Статья "ВЫБОР РЕЖИМА МОДИФИКАЦИИ ПАН-ЖГУТИКА АППРЕТИРУЮЩИМИ ДОБАВКАМИ"

ВЫБОР РЕЖИМА МОДИФИКАЦИИ ПАН-ЖГУТИКА

 АППРЕТИРУЮЩИМИ ДОБАВКАМИ

Корчина Л.В.¹ аспирант, Зубова Н.Г.², Устинова Т.П.¹

¹- Энгельсский технологический институт (филиал) СГТУ им. Гагарина Ю.А., Саратовская обл., г. Энгельс, ул. Площадь Свободы 17, [e-mail]

²-Балаковский институт техники, технологии и управления (филиал) СГТУ им. Гагарина Ю.А., Саратовская обл., г. Балаково, ул. Чапаева 140.

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.

I

III

II

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, К.Е. Армирующие волокна и волокнистые полимерные композиты: учебник [Текст] / К.Е. Перепелкин.- СПб.: Научные основы и технологии, 2009.-380с.

2. Артеменко С.Е. Композиционные материалы, армированные химическими волокнами / С.Е.Артеменко // Саратов: Изд-во Сарат. гос. ун-та, 1989. – 160 с.