автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Влияние условий эксплуатации на механические свойства параарамидных нитей

На правах рукописи

(Ш

Степанова Анна Борисовна

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПАРААРАМИДНЫХ НИТЕЙ

Специальность 05.19.01 - Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

г I т 22н

005548420

005548420

На правах рукописи

(ч

Степанова Анна Борисовна

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПАРААРАМИДНЫХ НИТЕЙ

Специальность 05.19.01 —Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна» на кафедре материаловедения и товарной экспертизы.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Лебедева Галина Георгиевна

Официальные оппоненты: Шустов Юрий Степанович

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет дизайна и технологии», проректор по научной работе и заведующий кафедрой текстильного материаловедения Тюменев Юрий Якубович

кандидат технических наук, доцент, ФГОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса», профессор кафедры материаловедения и товарной экспертизы

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Костромской государственный технологический университет»

Защита состоится 18 июня 2014 г. в 13:00 'часов на заседании диссертационного совета Д 212.236.01 в ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна» по адресу: 191186, г.Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 18, ауд. 241.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна» по адресу: 191186, г.Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 18., www.sutd.ru

Автореферат разослан «28» апреля 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

' V

/

Витковская Раиса Федоровна

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Развитие наукоемких областей техники: авиа-, ракето-и судостроения, космической и электронной промышленности и др., невозможно без использования конструкционных материалов на основе термо- и огнестойких волокон, способных сохранять необходимые свойства при высоких температурах, при одновременном воздействии на них агрессивных сред и ионизирующего излучения.

Наиболее перспективными для этих целей являются волокна и нити, сохраняющие высокую механическую прочность и модуль упругости, при одновременном воздействии комплекса агрессивных сред. Несмотря на высокую стоимость, их применение оправдано эксплуатационной востребованностью.

Основными областями применения параарамидных нитей и изделий из них являются:

— теплоизолирующая продукция, рукава, приводные ремни, канаты, кабели, провода зажигания, термопластические трубы и пр. - изделия, для которых влияние температурного фактора, сопряжено с механическими напряжениями и воздействием химических сред;

— шины, конструкционные пластики для автомобильной, кораблестроительной промышленности и пр. — изделия, для которых существенное значите имеют температурный фактор и агрессивные среды;

— композиционные материалы для космической промышленности и ракетостроения - изделия, эксплуатируемые в условиях ионизирующего излучения, совместно с температурным фактором.

При всей актуальности и востребованности сведений об эксплуатационных характеристиках параарамидных волокон, до настоящего времени не проводилось системных исследований их надежности при комплексном воздействии различных агрессивных сред, а опубликованные сведения не носят системного характера.

Цель работы и основные задачи исследования. Целыо работы являлась оценка ресурса надежности параарамидных нитей при комплексном воздействии эксплуатациотшых факторов.

Для достижения указанной цели работы решались следующие задачи:

— изучение влияния кратковременного и длительного воздействия температуры на механические свойства указанных параарамидных нитей;

— оценка влияния химических сред на основные механические свойства параарамидных нитей;

— экспериментальные исследования характера изменения механических свойств параарамидных нитей при совместном воздействии высоких температур и агрессивных сред;

— проведение сравнительной оценки надежности исследуемых параарамидных нитей при комплексном воздействии факторов среды;

— изучение воздействия ионизирующего излучения на механические свойства параарамидных нитей;

- определение поведения нитей в различных условиях эксплуатации, полученных на основании экспериментальных данных и рекомендации по расширению области их применения.

Работа проведена в соответствии с планом госбюджетных НИР СПГУТД по проекту Лентек 1.10.07 «Разработка физических моделей, методологии и алгоритмов оценки экстремальных механических, термических, средостойкости и др. свойств материалов на основе элементов 2-го и 3-го периодов Периодической системы элементов»

Научная новизна работы заключается в прогнозировании изменения механических свойств при комплексном исследовании параарамидных нитей Технора Т200 и группы шл ей Тварон под воздействием условий эксплуатации, а именно:

- установлен характер изменения механических свойств параарамидных нитей при термическом старении, при кратковременном воздействии высоких температур, при влиянии агрессивных сред, а также при комплексном воздействии температуры и агрессивных сред;

- с помощью сравнительного анализа методами ТГА и ДТА определена термическая выносливость исходных параарамидных нитей и нитей, подверженных воздействию агрессивной среды;

- получены аналитические зависимости механических свойств параарамидных нитей от влияния высоких температур (250, 275 и 300 °С) и продолжительности их воздействия на механические свойства, позволяющие прогнозировать их изменения в изученных пределах;

- установлен характер влияния ионизирующего излучения на механические свойства параарамидных нитей, свидетельствующие о возможности их применения при производстве композитов для космической промышленности, в авиа- и ракетостроении.

