4%, що становить близько 10% від теоретично можливих значень, розрахованих виходячи з міцності зв'язку С-С в молекулі СВМПЕ [20]. Для досягнення високих міцних показників в СВМПЕ волокнах потрібна висока ступінь орієнтації молекул в напрямку витяжки волокна при забезпеченні високого ступеня його кристалічності. Досягнення даного стану в СВМПЕ представляє складну проблему, враховуючи низьку рухливість молекул, що приводить до високої в'язкості полімеру, який при плавленні не переходить у стан жидкотекучести. При цьому при повторному плавленні попередньо орієнтованого СВМПЕ ступінь його кристалічності істотно знижується. Таким чином, процес отримання волокон повинен проходити при температурах нижче температури плавлення полімеру. Для забезпечення необхідного ступеня орієнтації молекул СВМПЕ та підвищення їх рухливості використовується гель-технології. Для отримання гелів СВМПЕ застосовують декалін, ксилол, парафінові масла. При цьому систематизовані дані про вплив умов отримання гелів, умовах їх переробки в волокно і залежності між ступенем орієнтаційної витяжки, структурою волокон і прекурсорів у відкритій літературі відсутні.
1.5 Вуглецеві нанотрубки (УНТ) як модифікатор волокон СВМПЕ
У зв'язку з бурхливим розвитком нанотехнологій, а також завдяки унікальним фізико-хімічними властивостями, в даний час УНТ є одними з найбільш досліджуваних об'єктів. Вони являють собою згорнуті в циліндр площині графена. Коли стінки трубки утворені одним таким циліндром, говорять про одностінних вуглецевих нанотрубках (ОУНТ), коли ж стінки являють собою кілька або безліч циліндрів різного діаметру, вкладених один в одного, нанотрубки називають Багатостінна (Мунте) [21].
1.5.1 Властивості та області застосування УНТ
Як і у випадку інших нанорозмірних об'єктів, властивості УНТ в цілому залежать від їх розміру. Крім того, значна частка атомів в даному випадку є поверховою, що обумовлює хімічну активність нанотрубок. Таким чином, вони мають властивості, відмінними від мікро- і макротел, що істотно для ряду процесів, коли стан і кількість поверхневих атомів є одним з визначальних факторів.
Ідеальна нанотрубка - це цідіндр, отриманий при безшовному згортанні плоскою гексагональної сітки графіту. Її модель представлена ??на малюнку 5.
Малюнок 5 - Модель одностінної вуглецевої нанотрубки
Взаємна орієнтація гексагональної сітки графіту і поздовжньої осі нанотрубки визначає дуже важливу структурну характеристику нанотрубки - хіральність. Хіральність характеризується двома цілими числами (m, n), які вказують місцезнаходження того шестикутника сітки, який в результаті згортання повинен збігтися з шестикутником, що знаходяться на початку координат. Хіральність нанотрубки може бути також зазначена і визначена кутом а, утвореним напрямком згортання нанотрубки і напрямком, в якому сусідні шестикутники мають спільну сторону. Є дуже багато варіантів згортання УНТ, але серед них виділяються ті, в результаті реалізації яких не відбувається спотворення структури гексагональної сітки. Цим напрямками відповідають кути а=00 і а=300, що відповідає хіральності (m, 0) і (2m, n). На малюнку 6 наведені перших отримані мікрозображення УНТ, що датуються 1992 роком.
Малюнок 6 - Електронно-мікроскопічні зображення багатошарових коаксіальних УНТ з різними внутрішніми та зовнішніми діаметрами [22]
Сфери застосування УНТ вкрай широкі. Для біохімії, зокрема, найбільш цікава функціоналізація поверхні УНТ біологічно активними речовинами і биомолекулами. Завдяки унікальним властивостям Мунте може мимовільно проникати всередину живої клітини через біліпідний шар мембрани. З'являється можливість маніпулювання молекулами всередині клітини, створення штучних нейронних мереж, нано-трансферу біологічно активних речовин в організм та ін.
Також треба відзначити високу жорсткість, міцність і пружність самих Мунте, що лежить в основі створення нових композитних матеріалів на їх основі, і унікальні електропровідні і фотоемісійні властивості, які безпосередньо пов'язані з будовою нанотрубки. Залежно від способу згортання графітового шару в циліндр УНТ можуть володіти металевими або напівпровідниковими властивостями, що обумовлює перспективу їх застосування в електроніці. Впровадження УНТ в полімерну матрицю може дозволити отримати проводить полімерний матеріал, що володіє також і поліпшеними, порівняно з чистим полімером, механічними властивостями.
1.5.2 Вплив УНТ на структуру і властивості одержуваних ВП волокон з СВМПЕ
В іноземних роботах [23, 24, 25] відзначається, що початкове наповнення полімерних матеріалів УНТ перед подальшим орієнтуванням, є ефективним методом збільшення механіч...
