автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Разработка методов оценки и исследование показателей качества и характеристик надежности термостойких волокон и нитей

РГ5 ОД

На правах рукописи

УДК 677.017.44:677.071.63

ГРИДНЕВА ТАТЬЯНА ЮИАЙЛОВНА

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА И ХАРАКТЕРИСТИК НАДЕЖНОСТИ ТЕРМОСТОЙКИХ ВОЛОКОН И НИТЕЙ

Специальность 05.19.01 - Материаловедение (текстильное, кожевенно-ыеховое, обувное, швейное)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1996

Работа выполнена на кафедре текстильного материаловедения в Московской государственной текстильной академии имени А.Н.Косыгина.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор С.М.Кирюхин

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор В.А.Усенко

кандидат технических наук, доцент А.Ф.Давыдов

Ведущее предприятие: научно-производственное объединение "Шелк"

Защита состоится "М " аМ)Щ/ 1996 г.

в 40 часов на заседании диссертационного совета К 053.25.02 в Московской государственной текстильной академии имени А.Н.Косыгина.

Адрес: 117818 Москва, М.Калужская, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московской государственной текстильной академии имени А.Н.Косыгина.

Автореферат разослан "М " илйл/ 19Э5 г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н., доцент '

АННОТАЦИЯ

В диссертационной работе изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований, проведенных с целью разработки методов оценки и исследования показателей качества и характеристик надежности термостойких волокон и нитей. Работа выполнялась на кафедре текстильного материаловедения Московской государственной текстильной академии им.А.Н.Косыгина в соответствии с Планом ГКНТ СССР и Совета Министров СССР по решению научно-технической проблемы 0.37.01 на период 1988-1991гг. и по госбюджетной тематике кафедры текстильного материаловедения на период с 1991- 1995 гг.

В работе проанализированы производство и применение, структура и свойства, существующие методы оценки показателей качества и характеристик надежности термостойких волокон и нитей. Научно-обоснована и выбрана номенклатура определяющих показателей качества термостойких волокон и нитей, позволяющая проводить оценку свойств как на стадии массового производства продукции, так и при разработке и исследовании нового ассортимента материалов.

Разработаны и уточнены методики оценки показателей качества углеродных волокон, позволяющие оценить их характеристики строения и деформационно-прочностные свойства при однократном растяжении.

Разработаны методики оценки показателей качества и характеристик надежности термостойких волокон, элементарных и комплексных нитей. Исследованы свойства.новых видов термостойких волокон и нитей. Определены основные характеристики надежности показателей качества термостойких волокон и нитей.

С использованием разработанных методов оценки качества термостойких волокон и нитей и проведены исследования определяющих показателей качества и характеристик надежности термостойких волокон и нитей.На основе исследований выбран оптимальный технологический режим производства новых полимерно-пековых волокон.

Автор защищает:

- впервые предлагаемую номенклатуру определяющих показателей качества термостойких волокон и нитей;

- новые разработанные методы оценки показателей качества и характеристик надежности термостойких волокон и нитей;

-. результаты экспериментальных исследований по определению и оценке характеристик надежности термостойких волокон и нитей;

- результаты исследований по выбору оптимальных режимов производства новых полимерно-пековых волокон.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ . Актуальность работы. Проблема улучшения качества и расширение ассортимента термостойких волокон и нитей находится в центре внимания их разработчиков и производителей. Эти волокна и нити обладают целым рядом уникальных свойств, а именно высокой прочностью, большим модулем упругости, термо- и хемостойкостыо, электропроводностью и т.д.

В настоящее время нет научно-обоснованной номенклатуры определяющих показателей качества термостойких волокон и нитей. Отсутствуют стандартные методы определения показателей качества термостойких волокон и нитей. Существенным недостатком в методах оценки качества термостойких волокон и нитей является отсутствие использования характеристик, позволяющих более полно и объективно оценить исследуемые свойсва.

