RU2421556C1 - Способ упрочнения полипропиленовой нити - Google Patents
Способ упрочнения полипропиленовой нити Download PDFInfo
- Publication number
- RU2421556C1 RU2421556C1 RU2010110917/12A RU2010110917A RU2421556C1 RU 2421556 C1 RU2421556 C1 RU 2421556C1 RU 2010110917/12 A RU2010110917/12 A RU 2010110917/12A RU 2010110917 A RU2010110917 A RU 2010110917A RU 2421556 C1 RU2421556 C1 RU 2421556C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma
- polypropylene
- anode
- butane
- propane
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано для упрочнения полипропиленовой нити. Полипропиленовую нить, получаемую путем разрезания экструдированной пленки, подвергают воздействию неравновесной низкотемпературной плазмы высокочастотного емкостного разряда в вакуумной камере в течение 180±1 с при напряжении на аноде от 2,5 до 4,5±0,1 кВ, силе тока на аноде от 0,3 до 0,6±0,05 А, рабочем давлении 26,6±0,1 Па, расходе 0,04±0,005 г/с смеси плазмообразующих газов аргон и пропан-бутан в соотношении 70% к 30%. Обеспечивается повышение качества полипропиленовых нитей за счет улучшения физико-механических свойств. 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано для упрочнения полипропиленовых нитей.
Существуют способы упрочнения полипропиленовых нитей в процессе их получения, например, за счет ориентации полипропиленовой нити путем деформации нити при разности скоростей вальцев на разных этапах получения (см. RU патент 2286408, МПК D01D 5/12, D01F 6/06 27.10.2006), за счет управления процессом отверждения полипропиленовой нити (см. RU патент 2285759, МПК D01F 6/06, D01F 6/04, D01D 5/088, 20.10.2006).
Такие способы связаны с усложнением технологии производства полипропиленовых нитей и требуют изменений в процессах их получения.
Известно, что плазменная обработка имеет важное преимущество перед другими способами модификации полимерных материалов - в определенных режимах она не влияет на внутреннее строение, позволяя регулировать заданное свойство, не ухудшая других свойств, а также является экологически безвредной, высокоэффективной и менее затратной по сравнению с традиционными методами химической и физической модификации полимерных материалов.
Существуют способы модификации тканей из химических волокон плазмой тлеющего разряда для придания масло- и водоотталкивающих свойств (см. RU заявка 92008305 D06M 10/08, D06M 15/643, D06M 101:06, 27.08.1995), а также полипропиленовых волокон с целью гидрофилизации поверхности (Энциклопедическая серия. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. /Под ред. В.Е.Фортова. Серия Б. Справочные приложения, базы и банки данных. Тематический том Х1-5. Прикладная химия плазмы. /Под ред. Ю.А.Лебедева, Н.А.Платэ, В.Е.Фортова. М.: Янус-К, 2006 (стр.173-186)).
В данных работах не рассматриваются вопросы упрочнения полипропиленовых нитей, также недостатком обработки плазмой тлеющего разряда являются деструктивные процессы в полимерных материалах и нестойкость плазменного эффекта.
Известны исследования, проводимые под руководством автора данной заявки д.т.н., профессора Абдуллина И.Ш. по улучшению физико-механических свойств материалов за счет их обработки низкотемпературной неравновесной плазмой высокочастотного разряда, например кожи (см. RU патент 2378386, МПК С14С 11/00, 10.01.2010) и шерсти (см. RU патент 2378422, МПК D01B 3/00, 10.01.2010).
Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества полипропиленовой нити за счет улучшения физико-механических свойств.
Поставленная задача осуществляется тем, что полипропиленовую нить, произведенную путем разрезания экструдированной пленки, подвергают воздействию неравновесной низкотемпературной плазмы высокочастотного емкостного разряда пониженного давления в вакуумной камере в течение 180±1 с при напряжении на аноде от 2,5 до 4,5±0,1 кВ, силе тока на аноде от 0,3 до 0,6±0,05 А, рабочем давлении 26,6±0,1 Па, расходе 0,04±0,005 г/с смеси плазмообразующих газов аргон и пропан-бутан в соотношении 70% к 30%.
Полипропиленовая нить, введенная в плазму высокочастотного емкостного разряда пониженного давления, относительно плазмы приобретает отрицательный заряд. С противоположных сторон нити поочередно создается слой положительного заряда. В каждый момент времени заряды разных сторон пластины отличаются друг от друга. Наибольший вклад в модификацию текстильных материалов из полипропиленовых нитей вносят: кинетический удар ионов, ускоренных до энергии 100 эВ в слое положительных зарядов, возникающем в окрестности обрабатываемого образца; рекомбинация ионов и электронов на поверхности материала; термическое воздействие.
