлюлоза (Индия)

1 Релаксация в 10%) растворе ГСН «на кипу» 30 мин

2 Сушка при Т=100 °С

3 Синтез катализатора из р-ра ХА+ДАФ (3:2) 17%) «на кипу» 30 мин

4 Пропарка при Т= 130 °с

5 Сушка при Т=100 °С

6 Карбонизация при Т=260 °С

1 0,89 3,02

1 2 3 4 5 6 7 8 9

2 0,72 3,03

3 0,61 2,03

4 0,69 - 2,34

5 0,73 0,74 0,22 28,13 2,43 2,39 0,81 33,78

6 0,42 0,38

7 1,01 3,01

8 0,51 2,27

9 1,07 3,01

10 0,78 2,43

Образец ГЦ-ткани № 3 - нить (Светлогорск), целлюлоза (Бразилия) 1 Релаксация в 10% растворе ГСН «на кипу» 30 мин 2 Сушка при Т=100 °С 3 Синтез катализатора из р-ра ХА+ДАФ (3:2) 17% «на кипу» 30 мин 4 Пропарка при Т=130 °С 5 Сушка при Т=100 °С 6 Карбонизация при Т=280 °С

1 1,12 2,42

2 1,76 5,39

3 0,97 2,13

4 1,65 5,54

5 1,35 1,4 0,25 17,56 3,74 4,01 1,3 32,35

6 1,49 4,93

7 1,31 3,09

8 1,58 5,2

9 1,33 3,66

Образец ГЦ-ткани № 4 - нить (Индия), целлюлоза (Индия) 1 Релаксация в 10% растворе ГСН «на кипу» 30 мин 2 Сушка при Т=100 °С 3 Синтез катализатора из р-ра ХА+ДАФ (3:2) 17%) «на кипу» 30 мин 4 Пропарка при Т=130 °С 5 Сушка при Т-100 °С 6 Карбонизация при Т=300 °С

1 3,68 6,57

2 3,77 6,17

3 3,27 5,14

4 3,56 5,72

5 3,68 3,67 0,17 4,36 5,95 6,33 0,67 10,44

6 3,64 6,98

7 3,76 7,42

8 3,65 6,05

9 3,89 6,49

1 2 3 4 . 5 6 7 8 9

10 3,75 6,79

Образец ГЦ-ткани № 5 - нить (Светлогорск), целлюлоза (Бразилия)

1 Релаксация в 10% растворе ГСН «на кипу» 30 мин

2 Сушка при Т=100 °С

3 Синтез катализатора из р-ра ХА+ДАФ (3:2) 17%> «на кипу» 30 мин

4 Пропарка при Т= 130 °С

5 Сушка при Т=100 °С

6 Карбонизация при Т=300 °С

1 0,63 2,42

2 1,47 3,64

3 0,84 2,5

4 1,29 3,86

5 1,14 1,12 0,25 21,74 2,9 3,14 0,56 17,52

6 1,03 2,76

7 1,05 2,65

8 1,26 3,83

9 1,31 3,44

10 1,17 3,36

Образец ГЦ-ткани № 6- нить (Индия), целлюлоза (Индия)

1 Релаксация в 10% растворе ГСН «на кипу» 30 мин

2 Сушка при Т=100 °С

3 Синтез катализатора из р-ра ХА+ДАФ (3:2) 17% «на кипу» 30 мин

4 Пропарка при Т= 130 °с

5 Сушка при Т=100 °С

6 Карбонизация при Т-300 °С

1 3,38 5,14

2 3,19 5,39

3 3,22 6,14

4 3,22 5,59

5 2,19 3,15 0,42 13,52 2,63 5,05 1,2 23,54

6 3,32 4,78

7 3,56 5,17

8 3,48 6,45

9 2,69 3,47

10 3,23 5,78

Образец П Д-ткани № 7- нить (Светлогорск), целлюлоза ( Бразилия)