Практическая значимость результатов работы заключается в оценке надежности параарамидных нитей Технора и группы нитей Тварон в экстремальных условиях эксплуатации, при этом:

- выявлены температурные пределы эксплуатации исследуемых параарамидных нитей при термическом старении и при кратковременном воздействии высоких температур;

- определена допустимая продолжительность воздействия агрессивных сред, а также материальный ресурс работы при комплексном воздействии температуры и агрессивной химической среды;

- разработаны методики оценки термических характеристик химически обработанных параарамидных нитей; хемостойкости термосостаренных параарамидных нитей;

- усовершенствованы методики определения хемостойкости параарамидных нитей;

- результаты диссертационной работы внедрены в ООО НПФ «ТЕХНИКОМ» и используются в учебном процессе при подготовке студентов Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна в курсах лекций, включающих сведения о волокнах и нитях с экстремальными свойствами.

Достоверность результатов подтверждается апробацией результатов исследований на всероссийских и международных конференциях, публикациями в научной печати, использованием сертифицированных программ и стандартных математических методов для обработки результатов измерений.

Личный вклад автора состоит в выборе цели исследования, постановке задач, разработке методик экспериментов и их реализации, а также в разработке математических моделей, позволяющих прогнозировать поведение нитей в процессе эксплуатации, подготовке материалов для публикации совместно с соавторами.

Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности» (Дни науки), 2006 г., Санкт-Петербург (СПГУТД); международных научно-технических конференциях «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс), 2006, 2007 г.г., Иваново (ИГТА); международной научно-технической конференции и IX всероссийской олимпиаде молодых ученых «Наноструктурные, волокнистые и композиционные материалы» 2013 г., Санкт-Петербург (СПГУТД); VIII Международной конференции «Математическое моделирование в образовании, науке и производстве» 2013 г., Тирасполь (ПГУ им. Т.Г. Шевченко); VI Всероссийской Каргинской конференции "Полимеры - 2014", 2014г., Москва (МГУ); на научных семинарах кафедры материаловедения и товарной экспертизы.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 работ, из них 4 в журналах из перечня ВАК.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 5 глав, заключения, 5 приложений. Работа выполнена на 155 страницах, содержит 64 рисунка, 30 таблиц, список использованных источников состоит из 215 наименований.

Содержание работы:

Во введении обоснована актуальность темы работы.

В первой главе рассмотрены способы получения, структура и свойства параарамидных нитей, области применения материалов на их основе, определены основные факторы, влияющие на прочность изделия в процессе эксплуатации: термические, химические и ионизирующее излучение.

Установлено, что для новых видов параарамидных нитей отсутствуют сведения о влиянии условий эксплуатации, в частности агрессивных сред, высоких температур и ионизирующего излучения на механические свойства нитей. На основании литературного обзора сформулированы цель и задачи исследования, решение которых позволит оценить эксплуатационную надежность изделий на основе параарамидных нитей и определить условия их хранения.

Во второй главе представлены характеристика объектов и методы исследований.

В качестве объектов исследования выбраны высокопрочные и высокомодульные параарамидные нити:

со-поли-парафениленЗ,4-оксидифенелентерефталамид (Технора Т200 Япония,Тецт)

полипарафенилен-терефталамнд (Нидерланды, Теут Т\уагоп Ь. V)

—О—мнос—со]—

Характеристика объектов представлена в таблице 1.

При изучении теплостойкости, измерения проводились и для нитей Кевлар, Армос, Русар, для которых в доступных источниках соответствующие данные отсутствуют.

