Химические волокна и нити. Синтетические ткани – гости из будущего Синтетические волокна технология

Введение………………………………………….…………………………3

1. Характеристики синтетических волокон………………………..…….3

2. Сырье для производства синтетических волокон……………………..4

3. Производство синтетических волокон…………………………………5

4. Применение синтетических волокон……………………….…………11

Список литературы……………………………………………………….12

Введение

Синтетические волокна изготовляют из полимерных материалов, полученных синтезом простых веществ (этилена, бензола, фенола, пропилена и др.), которые вырабатывают из нефтяных газов, нефти и каменноугольной смолы. Синтетические полимерные материалы, предназначенные для производства волокон, изготовляют на основе полимеризационных и поликонденсационных смол. В зависимости от условий проведения процессов полимеризации и поликонденсации получают молекулы полимеров, различные не только по величине, но и по строению. Современные методы синтеза высокомолекулярных соединений позволяют путем использования различных мономеров и изменения условий синтеза получать соединения любого состава и, следовательно, изменять свойства полимера и получаемых из него волокон в требуемом направлении. После получения исходного материала процесс производства синтетических волокон состоит из формования и процессов отделки. Формуют синтетические волокна из раствора, а также из расплава или размягченного полимера.
В настоящее время основную массу синтетических волокон используют в сочетании с природными и искусственными, что позволяет вырабатывать текстильные изделия, отвечающие требованиям потребителей.
Все синтетические волокна в зависимости от строения макромолекул делят на карбоцепные и гетероцепные. Из карбо-цепных волокон наиболее широко применяют полиакрилонитрильные, полихлорвиниловые, поливинилспиртовые, полиолефиновые, а из гетероцепных - полиамидные и полиэфирные.

Характеристики синтетических волокон

Синтетические волокна в отличие от природных и искусственных характеризуются малым влагопоглощением, поэтому изделия из них быстро высыхают. Малая чувствительность к влаге сказывается и на других свойствах этих волокон. Так, физико-механические свойства их почти не изменяются при погружении в воду. Эти волокна имеют высокую прочность как в воздушно-сухом состоянии, так и во влажном, что расширяет область их применения. Важное свойство синтетических волокон - химическая инертность. Так, капрон и анид устойчивы к действию щелочей, лавсан - к действию кислот, свойства хлорина не изменяются под воздействием кислот, щелочей, окислителей и других реагентов. Синтетические волокна устойчивы к действию бактерий, микроорганизмов, плесени и моли.
Однако синтетические волокна различаются многими свойствами. Например, капроновое волокно характеризуется высокой устойчивостью к истиранию, волокно нитрон - к действию солнечного света и атмосферным влияниям, а лавсан - очень низким остаточным удлинением. Синтетические волокна имеют ряд недостатков. Так, малое влагопоглощение значительно затрудняет крашение этих волокон, способствует накоплению электростатических зарядов на их поверхности, снижает гигиенические свойства, что ограничивает использование этих волокон для выработки бельевых и детских изделий.

2. Сырье для производства синтетических волокон

Синтетические волокна – волокна, полученные путем синтеза полимеров, состоящих из природных низкомолекулярных веществ (С, Н, О, N и др.) в результате реакции полимеризации или поликонденсации. Полимеры синтезируют из продуктов переработки нефти, газа и каменного угля (бензола, фенола, этилена, ацетилена, аммиака, синильной кислоты), которые в огромных количествах получают на химических заводах. Меняя состав исходных продуктов, можно варьировать строение и свойства синтетических полимеров и получаемых из них волокон.

Синтетические волокна имеют химический состав, подобный которому не встретить среди природных материалов.

Общие сведения о текстильных волокнах, нитях.

Текстильные волокна делятся на две основных группы: природные и химические.

Природные – высокомолекулярные соединения растительного и животного происхождения

Химические волокна делятся на искусственные и синтетические.

Сырье для искусственных волокон:

Это природные высокомолекулярные соединения – древесная целлюлоза (еловая и сосновая щепа) ; альгиновая кислота из морских водорослей; белки молока, пшеницы, сои; остатки хлопкового пуха.

