RU2075563C1 - Формованное волокнистое изделие и способ его получения - Google Patents

Формованное волокнистое изделие и способ его получения Download PDF

Info

Publication number
RU2075563C1
RU2075563C1 SU894742304A SU4742304A RU2075563C1 RU 2075563 C1 RU2075563 C1 RU 2075563C1 SU 894742304 A SU894742304 A SU 894742304A SU 4742304 A SU4742304 A SU 4742304A RU 2075563 C1 RU2075563 C1 RU 2075563C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fibers
heat treatment
fiber
polyimide
temperature
Prior art date
Application number
SU894742304A
Other languages
English (en)
Inventor
Вайнроттер Клаус
Фодиуниг Роберт
Original Assignee
Ленцинг Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленцинг Аг filed Critical Ленцинг Аг
Application granted granted Critical
Publication of RU2075563C1 publication Critical patent/RU2075563C1/ru

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4326Condensation or reaction polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/006Pressing and sintering powders, granules or fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C67/00Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
    • B29C67/24Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00 characterised by the choice of material
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/74Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polycondensates of cyclic compounds, e.g. polyimides, polybenzimidazoles
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/04Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres having existing or potential cohesive properties, e.g. natural fibres, prestretched or fibrillated artificial fibres
    • D04H1/06Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres having existing or potential cohesive properties, e.g. natural fibres, prestretched or fibrillated artificial fibres by treatment to produce shrinking, swelling, crimping or curling of fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4326Condensation or reaction polymers
    • D04H1/4334Polyamides
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/44Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling
    • D04H1/50Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by treatment to produce shrinking, swelling, crimping or curling of fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2079/00Use of polymers having nitrogen, with or without oxygen or carbon only, in the main chain, not provided for in groups B29K2061/00 - B29K2077/00, as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/25Solid
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S264/00Plastic and nonmetallic article shaping or treating: processes
    • Y10S264/71Processes of shaping by shrinking
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3472Woven fabric including an additional woven fabric layer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3976Including strand which is stated to have specific attributes [e.g., heat or fire resistance, chemical or solvent resistance, high absorption for aqueous composition, water solubility, heat shrinkability, etc.]
    • Y10T442/3984Strand is other than glass and is heat or fire resistant
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/40Knit fabric [i.e., knit strand or strip material]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/40Knit fabric [i.e., knit strand or strip material]
    • Y10T442/488Including an additional knit fabric layer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/659Including an additional nonwoven fabric
    • Y10T442/671Multiple nonwoven fabric layers composed of the same polymeric strand or fiber material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/682Needled nonwoven fabric
    • Y10T442/684Containing at least two chemically different strand or fiber materials
    • Y10T442/688Containing polymeric strand or fiber material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/69Autogenously bonded nonwoven fabric
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/696Including strand or fiber material which is stated to have specific attributes [e.g., heat or fire resistance, chemical or solvent resistance, high absorption for aqueous compositions, water solubility, heat shrinkability, etc.]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Abstract

Использование: в различных отраслях промышленности. Сущность изобретения: свежесформованные волокна из полиимида вытягивают с кратностью (1:4)-(1: 10), скрепляют их, например, иглопробивным способом в виде нетканого материала и термообрабатывают при 280-350oC. Волокна перед термообработкой содержат 0,5-3,0% низкомолекулярных компонентов, включающих растворитель полимера и олигомеры. Плотность материала - не более 1,20 г/см3, Разрывная прочность - 5-24 н/мм2, удлинение 6-55%, прочность при изгибе - до 28 н/мм2. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 3 табл., 4 ил.

