Разработка метода прогнозирования механических свойств параарамидных нитей после воздействия светопогоды тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.01, кандидат технических наук Никитина, Ольга Владимировна

• Никитина, Ольга Владимировна
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Никитина, Ольга Владимировна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5 ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ

ПАРААРАМИДНЫХ НИТЕЙ

1.1. Классификация параарамидных нитей

1.2. Свойства параарамидных нитей

1.1.1. Механические свойства

1.1.2. Термические свойства

1.1.3. Влияние влаги на механические свойства параарамидных нитей, сорбционные свойства

1.2.4. Влияние светопогоды на свойства параарамидных нитей 34 Выводы по главе

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ПАРААРАМИДНЫХ НИТЕЙ

2.1. Характеристика объектов исследования

2.2. Методы определения основных свойств параарамидных нитей

2.3. Определение механических свойств параарамидных нитей

2.4. Определение гибкости параарамидных нитей

2.5. Разрыв параарамидных нитей в мокром состоянии

2.6. Определение стойкости к самоистиранию параарамидных

нитей

2.7. Определение выносливости нитей при многократном изгибе 66 Выводы по главе

ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТОЙКОСТИ НИТЕЙ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ЕСТЕСТВЕННОЙ И ИСКУССТВЕННОЙ

СВЕТОПОГОДЫ

3.1. Определение устойчивости параарамидных нитей к

воздействию естественной инсоляции

3.1.1. Исследование изменения разрывной нагрузки и

удлинения параарамидных нитей после естественной инсоляции

3.1.2. Влияние воздействия естественной светопогоды на

работу разрыва нитей Русар

3.1.3. Исследование диаграмм растяжения нитей Русар после воздействия естественной светопогоды

3.1.4. Исследование влияния естественной светопогоды на механические свойства при разрыве нитей Русар петлей и в узле

3.2. Исследование свойств параарамидных нитей после воздействия искусственной светопогоды на приборе ПДС

3.2.1. Исследование изменения разрывной нагрузки и разрывного удлинения нитей после инсоляции на приборе ПДС

3.2.2. Влияние инсоляции на приборе ПДС на работу разрыва параарамидных нитей

3.2.3. Исследование диаграмм растяжения параарамидных

нитей после воздействия светопогоды на приборе ПДС

3.2.4. Исследование влияния искусственной светопогоды на приборе ПДС на механические свойства при разрыве параарамидных нитей Русар петлей и в узле

3.3. Исследование свойств параарамидных нитей после воздействия искусственной светопогоды на приборе Ксенотест

3.3.1. Исследование изменения разрывной нагрузки и разрывного удлинения нитей Русар после инсоляции на приборе Ксенотест

3.3.2. Влияние воздействия светопогоды на приборе Ксенотест

на изменение работы разрыва нитей Русар

3.3.3. Исследование диаграмм растяжения нитей Русар после инсоляции на приборе Ксенотест

3.3.4. Исследование влияния инсоляции на приборе Ксенотест на механические свойства при разрыве параарамидных нитей Русар

петлей и в узле

3.3.5. Сравнение длительности воздействия естественных и искусственных условий инсоляции на механические свойства

параарамидных нитей Русар

Выводы по главе

ГЛАВА 4. КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА МЕХАНИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ПАРААРАМИДНЫХ НИТЕЙ РУСАР 13

4.1. Комплексная оценка механических свойств нитей Русар после естественной инсоляции

4.2. Комплексная оценка механических свойств нитей Русар после воздействия искусственной светопогоды на приборе ПДС

4.3. Комплексная оценка механических свойств нитей Русар после воздействия светопогоды на приборе Ксенотест 161 Выводы по главе

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПАРААРАМИДНЫХ НИТЕЙ

ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ СВЕТОПОГОДЫ

5.1. Прогнозирование разрывной нагрузки нитей Русар в зависимости от длительности воздействия естественной светопогоды

5.2. Прогнозирование разрывной нагрузки нитей в зависимости от длительности воздействия светопогоды на приборе ПДС

5.3. Прогнозирование разрывной нагрузки нитей Русар в зависимости от длительности воздействия светопогоды на приборе Ксенотест 183 Выводы по главе

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

190

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка метода прогнозирования механических свойств параарамидных нитей после воздействия светопогоды»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Актуальность работы обусловлена широким применением параарамид-ных нитей для изготовления высокопрочных канатов, жгутов, лент и тканей. При эксплуатации изделия из параарамидных нитей испытывают воздействие внешней среды, в том числе влажности, температуры, облучения, что снижает их эксплуатационную надежность. Изделия должны противостоять длительному воздействию неблагоприятных факторов с максимально возможным сохранением исходных механических свойств. Поэтому, изучение и прогнозирование механических свойств после воздействия светопогоды является актуальной задачей при исследовании параарамидных нитей.

Цель и задачи исследования

Целью диссертационной работы является разработка метода прогнозирования механических свойств параарамидных нитей после воздействия естественной и искусственной светопогоды.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

- исследование механических свойств параарамидных нитей в сухом и мокром состоянии;

- исследование влияния длительного воздействия естественной и искусственной светопогоды на механические свойства параарамидных нитей;

- выявление соответствия времени воздействия естественных климатических условий и искусственной светопогоды на механические свойства параарамидных нитей;

- проведение комплексной оценки механических свойств нитей с учетом длительности воздействия светопогоды;

- разработка метода прогнозирования механических свойств параарамидных нитей в зависимости от длительности воздействия светопогоды и структурных характеристик образцов.

Методы исследования

В качестве теоретической основы в исследованиях использовалась теория подобия и анализа размерностей, а также численные методы прикладной математики и математической статистики. Экспериментальные исследования проводились с использованием стандартизованных методов в лабораторных условиях. Построение функциональных зависимостей осуществлялось методами корреляционно-регрессионного анализа на ЭВМ с помощью программ Microsoft Excel и MathCAD. Для обработки графических изображений применялась программа Photoshop.

Научная новизна работы

При проведении теоретических и экспериментальных исследований автором впервые:

- получены функциональные зависимости между механическими свойствами параарамидных нитей и длительностью воздействия естественной и искусственной светопогоды с различными источниками излучения;

- установлено соответствие времени воздействия естественной и искусственной светопогоды на параарамидные нити;

- предложен метод комплексной оценки механических свойств параарамидных нитей с учетом длительности воздействия светопогоды;

- разработан метод прогнозирования разрывной нагрузки параарамидных нитей с использованием теории подобия и анализа размерностей в зависимости от длительности воздействия светопогоды и от структурных характеристик нитей.

Практическая значимость работы заключается :

- в оценке механических свойств параарамидных нитей российского и зарубежного производства;

- в получении аналитических зависимостей механических свойств параарамидных нитей от длительности воздействия естественной и искусственной светопогоды;

- в выявлении соответствия времени воздействия искусственной и естественной светопогоды на параарамидные нити;

- в получении математических моделей, позволяющих прогнозировать разрывную нагрузку параарамидных нитей Русар в зависимости от длительности воздействия светопогоды.

- Результаты исследований могут быть использованы на текстильных предприятиях при проектировании параарамидных нитей, что позволит снизить потери при разработке нового ассортимента изделий.

Апробация работы

Основные результаты научных исследований докладывались и получили положительную оценку на:

1. Пятой Всероссийской научной студенческой конференции «Текстиль XXI», МГТУ, 2006;

2. Межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК - 2007)», 2007, ИГТА, Иваново;

3. Международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (ПРОГРЕСС - 2008)»;

4. Межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК - 2008)»;

5. 63-й межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые КГТУ - производству» посвященной 50-летию полета Ю.А.Гагарина в космос 18-22 апреля 2011 года, Кострома;

6. Межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (ПОИСК -2011) 2011, Иваново;

7. Заседании кафедры текстильного материаловедения МГТУ имени А.Н. Косыгина.

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК РФ.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав и общих выводов. Работа выполнена на 200 страницах машинописного текста, содержит 90 рисунков, 41 таблицу, список литературы включает 91 наименование.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ПАРААРАМИДНЫХ НИТЕЙ 1.1. Классификация параарамидных нитей

В течение последних десятилетий в ряде стран мира, в том числе в России, разработаны и производятся нити и волокнистые материалы технического назначения со сверхвысокими механическими и термическими характеристиками. Впервые в мире параарамидная нить была получена в СССР в 1969 году во Всесоюзном научно-исследовательском институте искусственных волокон (ВНИИВ) под руководством Г.И. Кудрявцева. Впоследствии эту нить назвали СВМ. Также работы по получению высокопрочных нитей проводились в США и 1972 году была запатентована нить под торговой маркой Кевлар фирмой Du Pont de Nemour. Позже начали свои исследования голландские химики фирмы Akzo Nobel AG, которые создали нить Тварон. Кроме того, в Японии фирмой Toyobo Со Ltd в 1982 году начато производство нитей под названием Технора [1].

В настоящее время по химическому строению можно выделить следующие основные группы параарамидных нитей [2] :

- нити на основе полипарафенилентерефталамида (Тварон, Кевлар) и сополиамидов (Терлон);

- нити на основе несимметричных гетероциклических диаминов и их сополимеров (СВМ, Армос, Русар, Артек, Арус, Руслан, AuTx);

- нити на основе арамидов, содержащих пара- и метазвенья (Технора).

Рассмотрим наиболее распространенные виды параарамидных нитей.