Таблица 1 - Характеристика объектов исследования

Показатели Виды нитей, страна

Гехнора Т200 Тварон 1000 Тварон 2000. Тварон 2200

Линейная плотность, текс 110 ПО НО 121

Количество элементарных нитей в комплексной, шт 1000 1000 1000 1000

Удельная разрывная нагрузка, сН/текс 177 162 175 168

Удлинение при разрыве, % 3,7 2,9 2,7 2,3

Исследования проводились с использованием стандартных, а также усовершенствованных и новых разработанных методик:

• усовершенствована методика определения хемостойкосги параарамидных нитей;

• разработана методика оценки термических характеристик химически обработанных параарамидных нитей;

• разработана методика определения хемостойкосги термосостаренных параарамидных нитей.

Для обработки результатов измерений и определения аналитических зависимостей процессов термо- и хемостарения использовались методы математической статистики, регрессионного анализа и стандартные программы, позволяющие проводить обработку результатов измерении и их визуализацию.

Достоверность полученных результатов и выводов обеспечена согласованностью результатов теоретических и экспериментальных исследовашш, обоснованным объемом выборок, применением стандартных методов математической статистики.

В третьей главе представлены результаты исследования термических характеристик параарамидных нитей. Одним из основных критериев оценки термостойкости полимеров является температура начала интенсивного термического разложения (окисления) СП °С), т.к. именно при этой температуре происходит изменение химической структуры полимера. Процесс термодеструкции (термоокисления) сопровождается интенсивным выделением тепла. Наличие пиков на кривых ДТА свидетельствует о происходящих процессах изменения структуры полимера.

Т;, С 500

Технора Тварон

Т200 2000 Тварон | Тв

10Щ| I •

Ариос

Русар

400-|

зооН,

100-

'■76'лш. воздух г:::::::: !азот

Рисунок 1 - Температура начала термического разложения на воздухе и в среде азота (Ть °С)

Экспериментальное определение

На рисунке 1 представлены значения температур, при которых начинается термическое разложение в средах воздуха и азота. Показатели термической стабильности волокно-образующего параарамида выше по сравнению с мета-изомером: что объясняется нижеотмеченным межмолекулярным взаимодействием (на этапе десорбции структурно связанных примесей), приводящих к сближению макромолекулярных цепочек.

Температура начала разложения для нитей Технора Т200 в среде воздуха и азота равна 430 и 450 °С; для группы нитей на основе ПФТА - 450-470 °С и 500 - 530 °С соответственно, термических характеристик исходных нитей и нитей, подверженных воздействию агрессивных сред, важно для определения сферы их практического применения. Исходя из условий эксплуатации, исследовано влияние кислотных и щелочных сред. На рисунках 2 и 3 представлены кривые ТГА, ДТА для нити Технора Т200 до и после 120 ч воздействия 10 % раствора Н2304 . Получено, что после обработки раствором Нг804, температура Т|, увеличивается, что связано с изменением поверхности нити. Это подтверждается проведенными дополнительными исследованиями: после воздействия 10% раствора Н2304, термостойкость нити повышается.

Для нити Тварон 2200 после воздействия 10 % раствора Н2804 в воздушной среде температурные показатели (Т,. °С) остаются прежними или несколько смещаются в область более высоких температур, в инертной — смещаются в область более низких температур, такая же динамика наблюдается и после воздействия 10 % раствора №ОН. Отличие поведения нитей Технора Т200 на основе мета-арамида от нити на основе ПФТА - Тварон 2200 связано с тем, что волокно проявляет гидрофильные свойства, интенсивно набухает в водных-растворах, что приводит к повышению активности реакционных центров по амидогруппам, концевым амино и карбосильным группам волокнообразующего полимера и низкомолекулярных олигомерных фракций.

При сопоставлении дериватограмм исходных нитей и нитей после химического воздействия, отмечено, что изменился характер процесса деструкции — площадь пиков уменьшилась, процесс термодеструкции замедлился. Кроме того, точка Тмах (температура максимальной скорости тепловыделения, т.е. нарастания экзотермического теплового эффекта, по кривым ДТА) смещается в область более высоких температур, воздействие агрессивной среды приводит к уплотнению поверхности нити, структурной модификации волокна, в связи с чем, термостойкость нити повышается.