Все это обуславливает необходимость научно-обоснованного выбора номенклатуры определяющих показателей качества термостойких волокон и нитей, разработки и совершенствовании методов оценки показателей качества и характеристик надежности, а также исследовании их свойств, что будет способствовать улучшению качества и рациональному использованию термостойких волокон и нитей.

Целью работы является разработка методов оценки определяющих показателей качества и исследование свойств термостойких волокон и нитей.

В работе были поставлены и решены следующие основные задачи:

- анализ существующих методов оценки свойств термостойких волокон и нитей;

- выбор номенклатуры определяющих показателей качества тер-

мостойких волокон и нитей;

- разработка методов оценки качества и надежности термостойких волокон и нитей;

- исследование показателей качества и характеристик надежности термостойких волокон и нитей.

Методика исследований. Для решения поставленных задач был проведен анализ литературы по оценке качества термостойких волокон и нитей, изучена нормативно-техническая документация на методы их испытания.В работе применялись современные методы теоретических и экспериментальных исследований, в частности, методы квалиметрии, современные методы текстильного материаловедения, элементы теории вероятности, методы математической статистики. Обработка результатов проводилась с использованием ЭВМ.

В качестве объектов исследования были выбраны около 50 образцов углеродных волокон, полученных по новой технологии, и термостойкие элементарные и комплексные нити.

Научная новизна работы заключается в следующих теоретических и экспериментальных положениях:

- впервые разработана научно-обоснованная номенклатура определяющих показателей качества термостойких волокон и элементарных нитей;

- разработана методика оценки показателей качества углеродных волокон;

- разработана методика оценки характеристик надежности показателей прочности текстильных волокон и нитей;

- разработана методика оценки показателей качества и характеристик надежности термостойких элементарных и комплексных нитей;

- проведено исследование показателей качества и характеристик надежности термостойких волокон и нитей;

- установлено влияние параметров технологических процессов получения углеродных волокон из полимерно-пековой композиции.

Практическая ценность работы. Разработанные и усовершенствованные методы позволяют оценить качество термостойких волокон и нитей на стадии разработки и при промышленном производстве, а также при создании нового ассортимента термостойких волокон и нитей с улучшенными свойствами. Полученные в работе результаты определения основных показателей качества и характеристик надеж-

ности позволили более полно и объективно оценить свойства термостойких волокон и нитей, а также прогнозировать поведение этих волокон и нитей при переработке и эксплуатации.

Разработанные методики по оценке характеристик надежности показателей прочности позволили дать рекомендацию! по выбору параметров технологического режима получения углеродных волокон на основе полимерно-пековой композиции. На основе этих рекомендаций выпущена опытная партия углеродных волокон на основе полиыер-но-пековой композиции.

Разработанные методики утверждены и рекомендуются к внедрению на всех предприятиях-производителях термостойких волокон и нитей, а также для включения в нормативно-техническую документацию на номенклатуру показателей качества и методы испытаний данного вида изделий.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены:

- на XII Всесоюзной научной конференции по текстильному материаловедению (г.Киев, 1988 г.);

- на научно-практической конференции молодых исследователей (г.Ташкент, 1991 г.);

- на научно-практической конференции (г.Киев, 1991 г.);

- на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Московской государственной текстильной академии ( 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995 г.г.);

Основное содержание диссертации опубликовано в 5 работах.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов и рекомендаций по работе, списка использованных источников литературы и приложения. Объем диссертации - 295 страниц машинописного текста, из них 37 рис., 53 таблицы, приложения на 55 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, ее научная новизна и практическая значимость. Сформулированы цели и задачи исследований.

Первая глава посвящена аналитическому обзору отечественной

и зарубежной литературы по производству и применению термостойких волокон и нитей, изучению их структуры и свойств, методам оценки качества и исследований термостойких волокон и нитей.

Изучение и анализ литературных данных показал, что термостойкие волокна и нити обладают целым рядом уникальных свойств и находят самое широкое применение в различных отраслях промышленности. Установлено, что кавдый из типов термостойких волокон и нитей имеет свои преимущества и недостатки. Термостойкие волокна и нити могут быть получены из большого числа исходных материалов.