Сырье для синтетических волокон:

Это продукты переработки нефти, газа, каменного угля путем синтеза, когда из нескольких простых веществ получают одно сложное (синтез – это соединение, от этого и пошло название волокон)

Волокна могут быть:

А) элементарные – не делятся в продольном направлении без разрушения (хлопок, шерсть) ; элементарные волокна большой длины (десятки и сотни метров) называются элементарными нитями

Б) комплексные – скрепленные (скрученные перепутанные или склеенные между собой) в продольном направлении (лен, пенька) ; комплексные нити состоят из элементарных нитей

Кроме натурального шелка все комплексные нити относятся к химическим

Короткие отрезки искусственных или синтетических нитей, длиной 35-150 мм, называют “штапельками” или штапельными волокнами. При производстве вискозы известно, что это нити произвольной длины с резким блеском, очень гладкие. Но если вискозный жгут разрезать на штапельки, а потом скрутить в нить, то она теряет блеск, гладкость, но и теряет прочность. Так получили штапельное волокно, которое в России получило распространение после войны. До 1970 года вискозу называли штапелем

Текстуированные нити – это нити видоизмененных структур, т.е. комплексную нить специально сильно деформируют:

а) завивают путем ее кручения с последующей фиксацией этой завивки нагреванием – получают эластичную нить;

б) скручивают нити с разной усадкой и увлажняют; при этом одна нить сокращается по длине, а у другой усадки не происходит, она деформируется и образует завитки, выступающие на поверхности в виде петелек. Так получают высокообъемную пряжу.

в) армированная пряжа (нить) имеет сердечник и наружную оболочку; на сердечник из полиамидной (капроновой) нити накручивают (оплетают) другое волокно (хлопок, вискозу); получают армированную пряжу высокой механической прочности, мягкости, пушистости.

Получение искусственного волокна:

Получение раствора:

1. Остатки еловой или сосновой щепы подсушивают
2. Обрабатывают едким натром до набухания
3. Масса растворяется, получается вязкий раствор
4. Волокно формуют: под давлением раствор идет по трубопроводу, продавливается через фильеры в осадочную ванну с водным раствором серной кислоты. (Фильера – колпачок с очень маленькими отверстиями диаметром 0,07-0,08 мм.)
5. При взаимодействии раствора и серной кислоты образуются твердые, очень длинные и очень тонкие элементарные нити
6. Несколько элементарных нитей соединяют в одну комплексную путем вращения, и, вытягивая, ее наматывают на бобину

Отделка нитей:

1. Промывают – удаляют серную кислоту.
2. Отбеливают
3. Моют мылом для придания мягкости и рассыпчатости

По этому принципу получают синтетические нити

Химические синтетические волокна.

Синтетические волокна оказывают большое влияние на развитие текстильной промышленности – значительно расширяется ассортимент тканей, улучшаются некоторые их свойства, создаются новые виды тканей за счет применения смесевых волокон, можно получить ткани с заданными свойствами, затраты на производство значительно ниже натуральных.

К синтетическим волокнам относятся: капрон, лавсан, нитрон.

Капрон – полиамидное волокно, получают путем синтеза (соединение, составление, сочетание) – из нескольких простых веществ получают одно сложное из продуктов переработки нефти и каменного угля (из синтетических высокомолекулярных веществ).

Промышленное производство впервые было предпринято в 1932 году в Германии.

В России в 1939 году выпуск этого волокна сыграл огромную роль в Великой Отечественной войне: из них изготавливали авиационные покрышки для тяжелых бомбар-дировщиков, без этих покрышек самолеты не могли подняться в воздух,так как шины из резины при разгоне не выдерживали трения, сгорали, разрушались.

Не было бы нейлона, не было бы тяжелых бомбардировщиков.

Получение. При получении капронового вещества, жидкость струйкой, в виде расплавленной смолы, вытекает из фильер, обдувается холодным воздухом и затвердевает. Чтобы предотвратить усадку, нити вытягивают и обрабатывают горячим паром.

Характеристика.

Общим отрицательным свойством всех синтетических волокон является отсутствие единой системы пор и отверстий, что отрицательно влияет на гигиенические свойства. Это самое прочное в мире волокно, прочнее хлопка в 10 раз, шерсти в 20 раз, вискозы в 50 раз, хотя в мокром состоянии прочность теряется, поэтому капрон и эластик (разновидность капрона) нельзя тереть и выкручивать при стирке.