Description

Изобретение относится к области переработки полимеров и касается формованного волокнистого изделия и способа его получения. Указанное изделие по изобретению выполнено из полиимида, макромолекулы содержат структурные звенья формулы:
Figure 00000002

в которой Р имеет значения групп:
Figure 00000003
или
Figure 00000004

Сополиимидные волокна с вышеуказанными структурными единицами известны. Известно, что большинство вытянутых синтетических волокон при нагревании до температуры вблизи температуры вытягивания дают усадку. Специальные полиолефиновые, полиэфирные, поливинилхлоридные и полиамидные волокна могут давать усадку, например, приблизительно до 50% Эти свойства появляются у волокна во время процесса получения. Чаще всего волокна для ориентирования полимерной молекулы после формования вытягивают. Эта вытяжка сначала сохраняется, так как сильные внутримолекулярные связи препятствуют длинной растянутой молекуле снова сократиться или свернуться в клубок (релаксировать). При нагревании эти связи в значительной степени преодолеваются, так что волокно может принять состояние всегда большей энтропии, при этом возникает сила сжатия.
Целью изобретения является получение из полиимидных волокон после термообработки формованных изделий высокой прочности, высокой термостойкости и трудной воспламеняемости при относительно низкой плотности. Кроме того, эти формованные изделия должны оставаться пластичными для формования и пригодными для обработки со снятием стружки.
Объектом изобретения является формованное волокнистое изделие, выполненное из волокон полиимида, макромолекулы которого содержат структурные звенья указанных выше формул. Изделие по изобретению отличается тем, что оно выполнено в виде нетканого материала с плотностью не более 1,20 г/см3, в котором волокна соединены между собой посредством когезионных сил. Формованное волокнистое изделие по изобретению обладает разрывной прочностью 5-24 н/мм2, удлинением от 6 до 55% и прочностью при изгибе до 28 н/мм2.
Другим объектом изобретения является способ получения формованного волокнистого изделия, включающий вытяжку свежесформованных волокон из плиимида с элементарным звеном макромолекулы общей формулы:
Figure 00000005