Анализ нормативно-технической документации на методы испытания термостойких волокон и нитей позволил установить, что на термостойких волокна и нити отсутствует научно-обоснованная номенклатура определяющих показателей качества. Оценка показателей качества термостойких волокон и нитей проводится, в основном, по техническим условиям на эти материалы и методикам, не учитывающим их специфические свойства. Создание новых видов термостойких волокон и нитей требует исследования свойств этих материалов, уточнение имеющихся методик и создания новых для оценки их качества. Недостатком существующих методик по оценке качества термостойких волокон и нитей является отсутствие в них определение основных характеристик надежности по показателям их качества.

С учетом проведенного анализа намечен круг вопросов, подлежащих решению в данной работе.

Во второй главе проведены исследования по выбору номенклатуры определяющих показателей качества и характеристик надежности термостойких волокон и нитей.

Выбор номенклатуры определяющих показателей качества проводился путем анализа существующей нормативно-технической документации на термостойкие волокна и нити, а также с использованием экспертного метода. Для этого была предварительно построена схема взаимосвязи факторов, определяющих качество термостойких волокон и нитей - схема Исикава (рис.1), составлена анкета и проведен экспертный опрос. В качестве экспертов были выбраны специалисты ведущих предприятий в этой области.

Статистическая обработка экспертных оценок сводилась к подсчету коэффициента конкордации И, определяющего согласованность мнений экспертов, оценке его значимости по критерию „-С" и

Факторы, влияющие на качество термостойких волокон и элементарных нитей

Исходное сырье

ПАН волокна

Вискозные волокна

Жидкокристаллические пеки

Обычные пеки

Технология производства

Вытяжка

Скорость формования

Вытяж-1 Вре-ка 1 мя

Температура

Карбонизация

Надмолекулярная структура

Форма поперечного сечения

Дефекты

Диаметр-

Линейная плотность

Длина

Коэфф.вариации по показат. указ.хар.

Структура волокон и элементарных нитей

Удельная разрывная нагрузка

Разрывн.напряж.

Удельная работа разрыва

Начальный модуль жесткости

Коэфф.вар.по пок

Геометрические свойства

Относительное разрывное удлинение

Компоненты полной деформации

Коэффициент вариации по показателям указанных характерно.

Выносливость при

различных типах деформации

Температура

Время

Вытяжка

Окисление

Темпе- IВре-ратура |мя

Графитация

Хемостой-кость

Термостойкость

Гигроскопические свойства

Электрические свойства

Вероятность!

безотказной

работы

Интенсивность отказов

Гамма-процентный ресурс

Механические свойства

||Физические| свойства

Рис.1

Качество термостойких волокон и элементарных нитей

Надежность показателей II

определению коэффициентов значимости (г!) оцениваемых показателей.

Установлено, что существуют значительные различия в свойствах термостойких волокон и нитей, поэтому номенклатура основных показателей качества выбиралась для высокопрочных и высокомодульных, средне и низкомодульных волокон и элементарных нитей раздельно. Коэффициент конкордации для всех видов термостойких волокон и элементарных нитей являлся существенно значимым и составлял для высокомодульных и высокопрочных термостойких волокон и элементарных нитей - 0.70, а для средне и низкомодульных -0.79.

В результате исследований из 22 показателей качества наиболее значимыми для высокомодульных и высокопрочных термостойких волокон и элементарных нитей являются 9 показателей: разрывное напряжение (0.09).разрывная нагрузка одиночного волокна и коэффициент вариации по ней (0.08), модуль упругости вдоль оси волокна (0.08), удельная плотность (0.07), адгезионная прочность связи со связующим (0.07), линейная плотность (или площадь поперечного сечения) (0.07), коэффициент вариации по линейной плотности (0.07), удлинение при разрыве одиночного волокна и коэффициент вариации по нему (0.06), разрывная нагрузка в петле (0.05); для средне и низкомодульных термостойких волокон и элементарных нитей - 11 показателей:разрывная нагрузка одиночного волокна и коэффициент вариации по ней (0.09), разрывное напряжение (0.09), удлинение при разрыве одиночного волокна и коэффициент вариации по нему (0.08), линейная плотность (или площадь поперечного сечения) (0.07), неровнота по линейной плотности (0.06), выносливость при многократном изгибе (0.06), выносливость при многократном растяжении (0.06), разрывная нагрузка в петле (0.06), модуль упругости вдоль оси волокна (0.06), фактическая влажность (0.05), удельное объемное электрическое сопротивление при 20°С (0.05).