Кевлар - это органическая нить семьи арамидов, качества которого

представляют собой уникальное сочетание легкости и высокой прочности, а также комфорта и защиты. Кевлар в пять раз прочнее стали. Легкий и эластичный материал Кевлар модифицировался в течение четырех десятилетий, выполняя самые разнообразные функции, начиная от спасения тысяч жизней по всему миру и создания более безопасных домов и автомобилей, до обес-

печения посадки космического аппарата на Марс. Благодаря уникальному сочетанию высокой прочности на разрыв, модуля упругости и низкой плотности, наряду с негорючестью и высокой термостойкостью, Кевлар также нашел применение в бронежилетах, противопульных и противоосколочных шлемах [3].

Тварон - это очень прочная и легкая параарамидная нить, эксклюзивным разработчиком и производителем которого является компания Тейджин Арамид, при одинаковом весе Тварон в пять раз прочнее стали. Эта нить обладает высоким модулем и термостойкостью и химически инертна. С момента разработки в 1960-х и 1970-х годах, его мономер и полимер производятся на заводе в Делфзейле, а нить - на заводе в Эммене (Нидерланды). Нить Тварон применяется в огромном диапазоне узкоспециальных назначений (шины, фрикционные и уплотняющие материалы (накладки тормозных колодок, прокладки, заменитель асбеста, пульпа), защитная одежда, армирование пластмасс, оптико-волоконный кабель и т.д.).

Появившиеся в 1987 году нити Технора - это очень прочные параара-мидные нити. Этот ароматический сополиамид идеален для применения в условиях динамических нагрузок, сопровождающихся сильной подвижностью. Прочная и легкая нить: при одинаковом весе Технора в восемь раз прочнее стали и в три раза прочнее стекловолокна, полиэфирных или нейлоновых нитей [4].

В последующие годы велись работы по созданию новых улучшенных арамидных нитей. В частности, в 1980-х и 1990-х годах фирма Дюпон разработала новое поколение нитей с повышенными эксплуатационными характеристиками - нить Кевлар 129, а в последнее время Дюпон сообщил о создании следующего поколения арамидных нитей - Кевлар №Т [3] и разработке нового типа нитей - высокомодульные нити Тварон черного цвета [4, 5]. Это первый в истории опыт получения цветной параарамидной нити, имеющей в выпускном виде золотисто-желтый цвет. До сих пор она не поддавалась окраске без потери своих уникальных свойств. Они идеально подходят для ук-

репления паруса и других спортивных товаров благодаря высокой прочности, стабильности размеров и большей эстетики.

Еще одна новая нить - Sulfron - это модификация параарамидной нити Тварон, которая улучшает свойства резиновых смесей на основе серных и пероксидных вулканизатов. Нить уменьшает теплонакопление и трение, увеличивая в то же время эластичность, сопротивление разрыву и усталостную прочность. Компоненты резины с добавлением модифицированной параарамидной нити Sulfron придают шинам большую прочность и долговечность, понижают сопротивление качению и расход топлива, не ухудшая при этом рабочих характеристик шин [4].

С 2007 года в Южной Корее компанией "Kolon Industries" начато производство параарамида под торговой маркой Heracron® (Ксеракрон) (заявленная мощность 1000 т/год) [6]. Производится стандартная нить HF-200 и высокопрочная нить Heracron HF-100. При линейной плотности 110 текс предел прочности на разрыв высокопрочной нити составляет 234 сНУтекс. Основные области применения - бронежилеты, шлемы, автомобильные принадлежности, защитная одежда и канатное производство.

Группа гетероциклических параамидных нитей, имеющих наиболее высокие механические свойства среди всего семейства параарамидных нитей, разработана в России. Основными производителями параарамидных нитей в России являются HI ill «Термотекс», ООО «Лирсот» и ОАО «Каменск-волокно». Сегодня они производят довольно широкий ассортимент параарамидных нитей [7-15]:

- нити СВМ имеют высокую относительную разрывную нагрузку (190-220 сН/текс), высокий механический модуль упругости (75-100 ГПа) и удлинение при разрыве (3,0-4,0%). Используются, в основном, в средствах баллистической защиты, композиционных материалах, авиационной и кабельной промышленностях. Также нашли применение при изготовлении лент специального назначения, армирования текстильных материалов (например, парашютных строп, тканей для парашютов и парусов);

- нити Русар, поставленные на производство в 1997 г., обладают высокой относительной прочностью (230-270 сН/текс), высоким механическим модулем упругости (100-140 ГПа), низким удлинением при разрыве (2,6-3,0%). Они характеризуются не только химической стойкостью, но и хорошими электроизоляционными свойствами. Это позволяет использовать их в самолетостроении и ракетостроении, при изготовлении сосудов высокого давления, спортивного снаряжения, а также в средствах баллистической защиты, как в виде «мягкой брони», так и в виде «жесткой брони»;

- нити Русар-О (огнестойкий), имеют относительную прочность 70-100 сН/текс, высокое удлинение при разрыве (3,0-4,0%) и высокий кислородный индекс (46%) и используются для производства специальной защитной одежды;

- нити Русар-С относятся к отечественным супернитям 3-го поколения, имеют самые высокие в мире физико-механические характеристики. Существенным отличием технологии их производства от нитей СВМ (первое поколение), Армос и Русар (нити 2-го поколения) является сухо-мокрое формование. Нити Русар-С используются в производстве ответственных композитных материалов специального назначения, срок службы которых составляет от 15 до 20 лет в зависимости от использования и условий эксплуатации;

- нити Армос, поставленные на производство в 1989 г., характеризуются сохранением высокой прочности на протяжении длительного времени (15 лет и более), высоким механическим модулем упругости (110-160 ГПа), отсутствием финишного замасливателя. Нити используются исключительно в композиционных материалах, которые сохраняют высокую прочность на протяжении длительного времени;

- нити Артек линейной плотности 31,0 и 58,8 текс представляют собой результат технологической эволюции нити Русар и обладают еще более высокими техническими характеристиками, обеспечивающими изделиям исключительные баллистические свойства, и предназначенные для изготовления элитных средств баллистической защиты;

- нити Арус номинальных линейных плотностей 29,4 и 58,8 текс с количеством микрофиламентов в 1,5-2 раза больше, чем у стандартных пара-арамидных нитей, и предназначенные для изготовления баллистических тканей. Именно малый диаметр филаментов в сочетании с химической структурой полимера позволяет нитям выдерживать значительные напряжения при изгибе без разрушения и обеспечивать равномерность баллистических характеристик ткани в продольном и поперечном направлении. Бронепакет, изготовленный из ткани на основе микрофиламентной нити Арус 29,4 текс, имеет фактическую скорость 50% непробития (У50) на 10-15 % выше, чем у броне-пакетов, изготовленных из стандартных нитей Русар [9].

ООО "Лирсот" (Россия) была разработана пряжа Арлана, вырабатываемая из нового метапараарамидбензимидазольного отечественного волокна. По сравнению с известными арамидными нитями Арлана обладает улучшенными характеристиками огнестойкости (кислородный индекс 35...38%) и гигроскопичности (равновесное содержание влаги 10... 12%). Пористое строение нити обуславливает хорошие гигиенические свойства пряжи, улучшает окрашиваемость и облегчает текстильную переработку на различных видах оборудования. Пряжа используется в производстве трикотажного полотна для полетных костюмов космонавтов, защитной одежды, военного обмундирования, монтажных термостойких проводов [14, 15].

В последние годы объем потребления параарамидных волокон и нитей в России постоянно растет и появляются новые области их применения [16]. Параарамидные нити используются в производстве лент специального назначения, высокопрочных технических шнуров, которые применяются в качестве грузонесущих элементов, парашютных строп, для изготовления рыболовных снастей, снаряжения альпинистов; в производстве канатов, использующихся в качестве грузонесущих элементов при глубоководных исследованиях, в горном деле, при бурении, гражданских инженерных работ [9].

Ткани и нетканые материалы из арамидных нитей и волокон также нашли в России широкое применение. Благодаря высоким физико-

механическим показателям, они используются для производства спецодежды, рукавных фильтров, пожарных рукавов, армирования железобетонных конструкций, а также для производства бронежилетов. Наибольший объем в данной области занимают производители тканей для средств индивидуальной защиты (СИЗ). В последнее время объемы производства СИЗ стали расти [16]. Если до 2001 года защитная одежда в основном завозилась из-за границы и костюмы из параарамидов продавались небольшими объемами, то сегодня, многие энергетические, металлургические и другие производители, озабоченные безопасностью своих работников, внесли термостойкие костюмы в нормы выдачи спецодежды и СИЗ стали широко применяться в различных отраслях производства. Также параарамиды используются в производстве тканей для парашютов и парусов и придают этим материалам новые свойства, обеспечивая легкость, гибкость и высокую прочность готовых изделий [16].

1.2. Свойства параарамидных нитей

Параарамидные нити обладают уникальными свойствами: высокой прочностью при растяжении, высоким модулем упругости, низким разрывным удлинением, достаточно высокой стойкостью к термической деструкции, устойчивостью к действиям химических реагентов, хорошей совместимостью со связующими различных классов [10]. Но при хранении и эксплуатации изделий из параарамидных нитей под воздействием различных факторов их высокие прочностные характеристики могут понижаться.

Свойства параарамидных нитей во многом определяются структурой исходного полимера или сополимера.

Параарамиды являются жесткоцепными полимерами [8], они содержат сильнополярные функциональные группы, что предопределяет существенные отличия принципов получения химических нитей на их основе по сравнению с традиционными видами нитей. Формование и достижение высокой степени ориентации и соответственно высоких физико-механических свойств

параарамидных нитей основывается на способности жесткоцепных линейных полимеров к эффектам самоупорядочения уже при незначительной первичной ориентации как на стадиях формования, так и в ходе последующих термических обработок.