и термообработку при 280-350oC. Вытяжку проводят с кратностью (1:4)-(1: 10), а на термообработку направляют волокна в виде нетканого материала, содержащие 0,5-3,0 мас. низкомолекулярных компонентов, выбранных из группы, включающей растворитель полимера и олигомера.
Предпочтительно термообработку осуществляют в течение 1-30 мин.
Настоящее изобретение базируется на том, что полиимидные волокна с указанными структурными единицами, если они растянуты в соотношении между 1: 4 и 1:10 и содержат низкомолекулярные составные части из группы, включающей растворитель и олигомеры в количестве между 05 и 3% при нагревании в диапазоне стеклования резко развивают высокую силу сжатия (от 0,3 до 1,1 с). Если эти полиимидные волокна находятся в виде нетканого волокнистого материала или плетеного волокнистого материала, то эта высокая сила сжатия позволяет такому материалу за счет усадки волокон упрочняться так, что между отдельными волокнами образуются когезионные связи. Оказалось, что для образования таких связей между отдельными волокнами необходимо вышеуказанное содержание низкомолекулярных составных частей. Применяя во время термической обработки формообразующие средства, волокнистому нетканому материалу можно придавать любую геометрическую форму.
Получаемое формованное тело является новым и обладает, несмотря на его волокнистую структуру, такой необычно высокой прочностью, что его можно подвергать механической обработке. Такой продукт можно, например, шлифовать, сверлить, фрезеровать и распиливать. Поскольку он, кроме того, имеет незначительный удельный вес и благодаря примененному полиимиду трудно воспламеняем, его можно использовать для самых различных целей (например, в качестве облицовочного материала в самолетостроении).
Существенным отличительным признаком волокон в соответствии с изобретением является его содержание низкомолекулярных составных частей из группы, включающей растворитель и олигомеры. Под растворителем следует понимать особенно сильно полярные органические растворители, например диметилформамид, диметилацетамид, N-метилприрролидон или подобные. Эти низкомолекулярные компоненты являются предпосылкой для получения особенно стабильных формованных изделий.
Предполагают, что действие этого низкомолекулярного компонента основано на том, что во время воздействия нагрева это приводит к частичной эмиссии, причем при совместном действии с развивающейся при этом высокой силой усадки и высокой усадкой волокна образуются когезионные связи между отдельными волокнами, хотя эти полиимидные волокна не имеют температуры плавления. Эти когезионные связи придают в дальнейшем формованным изделиям чрезвычайно высокую стабильность и прочность.
Термообработанные волокна характеризуются следующими отличительными признаками:
а) после нагревания до превышающей интервал стеклования температуры от 280 до 350oC, предпочтительно от 300 до 330oC, они дают усадку до 20-60% их длины;
б) между отдельными волокнами существуют когезионные связи;
в) их титр, считая на не подвергнутое термообработке волокно, увеличивается до 300% значения исходного волокна;
г) их прочность, считая на не подвергнутое термообработке волокно, снижается до 30%
д) удлинение волокна, считая на не подвергнутое термообработке волокна, увеличивается до 300%
Формованные изделия могут быть изготовлены предпочтительно в результате процесса иглопробивания, и нетканый волокнистый материал имеет вес, отнесенный к единице площади, 60-3000 г/м2.
Формованные изделия обладают тем чрезвычайно ценным свойством, что при нагревании до температур выше температур области стеклования волокон являются пластично формуемыми и их плотность составляет максимально 1,20 г/см3.
В результате того, что плотность полимера составляет 1,41 г/см3, формованное изделие содержит еще соответствующий "свободный объем" в связке волокон, т.е. маленькие свободные объемы, которые из-за малых размеров действуют, как капилляры, и, таким образом, могут всасывать воду. Всего формованное изделие при комнатной температуре может поглотить количество воды от 10 до 50% своей массы. Но капиллярные силы действуют также на любую другую низковязкую жидкость с вязкостью приблизительно 50 пуаз.
Плотность 1,20 г/см3 достигается у формованных изделий в соответствии с изобретением без увеличения давления.
Для технического использования формованных изделий решающее значение имеет также их способность к обработке. В этом плане формованные изделия в соответствии с изобретением характеризуются тем, что их без проблем можно обработать со снятием стружки, например, пилением, сверлением, фрезеровкой или расточкой. Благодаря более или менее волокнистой поверхности у них замечательная склеиваемость.