Выбор характеристик надежности осуществлялся по методике, в соответствие с которой материалу присваивается четырехзначное число, каждая цифра которого выбирается в зависимости от следующих факторов: особенности его конструкции (ремонтируемые или перемонтируемые изделия), характер ограничения длительности эксплуатации (до отказа,до окончания выполнения требуемых функций),

факторы временного режима использования (непрерывный, циклически регулярный), доминирующий фактор последствий отказа (факт отказа).

В качестве характеристик надежности механических свойств термостойких волокон и нитей были выбраны: - вероятность отказов:

где f(х) - плотность вероятностей или дифференциальная функция распределения.

В результате проведенных исследований была выбрана номенклатура определяющих показателей качества всех видов термостойких волокон и элементарных нитей с учетом характеристик надежности.

В третьей главе представлены результаты разработки и совершенствования методов измерения и оценки показателей качества и характеристик надежности термостойких волокон и нитей.

В качестве объектов исследования были выбраны 45 образцов полимерно-пековых волокон, полученных по новой технологии и 4 варианта термостойких элементарных и комплексных нитей серийного производства: сиан, СВМ, аримид, фенилон.

Разрабатывались и уточнялись методики отбора проб и подготовки их к испытанию с последующим определением следующих показателей: диаметр, разрывная нагрузка одиночного волокна, удлинение при разрыве, разрывное напряжение, начальный модуль относительной жесткости, работа разрыва.

Подготовка к испытанию включает в себя заклеивание волокна в рамочку и определение его диаметра. Наклеивание волокон в рамочки применяется для углеродных волокон.Исследование исходных и

(1)

- вероятность безотказной работы:

Р(х)= 1 - F(x)

- интенсивность отказов:

f(x)

Л(х)=-------.

РСх)

(2)

(3)

волокон после процесса окисления проводили без заклеивания в рамочки. Диаметр_углеродных волокон определялся оптическим методом с использованием электронного микроскопа.

Для определения прочностных и деформационных свойств в работе был дан анализ использования универсальной разрывной машины фирмы "Инстрон" и электронной разрывной машина ЕМ-27. Проведенные исследования показали, что между показателями, полученными с этих разрывных машин существует тесная корреляционная связь, поэтому их можно использовать для определения показателей прочности и деформации термостойких волокон и нитей.

В работе дается выбор времени разрыва углеродных волокон (5 -15 сек), окисленных и исходных (20±2) сек.Разрывные характеристики волокон, как и других твердых тел, значительно изменяются в зависимости от зажимной длины. Расстояние между зажимами разрывной машины для углеродных и окисленных волокон принимали равным (10+1) мм.В зависимости от целей исследования можно использовать различные зажимные длины для определения показателей прочности углеродных волокон (10,20,30 и т.д.). Исследуемые углеродные волокна по разрывной нагрузке и удлинению при разрыве имеют большую неравномерность, поэтому при их испытании необходимо отбирать не менее 50 образцов.

В работе был предложен метод определения разрывного напряжения по средним показателям разрывной нагрузки и диаметра углеродных волокон и для каждого волокна по его разрывной разрывной нагрузке и диаметру для последующего определения законов распределения разрывного напряжения. Были определены также работа разрыва и начальный модуль относительной жесткости углеродных волокон.

По результатам проведенных исследований была разработана и утверждена методика оценки показателей качества углеродных волокон.

