Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 23 - Polyesterfibrer, av Sven Sönnerskog
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
viktsnivå, behöver man bara tillsätta en
högkokande envärd alkohol, såsom cetanol, eller
en monoester, oktylbensoat. Den erhållna
me-delpolymerisationsgraden är direkt beroende
av mängden tillsatt "regulator".
Polyestern som fiberbildare
Man brukar i praktiken skilja mellan
högpoly-merer av elastisk, plastisk och fiberbildande
typ med hänsyn till användningssättet.
Syntetfibern i allmänhet har emellertid ej en enda
unik egenskap som skiljer den från plaster och
gummi. Vissa av dess egenskaper är dock
mera iögonfallande än andra och kan sägas
vara önskvärda eller rent av minimikrav i
fysikaliskt hänseende, nämligen
kristallisa-tionsförmåga, hög smältpunkt
(mjukningspunkt), begränsad löslighet, böjlighet och
dragstyrka, elasticitet och låg plasticitet.
Det bereder ingen svårighet att utöka en dylik
önskelista. Färgbarhet samt resistens mot
värme och ljus ingår givetvis som önskvärda
egenskaper hos den ideala fibern, men man bör
erina sig, att samtliga nämnda makroskopiska
egenskaper dock i sista hand beror på den
valda kemiska sammansättningen.
Ett försök att återföra fiberegenskaperna på
molekylära storheter är förenat med stora
svårigheter, dock vet man, att ingående
strukturelement spelar en avgörande roll, likaså
poly-merens molvikt och moiviktsfördelning samt
dess form och tillstånd i smälta. Tyvärr
överskuggas nämnda faktorers inflytande av
praktiska detaljer vid formgivning och
efterbehandling, varför man i lika hög grad måste betrakta
fiberbildningen som ett reologiskt fenomen.
Antag att polymeren bildats genom
kondensation vid en temperatur över smältpunkten,
utan tillsats av lösningsmedel eller inerta
kemikalier. Smältan är i termodynamisk jämvikt
ar-mer + y-mer (x + y)-mer
x, y = 1, 2, 3 ... n
och är alltså en homogen, stabil vätskefas med
hög viskositet.
Det erbjuder i allmänhet inga svårigheter av
mekanisk art att överföra en sådan smälta i
trådform vid avsvalning. Det är betydligt
svårare att undvika trådbildning vid dess
sprut-ning under tryck genom en spinndysa, då dess
uppträdande i hög grad liknar smält glas eller
sirap. Den erhållna tråden blir dock lätt amorf
liksom smältans själv, och kan primärt
betecknas som en underkyld vätska.
Molekylorientering och kristallisation måste därför
underlättas genom sträckning och avsvalning enligt
ett reglerat mönster.
De enskilda trådarna i fiberknippet bör ligga
glest och uppsamlas under spänning i en
luftström av konstant temperatur och definierad
fukthalt. Den grad av kristallinitet som härvid
utbildas, är av utslagsgivande betydelse för
fiberns slutliga prestanda, även om den får
genomgå efterbehandlingar av skilda slag.
Kristallisationsgraden beror emellertid även
av den sferiska uppbyggnaden hos ingående
strukturenheter, dvs. av dessas symmetri,
stelhet och med atomgrupperingen förknippade
in-termolekylära krafter. Enkelhet i byggnad
befrämjar fiberbildningsförmågan, likaså
frånvaron av voluminösa substituenter utefter
molekylkedjorna. Självfallet är det fördelaktigt att
reducera strukturelementens antal till ett
minimum. Sampolymerisat kristalliserar sämre än
motsvarande homopolymerer.
Utbildandet av omväxlande kristallina och
amorfa områden, orienterade längs fiberaxeln,
är ett nödvändigt villkor för uppnående av hög
draghållfasthet och elasticitet. Graden av
kristallinitet kan uppgå till över 50 % utan att
materialet förlorar sin fiberkaraktär, men de
kristallina områdena bör vara små
(mikrokristallin struktur) och likformigt fördelade.
Fibern är då transparent.
En så hög grad av ordning uppnås inte
primärt vid den tidigare skisserade
smältspin-ningen, även om polymersmältan själv, på
grund av sin sammansättning, uppvisar hög
kristallisationstendens. Den är från början
iso-trop, och ett ökande ordningstillstånd utbildas
endast obetydligt genom strömningsorientering,
vilket innebär, att kristalliniteten kan vara till
fyllest, men att kristalliterna bildar alla
möjliga vinklar med fiberriktningen. De måste
därför orienteras ytterligare genom en plastisk
deformation (kallsträckning).
Valet av arbetstemperatur för denna
operation bestämmes av polymerens kemiska
sammansättning. Varje termoplastisk polymer visar
ett temperaturområde där man kan iaktta en
tydlig ändring av specifika värmet, dvs.
uppkomst av nya frihetsgrader. Det är emellertid
inte fråga om en fasomvandling; ingen
kristallin fas försvinner som vid smältpunkten
(första ordningens omvandling), varför man
lämpligen betecknar fenomenet som en
omvandling av andra ordningen.
Denna omvandling sker inom ett
temperaturområde där molekylerna lättare kan röra sig
inbördes vid en applicerad skjuvspänning. Det
är uppenbart, att orientering genom sträckning
bör utföras strax ovanför sagda temperatur.
Man kan förlänga fibern upp till 450 % genom
plastisk deformation utan att den brister.
Härvid sker en stark orientering, och fibern får
större hållfasthet och en definierad brottgräns.
Alifatiska polyestrar kan i allmänhet sträckas
vid rumstemperatur, men ett flertal aromatiska
polymerer, t.ex. polyetentereftalat, måste
värmas till ca 80°C. Andra
omvandlingstemperaturen hos sistnämnda polymer ligger nämligen
vid 64° G7.
Skillnaden i termoplasticitet motsvaras av en
skillnad i ämnenas smältpunkter och kan
återföras till den skillnad i smältentropi som
existerar mellan en alifatisk och en aromatisk
poly-estermolekyl. Potentialbarriären för fri
rotation med avseende på kol-kolbindningar är
högre i det senare fallet, men i övrigt är de
intermolekylära krafterna av samma natur.
Polyetenadipat smälter vid 50°C och poly-
TEKNISK TIDSKRIFT 1958 5 79
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
