термостойкие волокна
ТЕРМОСТОЙКИЕ ВОЛОКНА
синтетич. волокна, предназначенные для длит. эксплуатации при 200–250 °C (иногда до 300 °C). Важные преимущества Т. в. перед углеродными и неорг. волокнами (асбестовым, стеклянным и др.)-высокая эластичность и небольшая плотность.
Т. в. получают из ароматич. полиамидов (напр., из поли-м-изофталамида, поли-м-фениленизофталамида; волокна фенилон, номекс, конскс, апиейл и др. — т. наз. арамидные волокна), ароматич. полиимидов (волокна аримид, кантон, Р-84), полиамидоимидов (напр., из полиамидопиромеллитимида; волокно кермель), полиокса-золов (напр., из поли-n,м-фениленоксадиазола; волокно ок-салон), полиамидобензимидазолов (тогилен) и др.
Термостойкими являются также ароматич. сверхпрочные и сверхвысокомодульные волокна из n-арамидных и n-со-полиамидных полимеров (напр., из поли-n-фенилентере-фталамида; волокна кевлар, терлон, тварон, технора).
Особо термостойкие волокна получают на основе полулестничных и лестничных полимеров (напр., из полибен-зимидазольных, полибензотиазольных, полибензооксазольных и др.; волокна ВВВ, BBL, лола) и дегидриров. циклизов. полиакрилонитрила.
Ограниченно термостойкими волокнами являются полностью ароматич. полиэфирные волокна и некоторые кар-боцепные волокна — политетрафторэтиленовые (см. фторволокна), сшитые полиакрилонитрильные и др.
Т. в. имеют аморфно-кристаллич. фибриллярную структуру. Форма их поперечного сечения круглая, реже ганте-левидная или бобовидная. Т. в. характеризуются высокими температурами стеклования, термич. и термоокислит. стабильностью. Осн. свойства Т.в. приведены в таблице.
Обычно в качестве критерия термостойкости волокон используют долю сохранения прочности при заданной температуре испытаний (как правило, при 300 °C) или после длит. прогрева при заданных условиях (напр., 300 °C, 100 ч) и охлаждения до первоначальной температуры.
К термостойким относят волокна, сохраняющие не менее 50% исходной прочности при указанных условиях термич. воздействий, а к особо термостойким-сохраняющие не менее 75–90% исходной прочности при 300 °C. В случае особо Т.в. оценка их свойств может проводиться также при температурах 350 или 400 °C.
Почти все виды Т.в. являются трудногорючими (см. трудногорючие волокна), их кислородный индекс 27–45% и выше. Горючесть этих волокон м. б. дополнительно снижена обработкой антипиренами (фосфор- и галогенсодер-жащими соединениями).
Большинство Т.в. и нитей получают формованием из растворов с последующим вытягиванием и термич. обработкой (см. формование химических волокон). Формование волокон из расплавов термостойких полимеров невозможно из-за высокой температуры плавления или возникающей до плавления термодеструкции. Основным является мокрый метод формования из растворов (напр., полиоксадизолов-из растворов в олеуме). Сухой метод формования применяют только в случае использования растворителей с умеренной температурой кипения (ДМФА, ДМСО и др.) и без добавок в них неорг. солей.
При получении разл. видов Т.в. проводят вытяжку в пластифицир. состояний в присутствии компонентов осадит. ванны с последующей термич. вытяжкой.
Общая кратность вытяжки составляет в зависимости от вида волокон от 3 до 9. Термич. вытяжку и термообработку проводят при температурах существенно выше температуры стеклования (в зависимости от вида полимера — при 350 °C и выше).
Получение некоторых волокон из гетероциклич. полимеров включает стадию полимераналогичных превращений. Например, полиимидные волокна формуются из раствора нолиами-докислоты в ДМФА, а их циклизация происходит на стадии Термообработки. Дегидрированные полиакрилонитрильные волокна получают при термич. обработке с образованием лестничной полициклич. структуры.
Т.в. используют для изготовления спецодежды (пожарников, рабочих горячих производств и др. специальностей), защитных материалов, изделий интерьера в общественных помещениях и транспорте (занавеси, обивка мебели, ковры), тканей и нетканых материалов для фильтрования технол. И отходящих газов при высоких температурах, РТИ, высокотемпературной электроизоляции в проводах и кабелях, волокнистой теплоизоляции, термостойких композитов и др.
Лит.: Кудрявцев Г.И., Щетинин A.M., в кн.: Термо-жаростойкие и негорючие волокна, под ред. А. А. Конкина, М., 1978, с. 7–216; Волохина А. В., Калмыкова В. Д., в кн.: Итоги науки и техники, сер. Химия и технология высокомолекулярных соединений, т. 15, М., 1981, с. 3–71; Одноралова В.Н., Васильева-Соколова Е.А., там же, т. 25, М., 1988, с, 85–135.
К. Е. Перепелкин