В работе была разработана методика оценки характеристик надежности показателей прочности текстильных волокон и нитей. В методике предлагается определение характеристик надежности проводить с использованием параметров законов распределения исследуемых показателей. Законы распределения предлагается определять исходя из физической сущности процесса разрушения. Рекомендуются следующие законы распределения: нормальное распределение исполь-

зуется для результатов определения диаметра волокон и элементарных нитей, разрывной нагрузки и разрывного удлинения комплексных нитей.

Интегральная функция нормального закона распределения:

(х - х)

Р(Х)=СЯЖ еХР

б:

с1х, (4)

. г

-сю ч---'*

где х - случайная величина,

х - среднее арифметическое результатов испытания, среднее квадратическое отклонение. Закон экстремальных величин 1-го типа использовался для разрывного удлинения волокон, элементарных и комплексных нитей. Интегральная функция закона экстремальных величин 1-го типа:

В (х-А)

Г(х)= 1 - ехр [ - е ], (5)

где А,В - параметры,, определяющие соответственно форму и центр распределения.

Закон экстремальных величин 3-го типа использовался для разрывной нагрузки, разрывного напряжения, работы разрыва, начального модуля относительной жесткости.

Интегральная функция закона экстремальных величин 3-го типа:

в

Р(х)= 1 - ехр [ - ], (6)

где а,в - параметры распределения.

Установление законов распределения осуществлялось путем последовательного выполнения следующих этапов работ: получение выборочного эмпирического распределения и на хождение его основных статистик,априорный выбор теоретического закона в качестве статистической модели изучаемого показателя,предварительная оценка эмпирического распределения, статистическая оценка соответствия эмпирического распределения априорно выбранному теоретическому закону.Параметры законов распределения расчитывались в соответствие с дифференциальной и интегральной функциями закона распределения.

Далее, в соответствие с параметрами законов распределения, были определены характеристики надежности.

По результатам проведенных исследований были разработаны методика оценки характеристик надежности показателей прочности текстильных волокон и нитей, методика оценки показателей качества и характеристик надежности термостойких элементарных и комплексных нитей.

Четвертая глава данной работы посвящена исследованию показателей качества и характеристик надежности термостойких элементарных и комплексных нитей.

В результате исследований структуры методами электронной микроскопии было установлено,что композиционные углеродные волокна на основе ПКА-пековых волокон, полученные при оптимальных условиях термоокисления и карбонизации, имеют матрично-фибриллярную структуру. В структуре этих волокон наблюдаются разнообразные внутренние и поверхностные дефекты: поры разных размеров, раковины, каналы, трещины и др., что обусловлено, с одной стороны, дефектами, заложенными в исходном волокне, с другой стороны, они появляются при отклонении от условий их получения.

В данной главе описаны результаты исследования геометрических свойств исходных,окисленных, карбонизованных волокон и термостойких элементарных и комплексных нитей. Установлено, что параметры технологического процесса получения углеродных волокон влияют на их геометрические свойства.

Были изучены характеристики прочности и деформации термостойких волокон и нитей: разрывную нагрузку, разрывное удлинение, разрывное напряжение, работу разрыва, начальный модуль относительной жесткости. Далее определялось влияние вложения пека, параметров технологического режима при окислении и карбонизации углеродных волокон на показатели, получаемые при однократном растяжении. В табл.1 представлены результаты исследования угле-

Таблица 1

Показатели качества углеродных волокон, полученных из окисленных волокон при различной нагрузке

Нагруз при ок сН/нит (1,МКМ Рр,сН £рд СГр.МПа Кр.Дж x 10~6 Ен, МПа

с!,мкм с,% Рр,сН сд £р,% с,% бр.МПа с,%

0 20.2 15.4 8.2 34.9 2.3 34.9 216 31.9 8.5 102

10 24.3 17.1 12.5 29.1 2.2 27.3 283 26.9 13.2 141

20 23.9 14.7 9.6 34.1 2.6 34.5 222 31.0 11.2 93

30 22.1 12.9 9.2 35.0 2.1 32.0 244 34.8 8.7 128

40 20.3 13.4 6.0 34.3 2.3 34.4 219 34.8 6.2 104

родных волокон, полученные при различных параметрах технологического режима. В результате были определены оптимальные параметры получения углеродного волокна на основе полимерно-пековой композиции.