Свежесформованные нити могут подвергаться термической обработке, в процессе которой происходит упорядочение структуры — повышение ори-ентационной упорядоченности и одновременно самопроизвольное незначительное удлинение нитей. Термическая обработка может проводиться как периодическим, так и непрерывным методами, при температурах выше точки стеклования примерно на 100°С без натяжения или при небольшой его величине. Для повышения модуля упругости может также проводиться незначительное термическое вытягивание нитей.

При термической обработке и последующей, даже небольшой вытяжке, происходит дальнейшее упорядочение структуры нитей, и повышаются механические свойства [2].

Волокнообразующие полимеры и волокна имеют сложное строение, которое изучается на разных уровнях: молекулярном, надмолекулярном и микроуровне [17]. Различные особенности этих характеристик позволяют получить нити с разными физико-механическими свойствами.

Многочисленными исследованиями [17-22] структуры высокопрочных высокомолекулярных нитей из параарамида было установлено, что основным видом их надмолекулярных образований являются фибриллы, базирующиеся на пучках макромолекул, располагающихся вдоль главной оси.

Для нитей СВМ и Русар характерна фибриллярная структура с вытянутыми цепями, кристаллическая упорядоченность отсутствует. На микроуровне эти нити имеют поперечное сечение с незначительной гетерогенностью.

Следует обратить внимание на то, что достижение высокой молекулярной упорядоченности и 3-Б упорядоченности надмолекулярной структуры (кристалличности) не является обязательным для получения нитей с высоким уровнем механических характеристик. Так в ряду карбоциклических арома-

тических полиамидов из полифенилентерефталамида - ПФТА - (Тварон, Технора, Кевлар), регулярных гетероциклических параполиамидов (СВМ) и нерегулярных парасополиамидов (Русар, Армос) ориентированная упорядоченность и соответственно прочностные свойства возрастают, тогда как трехмерная упорядоченность (кристалличность) снижается или практически отсутствует. В то же время модуль деформации почти не изменяется; он также зависит от общей ориентационной упорядоченности и числа держащих нагрузку макромолекул [9].

Таким образом, термодинамически более выгодная 3-0 упорядоченность способного кристаллизоваться более регулярного полимера - ПФТА -не является преимущественной для достижения максимальных механических свойств. Следует полагать, что различия механических свойств трех рассматриваемых типов нитей связаны с особенностями кинетики структурообразо-вания при их получении. Жидкокристаллическая структура раствора ПФТА играет положительную роль только до некоторого предела, поскольку способствует быстрой кристаллизации нитей и тем самым фиксации определенного уровня надмолекулярной ориентационной упорядоченности. Таким образом, высокая надмолекулярная упорядоченность в прядильном растворе ограничивает последующую структурную перестройку свежесформованных параарамидных нитей [2, 23]. Дополнительная кристаллизация на стадии термической обработки также может лимитировать дальнейшее развитие процессов ориентации.

Макромолекулы в СВМ нитях в основном ориентированы в направлении оси нити, поэтому свойства нитей (прочность, модуль упругости и др.) различны вдоль и поперек нее. Чем выше степень ориентации макромолекул и чем они длиннее, тем выше прочность вдоль нити. Основная проблема достижения высоких характеристик состоит в том, чтобы добиться высокой степени ориентации в процессе вытяжки нитей и избежать разрыва макромолекул.

Основные свойства высокопрочных параарамидных нитей достаточно хорошо изучены [2, 20, 21, 23-36].

1.2.1. Механические свойства

Основные механические свойства высокомодульных параарамидных нитей, суммированные по данным различных источников, приведены в табл. 1.1. [2, 9, 11, 19-26].

Таблица 1.1. - Основные свойства параарамидных нитей

№ Нить Плотность, г/см3 Модуль деформации, ГПа Прочность, МПа Относительное удлинение при разрыве, %

динамический статистический

1 Армос 1,451,46 140-160 100-120 4500-5500 3,5 - 4,5

2 СВМ 1,421,46 130-160 95-115 3800^200 3,5-4,0

2 Русар 1,451,46 140-160 100-120 4500-5500 2,5-3,5

3 Терлон, Тварон, Кевлар 1,451,47 140-150 95 - 120 2700-3500 2,5-3,0

4 Технора 1,391,40 — 70-80 2700-3200 4,5 - 5,0

Плотность всех рассмотренных нитей колеблется в пределах 1,42 - 1,46 г/см3, для нитей Технора - 1,39 г/см3. Очень важным показателем механических свойств материалов являются так называемые удельные характеристики или отношение прочности и модуля деформации к плотности. Удельная плотность параарамидов в несколько раз выше, чем самой прочной стальной проволоки, а также обычных видов высокопрочных технических нитей и других материалов [2].

Средний уровень механической прочности нитей при растяжении в относительных показателях составляет 160 - 235 сН/текс для нитей СВМ, 202 сН/текс для Техноры, 250 - 290 сН/текс для Русара [9]. Удельная разрывная нагрузка для современных параарамидных нитей Арус составляет не менее

230 сН/текс, а для нитей Артек - не менее 240 сН/текс [10]. Максимально достигнутые значения прочности при растяжении нитей СВМ 270 сН/текс, а нитей Русар - более 300 сН/текс.

Ряд работ по изучению механических свойств нитей посвящен исследованиям влияния продолжительности процесса растяжения до разрыва на механические свойства нитей, причем данные по изменению разрывных характеристик разные. В зависимости от скорости растяжения меняется время, в течение которого осуществляется деформация [27]. При большой скорости время деформирования мало. Вследствие этого не успевают нарушиться многие межмолекулярные связи, прорасти трещины, развиться эластическая и пластическая деформации. При малой скорости получается обратная картина.

Ребиндер П.А. установил, что с ростом скорости растяжения разрывная нагрузка и разрывное удлинение полиамидных и полиэфирных нитей повышаются, причем рост разрывного удлинения нитей превышает рост разрывных нагрузок [28].

В работе [29] установлено, что увеличение скорости деформации при разрыве акриловых, полиэфирных и полиамидных нитей увеличивает их прочность и начальный модуль деформации. Эти изменения, как правило, но не всегда, сопровождаются снижением относительного удлинения при разрыве, так, чтобы работа разрыва могла или уменьшиться, или увеличиться, с увеличивающейся скоростью деформации.

C.B. Комиссаровым [30] проведено изучение влияния продолжительности процесса растяжения до разрыва на механические свойства параара-мидных нитей. Эти нити обладают низким удлинением и релаксационные процессы вызванные деформацией быстрые. Для унификации процесса испытания нити, вместо времени растяжения предлагается использовать величину скорости деформации, которая характеризует абсолютное удлинение нити в единицу времени. В работе показано, что скорость деформации пара-арамидных нитей в 5 раз ниже скорости деформации других нитей (вискозы,

капрона, лавсана). Результаты испытаний арамидных нитей приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2. - Результаты испытаний параарамидных нитей

Время до разрыва, с Скорость деформации, м/с Разрывная нагрузка, Н Удлинение, %

7±3 0,0019 158 2,7

12±3 0,0011 157 2,7

20±3 0,0007 158 2,7

Как видно из табл., уменьшение времени до разрыва не приводит к значимым искажениям результатов при анализе параарамидных нитей. В исследуемом диапазоне влияние времени до разрыва на механические показатели нити не выявлено. Для обеспечения скорости деформации параарамидных нитей на уровне других текстильных нитей автор рекомендует продолжительность процесса растяжения нити до разрыва не более 7 с. По ГОСТ 28007 [31] на высокомодульную техническую нить СВМ, разрывные характеристики параарамидных нитей определяются в соответствии с ГОСТ 6611.2 [32] и средняя продолжительность процесса растяжения нити до разрыва должна составлять (20±3) с.

В результате сравнительных испытаний [33] было установлено, что нити Русар по прочностным характеристикам и модулю упругости превосходят нити СВМ на 12-20 %.

Обращает на себя внимание сравнительно высокое значение разрывного удлинения параарамидных нитей. Этот показатель колеблется в пределах 2,5 - 4,5 %, что свидетельствует о значительной эластичности нитей.

По уровню механической прочности параарамидные нити можно расположить в ряд Русар > СВМ > Технора > Тварон. Следует также отметить, что зарубежные нити типа Тварон содержат большее количество элементарных составляющих (500 — 1000). Несмотря на это, Тварон по механическим характеристикам значительно уступают отечественным нитям СВМ и Русар.

Наибольшей работой разрушения отличаются нити СВМ и Русар, далее следует Технора [9].

Особенностью параарамидов является отсутствие хрупкости [2], такой, которая характерна для высокопрочных стеклянных или углеродных нитей. Если посмотреть на характер их разрушения, то параарамиды расщепляются на тонкие фибриллы вдоль нити, сохраняя высокие свойства при растяжении.

Для высокопрочных нитей из параарамидов, так же как и для нитей из обычных полимеров, характерно наличие масштабного фактора при оценке прочности и деформативности, то есть при увеличении длины разрываемого образца его прочность понижается [19].

Т-1 и и о

Благодаря устоичивои и сильно сориентированнои молекулярной структуре нити Тварон и Технора обладают высоким модулем упругости, низкой ползучестью, низкой релаксацией напряжений и низкой термической усадкой, что все вместе характеризует превосходную размерную стабильность. Нити Тварон и Технора характеризуются незначительной потерей прочности при повторяющемся воздействии трения, сгибания и растяжения [8].

Параарамиды типа Кевлар, Тварон, СВМ, Русар, Терлон обладают высокой стабильностью размеров при действии нагрузок, приближаясь по этому показателю к металлическим и стеклянным нитям [19].

После приложения изгибающей нагрузки в течение короткого времени при 21°С параарамидные нити возвращаются в исходное состояние сразу же после снятия нагрузки [34]. При увеличении времени приложения нагрузки, а также при повышении температуры испытания восстановление замедляется.