При низкотемпературной плазменной обработке полимеров ниже температуры плавления происходит структурирование в основном в аморфных участках и на границе кристаллических образований. Обработанные плазмой высокочастотного емкостного разряда пониженного давления полипропиленовые нити приобретают комплекс ценных физико-механических свойств и при этом сохраняют исходную степень кристалличности.
Плазменная обработка способствует структурированию аморфных участков полипропиленовой нити, что приводит к увеличению разрывной нагрузки полипропиленовой нити до 1,2 раза.
Способ осуществляется на высокочастотной плазменной установке. Установка (чертеж) содержит систему газоснабжения (1), стеклянную раму для установки образца; 2 - ВЧ-электроды, 3 - колпак вакуумной камеры, 4 - консоль для открытия крышки вакуумной камеры, 5 - вакуумную камеру, 6 - систему подачи и регулировки плазмообразующего газа, 7 - ВЧ-генератор, 8 - вакуумный откачной пост.
Способ осуществляется следующим образом.
Полипропиленовую нить, произведенную путем разрезания экструдированной пленки, наматывают на стеклянную раму и помещают в вакуумную камеру, где нить проходит обработку между двумя параллельно расположенными электродами высокочастотного напряжения в течение 180±1 с. Производится предварительная откачка воздуха из вакуумной камеры (5) системой откачки (8). В вакуумной камере (5) после подачи смеси плазмообразующих газов аргон и пропан-бутан при расходе 0,04±0,005 г/с создается рабочее давление 26,6±0,1 Па. В качестве источника питания используют высокочастотный генератор (7) с частотой 13,56 МГц. При подаче с высокочастотного генератора (7) на электроды (2) высокочастотного напряжения в межэлектродном промежутке под действием электромагнитного поля газ ионизируется и возникает плазма, которая и является инструментом обработки.
Режим плазменной обработки регулируется путем изменения напряжения на аноде 2,5-4,5±0,1 кВ, силы тока на аноде 0,3-0,6±0,05 А. Способ упрочнения полипропиленовой нити за границами этих значений приводит к деструкции нити полипропилена. Расход смеси плазмообразующих газов аргон и пропан-бутан в соотношении 70% к 30% является постоянным и составляет 0,04±0,005 г/с.
Оценка физико-механических свойств волокон производилась по показателям разрывной нагрузки и относительного разрывного удлинения в соответствии с ГОСТ 6611.2-73.
Наиболее оптимальным режимом для обработки полипропиленовой нити является воздействие в течение 180±1 с, при давлении в разрядной камере 26,6±0,1 Па, напряжении на аноде 3,5±0,1 кВ, силе тока на аноде 0,3±0,05 А, расходе 0,04±0,005 г/с смеси плазмообразующих газов аргона и пропан-бутана в соотношении 70% к 30% (таблица).
Использование предлагаемого изобретения приводит к повышению качества нитей полипропилена за счет улучшения физико-механических свойств.
Воздействие неравновесной низкотемпературной плазмы высокочастотного емкостного разряда на нити полипропилена приводит к повышению прочности нити до 1,2 раза за счет конформационных изменений, приводящих к упорядочению структуры аморфной фазы.
| Показатели физико-механических свойств до и после плазменной обработки | ||
| Параметры плазменной обработки | Показатели физико-механических свойств | |
| Прочность при разрыве, ГПа | Относительное удлинение, % | |
| Контрольный образец (необработанная плазмой полипропиленовая нить) | 0,47 | 78 |
| Модифицированный образец в режиме: | 0,56 | 73 |
| τ=180 с; Ua=3,5 кВ; Ja=0,3А; | ||
| Р=26,6 Па; G - 0,04 г/с*; смесь плазмообразующих газов аргон и пропан-бутан в соотношении 70% к 30%. | ||
| Модифицированный образец в режиме: | 0,50 | 75 |
| τ=180 с; Ua=2,5 кВ; Ja=0,6А; | ||
| Р=26,6 Па; G=0,04 г/с*; смесь плазмообразующих газов аргон и пропан-бутан в соотношении 70% к 30%. | ||
| Модифицированный образец в режиме: | 0,49 | 76 |
| τ=180 с; Ua=4,5 кВ; Ja=0,4А; | ||
| Р=26,6 Па; G=0,04 г/с*; смесь плазмообразующих газов аргон и пропан-бутан в соотношении 70% к 30%. | ||
| * где τ - время воздействия плазмы, Ua - напряжение на аноде, Ja - сила тока на аноде, Р - давление в разрядной камере, G - расход плазмообразующих газов. | ||
Claims (1)