Исследование показателей качества термостойких элементарных и комплексных нитей проводилось при разных зажимных длинах. Для исследуемых нитей определялся коэффициент использования прочности элементарной нити в комплексной (табл.2).

Таблица 2

Значения коэффициентов использования прочности элементарных нитей в комплексной

Вид волокна Коэффициент использования

Аримид ' " 0,95

Фенилон : „ 0,88

СВМ ! : 0,77

Сиан , ^ 0,97

В работе были определены характеристики надежности показателей качества углеродных волокон и термостойких нитей. Так, надежность по напряжению при (э^ЮОМПа практически одинаковая для углеродных волокон, карбонизованных при 800 и 900°С; надежность по напряжению при Сэр =200,300,500 Ша для углеродных волокон, карбонизованных при 800°С больше, чем углеродных волокон, карбонизованных при 600,700,900°С в 1,5; 3,0; 12,5 раз соответственно (рис. 2). и.

Исследования зависимости-изменения вероятности безотказной работы по напряжению от нагрузки при окислении углеродных волокон (рис.3) установлено, что при напряжении 100 Ша вероятность безотказной работы увеличивается при нагрузке 10 сН/ нить, а затем уменьшается с увеличение)! нагрузки 20,30,40 сН/нить до исходной вероятности безотказной"работы по напряжению углеродных волокон, окисленных без нагрузки.Вероятность безотказной работы при напряжении 200,300 МПа с увеличением.нагрузки при окислении 0,20,40 сн/нить не изменяется,а при 10,30 сН/нить - увеличивается. Вероятность безотказной работы при напряжении 500 Ша мала и остается неизменной при увеличении нагрузки при окислении углеродных волокон.

Исследование показателей качества и характеристик надежное-

Зависимость изменения характеристик надежности по разрывному напряжению от изменения температуры

карбонизации углеродных волокон

Рис.2

Зависимость изменения характеристик надежности по разрывному напряжению от изменения нагрузки

при окислении углеродных волокон

окислении,сН

Рис.3

ти на основе полимерно-пековой композиции позволили определить оптимальные параметры технологических процессов, которые были использованы при выпуске опытной партии.

В работе были определены характеристики надежности термостойких элементарных нитей по разрывной нагрузке, удлинению при разрыве разрывному напряжению, абсолютной работы разрыва, начального модуля относительной жесткости.Исследование характеристик надежности термостойких нитей позволили более полно и объективно оценить свойства этих нитей.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИЯ

1. Термостойкие волокна и нити обладают целым рядом уникальных свойств и находят самое широкое применение в различных отраслях промышленности. Однако отсутствует научно-обоснованная номенклатура определяющих показателей качества, в методах оценки показателей качества отсутствует использование характеристик надежности.

2. Методами экспертного опроса и в результате анализа научной литературы установлена номенклатура определяющих показателей качества высокомодульных и высокопрочных термостойких волокон и элементарных нитей и средне и низкомодульных термостойких волокон и элементарных нитей. Рассчитаны коэффициенты весомости этих показателей.

3. Разработана, утверждена и рекомендована к внедрению методика по определения показателей качества углеродных волокон (диаметр,разрывная нагрузка, удлинение при разрыве, разрывное напряжение, работа разрыва, начальный модуль относительной жесткости) .

4. Разработана методика по определению показателей прочности и характеристик надежности текстильных волокон и нитей.

5. Разработана методика по определению показателей прочности и деформирования и характеристик надежности по ним для термостойких еолокон и нитей.

6. Методами световой микроскопии установлено, что углеродные волокна на основе ПКА-пековых волокон представляют собой композиционные Еолокна матрично-фибриллярного типа. В структуре углеродных волокон наблюдаются разнообразные внутренние и поверхностные дефекты.Исследования геометрических свойств углеродных волокон показали,что поперечное сечение углеродных волокон имеет форму круга.Круглая форма поперечного сечения сохраняется

и после карбонизации.