Капроновую нить можно превратить в извитую – эластик,которая способна бесконечно вытягиваться и сжиматься, не изменяя своих качеств (в 100 раз волокно устойчиво к изгибу, чем вискоза, в 10 раз хлопка, в 20 раз шерсти.,50 раз вискозы)

Большим недостатком капронового волокна является электризуемость, накопление электрических зарядов, резкий блеск, большая гладкость поверхности, что служит причиной плохой сцепляемости с нитями, из-за этого происходит спуск петель на чулках и трикотажных изделиях. При носке изделий из смесевых тканей капроновые волокна вылезают на поверхность, образуя катышки, нарушая структуру и внешний вид изделий, а так как прочность капрона большая, то пилли в процессе носки не исчезают.

Применение. Из капрона вырабатывают тонкие легкие ткани для чехлов невестам, ленты, рыболовные сети, парашюты, канаты, веревки, леску, щетину, чулочно-носочные изделия, корды для покрышек самолетов и автомобилей, тонкое белье, тюль, кружева, платьевые, костюмные ткани и др. Очень широко волокна применяют как добавку к другим волокнам (для смесевых тканей).

В настоящее время начнут выпускать чулочные изделия из микромолекулярных соединений, используя нанотехнологии капронового волокна, что даст возможность за 15 минут восстановить разрыв на колготках, достаточно только соединить их порванные края.

Лавсан – полиэфирное волокно.

Диолен- Германия, терилен-Англия, дакрон США, тергаль-Франция

В 1967 году на флагштоке Останкинской башни водружен красный флаг.

Обычная материя на такой высоте не выдерживает сильных порывов ветра. Решено, что флаг будет выполнен из лавсана. Впервые волокна были получены в Англии в 1941 году из продуктов переработки нефти и каменноугольной смолы.

Производство и получения нитей такое же, как капрона.

В настоящее время производят во многих странах под разными названиями. В нашей стране выпускают под названием “лавсан” – сокращенное название- лаборатория высокомолекулярных соединений Академии наук. разработано под руководством профессора В.В.Кормаша.

Характеристика. Лавсановое волокно по виду напоминает шерсть, на ощупь мягкое, теплое, объемное, в3 раза дешевле шерсти, устойчиво к действию солнечных лучей, не выгорает, оно эластичное, легкое, очень прочное, очень упругое, из-за этого ткани не требуют глажения, изделия не мнутся, (в 3 раза сминаемость выше шерсти), устойчиво к действию плесени, кислот и щелочей. Лавсан используют в чистом виде, но в основном добавляют в шерсть, вискозу, хлопок. для улучшения их свойств и уменьшения цены.

Изделия с добавлением лавсана не мнутся, увеличивается их прочность, приобретают красивый внешний вид.

К недостаткам следует отнести низкие гигиенические качества и их способность в процессе эксплуатации образовывать на поверхности пиллинг, закатанные в шарики концы оборвавшихся волокон, что придает изделиям неопрятный вид.

Применение. Из лавсана изготавливают волокна для ковров, меха, ткани для гардин, платьев, купальных костюмов, трикотажа, тюля; из мононитей – сетку и щетину.

Из-за отмеченных отрицательных свойств чаще используют в смеси с натуральными и химическими волокнами.

В настоящее время широко применяется 100% лавсан – синтепон, который применяют при производстве игрушек, курток, теплых пальто, одеял. Разновидностью синтепона является синтепух, халафайбер,тенсулейт – утеплители для военных и летных курток, наполнителей подушек. В 60-е годы 20 века огромной популярностью пользовался кримплен, который совсем не сминался, не требовал глажения, имел красивую фактуру, очень яркую окраску, но не пропускал воздух., плохо впитывал влагу. Использовали кримплен на мужские и женские костюмы

Комплексные лавсановые нити крутят и подвергают обработке горячим воздухом, от этого они становятся мягкими и пушистыми. Их используют для изготовления тканей трикотажных спортивных костюмов, полотенец. купальных костюмов.

Нитрон – полиакрилонитрильные волокна.

Орлан. акрилан- США, кашмилон-Япония, куртель-Англия, дралон -Германия

В нашей стране начали выпускать в 1963 году

Волокно формуют из полиакрилонитриловых сополимеров сухим или мокрым способом.

Волокно продавливают через фильеры, вытягивают и подвергают термообработке, (обдают горячим паром) , закрепляя расположение макромолекул.

Вырабатывают в виде волокон. Чтобы придать им извитость, их гофрируют в специальных машинах. Извитое нитроновое волокно по внешнему виду схоже с тонким шерстяным волокном. Нитрон – это заменитель шерсти, самое “теплое” в мире из химических нитей.