Так же, как и для параарамидных некристаллических нитей СВМ, для высококристаллических нитей на основе ПФТА характерна анизотропия механических и физико-химических показателей. В табл. 1.2 представлены трансверсальные свойства нитей Кевлар, т.е. свойства поперек нити.

Из табл. 1.3 видно, что механические свойства нитей в поперечном направлении заметно отличаются от таковых в продольном направлении. Ука-

занная анизотропия очень четко проявляется при оценке механических свойств однонаправленных композитов, изготовленных из параарамидных нитей.

Таблица 1.3. — Трансверсальные свойства нитей технического назначения

Нить Модуль при изгибе, ГПа Модуль деформации, ГПа Расчетный модуль, ГПа

Продольный Поперечный Осевого сжатия При продольном растяжении

Кевлар-29 98 67,0 7,7 — —

Кевлар-49 106 130-140 7,6 7,6 186-240

СВМ - 125,2 6,0 — 237

Низкие трансверсальные характеристики параарамидных нитей, а также низкие показатели прочности на сжатие связаны с жесткостью структуры и с резко выраженным фибриллярным строением нитей. Добб [19] исследовал поведение нитей типа Кевлар при сжатии. Разрушение начинается с появления случайных одиночных полос на поверхности нити, расположенных под углом 45-50° со сжатой стороны нити к его оси. По мере увеличения деформации появляются отдельные полосы, которые клином углубляются в нить. Одновременно клин расширяется, и появляются другие клиновидные участки полос изгиба, которые могут пересекаться друг с другом или образовывать большие поверхностные полосы, для кромки которых характерно резкое изменение направления излома. Дальнейшее сжатие ведет к прогрессирующему разрыву нити с внешней стороны, которое сопровождается расслоением. Разрушается растянутый наружный край нити. По такому же механизму может происходить разрушение нитей в канатах, кабелях, тканях.

Более жесткие нити Кевлар-49 быстрее теряют прочность при циклических напряжениях изгиба по сравнению с менее жестким аналогом - Кевла-ром-29 (рис. 1.1), но ход кривых изменения прочности для обоих типов нитей

идентичен: вначале наблюдается резкое падение прочности после незначительных циклических нагрузок, затем прочность изменяется более медленно.

Циклы

Рисунок 1.1. - Потеря прочности нитями Кевлар-49 (1) и Кевлар-29 (2) (А о) после циклического нагружения на изгиб

Сравнительный анализ результатов статических и высокоскоростных измерений, проведенный в работе [35] показал, что различия в получаемых значениях модулей упругости указывают на их релаксационный характер. Горшков А. С. разработал метод экспериментального изучения амплитудно-модулированных колебаний синтетических нитей, определил диапазоны напряжений, деформаций, температур и частот, при которых проявляются ам-плитудно-модулированные колебания и разработал методику определения максимального и минимального значений динамического модуля. У синтетической нити Армос в дополнение к первой зоне амплитудно-модулированных колебаний (АМК) обнаружено также повторное появление АМК, объясняемое особенностями строения статистического сополимера.

Среднее значение динамического модуля упругости вдоль оси нитей и жгутов, оцененного по измерению скорости прохождения ультразвука, составляет 125 - 140 ГПа для СВМ, максимальное значение продольного модуля упругости для СВМ достигает 145 ГПа [19, 36]. Динамический модуль упругости для Русара - 130-140 ГПа, для нитей Артек - 95 ГПа, а для карбо-циклической нити Технора - всего 80 ГПа [7].

В работах Рыбина A.A. [37-39] разработан дилатонный подход к оценке реальной продолжительности работы параарамидов в условиях импульс-

ных нагрузок. Динамические испытания индивидуальных микроволокон проведены со скоростью деформации 2,58-102 с"1. Зависимость временных параметров мощности, полученная в работе, дает возможность характеризовать эксплуатационные свойства параарамидов типа Русар.

В работе [40] представлен метод оценки деформационных свойств технических нитей (капрон, лавсан, Армос) в динамическом режиме и разработана методика сравнительного анализа деформационных свойств нитей в статическом и динамическом режимах. Испытания нитей из жесткоцепных полимеров показали, что зависимость между напряжением и деформацией нитей нелинейная. Особенно это характерно для диаграмм нитей СВМ, в связи с явлениями ползучести.

Баженовым C.JI. [41] исследовано влияние растягивающей деформации на акустический модуль упругости параарамидных нитей Русар, Армос и СВМ. Обнаружено снижение модуля упругости при растяжении до деформации порядка 0,2%, при больших деформациях наблюдается возрастание модуля. Эффект проявляется как на комплексной нити, состоящей из сотен параллельных нитей, так и на моноволокне.

Изучение и сравнение деформационных и прочностных свойств нитей амидного ряда, полученных из жесткоцепных (нити Армос, Терлон, СВМ, Кевлар), среднежесткоцепных (нити Фенилон, Номекс) и гибкоцепных (нити капрон, найлон) полимеров при различных температурах проведено в работе [34]. Для выявления влияния межмолекулярного взаимодействия на восстановительные свойства высокопрочных высокомодульных нитей были проведены исследования упруго-релаксационных свойств полиэтиленовой нити, полученной по гель-технологии. Показано, что характер межмолекулярного взаимодействия является одним из важнейших факторов, определяющих восстановительные свойства. Установлена взаимосвязь деформационных свойств и структурных изменений, происходящих в нитях при деформировании и сушке.

В работе [42] проведено изучение такого явления арамидных текстильных материалов, как усадка с ростом температуры и последующее восстановление при остывании. Если, например, металлы расширяются при нагревании, то параарамидные материалы ведут себя противоположным образом -они усаживаются. Физическая суть этого интересного явления заключается в том, что в нормальных условиях (при комнатной температуре) макромолекулы параарамидных нитей геометрически представляют собой более или менее распрямленные отрезки. С увеличением температуры эти макромолекулы постепенно меняют свою геометрическую структуру, переходя в волнообразную структуру. Явление усадки, как показали эксперименты [42], является обратимым, то есть при остывании макромолекулы снова стремятся полностью или частично перейти к линейной структуре.

1.2.2. Термические свойства

Все параарамидные нити характеризуются высокими температурными характеристиками: высокой температурой стеклования, высокой термической, термоокислительной стабильностью и устойчивостью к действию открытого огня. Основные показатели приведены в табл. 1.4 [2, 11, 19].

Таблица 1.4. - Термические характеристики параарамидных нитей

Нити Температура, °С Кислородный индекс, %

стеклования эксплуатации (предельная) разложения (по потере массы)

СВМ Русар 270 - 300 250-300 (300-330) 450 - 500 32-35

Терлон Тварон Кевлар 345-360 200 - 250 (250 - 270) 450 - 500 30-33

Как исходные полимеры, так и параарамидные нити на их основе являются неплавкими, хотя у некоторых из них, например Техноры, наблюда-

ется область температур, в которой нити могут быть вытянуты в 10 - 15 раз в режиме течения [19].

Термическая деструкция нитей начинается при 500°С, таким образом, при 200°С Технора может использоваться в течение долгого времени. При 250°С сохраняет более половины своего предела прочности на разрыв[4].

Термостойкость параарамидных нитей зависит как от химической структуры нитей, так и от технологии их получения [19]. Как правило, прочность нитей монотонно понижается по мере повышения температуры испытания. Для большинства параарамидных нитей характерно, что при температуре 300°С их прочность составляет 50 - 55% от исходной величины. Типичные кривые зависимости прочности нитей Кевлар-29, Кевлар-49, Терлон от температуры представлены на рис. 1.2. Падение модуля упругости этих нитей (рис. 1.3) в зависимости от температуры испытания также носит монотонный характер.

В табл. 1.5. приведены данные, характеризующие устойчивость нитей СВМ, Армос и Терлон к длительным тепловым воздействиям.

Исследование изменения надмолекулярной структуры параарамидных нитей при длительном прогреве [19] позволяет проследить влияние длитель-

0

100 200 300 400

т оС

100 200 300 400

т ос

Рис. 1.2. - Зависимость прочности нитей Кевлар-49 (1), СВМ (2), Терлон и Технора(З) и Кевлар-29 (4) от температуры испытаний

Рис. 1.3. - Зависимость модуля упругости нитей Кевлар-49 (1) и Кевлар-29 (2) от температуры испытаний

ного старения при умеренных температурах на изменение механических характеристик и степени кристалличности нитей Кевлар-49.

Таблица 1.5. - Влияние продолжительности теплового старения на прочность и модуль упругости нитей СВМ, Армос и Терлон

Температура и продолжительность старения СВМ Армос Терлон

200 - 1000 ч

Р 80-90 80-90 60-65

Е 80-90 80-90 95-97

250-325ч

Р 60-65 60-65 45-50

Е 80-90 78-87 95-97

300-100 ч

Р 20-30 25-30 20-30

Е 80-90 78-87 85-90

где Р - прочность от исходной, %;

Е - модуль упругости от исходного, %.

Термостойкость параарамидных нитей определялась в исследовании [43] по степени сохранения механических характеристик (удельной разрывной нагрузки и удлинения при разрыве), выраженных в процентном отношении к их исходным значениям. Результаты исследований при температуре 250°С показали, что с повышением температуры обработки и с увеличением ее продолжительности разрывная нагрузка уменьшается, однако характер ее изменения у рассматриваемых нитей различен.

Влияние термостарения при повышенных температурах сказывается также на деформационных характеристиках, в том числе на удлинении при разрыве. Характер изменения удлинения при разрыве всех образцов нитей примерно одинаков: повышение температуры и увеличение продолжительности термостарения способствуют снижению их деформационных характеристик.