Как уже указывалось ранее, сущностью способа по изобретению является то, что одновременно выполняются 4 признака этого способа:
а) специфическая химическая структура молекулы полимера, из которого выполнено изделие;
б) вытяжка перед термообработкой в соотношении от 1:4 до 1:10;
в) содержание растворителя и олигомеров максимально до 3%
г) термообработка волокон при температуре в области стеклования.
Результатом выполнения этих признаков является образование когезионных сил связи между волокнами, в результате чего изделие приобретает высокие механические показатели при достаточно низкой плотности.
По известному способу волокна из полиимида со специфичной структурой вытягивают и подвергают термообработке. Однако ничего не говорится о том, что при выполнении всех указанных мероприятий в волокнах при нагревании развивается такая высокая сила усадки, что образуются когезионные связи; это означает, что согласно изобретению получают совсем иное изделие, чем по известному способу.
Согласно известному способу сырые свежесформованные волокна перед термообработкой промывают с удалением большей части растворителя и олигомеров. В таком состоянии волокон при их вытягивании не развиваются такие высокие силы усадки и не образуются когезионные связи.
Согласно изобретению, когда выполняются все приведенные выше признаки заявленного способа, при нагревании до температуры в области стеклования развивается исключительно высокая сила усадки. Эта высокая сила усадки является предпосылкой того, что образуются когезионные связи. Этот феномен для полиимидов был до сих пор не известен.
Этот способ позволяет получать четкое воспроизведение в трех измерениях любого образца в результате точной усадки.
Рис. 1 показывает пример трехмерного формованного изделия такого типа, которое получено в результате усадки полиимидной волокнистой массы в соответствии с изобретением на чашкообразной матрице.
Нетканый волокнистый материал имеет толщину 2,5 мм и состоит из полиимидных волокон, полученных из диангидрида бензофенон-3,3',4,4'-тетракарбоновой кислоты и 4,4'-метилен-бис-(фенилизоцианата) и 2,4- и 2,6-толилендиизоцианата, с отношением натягивания 1:4. Содержание низкомолекулярных составных частей, как диметилформамид и олигомеры, составляло 1,5 мас. После термообработки в течение 10 минут при 320oC получали изображенный на рис. 1 предмет с толщиной 1 мм прочностью на разрыв 19 H/мм2, удлинение при разрыве 32% и плотностью 0,4 г/см3.
а) Влияние термообработки на свойства волокон
Таблица 1 показывает, как титр, способность к усадке и сила сжатия полиимидного волокна, которое растянуто в отношении 1:4, меняются с температурой.
В качестве силы сжатия продукт характеризуется напряжением усадки с соответствующим титром волокна. Для определения напряжения усадки измеряли изменение длины Δl (в) отдельных волокон при соответствующих различных нагрузках после нагревания до определенных температур. Результат представлен на рис. 2. Напряжение усадки сказалось при этом таким напряжением волокна (в сН/текс), при котором не фиксируется изменение длины после нагревания. Оно определяется путем интерполяции и представлено на рис. 3 для трех температур.
Из таблицы 1, кроме того, видно, что волокна развивают свою наибольшую силу сжатия в узком температурном интервале около 330oC. Эта температура соответствует почти точно точке стеклования волокна (315oC). Это поведение обычно, так как растянутые синтетические волокна обычно усиленно релаксируют в широком температурном интервале, который начинается от точки стеклования, и развивают силу сжатия, которая с увеличением температуры непрерывно или периодически снижается. Это снижение можно наблюдать обычно приблизительно до интервала плавления.
В соответствии с таблицей 1 испытываемые волокна (соотношение растяжения 1:4) в точке своей наибольшей силы сжатия имеют усадку 20% Этого достаточно, чтобы, например, полиимидный волокнистый материал в соответствии с изобретением вытянуть без приложения давления только в результате применения температур предпочтительно 300-330oC. Это возможно лишь потому, что сила сжатия, способность к сжатию и эмиссия низкомолекулярных составных частей почти одновременно очень благоприятным образом воздействуют друг на друга.
