Выявление и развитие физико-химических принципов формирования волокон из растворов полимеров различной природы

Цель: Нахождение оптимальных входных и режимных параметров для получения волокон с заданной морфологией и структурой из растворов различных неплавких полимеров как новым, разработанным в данной работе, способом механотропного формования, так и модификацией традиционных методов мокрого и сухо-мокрого формования (с применением осадителей), в том числе, для получения композитных волокон с регулируемым распределением капель/частиц по сечению волокна. Развито новое научное направление, объединяющее физико-химические и реологические принципы формирования волокон из полимерных растворов, на основе системного изучения ПАН и механизмов фазового взаимодействия в системе полимер–растворитель–осадитель.Установлены ключевые параметры, определяющие волокнообразующую способность растворов: молекулярные характеристики полимера, параметры растворимости и введённый комплексный критерий растворимости.Предложен метод механотропного формования без осадителя, в котором фазовый распад инициируется растяжением струи; механическое воздействие рассматривается как термодинамический фактор.Выявлены зависимости между структурными и реологическими параметрами раствора и условиями формования, что позволило оптимизировать процесс получения волокон различного назначения. Показана корреляция между вязкоупругими свойствами растворов и их поведением при коагуляции, обеспечившая перенос разработок на термостойкие полимеры (ПТМСП, ПНБИ, АБПБИ). Разработаны критерии оценки осадителей, позволившие улучшить структуру и свойства формуемых волокон.Впервые реализовано получение градиентного распределения частиц SiO₂ в ПАН-волокне с последующим формированием углерод-карбидокремневых волокон после карбонизации.Созданы уникальные стенды и приборы для исследования и реализации процессов формования. Получены прочные волокна различными методами: ПАН — до 1,5 ГПа, ПНБИ и АБПБИ — до 600 МПа, ПТМСП — до 200 МПа, с высокими модулями упругости и термостойкостью.