ного синтезу і волокна на їх основі. Проводяться дослідження по застосуванню нових принципів отримання полімерів і волокон, заснованих на методах генної інженерії та биомиметика.
За більш ніж столітню історію хімічних волокон їх практичне значення для виробництва матеріалів і виробів, необхідних для забезпечення життя людей, розвитку техніки і науки, стало незаперечним. Це одяг і предмети побуту, спортивні та медичні вироби, а також багато іншого, що входить у коло важливих і повсякденних речей. Подальший розвиток техніки, транспорту, будівництва неможливе без використання волокнистих композиційних матеріалів.
Серед хімічних волокон, застосовуваних для одержання волокнистих матеріалів побутового, технічного, гігієнічного, медичного та інших цілей, можна виділити кілька груп:
волокна і нитки загального призначення, а також їх модифікації;- Еластомерні нитки;- Високоміцні нитки, у тому числі нитки, одержувані фибриллирования плівок;- Надміцні високомодульні нитки;- Волокна і нитки зі специфічними фізичними, фізико-хімічними і хімічними властивостями;- Нитки, одержувані нетканим способом, прямим формуванням з розплаву.
Всі наведені вище типи волокон відносяться до багатотоннажних видами продукції, крім волокон зі специфічними властивостями [1].
Як раз створення волокон зі специфічними властивостями є перспективним напрямком сучасності. Нові синтетичні полімерні волокна - волокна третього покоління. Дослідженням даного типу волокон почали займатися в кінці 20-ого століття і продовжують займатися досі. Отримувані волокна третього покоління завдяки своїм властивостям знаходять застосування як в традиційних, так і в нових напрямках (аерокосмічна, автомобілебудування, інші види транспорту, медицина, спорт, армія, будівництво). Ці області застосування висувають підвищені вимоги до фізико-механічними властивостями, термо-, вогне-, біо-, хімічного, радіаційного стійкості. Різні області застосування, де затребувані волокна третього покоління, показані на малюнку 1.
Рисунок 1 - Основні області застосування волокон третього покоління
Встановлення залежності, причинно-наслідкових зв'язків між хімією, фізикою волокон та їх властивостями лежить в основі створення волокон третій покоління з наперед заданими властивостями і, насамперед, з високою розривною міцністю, зносостійкістю, вигину, тиску, пружністю, термо- і вогнестійкістю.
Високі показники міцності досягаються не тільки за рахунок специфічного хімічної будови полімерних ланцюгів волокнообразующих полімерів (ароматичні поліаміди, полібензоксазоли та ін.), але і за рахунок особливої, впорядкованої фізичної надмолекулярної структури (формування з рідкокристалічного стану), за рахунок високої молекулярної маси (висока сумарна енергія міжмолекулярних зв'язків), як у випадку нового виду поліетиленових волокон.
1.2 НВМПЕ як вихідний матеріал для отримання високоміцних волокон
Поліетилен (ПЕ), одержуваний при низькому тиску (ПЕНД), з молекулярною масою 1-106 г/моль і вище називають надвисокомолекулярний поліетиленом (СВМПЕ). Такий ПЕ володіє вищими, ніж стандартні марки ПЕНД, фізико-механічними і хімічними властивостями, зносостійкістю, стійкістю до розтріскування і до ударних навантажень, низьким коефіцієнтом тертя, а також здатність зберігати властивості в широкому інтервалі температур: від мінус 200 до плюс 100 о С. При нагріванні вище температури плавлення СВМПЕ не переходить у в'язко-текучий стан, що характерно для термопластів, а лише в високоеластіческое. При нагріванні вище температури плавлення СВМПЕ не переходить у в'язкотекучий стан, що характерно для термопластів, а лише в високоеластіческое [2].
За зносостійкості СВМПЕ перевершує всі існуючі термопласти. СВМПЕ, на відміну від багатьох інших полімерів, має ефект самосмазиванія. Під час експлуатації у вузлі тертя, СВМПЕ на повторній деталі (контр-тіло) утворює плівку переносу, яка виступає в ролі мастила [3], завдяки якій полімер може працювати в умовах сухого тертя, забезпечуючи рівну і безшумну роботу вузла.
Синтез ПЕ з великою молекулярною масою стає можливим при використанні металлорганіческіх каталізаторів Циглера-Натта [4]. Реакція росту ланцюга ПЕ на каталізаторах Циглера-Натта включає дві основні стадії - координацію мономера з активними центрами зростання та впровадження його по зв'язку Ме-С.
1.2.1 Структура СВМПЕ
Молекули СВМПЕ володіють великими лінійними розмірами і низькою кількістю відгалужень або подвійних зв'язків [5], що надає матеріалу на його основі здатність працювати в умовах сухого тертя, в агресивних середовищах.
З іншого боку, через великої довжини зро...
