Spannungsrißkorrosion an Polyamid- Und Polyester-Multifilamentgarnen

ISBN-13: 9783531026220 / Niemiecki / Miękka / 1977 / 125 str.

Giselher Valk

Opis

1. Zehn handelsubliche Polyamid-Multifilamentgarne (3 aus PA-6 und 7 aus PA-66) unterschiedlicher Herkunft wurden hinsichtlich ihrer Anfalligkeit gegen Spannungsriss korrosion untersucht. Dabei wurde den Parametern a) Behandlungsdauer b) Behandlungsternperatur c) Druck bei der Behandlung d) Faserfeinheit e) pH-Wert des Behandlungsbades f) UV-Lichtbestrahlung g) Zusatze zum Behandlungsbad (Metallionenkonzen tration) h) Faservorgeschichte i) Fadenzugkraft bei der Behandlung besondere Aufmerksamkeit gewidmet. 2. Vier der zehn Polyamid-Multifilamentgarne (1 aus PA-6 und 3 aus PA-66) zeigten bei spannungsloser Behandlung im 02-gesattigten Wasserbad von pH 8,2 bei einer Bad temperatur von 80 oe nach Behandlungszeiten von 10 - 27 h Spannungsrisse. Als Indikator fur das Auftreten der Spannungsrisse wurde die Veranderung der Hochstzugkraft, der Hochstzugkraft dehnung und der partiellen Zugarbeit (5 - 10 % Dehnung) benutzt. Der empfindlichste Indikator ist die Abnahme der Hochstzugkraftdehnung. Sobald sie mehr als 40 % ab gefallen war, konnten immer unter dem Lichtrnikroskop bei 360-facher Vergrosserung Spannungsrisse beobachtet werden. 3. Unter Atrnospharendruck stellt die Badternperatur von 80 oe ein Betriebsoptimum dar. Dies erklart sich aus der gegen laufigen Temperaturabhangigkeit der Sauerstoffloslichkeit in Wasser und des Diffusionskoeffizienten von Wasser in Polyamid. - 2 - 4. Sobald der Druck - und damit auch die Sauerstoffkonzen tration - erhoht wird, werden die o.a. Polyamid-Multi filamentgarne sowohl mit steigender Temperatur (unter sucht wurden Temperaturen bis 130 C) als auch mit hoheren Drucken (untersucht wurden Drucke bis p = 5 4,5.10 Pa) schneller geschadigt, wobei die Temperatur die grossere Relevanz h

Spis treści

A. Zusammenfassung.- B. Einleitung.- 1. Einführung.- 2. Allgemeine Grundlagen.- 2.1 Zerstörungsvorgang in hochpolymeren Festkörpern.- 2.2 Struktur von Polyamid-6 und -66.- 2.2.1 Primärstruktur (chemischer Aufbau).- 2.2.2 Sekundärstruktur.- 2.2.3 Tertiärstruktur.- C. Stand der Forschung.- 1. Spannungsrißbildung.- 1.1 Crazes.- 1.2 Mikrorißbildung.- 1.3 Rißwachstumstheorien.- 1.3.1 Energietheorien.- 1.3.2 Spannungstheorien.- 2. Spannungsrißkorrosion.- 2.1 Einführung.- 2.2 Modellvorstellungen über die Einwirkung eines Fluids.- 2.2.1 Oberflächenenergie-Hypothese.- 2.2.2 Plastifizierungsenergie-Hypothese.- 2.3 Kinetik des Lösungsmittel-Crazing, -rißwachstums und -bruchs.- 2.4 Thermo- und photooxidative Schädigung von Polyamid.- D. Problemanalyse.- E. Eigene Versuche und Ergebnisse.- 1. Untersuchungsmaterialien.- 1.1 Charakterisierung der unbehandelten PA-6- und PA-66-Multifilamentgarne.- 1.1.1 Kraft-Längenänderungsverhalten.- 1.1.2 Schrumpfkraft-Temperatur-Verhalten.- 1.1.3 Gehalt an Faserzusatzstoffen.- 1.2 Thermo-mechanische Behandlung von Polyamid-6-Multifilamentgarnen.- 1.2.1 Charakterisierung der thermo-mechanisch vorbehandelten Polyamid-6-Multifilamentgarne.- 1.2.2 Diskussion des Einflusses einer thermomechanischen Vorbehandlung auf die Fasereigenschaften.- 2. Versuche und Ergebnisse zur Spannungsrißkorrosion.- 2.1 Vorversuche.- 2.2 Einfluß der Behandlungsdauer.- 2.2.1 Höchstzugkraft.- 2.2.2 Höchstzugkraftdehnung.- 2.2.3 Zugarbeit.- 2.2.4 Diskussion des Einflusses der Behandlungsdauer.- 2.3 Einfluß der Temperatur.- 2.4 Einfluß des Druckes.- 2.4.1 Diskussion der Temperatur- und Druckeinflüsse.- 2.5 Einfluß der Faserfeinheit.- 2.6 Einfluß des pH-Wertes.- 2.6.1 Behandlungsdauer.- 2.6.2 Fadenzugkraft.- 2.6.3 Diskussion des pH-Wert-Einflusses.- 2.7 Einfluß von UV-Licht.- 2.8 Spannungsrißkorrosionsversuche an thermomechanisch vorbehandelten Polyamid-6-Multifilamentgarnen.- 2.8.1 Einfluß der Behandlungsdauer.- 2.8.2 Fadenzugkraft.- 2.9 Veränderung der Carbonylgruppenanzahl.- 2.10 Orientierende Versuche zur Spannungsrißkorrosion an Polyamid-Multifilamentgarnen.- 2.11 Orientierende Versuche zur Spannungsrißkorrosion an Polyester-Multifilamentgarnen.- 2.12 Zusammenfassung der Ursachen für die Spannungsrißkorrosion.- 2.13 Rißlage.- 2.14 Hinweise zur Vermeidung von Spannungsrißkorrosion.- F. Experimenteller Teil.- 1. Die Versuchsanlagen.- 1.1 Anlage zur Thermobehandlung der Fasern unter konstanter Belastung.- 1.2 Anlagen zur Erzeugung von Spannungsrißkorrosion.- 1.2.1 Offene Anlage zur Erzeugung von Spannungsrißkorrosion.- 1.2.1.1 Erweiterung der Versuchsanlage durch eine UV-Lichttauchlampe.- 1.2.2 Der Autoklav zur Erzeugung von Spannungsrißkorrosion (SRK).- 2. Herstellung der Pufferlösung.- 2.1 pH-Wert-Messung.- 3. Versuchsbedingungen.- 3.1 Probenvorbereitung.- 3.2 Versuchsdurchführung.- 4. Bestimmung der Spannungsrißkorrosion (SRK).- 4.1 Bestimmung der SRK im Lichtmikroskop.- 4.2 Bestimmung der SRK durch die Veränderung der Carbonylgruppenanzahl.- 5. Untersuchungen der Polyamid-Fasern zur Charakterisierung der Eigenschaften.- 5.1 Mechanisch-technologische Untersuchungen.- 5.1.1 Kraft-Längenänderungs-Verhalten (Abb. 1,2 und 5).- 5.1.2 Höchstzugkraft, Eöchstzugkraftdehnung, Zugarbeit und E-Modul.- 5.2 Thermoanalytische Untersuchungen.- 5.2.1 Differential-Thermoanalyse (DTA).- 5.2.2 Temperaturabhängige Schrumpfkraft (Abb. 3 und 4).- 5.3 Dichtebestimmungen.- 5.4 Atomabsorptionsspektroskopie.- G. Literaturverzeichnis.- H. Abbildungen.