7. Исследования показателей качества ПКА-пековьк волокон с различным вложением пека показали,что наиболее прочными являются волокна с 20 процентным вложением пека,при увеличении вложения пека от 35 до 45 процентов прочность резко падает.Прочность и относительное удлинение при разрыве достаточны для последующей текстильной переработке.

8. Исследование показателей качества углеродных волокон,полученных при различных нагрузках при окислении и различных температурах карбонизации показали,что наилучшим по показателям качества является волокно,полученное при окислении с ЮсН/нить и температурой карбонизации 800°С.

9. Методами световой микроскопии установлено,что поверхность элементарных нитей сиан,СВМ,аримид,фенилон довольно гладкая и однородная. Поперечное сечение этих волокон имеет форму круга. Число элементарных нитей в комплексной составило 100 для нитей СВМ,аримид,фенилон, для нити сиан - 200.По поперечнику элементарные нити равномерны.

10.Исследования показателей качества элементарных и комплексных нитей при разных зажимных длинах показали,что наиболее прочной является нить сиан,наиболее дефектной нить СВМ.

11.В работе были определены законы распределения показателей качества углеродных волокон: для разрывной нагрузки и разрывного напряжения использовался закон экстремальных величин 3-го типа,для удлинения при разрыве - закон экстремальных величин 1-го типа, для диаметра - нормальный закон.

12.В качестве статистических моделей для нитей сиан,СВМ,фенилон, аримид по разрывной нагрузке, разрывному напряжению, абсолютной работе разрыва и начальному модулю жесткости можно использовать распределение экстремальных величин 3-го типа; по удлинению при разрыве - закон 1-го типа; по диаметру - нормальный закон. При увеличении зажимной длины при испытании с 10 мм до 50 мм закон распределения не меняется.

13.Исследования зависимости изменения надежности по разрывной нагрузке и напряжению углеродных волокон показали,что надежность по разрывной нагрузке и напряжению снижается при увеличении нагрузки на нить при окислении с 20сН/нить до 40сН/нить; надежность по разрывной нагрузке и разрывному напряжению угле-

родных волокон,карбонизованных при 800°С выше,чем углеродных волокон, карбонизованных при других температурах.

14.Характеристики надежности по разрывной нагрузке и разрывному напряжению углеродных волокон позволили определить параметры технологического режима получения углеродных волокон при которых получены углеродные волокна с наилучшими показателями качества и надежности:нагрузка при окислении ЮсН/нить,температура карбонизации 800°С,вложение пека 27 и 45 процентов,использование различных реагентов.

15.no результатам проведенных исследований была разработана и выпущена опытная партия углеродных волокон на основе полимерно -пековой композиции.

Основное содержание диссертации отражено в следующих печатных работах:

1. Кирюхин ü.M., Гриднева Т.М. Исследование статистических моделей показателей качества тканей //Известия вузов. Технология текстильной промышленности. -1989. -ffö. -С.7-9.

2. Гриднева Т.М., Кирюхин С.М. Исследование характеристики надежности прочностных показателей углеродных волокон, полученных на основе полимерно-пековой композиции// Тезисов докладов научно-практической конференции "Достижения науки молодых в производстве". -Ташкент. -1991. -С.123-124.

3. Гриднева Т.М. Вероятностные характеристики прочности химических волокон и нитей, полученных на основе полимерно-пековой композиции// Тезисы докладов научной конференции "Практика освоения ресурсосберегающих технологий в легкой промышленности". -Киев. -1991. -С.27-28.

4. Кирюхин С.М., Гриднева Т.М. Оценка характеристик надежности показателей прочности текстильных волокон//Известия вузов. Технология легкой промышленности. -1992. -№1. -С.118-120.

5. Гриднева Т.М., Косарева Л.П., Кирюхин С.М. Исследование характеристик надежности показателей качества термостойких нитей// Известия вузов. Технология текстильной промышленности. -1994. -№4. -С.20-24.