Темпссат^рв. С

Рисунок 2 - Кривые ТГА, ДТА на воздухе (1, 3) и в среде азота (2, 4) для нити Техлора Т200

Температура, ""С

Рисунок 3 - Кривые ТГА, ДТА на воздухе (1, 3) и в среде азота (2, 4) для нити Технора Т200 после воздействия 10% раствора Н2804 в течение 120 ч

Теплостойкость нитей

оценивалась по степени сохранения механических характеристик после термического воздействия. Анализ результатов измерений свидетельствует, что полученные данные зависимости изменения разрывной нагрузки (Рв/Р0) от температуры кратковременного воздействия 20, 100, 150, 200, 250 и 300 °С для нитей Технора Т200, Тварон 1000, Тварон 2000 и Тварон 2200, могут быть описаны квадратичной функцией

регрессии:

-j^A + B.t + EU2 (1),

"о

где А В, и В2 -коэффициенты уравнения (таблица 2).

С повышением температуры воздействия, прочностные

показатели нитей падают, при этом, при температуре 100, 150, 200 °С, высокомодульные нити Тварон 2000 и Тварон 2200 имеют прочностные характеристики выше, чем высокопрочные Технора Т200 и Тварон 1000.

Таблица 2 - Коэффициенты квадратичной функции регрессии для относительной

разрывной нагрузки

№ п/п Название нити Коэффициенты

А (±0,5) В, (±0,01) В2 (±5-10J)

1 Технора Т200 104,3 -0,17 -1,010"4

2 Тварон 1000 101,2 0,05 -7,3-Ю"4

3 Тварон 2000 103,0 -0,14 -2,0-10"4

4 Тварон 2200 101,4 0.01 -6,8 10"4

Это объясняется структурными преобразованиями полимера: при воздействии температуры для нитей на основе ПФТА, происходит разрушение водородных связей между макромолекулами полимера.

Для объяснения характера структурных изменений арамидных нитей в кислых растворах в условиях гидролиза были исследованы ИК-спектры нитей до и после воздействия агрессивными средами. При воздействии агрессивной среды на нить Технора Т200 в течение до 120 ч происходит лротонирование концевых ЫН2 групп (- 1Ч+Н3) и атомов азота в амидогруппах - ЫН - СО - (превращающихся в N Н2 - СО -) и, затем, присоединение продуктов гидролиза низкомолекулярных фракций по концевым карбоксильным группам с образованием ионных связей. Это подтверждается данными динамического термогравиметрического анализа и дифференциального термического анализа. Анализ экспериментальных данных свидетельствует о возможности межмолекулярных взаимодействий и повышении прочности полимера за счет «шунтирования» дефектных областей элементарных нитей (известно, что на поверхности волокна Технора Т200 имеются микротрещины), их структурных элементов. На рисунках 4-5 представлены ИК-спектры для нити Технора Т200 до и после воздействия 10 % раствора Н2804 в течение 96ч.

Четвертая глава посвящена исследованию термических свойств параарамидных нитей, определению влияния агрессивных сред на механические свойства параарамидных нитей.

Термостойкость нитей оценивалась по степени сохранения механических характеристик в заданных условиях термического воздействия. Для исследуемых нитей, была определена зависимость изменения показателя относительной разрывной нагрузки от температуры (250, 275 и 300 °С) при различной продолжительности воздействия (до 100 ч). Рисунки 6-9 иллюстрируют зависимость изменения показателя относительного изменения прочности Р,/Р0 от температуры и времени воздействия для нитей в фиксированном состоянии. Наименее устойчива к длительному воздействию температуры нить Тварон 1000.

Анализ результатов измерений зависимости изменения показателя относительной разрывной нагрузки от времени воздействия (в интервале 0-100 часов) для группы нитей Тварон и для нити Технора Т200 при температуре воздействия 300 °С (в фиксированном состоянии) показал, что полученные данные могут быть описаны экспоненциальной функцией:

т

=Р«„+1,„е Т' (2),

где т - время термического воздействия, ч; Рост - остаточная разрывная нагрузка, %; Рн - коэффициент, %; тр - параметр, определяющий скорость процесса.

При температурах нагрева до 275°С для нити Технора Т200 зависимость изменения показателя относительной разрывной нагрузки от времени воздействия описывается полиномиальной функцией типа (1).

Исследованные образцы по показателям сохранения прочности в порядке возрастания можно выстроить следующим образом: высокопрочная нить Тварон 1000 -< высокомодульные нити Тварон 2000 и Тварон 2200 высокопрочная нить Технора Т200.