Наименьшее изменение механических свойств по отношению к первоначальным показателям характерно для гетероциклических параарамидных нитей. Нити на основе ПФТА несколько уступают им по уровню сохранения показателей. Нити СВМ и Терлон после термостарения имеют более низкие показатели механических свойств вследствие протекания интенсивных процессов термодеструкции [43]. Изменение механических свойств параарамидных нитей является результатом одновременного протекания двух видов процессов: структурных превращений, приводящих к упорядочению надмолекулярной организации в начальный период термообработки, и деструктивных явлений.

Для элементарных нитей типа СВМ изменение прочностных характеристик от температуры испытания носит линейный характер в интервале температур 50 - 200°С [19].

Нити СВМ и Армос имеют высокие термические характеристики и могут быть отнесены к высокотермостойким нитям. Сохранение прочности при экспозиции в течение 10 часов для нитей СВМ составляет [2]:

• при температуре 250°С - 95-96%,

• при температуре 275°С - 88-90%,

• при температуре 300°С - 60-70%,

Температура длительной эксплуатации СВМ и Армос, а также материалов на их основе - до 250°С.

Очень важной особенностью гетероциклических параарамидных нитей является отсутствие заметной усадки до температур 350 - 450°С, что чрезвычайно важно при их использовании в экстремальных условиях. Для СВМ характерна почти полная безусадочность при высоких температурах, что является чрезвычайно важным показателем его термических свойств. Так, до температуры 250 - 300°С изменения размеров практически нет и только при достижении температуры 400 - 450°С наблюдается незначительная усадка, не превышающая 3 - 4 %.

При действии открытого пламени СВМ не воспламеняется до температуры 500 - 550°С и при удалении из пламени немедленно гаснет. Это обусловлено высокими значениями кислородного индекса [2].

Термическая обработка нитей Тварон проводилась в работе [45]. После 10 часов термообработки при температуре 300°С Тварон сохранил 80% от исходной разрывной нагрузки. Удлинение при разрыве нитей Тварон составило 77% от исходного значения. После 100 часов воздействия температуры сохранение разрывной нагрузки составило 54%; сохранение удлинения при разрыве - 53%. В первые часы воздействия температуры превалируют релаксационные процессы вследствие дезориентационных явлений, что способствует снижению прочности и сохранению удлинения при разрыве нитей. С увеличением времени термического воздействия структурные перестройки и релаксационные процессы завершаются и решающее значение начинают приобретать деструктивные явления, вследствие чего прочность и удлинение при разрыве нитей снижаются.

Для нити Технора наблюдается сохранение 47% прочности и 65% модуля при температуре испытания 200°С. Как показали исследования [19], нить Технора оказывается более термостабильной по сравнению с другими высокопрочными параарамидными нитями: она сохраняет 75% исходной прочности после экспозиции на воздухе при 200°С в течение 100 ч.

В работе [46] проведено сравнительное исследование термических характеристик параарамидных, полиоксадиазольных и полиимидных нитей. Показано, что процессы термоокислительной деструкции изученных видов нитей начинаются при температуре 400-450°С и интенсифицируются при более высокой температуре.

Таким образом, прогрев параарамидных нитей приводит к появлению дефектов, в большей степени сказывающихся на их прочности и в меньшей -на упругих характеристиках.

1.2.3. Влияние влаги на механические свойства параарамидных нитей, сорбционные свойства

Химические нити с экстремальными свойствами в процессе получения, переработки и последующей эксплуатации находятся в контакте с различными растворителями, пластификаторами и непосредственно входят в прямой контакт с водными средами. Действие водных сред в основном заключается в диффузии их в нити и как следствие - в ослаблении связи между макромолекулами. Это, с одной стороны, приводит к ухудшению прочностных, диэлектрических показателей и ряда других свойств, а с другой - с увеличением гибкости макромолекулярных цепей при набухании, повышается деформа-тивность, так как снижается температура стеклования.

Сорбция нитями влаги влияет на физико-механические и эксплуатационные свойства нитей и материалов на их основе [49]. В результате сорбции водяных паров происходят процессы пластификации, изменения структуры и свойств нитей, зависящие от их молекулярного строения, количества полярных функциональных групп и их доступности в аморфных областях структуры, а также от влияния внешних условий (температуры, парциального давления водяного пара, времени воздействия).

Параарамидные нити содержат полярные функциональные группы, что определяет сорбцию влаги этими нитями и протекание структурных изменений в них при воздействии воды. Механизм проникновения водных сред в нити подробно исследован и описан в литературе [25, 50-57].

Набухание нитей Армос в воде невелико: 15 - 16%. При этом их прочностные показатели изменяются незначительно - сохранение прочности составляет 85 - 90%. Эти изменения в значительной мере обратимы после высушивания. Довольно высокая устойчивость нитей Армос к действию микроорганизмов при длительном пребывании во влажном состоянии позволяет отнести его к биостойким материалам, что подтверждается данными, полученными в условиях Санкт-Петербурга в летний период [22, 47, 48] (рис. 1.4).

Продолжительность, дни

Рисунок 1.4. - Устойчивость нитей Армос линейной плотностью 100 (1) и 58,8 (2) текс к действию почвенных микроорганизмов

В исследовании [56] найдены зависимости между изменением механических свойств нитей Терлон СБ, СВМ, тогилен, Лола в предельно увлажненном состоянии и структурными характеристиками образующих их волок-нообразующих полимеров, предложен метод прогнозирования изменения механических свойств нитей (прочности, удлинения при разрыве и модуля деформации) от количества поглощенной влаги. Разработаны методы, позволяющие оценить сохранность увлажненных нитей при отрицательных температурах.

В работе [54] изучено состояние компонентов в системе параарамид -вода. Проведен сравнительный анализ процессов релаксации в параарамид-ных нитях технического назначения Русар, Кевлар и Технора в зависимости от величины сорбции. Показана корреляция результатов с надмолекулярной структурой полимеров и параметрами уравнения сорбции водяного пара.

Проведено исследование влияния влаги на свойства полипропиленовых исходных нитей и готовых швейных ниток [55]. Нанесение влаги на полипропиленовые нити приводит к повышению их прочности в среднем на 8% и снижению удлинения за счет пластифицирующего воздействия влаги. Проведенные исследования показали возможность эксплуатации изделий из полипропилена, в частности мягкой тары, при транспортировке в различных погодных условиях.

Русар и Армос относятся к нитям с ограниченной гигроскопичностью, меньшей, чем у нитей типа СВМ и существенно меньшей, чем у других нитей с полярной структурой, например, целлюлозных. Известно, что даже термообработанная нить СВМ способна поглощать большое количество воды - 14 - 16% при относительной влажности воздуха 95%. Сорбция влаги в атмосфере при нормальных условиях (относительная влажность воздуха 65% и температура 20°С) для СВМ составляет 4 - 4,5% [2, 17]. В зависимости от условий получения, в частности термической обработки, гигроскопические свойства параарамидных нитей могут несколько варьироваться.

Изучение набухания и изменения механических свойств при длительном действии влаги проводилось в работе [58]. Для оценки набухания нити Русар и Армос выдерживались в дистиллированной воде при 20°С в течение заданных интервалов времени до установления постоянства массы нитей. Кинетические кривые набухания в воде по изменению массы изученных нитей (рис. 1.5.) имеют монотонно возрастающий характер, и в течение достаточно длительного времени набухание стремится к равновесному значению.

Время, ч

Рисунок 1.5. - Набухание нитей в воде: 1 - Армос, 2 - Русар

Степень равновесного набухания нитей Армос и Русар составляет 14 -15%. При набухании нитей происходит изменение механических свойств. Показатели этого изменения сведены в табл. 1.6.

Таблица 1.6. - Относительное изменение разрывных характеристик параарамидных нитей в результате набухания в воде

Время набухания, сутки Нить Армос Нить Русар

Р/Ро, % Фо, % Р/Ро, % Фо, %

20 95 114 97 113

40 94 123 96 119

где Р/Р0~ соотношения относительных значений прочности при разрыве,

е/еа - соотношения текущих относительных значений удлинения при разрыве.

Длительное нарастание набухания нитей Армос и Русар в течение 3040 и более суток до достижения равновесных значений, а также изменение механических свойств во времени указывает на протекание в них структурных изменений под действием воды.

Изменения механических свойств нитей при длительном действии воды (в течение года), с промежуточными оценками в течение всего этого периода (в относительных величинах к исходным значениям) показаны на рис.

„ _ Период испытания, день

Период испытания, день ^ ^

Рисунок 1.6. - Изменение разрывной Рисунок 1.7. - Изменение удлинения

нагрузки нитей в результате при разрыве нитей в результате

длительного воздействия воды: длительного воздействия воды:

1 - Армос, 2 - Русар 1 - Армос, 2 - Русар

Анализ полученных кинетических кривых показывает, что изменение механических свойств нитей во времени при длительном воздействии воды может быть разбито на два периода: первый период наиболее интенсивных изменений (в первые 100- 150 ч.) и второй период, когда изменение прочностных характеристик при воздействии воды замедляется, а удлинение при

разрыве проходит через максимум.

Падение прочности после длительного воздействия воды для нитей Армос и Русар составляет не более 7-8%. Относительное изменение удлинения при разрыве после длительного действия воды имеет экстремум, при котором его относительное увеличение достигает 115-130%.

Результаты проведенных исследований [58] свидетельствуют об ограниченном набухании в воде параарамидных нитей Армос и Русар, а также об их способности в значительной степени сохранять свои механические характеристики даже после длительного воздействия воды.