1 Релаксация в 10%> растворе ГСН «на кипу» 30 мин

2 Сушка при Т=100 °С

3 Синтез катализатора из р-ра ХА+ДАФ (3:2) 17% «на кипу» 30 мин

4 Пропарка при Т= 130 С

5 Сушка при Т=100 °С

1 2 3 4 , «Ч <ч 5 6 7 8 9

6 Карбонизация при Т=280

1 3,44 6,16

2 3,28 6,42

3 3,65 6,42

4 3,34 6,55

5 3,18 3,31 0,21 6 5,77 6,2 0,44 6,97

6 3,59 6,68

7 3,26 6,39

8 3,14 5,24

9 3,19 5,94

10 3,05 6,41

Образец ГЦ-ткани № 8- нить (Индия), целлюлоза (Индия) 1 Релаксация в 10% растворе ГСН «на кипу» 30 мин 2 Сушка при Т-100 °С 3 Синтез катализатора из р-ра ХА+ДАФ (3:2) 17%> «на кипу» 30 мин 4 Пропарка при Т=130 °С 5 Сушка при Т=100 °С 6 Карбонизация при Т=300 °С

1 3,59 6,55

2 3,64 6,02

3 3,44 5,27

4 3,35 5,68

5 3,39 3,46 0,13 3,45 5,48 5,94 0,46 7,67

6 3,43 5,77

7 3,55 6,67

8 3,53 6,25

9 3,39 5,68

10 3,3 6,07

Образец ГЦ-ткани № 9 - нить (Светлогорск), целлюлоза (Бразилия) 1 Релаксация в 10%> растворе ГСН «на кипу» 30 мин 2 Сушка при Т=100 °С 3 Синтез катализатора из р-ра ХА+ДАФ (3:2) 17% «на кипу» 30 мин 4 Пропарка при Т=130 °С 5 Сушка при Т=100 °С 6 Карбонизация при Т=320 °С

1 3,05 4,05

2 3,75 6,02

3 2,37 3,72

4 3,32 4,75

5 3,45 3,29 0,39 11,48 5,33 4,89 0,71 14,44

6 3,6 5,43

1 2 3 4 5 6 7 8 9

7 3,33 5,28

8 3,52 5,26

9 3,34 4,8

10 3,13 4,28

Образец ГЦ-ткани № ] 0- нить (Индия), целлюлоза (Индия) 1 Релаксация в 10% растворе ГСН «на кипу» 30 мин 2 Сушка при Т=100 °С 3 Синтез катализатора из р-ра ХА+ДАФ (3:2) 17% «на кипу» 30 мин 4 Пропарка при Т=130 °С 5 Сушка при Т=100 °С 6 Карбонизация при Т=340 °С

1 0,48 1,71

2 0,58 1,75

3 0,92 2,34

4 0,67 1,75

5 0,64 0,66 0,15 22,12 1,88 1,85 0,26 13,81

6 0,84 2,2

7 0,49 1,46

8 0,64 1,85

9 0,72 1,86

10 0,59 1,71

Образец ГЦ-ткани № 11- нить (Светлогорск), целлюлоза (Бразилия) 1 Релаксация в 10%> растворе ГСН «на кипу» 30 мин 2 Сушка при Т= 100 °С 3 Синтез катализатора из р-ра ХА+ДАФ (3:2) 17% «на кипу» 30 мин 4 Пропарка при Т=130 "С 5 Сушка при Т=100 °С 6 Карбонизация при Т=320 °С

1 3,44 5

2 3,53 5,58

3 3,55 5,43

4 3,33 5,2

5 3,64 3,56 0,13 3,31 5,64 5,57 0,33 5,8

6 3,55 5,91

7 3,52 5,52

8 3,72 6,11

9 3,63 5,68

10 3,63 5,68

Образец ГЦ-ткани № 12- нить (Индия), целлюлоза (Индия) 1 Релаксация в 10%> растворе ГСН «на кипу» 30 мин 2 Сушка при Т=100 °С

