их з розбавлених розчинів лінійного ПЕ. При цьому кристалізація СВМПЕ відбувається не повністю.
Також, в роботі [15] наведені результати дослідження гелів СВМПЕ методом диференціальної скануючої калориметрії, які показують залежність утворення кристалічної структури гелю від концентрації розчинника. Зниження концентрації розчинника в гелі призводить до продовження процесів кристалізації макромолекул. Залежно від концентрації розчинника в гель-волокні повинні підбиратися відповідні температури, які забезпечують наявність оптимальної сітки зачеплень для запобігання перенапруг на окремих ділянках макромолекул, на кожному етапі орієнтування структури гель - волокон.
1.4 Зміна характеристик міцності гель - нитки з СВМПЕ при ориентационном витягуванні
В роботі [20] була досліджена залежність характеристик міцності волокна СВМПЕ, отриманого методом гель - формувань, від кратності витягування. Дані, отримані в даному дослідженні, наведені в таблиці 1.
На малюнку 3 видно, що вже на початкових етапах орієнтації спостерігається значне зростання міцності до кратності витягування? ? 30. Значення міцності збільшується з 0,21 до 2,40 ГПа. Після досягнення 30-кратної витяжки, і аж до? ? 64 наростання міцності знижується. На останніх етапах міцність знову зростає і при? ? 81 стаємаксимальною - 3,73 ГПа.
Таблиця 1 - Характеристики міцності гель - волокон з СВМПЕ
Кратність витягування? Міцність?, ГПаМодуль пружності Е, ГПа 1,70,21 ± 0,01 0,88 ± 0,04 9,00,98 ± 0,05 2,20 ± 0,1114,41,78 ± 0,09 18, 30 ± 0,9229,02,40 ± 0,12 74,30 ± 3,7253,42,70 ± 0,14 93,20 ± 4,6659,93,20 ± 0,16100,00 ± 5,0064, 13,00 ± 0,15 93,00 ± 4,6574,93,26 ± 0,16142,00 ± 7,1081,03,73 ± 0,19155,80 ± 7,79
Малюнок 3 - Залежність міцності (1) і модуля пружності (2)
Згідно з малюнком 3 із зростанням кратності витягування також збільшується модуль пружності Е гель - волокон СВМПЕ (крива 2). Необхідно однак зазначити, що характер зміни Е відрізняється від такого для міцності: збільшення Е на початку витяжки кілька заповільніше (до?? 14,4). У діапазон кратності від 14,4 до 30 спостерігається досить швидке зростання модуля пружності. Далі динаміка зміни Е аналогічна міцності.
З наведених мікрозображень, представлених на малюнку 4, отриманих за допомогою СЕМ, видно, що діаметр філамента із зростанням кратності витягування зменшується [20].
Малюнок 4 - мікрозображень СЕМ зразків волокон СВМПЕ з різною кратністю витягування: 9,0 (а) і 59,1 (б)
На початкових стадіях витягування в досліджуваному волокні неможливо розрізнити окремі філаменти, тоді як при зростанні? волокно фібріллізіруется (розділяється на окремі філаменти).
1.4.1 Високоефективні волокна на основі СВМПЕ
Зростання світового ринку волокон з НВМПЕ (СВМПЕ) і виробів з них становить 25% на рік. До значного збільшення ринку призведе виробництво волокнистих полімерних композиційних матеріалів з СВМПЕ-волокон, тканин і нетканих матеріалів. З усіх відомих волокон, СВМПЕ-волокна є найлегшими, а за фізико-механічними властивостями в розрахунку на одиницю ваги перевершують багато вживані матеріали. Це дозволяє отримувати з СВМПЕ - волокон нові надлегкі високоміцні полімерні композиційні матеріали (ПКМ), що важливо для текстильної, легкої, автомобільної, Аерокосміческіх, безпілотної та комерційної авіаційної промисловості. Більш високі питомі характеристики таких матеріалів дають можливість знизити вагу виробів і зменшити екологічне навантаження на навколишнє середовище, знизивши викиди в атмосферу і скоротивши енерговитрати і споживання палива.
Інтерес до СВМПЕ-волокнах і армованих ними полімерні композиційні матеріали (ПКМ) пов'язаний також з високою ударною міцністю і унікальними діелектричними властивостями волокон, позитивним впливом швидкості деформації на їх міцність, різким збільшенням міцності при мінусових температурах, хімічної і біологічною інертністю, а також дуже малим коефіцієнтом тертя.
В даний час за кордоном волокна на базі НВМПЕ (СВМПЕ - волокна) і матеріали на їх основі використовуються в якості матеріалів балістичного захисту (бронежилети, каски, захист літальних апаратів і бронетехніки), виготовлення одягу захищає робочих від порізів і проколів, а також в якості матеріалів для виготовлення буксирних канатів, тросів, вантажних строп, риболовних сітей і цілого спектру інших виробів [19].
На даний момент на кращих зразках СВМПЕ - волокон, за питомими характеристиками переважаючих арамідні волокна, досягнуті межа міцності при розтягуванні 3,3-3,9 ГПа, величина модуля пружності в 110-140 ГПа, при подовженні в 3-...