Характеристика. Нитроновое волокно обладает высокими теплозащитными свойствами, самое теплое из всех химических волокон, с очень малой сминаемостью и усадкой, совсем не выгорает, хорошо красится, сравнительно большой прочности, устойчивость к истиранию: в 5-10 раз меньше, чем капроновое и лавсановое,; изделия сохраняют 80% своей исходной прочности в течение полутора лет эксплуатации.

Волокно хрупкое, электризуется и пиллингуется, но пили, в процессе носки, исчезают.

Изделия из нитрона прекрасно стираются в теплой воде с мылом, любые пятна быстро исчезают Изделия можно чистить бензином, ацетоном. Волокно малой гигроскопичности, поэтому гигиенические свойства плохие,. но теплозащитность очень большая

Применение. По светостойкости нитроновые волокна превосходят все текстильные волокна, поэтому из него изготавливают гардинно-тюлевые, тентовые и другие изделия. По внешнему виду и некоторым свойствам напоминает шерсть, выпускают в виде волокон и применяют аналогично шерсти: для выработки платьево-костюмных тканей, ковров искусственного меха, различных трикотажных изделий, головных уборов, шарфов, одеял, перчаток. Из нитей – гардинно-тюлевые изделия, рыболовные снасти.

Сочетание шерсти и нитрона дают прекрасные смесевые волокна для красивых, тонких, теплых трикотажных костюмов

Характеристика синтетических волокон

№ П.п	Характеристика и свойства	капрон	лавсан	нитрон
1	поверхность	гладкая	гладкая	шероховатая
2	блеск	резкий	слабый	матовый
3	прочность	значительная, в мокром состоянии уменьшается, нельзя тереть и выкручивать при стирке		большая, в мокром состоянии не уменьшается
4	Длина волокна	произвольная	произвольная	произвольная
5	горение	плавится, а затем загорается голубовато-желтым пламенем, выделяется запах сургуча, образуется спек из которого можно в горячем виде вытянуть нить, остаток-темный твердый шарик	горит слабовато-желтым цветом с выделением черной густой копоти, образуется твердый черный шарик	горит вспышками, интенсивно, выделяя черную копоть, пламя желтое, образуется темный наплыв неправильной формы
6	сминаемость	малая	Очень мала	средняя
7	гигроскопичность	низкая	низкая	низкая
8	теплозащитность	малая	высокая	значительная
9	осыпаемость	большая	большая	малая
10	усадка	малая	малая	малая
11	драпируемость	малая	малая	малая
12	износостойкость	значительная	большая	значительная
13	раздвижка нитей	значительная	малая	малая
14	водопроницаемость	малая	малая	малая

Искусственные волокна - вискоза, ацетат, триацетат.

Вискоза - (вязкий, клейкий) – это концентрированный раствор природных соединений - гидратцеллюлозные волокна

Волокно было получено в 80-е годы 19 века ботаником Негели, который установил, что хлопковое волокно состоит из целлюлозы. Это открытие привело к мысли, что можно выработать волокно подобное хлопковому, но из более дешевого целлюлозного сырья -остатков древесины. Попытки получения такого волокна увенчались успехом в 1892 году, когда американцы Кросс, Бивен, Бидл запатентовали вискозный способ, который совершенствовался и модернизировался.

Получение. Остатки еловой щепы и хлопкового пуха обрабатывают раствором щелочи (едкий натр) , получают щелочную целлюлозу, которую затем обрабатывают сероуглеродом и полученный растров продавливают через фильеры - пластины с мельчайшими отверстиями - получают струйки материала, которые затвердевают и образуют элементарные нити.

Ученые России предвидели блестящую будущность вискозного волокна. Д.И. Менделеев в 1900 году писал: “Россия изобилует всякими растительными продуктами...

Клетчатка не истощает почвы, для питания не пригодна... если бы мы отбросы превратили в изделия из вискозы, то разбогатели бы побольше, чем от всей нашей торговли”

Характеристика. Вискозное волокно является самым универсальным из химических волокон, оно приближено к хлопковому. Волокно имеет рыхлую структуру, напоминает шелк по внешнему виду, имеет прекрасные гигиенические свойства (”дышит”) , обладает повышенной гигроскопичностью, большой прочностью, хорошо утюжатся.

