Литературный обзор. Теоретические основы формования ПАН-жгутика Технологический процесс получения такой ПАН жгутика включает следующие стадии [4,5]: - формование нити; - 2 стадийное пластификационное вытягивание в жидкости; - промывка нити от роданистого натрия; - обработка нити разбавленным раствором серной кислоты; - промывка нити от серной кислоты; - дополнительное вытягивание в среде пара; - предварительная сушка нити; - нанесение отделочной препарации; - сушка нити и релаксация; - приемка нити на цилиндрические патроны; - сортировка, маркировка, упаковка.
Получение ПАН-жгутика осуществляется из того же прядильного раствора, что и при получении волокна, на поточной линии ЛП-24-ПАН, которая по сравнению с технологической схемой получения волокна имеет ряд особенностей [5]. ПАН волокна могут быть получены как формованием из термопластичного состояния полимера, так и из прядильных растворов.
При формовании ПАН волокон из растворов могут быть использованы сухой, сухо-мокрый и мокрый способы получения волокон [6]. В настоящее время наиболее распространен в промышленности мокрый способ формования ПАН волокон.
В этом случае возможно применения фильер с большим числом отверстий (более 100 000), что компенсирует низкую скорость формования, и этот способ вполне экономически равноценен высокоскоростному сухому способу формования.
Во время протекания прядильного раствора по капиллярам фильеры происходит значительное изменение структуры растворенного полимера, что отражается в первую очередь на реологических свойствах раствора. Кроме свойств ПАН и растворителя решающую роль в изменении структуры полимера в капилляре играют условия протекания раствора: размеры капилляра, скорость продавливания раствора, продолжительность нахождения раствора в капилляре и, конечно, температурные условия.
Кроме того, значительное влияние оказывают также условия на входе и выходе раствора из капилляра. Выявить степень влияния каждого из параметров процесса течения раствора через капилляр не всегда удается, поэтому некоторые из них рассматриваются в совокупности с другими. Прядильный раствор около отверстия капилляра фильеры имеет изотропную структуру.
Попадая в капилляр, раствор испытывает мгновенное воздействие касательных напряжений. Под действием этих напряжений начинает формироваться профиль скоростей потока и одновременно создается поле градиентов скоростей, сначала очень значительное около стенок капилляра, которое постепенно частично выравнивается, приобретая пара¬болический профиль. В результате воздействия градиентного поля элементы структуры раствора подвергаются послойной продольной ориентации в наи¬большей степени около стенок и в меньшей степени - вдоль оси капилляра.
Этот процесс сопровождается, в свою очередь, изменением касательных напряжений, развивающихся в растворе. Если проследить за изменением напряжения по длине капилляра во время протекания раствора, то оказывается, что сначала оно быстро растет, а затем постепенно падает до определенной, постоянной при данных условиях величины. В момент увеличения напряжения раствор ведет себя как эластичное тело, так как скорость