меняются аналогично.

Хемостойкость нитей оценена по степени сохранения механических характеристик после химического воздействия 10 % растворами Н2304 и N801-1, С6Н6 (бензолом) и СзНбО (ацетоном) при времени воздействия 24, 48, 72, 96, 120, 168 и 240 часов в свободном состоянии.

Рисунок 6 - Изменение показателя относительной разрывной нагрузки для нити Технора Т200 после термической обработки в фиксированном состоянии

Рисунок 8 - Изменение относительной разрывной нагрузки после нагрева при температуре 275 °С в фиксированном состоянии

■ - Тварон 1000, • -7взрои200С, А -Таарон220С-

Рисунок 7 - Изменение показателя относительной разрывной нагрузки после нагрева при температуре 250 °С в фиксированном состоянии

Рисунок 9 - Изменение относительной разрывной нагрузки после нагрева при температуре 300 °С в фиксированном состоянии

120 168 240 4

_I - Технора Т200. исходная нить: ГГ31 - Технора Т200 после воздействия 10 % раствора Н^О^; Технора Т200, после воздействия 10 % раствора NaOH; Щ1Ш-Технора Т200, после воздействия C.Ha¡E523-Технора Т200, после воздействия С НО

Рисунок 10 - Изменение показателя относительной

разрывной нагрузки для нити Технора Т200 под воздействием агрессивных сред при разном времени воздействия

р /р, % 100

0-4—¡

24

- Тварон 2200, действия 10 % раствора Н SO : воздействия 10 % раствора NaOH;. воздействия С Н ; V//A - Тварон 2200,

168 240 т, ч - Таарон 2200, после воэ-Тварон 2200, после - Тварон 2200, после icne воздействия С Н О

Рисунок 11 — Изменение показателя относительной разрывной нагрузки для нити Тварон 2200 при воздействии разных агрессивных сред

На рисунках 10 и 11 представлены зависимости показателя относительной разрывной нагрузки нитей Технора Т200 и Тварон 2200 от времени воздействия агрессивной среды. Мы получили, что нить Технора Т200 сохраняет свои механические характеристики лучше, чем нити группы Тварон. Проведено исследование совместного воздействия агрессивной среды и температуры на нить Технора Т200. Термосостаренные нити (температура 300°, время нагрева 25 ч) подвергались действию 10 % растворов Н2304 и МаОН, С(,Нб (бензола) и СзН^О (ацетона) в течение 25, 50 и 75 часов. При воздействии агрессивной среды в течение 75 ч потеря прочности при действии органических растворителей составила 50% (рисунок 12). Тем самым, время надежной эксплуатации при суммарном воздействии температуры и агрессивной среды ниже, чем при отдельном термическом или химическом воздействии.

В пятой главе рассматриваются результаты исследования влияния ионизирующего излучения на механические свойства параарамидных нитей. Образцы волокон в свободном состоянии помещались в поток тепловых нейтронов, который генерируется при работе реактора ПИЯФ. Интенсивность

Ротн, сН/Текс

потоков составила 1-107н-см"2-сек"' при времени воздействия 23 часа (суммарный поток 8-10й н ем"2) и при том же времени воздействия - поток 1,8-109 н-см"2сек~1 (суммарный поток 1,4-1014 н-см"2). Рисунок 13 иллюстрирует характер измерения относительной разрывной нагрузки для нитей Технора Т200 и Тварон 2200, подвергнутых действию ионизирующего излучения указанной интенсивности.

Данные, представленные на рисунке 13, показывают, что прочностные свойства нити Технора Т200 практически не изменились. Нить Тварон 2200 под воздействием потока 1,4-1014 н-см"2 значительно теряет прочностные свойства.

Микроскопические исследования структуры поверхности нити после облучения показали, что при воздействии суммарного потока 8-10" н-см"2 приводит к упрочнению структуры нити (количество микротрещин на поверхности волокна сокращается.

■ В - 10 % раствор Н2804, • С - 10 % раствор ЫаОН,

АО- С3Н60 (ацетон), ТЕ- С6Н6 (бензол) Рисунок 12-Зависимость разрывной нагрузки от времени воздействия агрессивной среды на термосостаренную нить

Исходная нить Суммарный поток Суммарный поток 8*1011 1.440й

Воздействие монтирующего потока на нити: ШШШ - Технора Т200, - - Тварон 2200

Рисунок 13 - Изменение относительной разрывной нагрузки после действия ионизирующего излучения

Выводы и практические рекомендации.