Рис. 3 показывает зависимость усадки волокна S (в к исходной длине) от температуры (кривая а). Кривая б показывает по сравнению с этим поведение сжатия торгового метаарамидного волокна, которое названо изготовителем "высокоусадочное волокно". Ясно, что способность усадки полимерного полиимидного волокна в соответствии с изобретением превосходит на несколько порядков любое из метаарамидных волокон. Картина становится еще более благоприятной для полиимидного волокна, если его растянуть более чем в отношении 1:4.
б) Влияние растяжения на свойства волокон
Растягивание синтетического волокна после формования действует выравнивающе на длину полимерной молекулы параллельно оси волокна. При этом возникает состояние более высокого молекулярного порядка в волокнах, которое после растягивания благодаря высоким внутримолекулярным силам фиксируется. Молекулярный порядок тем выше, чем больше отношение растяжения. При термообработке волокно частично теряет этот порядок, при этом развивается сила сжатия, которая тем выше, чем больше порядок в нитях волокон утерян. Это поведение показывает также полиимидное волокно в соответствии с изобретением, что можно видеть в таблице 2.
в) Механические свойства сжатого нетканого материала из полиимидного волокна
Полученный по известной технологии иглопробивной нетканый материал из полиимидных волокон в соответствии с изобретением с исходным весом, отнесенным к единице площади 1000 г/м2 и толщиной 9 мм, выдерживали при средней температуре усадки 330oC три минуты в токе воздуха. Во время процесса усадки вес единицы площади увеличивается до 4800 г/м2 и плотность на разрыв до 0,75 г/см3. Полученные листы имеют прочность на разрыв 15 Н/мм2 и удлинение при разрыве 5% Эти значения определяли в соответствии с ДИН 53455. Кроме того, было установлено, что при увеличении вдвое времени усадки плотность остается приблизительно постоянной, в то время как прочность на разрыв увеличивается до 20 Н/мм2 и удлинение при разрыве увеличивается до 7%
Таблица 3 демонстрирует механические свойства ряда пластин, которые получены из нетканых материалов различной исходной плотности.
Ниже описаны свойства формованных изделий из сжатого иглопробивного нетканого материала из полиимидного волокна в двух примерах выполнения.
Сначала волокнистый материал, зафиксированный в шпанраме, подвергался термообработке. Для этого фиксированный волокнистый материал такого типа (из волокна с титром 2,2 дтекс, средней длиной 60 мм, отношением вытягивания 1: 6, содержанием растворителя 2,5%) с весом на единицу площади 150 г/м2 подвергали воздействию температуры 340oC. Термически упроченный материал имел прочность на разрыв 5 Н/мм2 и удлинение при разрыве 80%
Плотность достигается 1,2 г/см3, в то время как иглопробивной нетканый материал из штапельного волокна (средняя длина 60 мм, титр 2,2 дтекс) с толщиной 12 мм и исходным весом на единицу поверхности 2000 г/м2 подвергают воздействию температуры 340oC 20 минут. Полученное термически упроченное полотно имело, кроме того, прочность на разрыв 50 Н/мм2, удлинение при разрыве 5% и прочность при изгибе 30 Н/мм2.
Путем варьирования продолжительности усадки, температуры усадки, плотности нетканого полотна и соответствующей длины и ширины заданных параметров при применении специальной шпанрамы можно регулировать механические свойства полотен, а также и других формованных изделий. Оказалось выгодно проводить термообработку в форме продувки горячим воздухом или горячим инертным газом через волокнистый материал.
Фильтрование полиимидного нетканого материала можно подкрепить во время или после процесса сжатия воздействием легкого давления от 1 до Н/мм2, в результате чего волокнистая поверхностная структура выравнивается и имеется возможность запечатлеть рельефный образец. По окончании процесса усадки все нетканые полотна после дополнительного нагрева выше точки стеклования полиимидного волокна были в любой момент снова пластически способны перерабатываться формованием, причем заданная форма после охлаждения оставалась стабильной в своих размерах.
Все полученные в соответствии с изобретением формованные изделия можно обрабатывать обычными машинами снятием стружки, которые известны для древесной и пластмассовой промышленности.
Отличные механические свойства обработанных термическим воздействием в соответствии с изобретением волокон или формованных изделий приводят к физической упаковке волокон во время процесса сжатия и к возникновению когезионных связей между отдельными волокнами. Эти связи оказались электронно-оптическими.
Рис. 4 показывает электроннооптическую запись обработанного при температуре полиимидного многослойного волокна при 2000-кратном увеличении. Можно видеть отдельные волокна, а также поперечник двух прошитых двумя когезионными связями волокон. Оба места связи показаны стрелками.

