Исходные ГТЦ-волокна имеют высокую степень упорядочен­ности трехмерных кристаллов. При степени кристалличности 30 ... 50 % кристаллы оказываются разделенными участками ориентированного аморфного полимера [192]. Микрофибрилляр­ная структура [223—226 ] ГТЦ-волокон оказывается сходной с ана­логичной надмолекулярной организацией в ПАН-волокнах.

При термообработке, проводимой при 240 ... 280 °С, кристал - литная структура, а следовательно, и ориентация, разрушаются. При нагревании выше 1000 °С вновь происходит ориентация, но она уже не превосходит исходную. Только графитизация под на­тяжением при очень высокой температуре придает УВ высокие физико-механические свойства. Влияние исходной надмолекуляр­
ной структуры на образование графитовых плоскостей при высо­кой температуре термообработки не определялось [18].

Малоугловое рентгеновское рассеяние показывает, что пори­стая структура исходного ГТЦ-волокна сохраняется и после термо­обработок [69, 227]. Исходные пустоты образуют в УВ иглообраз­ные поры диаметром, зависящим от температуры термообработки [69, 228]. Диаметр таких пор не превышает 100 А, а их ориента­ция совпадает с ориентацией графитовой ленточной структуры [229] УВ. Все выводы, полученные для графитовой ленточной структуры У В из ПАН, могут быть полностью перенесены на У В из ГТЦ. Степень разориентации, оцененная по данным рентгенов­ского рассеяния в широких углах, дает значение около 25°

Для УВ с модулем упругости 35 ГПа и около 5 ° для УВ при Е ~ 550 ГПа [229].

Плотность УВ на основе ГТЦ составляет 1300 кг/м3 для^ низкомодульной модифи­кации и около 1900 кг/м3 для высокомодульной.

11.3.3.5. Механические свойства У В из ГТЦ Модуль упругости У В из ГТЦ зависит от большого числа технологических пара­метров. Наиболее важными из них являются: конечная температура термообработки, время термообработки, сред­нее напряжение в волокне в процессе карбонизации и, что наиболее важно, среднее напряжение в волокне при графитиза­ции (при температуре выше 2800 °С). Из ГТЦ-волокон может быть получено У В с модулем упругости выше 690 ГПа.

Прочность УВ на основе ГТЦ может быть также весьма высо­кой. Предел прочности при растяжении возрастает [229] от 690 до 3445 МПа, в то время как модуль упругости лежит в пределах 690 ... 760 ГПа. Эти данные представлены на рис. 11.33 [229]. Анализ полученных результатов показывает, что волокно в ре­зультате графитизации становится более жестким. Низкомодуль­ное волокно имеет деформацию разрыва около 1 %, а высокомо­дульное— около 0,5 % [229].