Влияние агрессивных сред и температуры на механические свойства параарамидных нитей

А.Б. Степанова, аспирант

Руководители: проф. Г.Г. Лебедева; д.т.н., проф. Г.П. Мещерякова

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна»

Несмотря на высокую себестоимость, высокопрочные параарамидные нити широко используются в различных областях науки и техники.

При эксплуатации в условиях одновременного воздействия как высоких нагрузок, так и агрессивной среды, происходит постепенное химическое старение, и, соответственно, изменение механических свойств материалов. В связи с этим, изучение термо- и хемостойкости параарамидных нитей, эксплуатируемых в экстремальных условиях, является актуальным.

В качестве объектов исследования выбраны нити СпПФОФТА и на основе ПФТА. В качестве реагентов были выбраны 10 %-ные растворы H₂SO₄ и NaOH, время воздействия составило 24, 72, 120 и 168 часов. Хемостойкость нитей определяли по степени сохранения механических характеристик, выраженных в процентном отношении к их исходным значениям.

Прочностные и деформационные свойства нити СпПФОФТА, после воздействия агрессивной среды, не претерпевают значительных изменений, а в некоторых случаях повышаются. Особенно это выражено при воздействии температуры в течении 72 и 120 часов, что свидетельствует об изменении структуры нитей. Для нити ПФТА происходит более выраженный процесс химического старения. При воздействии 10 %-ным раствором H₂SO₄ в течение 120 часов показатели прочности и удлинения значительно уменьшаются. Однако, после 168 часов воздействия данной агрессивной среды, прочность и удлинение увеличиваются и достигают практически тех же показателей, что и при 72 часах. Это связано со структурными изменениями нитей ПФТА при длительном температурном воздействии. При воздействии 10 %-ного раствора NaOH прочностные показатели, в зависимости от времени воздействия практически не изменяются.

В процессе эксплуатации параарамидные нити могут подвергаться одновременному воздействию агрессивной среды и температуры.

В качестве объекта исследования была выбрана нить СпПФОФТА.

Термосостаренная нить подвергалась воздействию 10 %-ных растворов H₂SO₄ и NaOH, С₆Н₆ (бензол) и С₃Н₆О (ацетон).

При воздействии агрессивной среды на термосостаренную нить СпПФОФТА потеря прочности при действии органических растворителей составляет 50 % при времени воздействия 75 часов. Тем самым время надежной эксплуатации при суммарном воздействии температуры и агрессивной среды существенно ниже, чем при отдельном термическом или химическом воздействии.