1. На основе усовершенствованных и разработанных методик получены данные по определению термических характеристик параарамидных нитей методами ТГА и ДТА до и после химического воздействия, хемостойкости нитей до и после термического воздействия.

2. Для исследованных параарамидных нитей впервые определены границы начала термического разложения в среде воздуха (ТЬ°С—430-470°С), в среде азота (Ть С - 450-520°С), при этом потеря массы составляет 7-10 %. Это свидетельствует о том, что данные нити могут эксплуатироваться в условиях повышенных температур.

3. Подтверждено, что параарамидные нити обладают не только высокими термическими характеристиками, но и хемостойкостью. Обработка в течение 24 ч 10% растворами Н2504 и №ОН нитей Технора Т200 и Тварон 2200 не приводит к существенным изменениям их теплостойкости, как в среде воздуха, так и в среде азота. Потеря массы становится меньше на 30% и более. Получены данные о том, что при воздействии на мета-параарамидную нить 10 % раствора Н2804, при определенном времени воздействия, прочность нити увеличивается. Это объясняется изменением характера поверхности нити при воздействии агрессивной среды: уплотнению поверхности нити, структурной модификации волокна. Полученные результаты подтверждены проведенными исследованиями с помощью ИК-спектроскопии.

4. Получена аналитическая зависимость изменения относительной разрывной нагрузки от температуры при кратковременном воздействии для всех исследованных параарамидных нитей, имеющая вид:

Р15 /Р0 = А + В^ + В^2

5. В результате изучения влияния длительного воздействия высоких температур на сохранение прочностных характеристик параарамидных нитей в фиксированном и свободном состоянии, установлено, что наиболее термостойкой является нить Технора Т200, сохраняющая 80% прочности при температурах до 300 С до 60 ч. Группа нитей Тварон сохраняет 80% прочности при тех же температурах и времени термического воздействия до 20 ч.; 50% прочности - при 100 ч. нагрева и температурах до 275°С и при 40 ч. нагрева при температурах до 300°С.

6. Исследованные параарамидные нити в порядке возрастания термостойкости располагаются следующим образом: Тварон 1000, Тварон 2000, Тварон 2200, Технора Т200. Получены аналитические зависимости, описывающие влияние времени нагрева (до 300 °С в пределах 100 ч) на относительную разрывную нагрузку параарамидных нитей, что позволяет прогнозировать поведение этих нитей в фиксированном и свободном состояниях.

7. Впервые получены результаты по воздействию ионизирующего излучения на прочностные свойства нити Технора Т200 и Тварон 2200. Прочностные свойства нити Технора Т200 при потоке 1,4-1014 п ем"1 (тепловые нейтроны, время воздействия 23 ч) прочностные свойства нити Технора Т200 практически не изменились, в то время как нить Тварон 2200 теряет значительно

прочностные свойства. Микроскопические исследования структуры нити после ионизирующего воздействия показали, что воздействие потока 8* 10й п-см"' приводит к упрочнению поверхности нити (количество микротрещин на поверхности волокна сокращается).

8. Установлено время надежной эксплуатации при суммарном воздействии температуры и агрессивной среды - 30 ч при сохранении прочности 80%, что существенно ниже, чем при отдельном термическом или химическом воздействии.

Публикации, отражающие содержание работы Статьи в журналах, входящих в перечень ВАК РФ

1. Басок, М. О. Сравнительная оценка термических свойств параарамидных нитей в воздушной и азотной средах / М. О. Басок, К. Е. Перепелкин, А. Б. Степанова // Известия вузов. Технология легкой промышленности -2012 -№4 (Т. 14).-С 31-33.

2. Дянкова, Т. Ю. Изменение механических свойств параарамидных нитей после воздействия агрессивной среды / Т. Ю. Дянкова, А. Б. Степанова // Известия вузов. Технология легкой промышленности. - 2012 - №1 (Т 15) -С. 22-26.

3. Мещерякова, Г. П. Изменение механических свойств параарамидных нитей после воздействия агрессивной среды / Г. П. Мещерякова, А. Б. Степанова // Известия вузов. Технология легкой промышленности - 2012 -№ 4. - С. 3-6.

