19.Производство высокопрочных волокон на основе лестничных полимеров.

19.Производство высокопрочных волокон на основе лестничных полимеров.
Большинство существующих конструкционных полимерных материа лов обладает недостаточной прочностью и низкой теплостойкостью (ниже 200° С), что ограничивает их использование в авиации, ракетной технике, энергетике и других областях. Поэтому понятно то исключительно важное значение, которое придается созданию термостойких полимеров, т. е. по лимеров, сохраняющих длительное время основной комплекс физических свойств, в первую очередь прочностные характеристики, при температуре выше 200° С. Среди термостойких полимеров наиболее перспективны орга нические, построенные из чередующихся бензольных колец и гетероцикли ческих звеньев (бензоксазола, бензтиазола, бензимидазола, оксдиазола, триазола и др.).
За последние годы было создано много типов гетероциклоцепных поли меров, которые благодаря наличию в своей структуре ароматических ко лец и гетероциклических звеньев обладают высокими температурами раз мягчения (плавления) до 500—600° С и выше. Однако для таких поли меров характерна большая жесткость цепи, они нерастворимы в широко распространенных растворителях и являются тугоплавкими, что затруд няет их переработку в изделия (пленки, волокна, пластмассы) и тем са мым ограничивает область практического использования.
Для улучшения плавкости и растворимости и, следовательно, упро щения переработки полимера в изделия в полимерную цепь вводятся гиб кие звенья (например, метиленовые группы), увеличивающие подвиж ность цепи. Однако теплостойкость при этом снижается.
Решить эту очень важную и трудную проблему — получение одновре менно термостойкости и эластичности — удалось только благодаря созда нию двухстадийных приемов синтеза термостойких полимеров. На первой стадии с помощью новой технологии получают растворимые и плавкие форполимеры, которые легко перерабатываются в изделия: пластмассы (прессование); волокна (формование) или пленки (отливка). На второй стадии эти изделия подвергают термообработке, т. е. нагревают в опреде ленном режиме, в результате чего они приобретают свойства нераство римости, неплавкости, устойчивости к действию высоких температур, ме ханической прочности, радиационной и химической стойкости.
Для достижения высокой термостойкости необходимо, чтобы полимеры содержали в своей основной цепи циклы, а радикалы, входящие в состав циклов (с атомами азота, углерода, кремния, фосфора и др.), не имели подвижных атомов (водорода) или групп (альдегидных, амидных и др.), обуславливающих процессы деструкции полимерной цепи. Этим объяс няется большой интерес, проявляемый в последнее время к так называе мым лестничным полимерам, у которых полимерные цепи полностью включены в состав циклов; атомы элементов (кремния, углерода, кислоро да) находятся в узлах решетки, придавая всей полимерной молекуле ис-