Исследование влияния влаги на механические свойства параарамидных нитей также проведено в работе [47]. Прочность параарамидных нитей в мокром состоянии с учетом установления равновесной степени набухания снижается не более, чем на 10%. По потере прочности от большей к меньшей можно расположить нити в ряд: Русар, Тварон 1000, Тварон 2000, Кевлар 49, Технора Т200. Под действием влаги удлинение всех нитей увеличивается. Падение прочности и прирост удлинения при разрыве наблюдается вследствие проявления эффекта пластификации. Высушивание параарамидных нитей после выдерживания их в воде способствует значительному восстановлению разрывных характеристик. В работе также показано, что длительное выдерживание параарамидных нитей в воде сопровождается развитием микроорганизмов на их поверхности. Пластификация и деструкция снижают разрывные характеристики параарамидных нитей.

Таким образом, проведенные исследования свидетельствуют об ограниченном набухании в воде параарамидных нитей, а также об их способно-

сти в значительной степени сохранять свои механические характеристики даже после длительного воздействия воды.

1.2.4. Влияние светопогоды на свойства параарамидных нитей

Из различных климатических факторов важнейшим, оказывающим влияние на комплексное изменение физико-механических свойств материалов и изделий из них, на их надежность и долговечность, можно считать свет и светопогоду. Термин «светопогода» включает в себя такие факторы, как температура, влажность воздуха, солнечная радиация, дождь, ветер и т.д. [27].

Исследованиями [17, 47] было установлено, что в результате воздействия солнечных лучей в волокнообразующих полимерах происходят сложные фотохимические реакции, следствием которых является разрушение нити. Разрушительное действие солнечного света усиливается при повышении влажности и температуры окружающего воздуха.

Возбуждение фотохимических реакций и характер их протекания в естественных условиях зависит от высоты стояния солнца, распределении энергии солнечного излучения во времени и длительности экспозиции, а в лабораторных условиях от вида ламп, поддерживаемой относительной влажности воздуха, температуры, и установленного светового режима.

При воздействии света на материалы, в них могут происходить реакции радикальной деструкции, разложения, окисления и др. Наиболее эффективно на изменение свойств волокнообразующих полимеров влияет ультрафиолетовая часть солнечного спектра с длинной волны равной 0,29-0,35 мкм, энергии которой достаточно для разрушения макромолекул по связям С-С. При большей длине волны света разрушение может произойти только при одновременном воздействии химических агентов (например, кислорода, влаги),

что практически не происходит [17].

К действию ультрафиолетового света не устойчивы практически все нити, за исключением нитей на основе лестничных полимеров, к ним отно-

сится высокотермостойкое и огнестойкое синтетическое волокно Лола, созданное во ВНИИВ (г. Мытищи) [59-60], сейчас уже снятое с производства. Волокна Лола использовались в качестве электроизоляции, а также для изготовления огнезащитной спецодежды для лётчиков и космонавтов, пожарных, металлургов и сварщиков, тканей для фильтрации горячих газов, негорючих

отделочных материалов.

Наиболее светостойкими являются шерстяные изделия, наименее -шелковые. Из химических изделий наибольшей стойкостью к свету обладают полиакрилонитрильные и полиэфирные; у полиамидных изделий при длительном воздействии светопогоды значительно ухудшаются первоначальные свойства. В работе [61] рассматривали изменение свойств искусственных и химических нитей. Было выявлено, что падение разрывных характеристик имеет линейную зависимость от времени. Полное разрушение искусственных нитей наступает за 1000 часов. При этом происходит нарушение структуры, изменение исходных свойств, рост хрупкости нити.

С.С. Горшковой [61] было установлено, что повышение температуры и интенсивности УФ-излучения приводит к различному ускорению изменения свойств тканей от их волокнистого состава. Орошение не оказывает существенного влияния на кинетику изменения свойств синтетических тканей, обладающих высокой гидрофобностью.

В работе [62] определены экспоненциальные зависимости изменения разрывных характеристик нитей Арселон, Арселон-С при длительном воздействии эксплуатационных факторов: температуры, влаги, света и атмосферных факторов, найдены коэффициенты зависимостей. Выявлено снижение механических свойств нити Арселон при длительном воздействии светопогоды и хорошая устойчивость к искусственному освещению. Для светоста-билизированной нити Арселон-С устойчивость к действию света и атмосферных факторов значительно выше.

Разрушающее напряжение при растяжении нитей типа Кевлар, не содержащих светостабилизаторов, монотонно снижается по мере увеличения экспозиции на свету (рис. 1.8) [19].

а. %

100

т облучения, ч

Рисунок 1.8. - Стойкость параарамидных нитей к действию УФ-излучения: 1 - найлон-66, 2 - СВМ, 3 - Терлон, 4 - Кевлар-49

Помимо потери механической прочности, УФ-облучение, в особенности в присутствии кислорода, вызывает изменение цвета нитей [58]. Так как нити не прозрачны, то деструкция инициируется на поверхности, приводит к появлению трещин, прогрессивному развитию хрупкости. Химическая структура исходного полимера, а также технология получения нитей могут сказываться на кинетических особенностях процесса деструкции материалов под действием света. Из данных на рис. 1.8. видно, что нить Кевлар-49 более подвержено действию УФ-излучения по сравнению с нитями СВМ и Терлон.

Нить Технора [19] сохраняет 68, 46, 34% прочности от исходной после облучения в течение 50, 80 и 110 суток. Если используются не одиночные, а скрученные или плетеные нити, канаты, веревки, толстые ткани или изделия, а также материалы, покрытые светозащитными составами, значительного падения прочности параарамидных нитей или изделий на их основе можно избежать.

Исследование воздействия атмосферных факторов на параарамидные нити также проведено в работе [48] в естественных условиях Северо-

Западного региона России в течение 180 суток весенне-летне-осеннего периода. Анализ полученных в работе результатов выявил экспоненциальную зависимость снижения прочности и удлинения при разрыве нитей от времени экспонирования образцов в естественных климатических условиях, выражаемую соответственно уравнениями (1) и (2):

Pa.JP** = (Ра, /О«*,. + А * еХрС-г/О (1Л)

= &а.т 1£исХ)ост2 + Л ' вХр(-Г/*2) (1.2)

где Рат, £ат - разрывная нагрузка и удлинение при разрыве нитей

после воздействия атмосферных факторов в течение времени т;

Р /Р £ 1е - относительные значения разрывной нагрузки

1 ал исх ' ал исх

и удлинения при разрыве после воздействия атмосферных факторов в течение времени т;

(Р /Р } (£ /е ) о - относительные значения остаточной

\гал ' исх /ост\' V я.т исх'ост2

разрывной нагрузки и остаточного удлинения при разрыве;

А,, А2, г2 - коэффициенты, зависящие от вида нити. Значения (Ра.Т/РиЛстР (вал!висх)ост2, Аи А2, Ь представлены в таблице 1.7.

Таблица 1.7. - Коэффициенты уравнений (1.1) и (1.2)

N° образца (Рал ! Рисх)ост\ А, и (8ал ! 8исх)ост2 А 2 t2

1 76,4 23,4 64,7 80,9 19,2 52,9

2 57,2 43,4 52,2 65,5 34,7 108,0

3 49,3 50,4 65,3 64,4 36,1 86,9

4 48,0 52,6 64,5 62,1 38,4 50,6

5 48,9 51,5 69,4 58,2 42,1 72,7

6 33,2 67,4 63,7 41,6 58,6 88,2

Выявлено снижение деформационных и прочностных свойств параара-мидных нитей при длительном воздействии атмосферных факторов, что не-

обходимо учитывать для изделий, эксплуатируемых на открытом воздухе, при определении предельных сроков хранения и эксплуатации.

Исследования, проведенные в работе [22], показали, что инсоляция приводит к заметному снижению свойств нитей Армос. При климатическом старении в естественных условиях нитей СВМ [17] установлено, что они сохраняют до 25% прочности и 80% удлинения при разрыве после 5 месяцев экспонирования.

Однако анализ литературы показал, что стойкость к воздействию све-топогоды на свойства высокопрочных параарамидных нитей недостаточно изучены, нет данных по воздействию светопогоды в лабораторных условиях. Обобщение и анализ данных по воздействию естественной и искусственной светопогоды с использованием существующих математических моделей для этих нитей отсутствует.

Выводы по главе

1. В настоящее время разработаны и производится широкий спектр нитей технического назначения со сверхвысокими механическими и термическими характеристиками.

2. Параарамидные нити обладают уникальными свойствами: высокой

прочностью при растяжении, высоким модулем упругости, низким разрывным удлинением, устойчивостью к действиям химических реагентов.

3. Многочисленными исследованиями структуры высокопрочных параарамидных нитей было установлено, что основным видом их надмолекулярных образований являются фибриллы, базирующиеся на пучках макромолекул, располагающихся вдоль оси. Параарамидные нити обладают высокой стабильностью размеров при действии нагрузок, приближаясь по этому показателю к металлическим и стеклянным нитям.

4. При хранении и эксплуатации изделий из параарамидных нитей под воздействием различных факторов их высокие прочностные характеристики снижаются. Длительное выдерживание параарамидных нитей в воде сопро-

вождается развитием микроорганизмов на их поверхности. Пластификация и деструкция снижают разрывные характеристики параарамидных нитей.

5. В результате воздействия солнечных лучей в волокнообразующих полимерах происходят сложные фотохимические реакции, следствием которых является разрушение нити. Разрушительное действие солнечного света усиливается при повышении влажности и температуры окружающего воздуха.

6. Исследование воздействия атмосферных факторов на параарамид-ные нити в естественных климатических условиях выявило снижение деформационных и прочностных свойств нитей.

