Термостойкие волокна

ТЕРМОСТОЙКИЕ ВОЛОКНА, синтетич. волокна, предназначенные для длит. эксплуатации при 200-250 °С (иногда до 300 °С). Важные преимущества термостойких волокон перед углеродными и неорг. волокнами (асбестовым, стеклянным и др.)-высокая эластичность и небольшая плотность.

Термостойкие волокна 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, полибензооксазоль-ных и др.; волокна ВВВ, BBL, лола) и дегидриров. циклизов. полиакрилонитрила.

Ограниченно термостойкими волокнами являются полностью ароматич. полиэфирные волокна и нек-рые кар-боцепные волокна -политетрафторэтиленовые (см. Фтор-волокна), сшитые полиакрилонитрильные и др.

Термостойкие волокна имеют аморфно-кристаллич. фибриллярную структуру. Форма их поперечного сечения круглая, реже ганте-левидная или бобовидная. Термостойкие волокна характеризуются высокими т-рами стеклования, термич. и термоокислит. стабильностью. Осн. св-ва термостойких волокон приведены в таблице.

Обычно в качестве критерия термостойкости волокон используют долю сохранения прочности при заданной т-ре испытаний (как правило, при 300 °С) или после длит. прогрева при заданных условиях (напр., 300 °С, 100 ч) и охлаждения до первоначальной т-ры.

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 °С. В случае особо термостойких волокон оценка их св-в может проводиться также при т-рах 350 или 400 °С.

Почти все виды термостойких волокон 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 термостойких волокон и нитей получают формованием из р-ров с последующим вытягиванием и термич. обработкой (см. Формование химических волокон). Формование волокон из расплавов термостойких полимеров невозможно из-за высокой т-ры плавления или возникающей до плавления термодеструкции. Основным является мокрый метод формования из р-ров (напр., полиоксадизолов-из р-ров в олеуме). Сухой метод формования применяют только в случае использования р-рителей с умеренной т-рой кипения (ДМФА, ДМСО и др.) и без добавок в них неорг. солей.

При получении разл. видов термостойких волокон проводят вытяжку в пластифицир. состояний в присут. 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 т-рах существенно выше т-ры стеклования (в зависимости от вида полимера-при 350 °С и выше).

Получение нек-рых волокон из гетероциклич. полимеров включает стадию полимераналогичных превращений. Напр., полиимидные волокна формуются из р-ра нолиами-докислоты в ДМФА, а их циклизация происходит на стадии Термообработки. Дегидрированные полиакрилонитрильные волокна получают при термич. обработке с образованием лестничной полициклич. структуры.

Термостойкие волокна используют для изготовления спецодежды (пожарников, рабочих горячих произ-в 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 т-рах, 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.