Морфология на влакната
Най-пълното описание на морфологията на влакната Kevlar-49 е дадено в [5–7]. Както влакната, така и композитните влакнести материали (CFM) на тяхна основа бяха изследвани чрез сканираща (SEM) и трансмисионна (TEM) електронна микроскопия. Морфологичните характеристики на влакната ще бъдат описани по-долу, 342
Ориз. 12.3. Повърхност от I-модифицирано влакно Kevlar (X3000)
Ориз. 12.9. Повърхностна повреда на единично кевларово влакно, когато възелът е затегнат
Подложени на различни механични натоварвания (опън, усукване, надлъжно разкъсване, натиск и сложно огъване). По-пълна информация за характеристиките на такива влакна е дадена в [5, 61].Характерните морфологии на влакната Kevlar-49 са показани на фиг. 12.3, а и б. Повърхността на едно влакно се състои от множество кълбовидни частици и жлебове, предимно ориентирани в надлъжна посока. Появата на тези бразди може да се обясни с ексфолирането на полимерното вещество от повърхността на влакното, което предполага микрофибриларната структура на влакното.
На фиг. 12.4 показва повърхността на единично влакно, след като е било подложено на усукване с брой навивки от 70 cm-1. Ясно се вижда спиралната бразда, която след развиване на влакното отново е успоредна на оста на влакното. Микроструктурата на влакното Kevlar-49, оценена по метода на ТЕМ, е показана на фиг. 12.5. Очевидно структурни дефекти се наблюдават не само на повърхността, но и във вътрешността на влакното.
На фиг. 12.6 показва SEM снимки на разрез на влакно, направен с бръснарско ножче: краят на влакното изглежда смачкан. Разрушаването на влакното Kevlar-49 по време на напрежение се извършва по интерфибриларния механизъм с разкъсване на участъци от микрофибрили (фиг. 12.7). В същото време при напречна компресия влакната остават основнонепокътнати, с изключение на зоната на компресия на влакното (фиг. 12.8). Много интересни са микрофотографските данни за промяната в морфологията на влакната Kevlar-49 при деформацията им във възела. При ниски натоварвания се появяват зони на компресия от вътрешната страна на огъването на влакното. С увеличаване на деформацията (при затягане на възела) възниква силна фибрилация с отделянето на микрофибрилите от повърхността на влакното. Влакното Kevlar-49 запазва не повече от 50% от първоначалната здравина във възела (фиг. 12.9, а и б).