1 2 3 4 5 6 7 8 9

3 Синтез катализатора из р-ра ХА+ДАФ (3:2) 17% «на кипу» 30 мин 4 Пропарка при Т=130 оС 5 Сушка при Т=100 оС 6 Карбонизация при Т=300 °С

1 1Д 3,91

2 1,59 5,48

3 1,47 4,56

4 1,46 4,64

5 1,06 1,37 0,21 14,37 3 4,44 0,8 17,83

6 1,47 4,58

7 1,37 4,69

8 1Д9 3,68

9 1,67 5,65

10 1,34 4,25

Образец ГЦ-ткани № 13- нить (Светлогорск), целлюлоза (Бразилия) 1 Релаксация в 10% растворе ГСН «на кипу» 30 мин 2 Сушка при Т=100 °С 3 Синтез катализатора из р-ра ХА+ДАФ (3:2) 17% «на кипу» 30 мин 4 Пропарка при Т=130 °С 5 Сушка при Т=100 °С 6 Карбонизация при Т=320 °С

1 3,71 5,59

2 3,42 4,8

3 3,68 5,34

4 3,53 5,72

5 3,5 3,37 0,3 8,76 4,71 4,96 0,55 10,9

6 3,43 5,53

7 3,41 4,68

8 2,91 4,12

9 3,31 4,5

10 2,83 4,6

Образец ГЦ-ткани № 14- нить (Индия), целлюлоза (Индия) 1 Релаксация в 10% растворе ГСН «на кипу» 30 мин 2 Сушка при Т=100 °С 3 Синтез катализатора из р-ра ХА+ДАФ (3:2) 17% «на кипу» 30 мин 4 Пропарка при Т=130 °С 5 Сушка при Т=100 °С 6 Карбонизация при Т=320 °С

1 1,39 4,51

2 0,66 1,46

3 1,3 4,65

1 2 3 # 5 6 7 8 9

4 1,26 3,52

5 0,67 1 0,39 38,1 1,88 2,84 1,25 43,65

6 0,68 2,04

7 1,65 4,18

8 0,57 2,03

9 0,91 2,07

10 0,96 2,11

Испытания проводила Е. В. Бахаева

Начальник научно-испытательного <Г

управления //СС'еЬ' Е.Г. Чеблакова

Протокол испытаний № 1527 от 30.

Утверждаю

Заместикйь дишктора ОА &тШшаЩ>>

П.Г. Елизаров 2014 г.

Материал: Вискозная нить (графитированная)

Испытательная машина: Zwick

Скорость нагружения: 60 мм/мин

Датчик силы: 10 kN

Рабочая длина: 50 мм

Условия испытания: Т= 20 °С

маркировка Pl, кг Рср, KI S, кг V,% е„ % eCD, % S,% V,%

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Образец ГЦ-ткани №1 - нить (Светлогорск), целлюлоза (Бразилия)

1 Релаксация в 10% растворе ГСН «на кипу» 30 мин

2 Сушка при Т=100 °С

3 Синтез катализатора из р-ра ХА-^ДАФ (3:2) 17%> «на кипу» 30 мин

4 Пропарка при Т=130 °С

5 Сушка при Т=100 °С

6 Карбонизация при Т=280 °С

7 Графитация при Т=2400 °С

1 1,92 1,51

2 1,48 1,68

3 1,94 1,87

4 1,73 1,76 0,38 21,24 1,72 1,70 0,23 13,02

5 1,57 1,55

6 1,39 1,74

7 2,50 2,09

8 1,52 1,41

Образец ГЦ-ткани №2- нить (Индия), целлюлоза (Индия)

1 Релаксация в 10% растворе ГСН «на кипу» 30 мин

2 Сушка при Т=100 °С

3 Синтез катализатора из р-ра ХА+ДАФ (3:2) 17% «на кипу» 30 мин

4 Пропарка при Т=130 °С ,5 Сушка при Т=100 °С

*6 Карбонизация при Т=320 °С 7 Графитация при Т=2400 °С

1 1,19 1,47

2 1,54 1,72

1 2 з 2 4 5 6 7 8 9

3 2,31 1,61