ВЫСОКОМО́ДУЛЬНЫЕ ВОЛО́КНА
-
Рубрика: Химия
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ВЫСОКОМО́ДУЛЬНЫЕ ВОЛО́КНА (сверхпрочные волокна), химические волокна, модуль упругости которых превышает 50–70 ГПа, прочность превышает 100–150 сН/текс. В. в. получают на основе гибкоцепных полимеров (сверхвысокомолекулярного полиэтилена, поливинилового спирта), жесткоцепных ароматич. полимеров и сополимеров пара-структуры (ароматич. полиэфиров, полиамидов, полиамидобензимидазолов, полиимидов), углеродных полимеров. В. в. являются также углеродные волокна.
В. в. выпускают в осн. в виде нитей, жгутиков и однонаправленных лент. Волокнам и нитям свойственны высокая молекулярная ориентация и общая упорядоченность структуры, однако их координационная упорядоченность может изменяться от высокой (степень кристалличности 75% для нитей на основе поли-п-фенилентерефталамида) до близкой к нулю (напр., для нитей из гетероциклич. сополимеров). Плотность В. в. от 960 кг/м3 (для волокон на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена) до 2000 кг/м3 (углеродное графитированное волокно). Модуль упругости В. в. на основе поли-п-фениленбензо-бис-оксазола 250–300 ГПа, графитированных – до 700 ГПа. пара-Ароматические и углеродные волокна являются также трудногорючими и термостойкими волокнами (темп-ра эксплуатации на воздухе до 250–300 °С).
Для получения В. в. на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена или поливинилового спирта применяют ориентационное вытягивание сформованного волокна в 20–50 раз. Для В. в. на основе ароматич. жесткоцепных полимеров и сополимеров пара-структуры используют эффект самоупорядочения при формовании и термич. обработке. Высокомодульные углеродные волокна получают путём пиролитических превращений исходных полиакрилонитрильных, гидратцеллюлозных волокон или волокон из нефтяного или каменноугольного пеков. Образовавшиеся карбонизованные волокна подвергают графитизации под натяжением при темп-ре 1500–2700 °С.
Из В. в. изготовляют армированные полимерные композиц. материалы, высоконагруженные текстильные изделия, средства проф. защиты и спасения, высокоскоростные роторы. Несмотря на относительно высокую стоимость В. в., их используют в тех областях техники, где требуется сочетание высоких функциональных характеристик и миним. массы: в произ-ве летат. аппаратов и др. транспортных средств, спортивного снаряжения и пр.
Мировое произ-во В. в. ок. 60 тыс. т/год (2000).