7. Анализ литературных данных показал, что стойкость к воздействию светопогоды на свойства высокопрочных параарамидных нитей недостаточно изучена, нет данных по воздействию светопогоды в лабораторных условиях. Обобщение и анализ данных по воздействию естественной и искусственной светопогоды с использованием существующих математических моделей для этих нитей отсутствует.

Заключение диссертации по теме «Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности», Никитина, Ольга Владимировна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Литературный обзор по теме исследования подтвердил ее актуальность, связанную с разработкой методов прогнозирования механических свойств параарамидных нитей по заданным параметрам.

2. Проведено исследование влияния климатических факторов на механические свойства параарамидных нитей как отечественного, так и зарубежного производства и установлен вид функциональных зависимостей этих свойств от длительности воздействия.

3. Выявлено, что у всех исследуемых образцов с увеличением длительности инсоляции как в естественных климатических условиях, так и в искусственных наблюдается снижение механических свойств по экспоненциальному закону.

4. Проведено исследование влияния различных способов обработки нитей Русар на изменение механических свойств после воздействия светопогоды. Благодаря более упорядоченной структуре, термовытянутая и нить Русар с повышенными физико-механическими свойствами имеют более высокую прочность и стойкость к воздействию светопогоды.

5. Проведено исследование поведения параарамидных нитей под действием различных источников облучения. В качестве источников облучения использовалась естественная светопогода и приборы ПДС и Ксенотест.

6. Установлено, что прибор Ксенотест позволяет получить результаты наиболее приближенные к естественным условиях инсоляции.

7. Получены поправочные коэффициенты между различными видами воздействия светопогоды, позволяющие сравнить время инсоляции в естественных условиях, со временем испытаний на приборах искусственной светопогоды. Выявлено, что 24 часа воздействия светопошды на приборе Ксенотест соответствует 6 месяцам инсоляции в естественных климатических условиях.

8. Предложен метод комплексной оценки механических характеристик нитей Русар. Он позволяет выявить лучшую нить по совокупности механических свойств с учетом длительности воздействия светопогоды.

9. Использование метода теории подобия и анализа размерностей дает возможность существенно облегчить нахождение функционального вида многопараметрических зависимостей, включающих структурные характеристики нитей, а также количество и длительность воздействия различных факторов.

10. Полученные математические модели позволяют прогнозировать с высокой степенью точности разрывную нагрузку параарамидных нитей в зависимости от длительности воздействия светопогоды и от структурных характеристик образцов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Никитина, Ольга Владимировна, 2012 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Волохина A.B., Щетинин A.M. Сверхпрочное синтетическое волокно внивлон Н // Химические волокна, 1971 - №1 - С. 76.

2. Перепелкин К.Е., Мачалаба H.H., Будницкий ГА. Параарамиды в текстиле и композитах - высокомодульные волокнистые материалы для обеспечения надежности и безопасности // Вестник Санкт-Петербургского Государственного Университета технологии и дизайна, 2000 - №4 - С. 64-83.

3. http://www2.dupont.com.

4. http://www.teijinaramid.com.

5. Встречайте черный Twaron // http ://rustm.net/news/53 0.html.

6. Kolon Industries, www.ikolon.com

7. Перепелкин K.E. Химические волокна: настоящее и будущее. Взгляд в следующее столетие // Химические волокна, 2000 - №5 - С. 8-20.

8. Волохина A.B., Щетинин A.M. Создание высокопрочных, термо- и огнестойких синтетических волокон // Химические волокна, 2001 - №2 - С. 1418,22-28,31-36.

9. ОАО Каменскволокно - http://www.aramid.ru/.

10. Перепелкин КЕ. Современные химические волокна и перспективы их применения в текстильной промышленности // Российский химический журнал (Журнал Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2002 - т. XLVI, №1.

11. Слугин КВ., Склярова Г.Б. и др. Микрофиламентная нить Русар для средств баллистической защиты //Химические волокна, 2006 - №1 - С. 17-19.

12. Слугин КВ., Склярова Г.Б., Каширин А.К, Ткачева Л.В. Параарамидные нити Русар для композиционных материалов конструкционного назначения // Химические волокна, 2006 -№1 - С. 19-20.

13. Токарев A.B. Супер нити Hi 111 «Термотекс» // Выступление на 2-й международной конференции «Полимерные материалы XXI века», проходившей в рамках 14-й международной выставки «Химия-2007», http://newchemistry.ru/.

14. Фокина Е.В., Строганов Б.Б. Разработка технологии изготовления огнестойкого трикотажного полотна для полетных костюмов космонавтов // Технология текстильной промышленности, 2011 - № 2 (331).

15. ООО «Лирсот» - http ://www. advtech.ru/lirsot/index.htm.

16. Анализ потребления арамидного волокна и нитей в России в 2010 году // Научный центр Черноголовка, 2010.

17. Вызова Е.В. Старение параарамидных нитей под влиянием эксплуатационных воздействий. Текст.: дис. канд. техн. наук/ Е.В. Вызова. - СПб, 2003 -151 с.

18. Перепелкин К.Е. Структурные особенности высокоориентированных армирующих волокон и их влияние не предельные механические свойства // Механика композитных материалов, 1987 год - №3 - С. 387-395.

19. Кудрявцев Г.И., Варшавский В.Я. Щетинин A.M. Армирующие химические волокна для композиционных материалов - М.: Химия, 1992. - С. 236.

20. Перепелкин К.Е. Химические волокна: развитие производства, методы получения, свойства, перспективы - СПб.: РИО СПГУТД, 2008. - 315 с.

21. Волохина A.B. II Химические волокна, 1990 - №3 - С.42-49.

22. Перепелкин К.Е., Мачалаба H.H., Кварацхелия В.А.. Свойства параарамидных нитей Армос в условиях эксплуатационных воздействий. Сравнение с другими параарамидами // Химические волокна, 2001 - №2 - С. 22-29.

23. Тихонов И.В. Новые органические материалы с улучшенными потребительскими свойствами и изделия из них // Химические волокна, 1998 - №5 -С.27-32.

24. Кудрявцев Г.И., Токарев A.B., Авророва JI.B. и др. Сверхпрочное высокомодульное синтетическое волокно СВМ // Химические волокна, 1974 - №6 -С. 70-71.

25. Перепелкин К.Е. Структура и свойства волокон // М.: Химия, 1985, -С. 208.

26. Перепелкин К.Е. Прошлое, настоящее и будущее химических волокон // М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2004 - С. 208.

27. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н. Текстильное материаловедение (часть 2): Учебник для вузов. // - М.: ЛЕГКАЯ ИНДУСТРИЯ, 1964 - С. 382.

28. Ребиндер ПА. Проблемы физико-химической механики волокнистых и пористых дисперсных структур и материалов, 1967 - С. 624.

29. Dogliotti С. Effect of strain rate on the viscoelastic properties of high polymeric fibrous materials // Journal Applied Polymer Science, 1964, 8.

30. Комиссаров С. В. Изучение влияния продолжительности процесса растяжения до разрыва // Инженерный Вестник Дона, Электронный научно-инновационный журнал, 2010 г - №2 - http://www.ivdon.ru/.

31. ГОСТ 28007 Нить и жгут СВМ высокомодульные технические. Технические условия. Издательство стандартов, 1989

32. . ГОСТ 6611.2 Нити текстильные. Методы определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве. Издательство стандартов, 1987.

33. Ткачева Л. В. (ОАО «Каменскволокно») Выступление, на 2-й международной конференции «Полимерные материалы XXI века», проходившей в рамках 14-й международной выставки «Химия-2007» // http://newchemistry.ru/

34. Кварацхелия В.А. Деформационные и прочностные свойства синтетических нитей технического назначения после предварительного деформирования // Автореферат дис. на соискание ученой степ, к.т.н. - СПб, 2000.

35. Горшков А. С. Динамическая вязкоупругость синтетических нитей в начальной стадии деформирования. Автореферат дис. на соискание ученой степ, к.т.н. - СПб, 2004 - С. 178.

36. Баженов С. Л., Рогозинский А. К. Эффект роста модуля упругости волокон СВМ при растяжении в режиме релаксации напряжения // Высокомолекулярные соединения, Серия А, 2000 - том 42, №12 - С. 1-4.

37. Рыбин А.А, Бухаров C.B., Шаблыгин М. В., Слугин И. В. Дилатонный подход к оценке предельных механических свойств арамидных волокон при высокоскоростных импульсных нагрузках //Химические волокна, 2006 - №6 -С. 9-11.

38. Рыбин А.А, Бухаров C.B., Шаблыкин М. В. Предельные и разрушающий уровни механических характеристик арамидных нитей при динамическом разрыве //Химические. Волокна, 2006 - №6 - С. 12 - 14.

39. Рыбин A.A. Оценка механического поведения полимерных нитей при импульсных нагрузках // Химические волокна, 1998 - №6 - С. 50 - 52.

40. Алешин Р. Р. Разработка метода оценки деформационных свойств технических нитей в динамическом режиме. Автореферат дис. на соискание ученой степ, к.т.н. - СПб, 2008.

41. Баженов С. Л., Рогозинский А. К., Мальков С. С., Берлин А. А. Аномальная зависимость модуля упругости арамидных волокон от деформации // Высокомолекулярные соединения, 2011 - том 53, №12.

42. Любин Дж. Справочник по композиционным материалам (пер.с английского) - М.: МАШИНОСТРОЕНИЕ, 1988.

43. Федорова С. В. Сравнительный анализ деформационных свойств арамидных нитей и текстильных материалов из них. Автореферат дис. на соискание ученой степ, к.т.н. - СПб., 2010.

АА.Перепелкин К.Е, Андреева КВ. и др. Изменение механических свойств па-раарамидных нитей при термическом старении // Химические волокна, 2006 -№5-С. 44-49.