Claims (5)

1. Формованное волокнистое изделие из полимера с элементарным звеном макромолекулы общей формулы
Figure 00000006

где
Figure 00000007

Figure 00000008

отличающееся тем, что оно выполнено в виде нетканого материала плотностью не более 1,20 г/см3, в котором волокна соединены между собой посредством когезионных сил.
2. Изделие по п.1, отличающееся тем, что оно обладает разрывной прочностью 5 24 Н/мм2, удлинением 6 55% и прочностью при изгибе до 28 Н/мм2.
3. Способ получения формованного волокнистого изделия, включающий вытяжку свежеформованных волокон из полиимида с элементарным звеном макромолекулы общей формулы
Figure 00000009

где
Figure 00000010

Figure 00000011

и термообработку при 280 350oС, отличающийся тем, что вытяжку проводят с кратностью 1 4 10, а на термообработку направляют волокна в виде нетканого материала, содержащие 0,5 3,0 мас. низкомолекулярных компонентов, выбранных из группы, включающей растворитель полимера и олигомеры.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что термообработку осуществляют в течение 1 30 мин.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что для термообработки используют нетканый материал, скрепленный иглопробивным способом.
SU894742304A 1988-02-26 1989-02-20 Формованное волокнистое изделие и способ его получения RU2075563C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA495/88 1988-02-26
AT0049588A AT391710B (de) 1988-02-26 1988-02-26 Schwer entflammbare hochtemperaturbestaendige polyimidfasern und formkoerper daraus
PCT/AT1989/000016 WO1989008161A1 (en) 1988-02-26 1989-02-20 Difficultly flammable high-temperature resistant polyimide fibers and molded bodies made from these fibers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2075563C1 true RU2075563C1 (ru) 1997-03-20

Family

ID=3492117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894742304A RU2075563C1 (ru) 1988-02-26 1989-02-20 Формованное волокнистое изделие и способ его получения

Country Status (22)

Country Link
US (2) US5271889A (ru)
EP (1) EP0362312B1 (ru)
JP (1) JP2935864B2 (ru)
KR (1) KR900700668A (ru)
AT (2) AT391710B (ru)
AU (1) AU629815B2 (ru)
BR (1) BR8905705A (ru)
CA (1) CA1335149C (ru)
DK (1) DK534389A (ru)
ES (1) ES2013663A6 (ru)
FI (1) FI95727C (ru)
HU (1) HU891285D0 (ru)
IE (1) IE62061B1 (ru)
IL (1) IL89399A (ru)
MX (1) MX169974B (ru)
NO (1) NO176148C (ru)
NZ (1) NZ228126A (ru)
PT (1) PT89840B (ru)
RU (1) RU2075563C1 (ru)
TR (1) TR26459A (ru)
WO (1) WO1989008161A1 (ru)
ZA (1) ZA891414B (ru)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2662735B2 (ja) * 1988-09-10 1997-10-15 市川毛織株式会社 耐熱性フェルト
AT392280B (de) * 1989-02-15 1991-02-25 Chemiefaser Lenzing Ag Verfahren zur herstellung von neuen, schwer entflammbaren, thermostabilen homopolyimiden, homopolyimiden, formkoerper und fasern daraus
AT391446B (de) * 1989-04-06 1990-10-10 Chemiefaser Lenzing Ag Hochtemperaturbestaendige stapelauflage, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
AT394589B (de) * 1989-04-13 1992-05-11 Chemiefaser Lenzing Ag Verfahren zur herstellung schwer entflammbarer, hochtemperaturbestaendiger formkoerper auf basis von polyimiden
AT394050B (de) * 1990-07-24 1992-01-27 Chemiefaser Lenzing Ag Schwer entflammbarer, hochtemperaturbestaendiger formkoerper auf basis von polyimidfasern, sowie verfahren zu seiner herstellung
JP3300529B2 (ja) * 1994-03-31 2002-07-08 日鉄鉱業株式会社 帯電防止性のある濾過材とその製造方法
CA2144298A1 (en) * 1994-07-12 1996-01-13 Hiroyuki Yanagihara Reinforced filter element
US6784234B2 (en) * 1998-10-07 2004-08-31 General Electric Company High performance plastic pallets
US6610242B1 (en) * 2000-11-13 2003-08-26 Malcolm Swanson Method for treating polymeric fiber mats and for making filters from such treated fiber mats
US6946412B2 (en) * 2001-05-09 2005-09-20 Glen Raven, Inc. Flame-resistant, high visibility, anti-static fabric and apparel formed therefrom
US6706650B2 (en) 2001-05-09 2004-03-16 Glen Raven, Inc. Flame-resistant and high visibility fabric and apparel formed therefrom
US7419922B2 (en) * 2001-05-09 2008-09-02 Gibson Richard M Flame-resistant, high visibility, anti-static fabric and apparel formed therefrom
US6787228B2 (en) * 2001-05-09 2004-09-07 Glen Raven, Inc. Flame-resistant and high visibility fabric and apparel formed therefrom
AT501730B1 (de) * 2002-10-14 2006-11-15 Miba Frictec Gmbh Reibbelag
US9617669B2 (en) 2007-10-26 2017-04-11 Kaneka Corporation Method of making polyimide fiber assembly
JP7141334B2 (ja) * 2016-03-30 2022-09-22 株式会社クラレ 耐熱性繊維構造体
JP2019218659A (ja) * 2018-06-20 2019-12-26 株式会社ダイセル 超耐熱性を有する繊維、及び布
CN111501200B (zh) * 2020-01-03 2021-05-07 北京化工大学 一种聚硅氧烷酰亚胺微纳多孔纤维无纺布的制备方法
KR102500606B1 (ko) * 2022-04-11 2023-02-16 피아이첨단소재 주식회사 폴리이미드 분말의 제조방법 및 이에 의해 제조된 폴리이미드 분말
CN115652574A (zh) * 2022-10-11 2023-01-31 中国人民解放军93114部队 用于提高絮料蓬松度的方法及絮料和飞行服

