3 Полиамидоимидные волокна

3 Полиамидоимидные волокна

Полиамидоимидпые волокна с длительной работоспособностью до 260 °С выпускаются с 1971 г. фирмой «Rhone Poulenc» (Фран¬ция) под названием «Кермел». Исследовательские работы в этом направлении были начаты в 1963 г. При взаимодействии ангидри¬да тримеллитовой кислоты, полученного из триметилбензола, с диизоцианатами, преимущественно с дифенилметандиизоцианатом, и диаминами в диметилформамиде и диметилацетамиде получают полиамидоимид. Из профильтрованного раствора можно формовать волокно сухим или мокрым методом.
Сухое формования проводят в обогреваемой вертикальной ко¬лонне. Растворитель нагревается током горячего газа выше темпе¬ратуры кипения, испаряется и регенерируется. Сушка волокна про¬водится при 240 °С и остаточном давлении 1 - 50 мм. рт. ст. Осадительной ванной при мокром формовании служит смесь рас¬творитель — вода, например N-метилпирролидон - вода в соотношении 30 к 70 соответственно. Полученное в начале гель-волокно вытягивается в 1,5 раза, промывается и высушивается. Для повышения степени упорядочен¬ности волокно подвергают вытяжке в 4—7 раз при 380 °С. Фирма «Rhone Poulenc» выпускает волокна Кермел 201, 203 и 233, а также штапельное волокно Кермел 234. Прочность при растяжении волокна составляет 25 и 60 г/текс, относительное удли¬нение при разрыве 10—20 %, модуль упругости 500 - 900 г/текс.
В таблице 2 приведены данные о свойствах полиамидоимидного волокна Кермел. Волокно разлагается па воздухе при температуре выше 380 °С. Потеря массы через 2 ч. при 350 °С на воздухе состав¬ляет 5 % и при 380°С — 8 - 10%. Полиамидные волокна с имидными циклами в цепи имеют длительную температуру эксплуата¬ции при 260 °С. Остаточная прочность после 1000 ч. работы при этой температуре составляет 80 % для Кермел 201 и 40 % для Кермел 203.

Таблица 2 – Свойства полиамидоимидных волокон

Показатель Непрерывное волокно марок Рубленое волокно марки 234
201 203
Плотность, г/см3 1,39 1,34
Прочность при растяжении, г/денье
при 177 оС
при 260 оС
при 177 оС через 300 ч.
при 177 оС через 1000 ч.
при 260 оС через 30 ч.
при 260 оС через 1000 ч. 50-60
30
25
45-50
45-50
45-50
35-40 45-50

18

40

20 40-45
20
15
20-25
20
10-15
5
Относительное удлинение при разрыве, %
8-10
12
16-20
Начальный модуль, г/текс 960 500
Водопоглащение при 22 оС и 65 % отн. влажности, %
2,1
2,2
3,4
Усадка, %
10 мин. на воздухе, 150 оС
5 мин. в воде, 100 оС
0
0
0,2
0,4
0,2

Так же как полиамиды, полиамидоимиды нестойки к действию УФ-лучей. Они негорючи, при контакте с открытым пламенем на воздухе только коксуются, причем без выделения токсичных газов. Кислородный индекс (минимальное количество кислорода, при ко¬тором материал воспламеняется) составляет 21 %. В нейтральных средах полиамидоимидные волокна устойчивы к гидролизу. Через 50 ч. пребывания в воде при 160 °С потеря прочности волокна Кер¬мел 203 составляет 35%. Вследствие недостаточной гидролитиче¬ской стойкости имидных циклов полиамидоимидные волокна разру¬шаются в щелочных средах, особенно при нагревании.
Основными направлениями использования полиамидоимидных волокон является применение их для отделки кабин самолетов, в фильтрах для разделения горячих газов или расплавлен¬ного свинца, в виде волокон для упрочнения бумаги электроизоля¬ционного назначения или абляционных материалов. Из них изго¬тавливают защитную одежду для пожарников и летчиков, спец¬одежду для работающих в стекольном производстве, металлургии, нефтехимии. Окрашивание полиамидоимидных волокон можно про¬водить при высокой температуре в присутствии сшивающих агентов. Поликонденсацией в растворе пиромеллитового диангидрида, гидразида n-аминобензойной кислоты и терефталоилхлорида получают полиамидокислоту с гидразидными группами, из которой вырабатывают волокно мокрым формованием (осадительная ванна диметилацетамид - роданид кальция или смесь диметилацетамид - этанол - глицерин). В результате термической или химической циклодегидратации получают термостойкие волокна с оксадиазольными циклами в цепи. С 1972 г. фирма «Teijin» (Япо¬ния) начала промышленное производство полиамидоимидных во¬локон.