45.Андреева КВ., Моргоева И.Ю. Влияние высокой температуры на арамид-ные волокна // Санкт-Петербургский Государственный Университет технологии и дизайна - http://www.kstu.edu.ru/.

46.Перепелкин К. Е., Дресвянина E.H., Пакшвер Э. А. Термические характеристики высокопрочных и термостойких ароматических нитей // Химические волокна, 2008 - N 3 - С. 72-74.

47. Перепелкин К.Е., Пакшвер Э.А., Андреева КВ., Маланъина О.Б., Макарова P.A. Термические характеристики высокопрочных и термостойких ароматических нитей // Химические волокна, 2005 - №5 - С. 27-30.

48. Лебедева Н.П. Влияние эксплуатационных воздействий на свойства па-раарамидных нитей технического назначения. Автореферат дис. на соискание ученой степ, к.т.н. - СПб., 2007.

49. Byzova Е. V., Perepelkin К.Е., Meshcheryakova G.P. Change in the properties of high-strength fibres under the effect of soil microorganisms // Fibre Chemistry, Springer New York Consultants Bureau, 2003, - №5.

50. Перепелкин K.E, Гребенников С.Ф. и др. Сорбция водяных паров высокопрочными нитями // Химические волокна, 2007 - №5 - С 50-52.

51. Зуев Е.С. Разрушение полимеров под действием агрессивных сред // М.: Химия, 1972-С. 227.

52. Смотрина Т. В., Чулкова Ю. С., Карасев Д. В., Лебедева Н. П., Перепелкин К. Е., Гребенников С. Ф. Протонная магнитная релаксация в ароматических полиамидах при сорбции водяного пара // Журнал физической химии, 2009-том 83-№7.

53. Перепелкин К.Е., Травина Н.П. Набухание в воде параарамидных нитей технического назначения // Международная научно-техническая конференция «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (ПРОГРЕСС - 2006)» - ИГТА, Иваново, 2006.

54. Гребенников С. Ф. Молекулярная подвижность в системе высокопрочные параарамидные нити - вода // Химические волокна, 2008 - N 3 - С. 29-30.

55. Сахник М. В., Родионов В. А. Влияние влаги на разрывные характеристики полипропиленовых крученых нитей // Химические волокна, 2005 - N 1 -С. 46-47.

56. Троицкая О.В. Влияние воды на прочностные и деформационные свойства нити вниивлон // Химические волокна, 1982 - № 3 - С. 34-35.

57. Вызова Е. В., Перепелкин К. Е., Травина Н. П. Набухание и изменение свойств отечественных параарамидных нитей Армос и Русар при действии влаги // Технический текстиль, 2006 - №13.

58. Конкин А.А., Кудрявцев Г.И., Щетинин A.M. и др. Термо-, жаростойкие и негорючие волокна // М.: Химия, 1978 - С. 424.

59. «Лола» для «Союза-Аполлон» // Газета "Наука в Сибири", 2011.

60. Белицин М.И., Селезнева И.И., Медведкова Р.И. и др. Влияние светопого-ды на механические свойства синтетических и искусственных комплексных нитей // Химические волокна, 1975 - №1 - С. 32-34.

61. Горшкова С. С. Моделирование старения синтетических тканей технического назначения при естественных климатических воздействиях на аппаратах искусственной погоды. Автореферат дис. на соискание ученой степ, к.т.н. М.: МТИ, 1988.

62. Дресвянина Е. Н. Влияние эксплуатационных воздействий на свойства высокотермостойких полиоксадиазольных нитей Арселон, Арселон-С // Автореферат дис. на соискание ученой степ, к.т.н., СПб, 2008.

63. Руководство оператора по работе с универсальным испытательным комплексом «Инстрон» модель 4411.

64. ГОСТ 6611.1. Нити текстильные. Метод определения линейной плотности. Издательство стандартов, 1973.

65. ГОСТ 6611.3 «Нити текстильные. Методы определения числа кручений, укрутки и направления крутки».

66. ГОСТ 16009 - 2001. Метод определения разрывной нагрузки при разрыве волокон и элементарных нитей в жгуте петлей. Издательство Статистика, 2002.

67. ГОСТ 10681. Материалы текстильные. Климатические условия для кондиционирования и испытания проб и методы их определения. Издательство стандартов, 1975.

68. Никитина О.В., Шустов Ю.С. Исследование механических свойств па-раарамидных нитей // Материалы 63-й межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые КГТУ - производству» посвященной 50-летию полета Ю.А.Гагарина в космос 18-22 апреля 2011 года - Кострома, 2011 - С. 60-61.

69. Шустов Ю.С, Кирюхин С.М. Текстильное материаловедение: М.: Изд. КолосС, 2011 - С. 360.

70. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н., Кобляков А.И. Лабораторный практикум по текстильному материаловедению: Учебник для вузов. 2- е изд., перераб. доп. II - М.: Легкопромбытиздат, 1986.

71. Григорян В.А., Кобылкин И.Ф., Маринин В.М., Чистяков E.H. Материалы и защитные структуры для локального и индивидуального бронирования -М.: Изд. РадиоСофт, 2008 - С. 406.

72. Никитина О.В., Курденкова A.B., Антонова O.A. Исследование влияния естественной и искусственной светопогоды на разрывные характеристики параарамидных нитей Русар // Международная научно-техническая конференция «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (ПРОГРЕСС - 2008)» - ИГТА, Иваново, 2008 - С. 207.

73. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н., Кобляков А.И. Текстильное материаловедение (волокна и нити): Учебник для вузов. 2- е изд., перераб. доп.// - М.: Легкопромбытиздат, 1989 - С. 352.

74. ГОСТ 10793 Ткани хлопчатобумажные, вискозные, штапельные и смешанные. Метод определения устойчивости ткани к фотоокислительной деструкции. Издательство стандартов, 1980.

75. Антонова О.Н., Никитина О.В. Исследование физико-механических свойств высокомодульных нитей // Пятая Всероссийская научная студенческая конференция «Текстиль XXI» - МГТУ, 2006 - С. 41-42.

76. Никитина О.В., Антонова О.Н. Исследование влияния светопогоды на качество параарамидных нитей Русар. // Межвузовская научно-техническая конференция аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК - 2007)», ч. 2, - Иваново, ИГТА, 2007-С. 182-183.

77. Никитина О.В., Курденкова A.B., Антонова О.Н., Шустов Ю.С. Влияние светопогоды на механические свойства параарамидных нитей Русар // Сбор-

ник научных трудов по текстильному материаловедению. Посвящается 100-летию со дня рождения Г.Н. Кукина, МГТУ имени А.Н. Косыгина - Москва, 2007-С. 121-127.

78. Никитина О.В., Курденкова A.B., Антонова O.A. Влияние светопогоды на полуцикловые характеристики параарамидных нитей // Межвузовская научно-техническая конференция аспирантов и студентов «Молодые ученые -развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК - 2008)» - ИГТА, Иваново, 2008 - С. 170-171.

79. Никитина О.В., Шустов Ю.С., Курденкова A.B., Антонова О.Н. Исследование влияния светопогоды на механические свойства параарамидных нитей // «Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности», -2007, №2 - С. 26-28.

80. Никитина О.В., Курденкова A.B., Шустов Ю.С. Оценка качества параарамидных нитей после действия светопогоды // Ж. «Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности», - 2012, №2 - С. 15-18.

81. Никитина О.В., Шустов Ю.С., Курденкова A.B. Исследование механических свойств параарамидных нитей после воздействия искусственной инсоляции // Межвузовская научно-техническая конференция аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (ПОИСК -2011) - Иваново, 2011, - С. 148-149.

82. Проспект фирмы «Ханау» на прибор для определения светопрочности красителей «Ксенотест 150».

83. Горшкова С.С. Соловьев В.Н. Сравнение кинетики старения синтетических тканей при естественных и искусственных воздействиях светопогоды // Известия ВУЗов. Технология легкой промышленности. 1979, №2, С. 20-25.

84. Соловьев А.Н., Кирюхин С.М. Оценка и прогнозирование качества текстильных материалов - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - С. 215.

85. Шустов Ю.С. Методы подобия и размерности в текстильной промышленности - М.: МГТУ, 2002. - С. 191.

86. Курденкова A.B. Разработка методов прогнозирования физико-механических свойств хлопчатобумажных тканей после действия различных факторов износа. Текст.: дис. канд. техн. наук/ A.B. Курденкова. - М., 2006 -С. 254.

87. Никитиных Е.И. Разработка теоретических основ и методики прогнозирования характеристик старения текстильных материалов. Автореферат дис. на соискание ученой степ, к.т.н.. М.: МГТА, 1993.

88. Сееерцее H.A., Шолкин В.Г., Ярыгин Г.А. Статистическая теория подобия. Надежность технических систем // М.: «Наука», 1986. - С. 205.

89. Шустов Ю.С., Курденкова A.B. Разработка методов прогнозирования физико-механических свойств хлопчатобумажных тканей: Монография. // М.: МГТУ им. А.Н.Косыгина, 2006. - С. 208.

90. Никитина О.В., Шустов Ю.С. Прогнозирование разрывной нагрузки па-раарамидных нитей // Сборник научных трудов аспирантов. Вып. 17 -ФГБОУ ВПО «МГТУ им. А.Н.Косыгина», 2011. - 124С.

91. Никитина О.В., Курденкова A.B., Шустов Ю.С. Прогнозирование разрывной нагрузки параарамидных нитей Русар в зависимости от длительности воздействия естественной светопогоды // Ж. «Дизайн и технологии», - 2012, №28 - С. 27-30.