4. Мещерякова, Г. П. Математические модели, описывающие механические свойства термосостаренных параарамидных нитей Г. П. Мещерякова, А. Б. Степанова // Известия вузов. Технология легкой промышленности - 2012 -№4-С. 12-14.

Статьи в журналах и научных сборниках

5. Андреева, И. В. Термические свойства параарамидных нитей / И. В. Андреева, А. Б. Степанова, К. Е. Перепелкин // Сб.научных трудов по текстильному материаловедению. - Москва: Изд. МГТУ им. А.Н.Косыгина 2007 -С. 330-336.

6. Степанова, А. Б. Сравнительный анализ термических свойств гетероциклических и карбоциклических параарамидных нитей в среде воздуха и азота / А. Б. Степанова, К. Е. Перепелкин, М. О. Басок // Дни науки - 2007, сб. трудов аспирантов и докторатов, Выпуск 12/СПГУТД-СПб., 2006.-С. 153-156.'

7. Степанова, А. Б. Сравнительный анализ термических свойств параарамидных нитей в среде воздуха и азота / А. Б. Степанова, К. Е. Перепелкин, М. О. Басок // Технология текстильной промышленности. - Изд. Ивановский госуд. текстильной академии Известия высших учебных заведений - 2008 - Л"»2 (306)-С.16 -17.

8. Басок, М. О. Изменение термических свойств параарамидных нитей после воздействия агрессивной среды / М. О. Басок, Т. Ю. Дянкова, А. Б. Степанова // Вестник. Естественные и технические науки - 2012. - №12. - С. 32-35.

9. Дянкова, Т. Ю. Влияние агрессивной среды и температуры на механические свойства параарамидных нитей / Т. Ю. Дянкова, Г. Г. Лебедева,

Г. П. Мещерякова, А. Б. Степанова // Дизайн. Материалы. Технология - СПб., 2013.-С. 48-50.

10. Лебедева, Г. Г. Изменение механических свойств параарамидных нитей после воздействия высоких температур / Г. Г. Лебедева, Г. П. Мещерякова, А. Б. Степанова // Вестник. Естественные и технические науки - 2013. - №3. -С. 17-20.

Материалы конференций и тезисы докладов

11. Степанова, А. Б. Температурная зависимость механических свойств высокопрочных, высокомодульных параарамидных нитей / А. Б. Степанова, О. Н. Столяров, К. Е. Перепелкин // Дни науки - 2006, тез. докл./ СПГУТД -СПб., 2006.-С. 78-79.

12. Степанова, А. Б. Температурная зависимость механических свойств высокопрочных параарамидных нитей / А. Б. Степанова, О. Н. Столяров, К. Е. Перепелкин // Прогресс - 2006, сб. матер., 4.1/ ИГТА - Иваново, 2006. -С. 241-242.

13. Степанова, А. Б. Оценка термических характеристик параарамидных нитей / А. Б. Степанова, К. Е. Перепелкин, И. В. Андреева, М. О. Басок // Прогресс - 2007, сб. матер., 4.1/ ИГТА - Иваново, 2007. - С. 85.

14. Степанова, А. Б. Влияние агрессивных сред и температуры на механические свойства параарамидных нитей / А. Б. Степанова // Дни науки -

2013, тез. докл./ СПГУТД - СПб., 2013. - С. 80 - 81.

15. Мещерякова, Г. П. Изменение механических свойств параарамидных нитей при воздействии высоких температур / Г. П. Мещерякова, А. Б. Степанова // VIII Международная конференция «Математическое моделирование в образовании, науке и производстве» / Приднестровский университет -Тирасполь, 2013 г. - С. 83-84.

16. Мещерякова, Г. П. Изменение механических свойств параарамидных нитей при воздействии ионизирующего излучения / Г. П. Мещерякова, А. Б. Степанова // VI Всероссийская Каргинская конференция - Полимеры —

2014, тез. докл. / МГУ - М., 2013. Т II. - С. 831.

Подписано в печать .02.2013. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,0. Формат 60 х 84 1/16. Тираж 100 экз. Заказ № 57 Отпечатано в типографии СПГУТД 191028, Санкт-Петербург, ул. Моховая, д.26