- Способ упрочнения полипропиленовой нити, заключающийся в том, что полипропиленовую нить, произведенную путем разрезания экструдированной пленки, подвергают воздействию неравновесной низкотемпературной плазмы высокочастотного емкостного разряда в вакуумной камере в течение 180±1 с при напряжении на аноде от 2,5 до 4,5±0,1 кВ, силе тока на аноде от 0,3 до 0,6±0,05 А, рабочем давлении 26,6±0,1 Па, расходе 0,04±0,005 г/с смеси плазмообразующих газов аргон и пропан-бутан в соотношении 70% к 30%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010110917/12A RU2421556C1 (ru) | 2010-03-22 | 2010-03-22 | Способ упрочнения полипропиленовой нити |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010110917/12A RU2421556C1 (ru) | 2010-03-22 | 2010-03-22 | Способ упрочнения полипропиленовой нити |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2421556C1 true RU2421556C1 (ru) | 2011-06-20 |
Family
ID=44738022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010110917/12A RU2421556C1 (ru) | 2010-03-22 | 2010-03-22 | Способ упрочнения полипропиленовой нити |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2421556C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2467101C1 (ru) * | 2011-09-30 | 2012-11-20 | Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Способ уменьшения ползучести и увеличения модуля упругости сверхвысокомолекулярных высокопрочных высокомодульных полиэтиленовых волокон |
| RU2733744C1 (ru) * | 2019-08-20 | 2020-10-06 | Борис Сергеевич Кокорев | Способ создания высокопрочной двухкомпонентной нити на основе пара-арамидных и полиэтиленовых высокомолекулярных волокон |
-
2010
- 2010-03-22 RU RU2010110917/12A patent/RU2421556C1/ru active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2467101C1 (ru) * | 2011-09-30 | 2012-11-20 | Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Способ уменьшения ползучести и увеличения модуля упругости сверхвысокомолекулярных высокопрочных высокомодульных полиэтиленовых волокон |
| RU2733744C1 (ru) * | 2019-08-20 | 2020-10-06 | Борис Сергеевич Кокорев | Способ создания высокопрочной двухкомпонентной нити на основе пара-арамидных и полиэтиленовых высокомолекулярных волокон |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xi et al. | Surface modification of aramid fiber by air DBD plasma at atmospheric pressure with continuous on-line processing | |
| SK732005A3 (sk) | Spôsob úpravy textilných výstužných materiálov, scieľom zvýšiť adhéziu ku gumárenskej zmesi | |
| US20090305038A1 (en) | Method for functionalising a polymer fibre surface area | |
| AU2012383475B2 (en) | Treating materials with combined energy sources | |
| US20160130732A1 (en) | Carbonization method and carbon fiber production method | |
| RU2421556C1 (ru) | Способ упрочнения полипропиленовой нити | |
| CN107124812A (zh) | 大气压辉光等离子体发生装置及纺织材料处理装置 | |
| CN101602299A (zh) | 等离子在线实时预处理印花系统 | |
| Li et al. | Helium plasma treatment voltage effect on adhesion of ramie fibers to polybutylene succinate | |
| Hamideh Mortazavi et al. | Plasma oxidation and stabilization of electrospun polyacrylonitrile nanofiber for carbon nanofiber formation | |
| Antonova et al. | Modification of basalt fibers by low-temperature plasma | |
| DK2726666T3 (en) | METHOD AND APPLIANCES FOR SURFACE TREATMENT OF MATERIALS USING MULTIPLE COMBINED ENERGY SOURCES | |
| JP4238119B2 (ja) | 繊維集合体の製造方法及びその製造装置 | |
| Al-Yousef et al. | Effects of a modified argon glow plasma source on PET polymeric surface properties | |
| CN206977777U (zh) | 大气压辉光等离子体发生装置及纺织材料处理装置 | |
| US20180179696A1 (en) | Carbon fiber manufacturing method | |
| CN114836738A (zh) | 一种电容器薄膜分级处理装置及方法 | |
| Atta et al. | Surface treatment of polypropylene film using cold cathode ion source | |
| Gogoi et al. | Effect of radiofrequency plasma assisted grafting of polypropylene on the properties of Muga silk yarn | |
| CN109371566B (zh) | 一种抗菌辅料制备方法 | |
| Ammayappan et al. | Plasma treatment on textiles | |
| CN114616373A (zh) | 带有碳基涂层的织物基材及其制造方法 | |
| JPH0376661B2 (ru) | ||
| Safitri et al. | Wettability comparison of argon and oxygen plasma treatment for coconut fiber with 2 MHZ RF plasma system | |
| RU2689584C1 (ru) | Способ модифицирования поверхности высокомодульного углеродного волокнистого материала |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20121120 |