Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

Изменение размеров ОКР (L<p=о°), межплоскостного расстояния (d 9 =0°) и параметра текстуры (Z) материала ПАН-волокна в процессе двухстадийной термостабилизации при предварительной ТМО в течение 5 мин при 200 °С Таблица 1 Т, °С Продолжительностьобработки, мин L, нм d, ангстрем Параметр текстуры Z, ° ОКР1 ОКР3 ОКР1 ОКР3 Исходное ПАН-волокно 1 1 ,1 2 ,8 5,286 3,348 3,95 2 0 0 5 15,9 2,5 5,220 3,256 3,8 265 10 17,8 1,9 5,261 3,335 3,4 2 0 15,0 1,7 5,236 3,376 3,8 30 13,8 2,3 5,249 3,390 3,9 40 9,7 2,5 5,281 3,456 4,2 60 6 ,2 1 ,8 5,258 3,461 5,0 1 2 0 5,2 1 ,6 5,283 3,465 5,1 180 0,9 1,5 5,345 3,478 - Таблица 2 Изменение размеров ОКР (L<p= 0 °), межплоскостного расстояния (d 9 = 0 °) и параметра текстуры (Z) материала ПАН-волокна в процессе двухстадийной термостабилизации при предварительной ТМО в течение 15 мин при 200 °С Т, о С Продолжительность обработки, минтель L, нм d, ангстрем Параметр текстуры Z, ° ОКР1 ОКР3 ОКР1 ОКР3 Исходное ПАН волокно 1 1 ,1 2 ,8 5,286 3,348 3,95 2 0 0 15 14,2 1,9 5,200 3,215 3,8 265 10 17,3 2 ,6 5,233 3,278 3,4 2 0 15,8 1 ,8 5,226 3,325 3,6 30 1 0 ,8 2 ,2 5,270 3,444 4,0 40 9,4 2 ,1 5,267 3,458 4,5 60 7,5 2 ,0 5,288 3,429 5,3 1 2 0 4,1 1 ,8 5,331 3,483 - В процессе термостабилизации на второй стадии при 265 °С наблюдается активное увеличение длины жгутика. Так, величина Ш0 возрастает на ~5 % после 5 мин термообработки (предварительная термостабилизация в течение 5 мин при 200 °С) — рис. 1. У волокна, прошедшего первую ступень ТМО в течение 15 и 30 мин, Ш0 увеличивается на 4 и ~2,5 % соответственно. ПАН-нить становится более текстурированной, параметр Z уменьшается до ~3,4 °. Дальнейшая изотермическая термостабилизация сопровождается усадкой жгутика. При этом увеличение продолжительности ТМО при 200 °С активизирует этот процесс, усадка нити заканчивается уже через —120 мин. Величина Ш0 в конце термостабилизации составляет 0,95 и 0,92 для нитей прошедших предварительную термообработку в течение 15 и 30 мин соответственно. Более активное изменение текстуры ПАН-материала наблюдается у волокна, прошедшего предварительную ТМО в течение 5 мин при 200 °С, параметр Z материала начинает резко увеличиваться после 10 мин при 265 °С. По истечению 60 мин ТМО величина Z составляет —5,0 ° и в дальнейшем практически не изменяется вне зависимости от продолжительности предварительной термостабилизации (рис. 2 ). Результаты относительного изменения линейных размеров ПАН-жгутика в процессе ТМО несколько отличаются от опубликованных ранее [4]. В [4] отмечается, что Ш0 на первом этапе изотермической стабилизации при 200 °С в течение 10 мин составило —2 % (в нашем случае I/I 0 —1 %). В процессе ТМО при 265 °С наблюдалась первоначально вытяжка жгутика на —5 %, затем происходила усадка, которая составила —15 %. Наблюдаемые отличия изменения 1/10 (продолжительность ТМО при 200 °С 10 мин) и текстуры ПАН, опубликованные в [4], от приведенных в данной работе обусловлены тем, что эксперимент выполнен на ПАН­ волокнах той же партии, но подвергнутых естественному старению при нормальных условиях в течение 2 лет. Рентгеновская дифракционная картина такой ПАН-нити также отличается от приведенной в [4]. Характерный для структуры ПАН дифракционный максимум 010 в основании стал уже (рис. 3) и описывается функцией Лоренца. В прошедшем естественное старение ПАН-волокне не фиксируется дисперсная компонента ОКР2, размеры которой составляют — 1,5 нм [3, 4]. Материал нити стал более текстурирован, параметр Z уменьшился на 20 %, до 3,95 градуса. 769