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE536394A (ru) * 1954-03-10 1900-01-01
US3286008A (en) * 1965-05-17 1966-11-15 Formica Corp Method of molding intractable polymers
FR1603108A (ru) * 1968-06-04 1971-03-22
DE1785165C3 (de) * 1968-08-17 1982-08-12 Vepa AG, 4125 Riehen, Basel Verfahren zur Herstellung von Faservliesstoffen
US3870677A (en) * 1972-11-29 1975-03-11 Jr William J Farrissey Heat resistant reinforced composites of copolyimides
US3930097A (en) * 1973-02-16 1975-12-30 Upjohn Co Novel compositions and process
US3985934A (en) * 1974-07-26 1976-10-12 The Upjohn Company Polyimide fiber having a serrated surface and a process of producing same
US4237180A (en) * 1976-01-08 1980-12-02 Jaskowski Michael C Insulation material and process for making the same
JPS6037208B2 (ja) * 1976-02-25 1985-08-24 三菱レイヨン株式会社 不織布及びその製造方法
US4188690A (en) * 1976-02-25 1980-02-19 Mitsubishi Rayon Company, Limited Nonwoven fabric and manufacturing method thereof
US4265954A (en) * 1978-04-11 1981-05-05 Phillips Petroleum Company Selective-area fusion of non-woven fabrics
JPS56159314A (en) * 1980-05-09 1981-12-08 Ube Ind Ltd Preparation of polyimide fiber
US4474846A (en) * 1981-04-06 1984-10-02 Van Dresser Corporation Moldable fibrous mat and product molded therefrom
AT377016B (de) * 1983-03-09 1985-01-25 Chemiefaser Lenzing Ag Verfahren zur herstellung von schwer entflammbaren, hochtemperaturbestaendigen polyimidfasern
US4476183A (en) * 1983-11-21 1984-10-09 Monsanto Company Thermoformable laminate structure with improved acoustical absorption
US4818586A (en) * 1986-01-21 1989-04-04 Gates Formed-Fibre Products, Inc. Preferentially needled textile panel and method
EP0237326A3 (en) * 1986-03-11 1990-03-21 Raychem Limited Curved composite article
EP0337597B1 (en) * 1988-04-14 1996-04-10 Albany International Corp. Improvements in and relating to heat shrinkable fibres and products therefrom
US5229184A (en) * 1988-04-14 1993-07-20 Albany International Corporation Heat shrinkable fibres and products therefrom
AT394589B (de) * 1989-04-13 1992-05-11 Chemiefaser Lenzing Ag Verfahren zur herstellung schwer entflammbarer, hochtemperaturbestaendiger formkoerper auf basis von polyimiden

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США N 3985934, кл. D 01 D 5/06, 1976. *

Also Published As

Publication number Publication date
IE890611L (en) 1989-08-26
US5486412A (en) 1996-01-23
IL89399A0 (en) 1989-09-10
FI95727B (fi) 1995-11-30
MX169974B (es) 1993-08-03
EP0362312B1 (de) 1993-05-12
WO1989008161A1 (en) 1989-09-08
BR8905705A (pt) 1990-11-20
ZA891414B (en) 1989-11-29
NO894253D0 (no) 1989-10-25
DK534389D0 (da) 1989-10-26
DK534389A (da) 1989-10-26
AU629815B2 (en) 1992-10-15
TR26459A (tr) 1994-02-16
FI894987A0 (fi) 1989-10-19
FI95727C (fi) 1996-03-11
ES2013663A6 (es) 1990-05-16
CA1335149C (en) 1995-04-11
NO176148B (no) 1994-10-31
IE62061B1 (en) 1994-12-14
NO894253L (no) 1989-12-21
JPH02503333A (ja) 1990-10-11
HU891285D0 (en) 1990-04-28
PT89840A (pt) 1989-10-04
NO176148C (no) 1995-02-08
IL89399A (en) 1993-06-10
PT89840B (pt) 1994-01-31
US5271889A (en) 1993-12-21
NZ228126A (en) 1991-02-26
ATA49588A (de) 1990-05-15
JP2935864B2 (ja) 1999-08-16
EP0362312A1 (de) 1990-04-11
KR900700668A (ko) 1990-08-16
ATE89341T1 (de) 1993-05-15
AU3061789A (en) 1989-09-22
AT391710B (de) 1990-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2075563C1 (ru) Формованное волокнистое изделие и способ его получения
Peterlin Plastic deformation of crystalline polymers
Bell et al. Changes in the structure of wet-spun acrylic fibers during processing
JPS63264957A (ja) 熱シール可能な二層状フリース材
US5229184A (en) Heat shrinkable fibres and products therefrom
KR100866465B1 (ko) 폴리벤즈아졸 섬유
KR101065094B1 (ko) 높은 신장회복률을 갖는 부직포 및 그의 제조방법
JPH0321648B2 (ru)
US4482603A (en) Wholly aromatic polyamide fiber non-woven sheet and processes for producing the same
CA1321064C (en) Heat shrinkable fibres and products therefrom
JP2890470B2 (ja) ポリフェニレンスルフィド繊維からなる紙状材とその製造方法
Curtis et al. Hollow carbon fibres for high performance polymer composites
JP3806320B2 (ja) ポリトリメチレンテレフタレート短繊維の製造方法
KR102622698B1 (ko) 물성이 향상된 메타아라미드 페이퍼
KR102586544B1 (ko) 물성이 향상된 메타아라미드 부직포
EP0301624A2 (en) Multi-ply films of high impact strength and tear strength, process for their production and their use
Shi et al. Structure Development in Melt Spinning and Drawing of Nylon-11 and Nylon-12 Fibers
KR102469698B1 (ko) 고밀도 부직포용 메타 아라미드 피브리드 및 그의 제조방법
KR102586542B1 (ko) 물성이 향상된 메타아라미드 섬유 제조방법
KR102586541B1 (ko) 물성이 향상된 메타아라미드 섬유
JP3235868B2 (ja) 芯鞘複合繊維
KR102469699B1 (ko) 고밀도 부직포용 메타 아라미드 피브리드 및 그의 제조방법
KR100490790B1 (ko) 모세관냉각장치를이용한단성분중공자발권축섬유의제조방법
JPS63232814A (ja) 精密濾紙
JPH0357965B2 (ru)