Недостатком является резкий блеск, но если волокна вискозного жгута разрезать на части (штапепьки) , а затем вытянуть и скрутить в пряжу, то это штапельное волокно теряет блеск и прочность немного уменьшается, сохраняя остальные свойства вискозы. При стирке изделия сильно садятся (до 10 %) , в мокром состоянии теряют прочность до 60% , поэтому их нельзя сильно тереть и выкручивать.

Применение. В чистом виде и в сочетании с другими волокнами или нитями вырабатывают подкладочные, платьевые, сорочечные, бельевые, декоративные ткани, верхний, бельевой трикотаж, чулочно-носочные, текстильно-галантерейные изделия (ленты, тесьма, галстуки), целлофан. Если вискозную нить сильно вытянуть, то верхний слой нити растянется больше, а внутренний - меньше, в результате волокно получает извитость, из этих нитей изготавливают ковры. Если в прядильный раствор вискозы вмешать воздух, то получим химическую реакцию с выделением углекислого газа, в волокне образуются пустоты, эти пустотелые вискозные волокна используют для производства не тонущих спасательных костюмов Усовершенствованным вискозным волокном является сиблон, который мало мнется, мало садится, прочное и блестящее. Его изготавливают из высококачественной целлюлозы.

Ацетатное волокно (ацетилцеллюлоза)

Впервые на мировом рынке появилось в 1921 году, как результат трудов американских ученых и технологов под руководством Дрейфуса.

Получение относительно безвредное, отличается простотой технологического процесса и доступностью вспомогательных материалов.

Получение. Сырьем для получения ацетатного волокна служат остатки хлопкового пуха или облагороженной древесной целлюлозы, обработанные уксусным ангидритом и уксусной кислотой: получают рыхлые хлопья первичного ацетата.(“уксус” по латыни “ацетум”, от этого произошло и название “ацетатное”)

Для получения вторичного ацетата первичный ацетат омыливают – добавляют определенное количество воды; полученные белые хлопья отжимают, обрабатывают в смеси ацетона и спирта, продавливают через фильеры, и при помощи теплого воздуха испаряют смесь,от чего нити затвердевают. Из этих блестящих нитей и ткут ацетатное полотно. В сочетании с другими нитями волокно используют с шелком, вискозой, шерстью и другими смесевыми тканями.

Характеристика. Ацетатное волокно мало гигроскопично, мало впитывает влагу, мягкое, легкое, тонкое, упругое, блестящее, но при температуре выше 85 градусов блеск теряет, сильно электризуется, в мокром состоянии прочность теряет очень мало, но имеет склонность к образованию заломов в мокром состоянии, боится высоких температур и при 140 градусах разрушается, не подвержено действиям плесени, сильно осыпается, мало сминается, быстро сохнет (вода стекает) , светостойкое.

Изделия утюжат влажным по изнаночной стороне, чтобы не образовывались ласы;

нельзя чистить ацетоном, можно растворить ткань

Применение. В настоящее время выпуск ацетатных волокон и нитей резко сократился из-за малой потребительской востребованности

В 60-десятые годы ХХ века использовали ткани для женских платьев, блузок,. летних костюмов

Триацетатное волокно.

Получают из первичного ацетата путем воздействия на него химического состава.

Формование волокна происходит так же, как ацетатного, но при низких температурах, что ведет к некоторым различиям в их свойствах: отличается низкой гигроскопичностью, белее высокой температурой плавления и глажения, его можно отбеливать и проще окрашивать,

не нуждается в глажении, хорошо держит складки плиссе и гофре даже после стирки, что улучшает процесс эксплуатации; сильно осыпается.

Применение: Изготавливают ткани для галстуков (из-за низкой прочности).тюля, покрывал на кровати, кружев, юбок гофре и плиссе, сорочек

Характеристика искусственных волокон

№ п.п	Признаки и свойства	Вискоза	Ацетат	Триацетат
1	поверхность	гладкая скользкая	гладкая скользкая	гладкая
2	блеск	резкий	матовый	матовый
3	Длина волокна	произвольная	произвольная	произвольная
4	прочность	высокая, в мокром состоянии уменьшается до 50%	высокая, в мокром состоянии уменьшается на 10%	средняя, в мокром состоянии не уменьшается
5	горение	Хорошо, спокойным ровным желтым пламенем, остаток серый пепел, запах жженой бумаги	Желтое пламя с образованием темного наплыва, запах уксуса	Желтое пламя с образованием бурого наплыва, запах слабый
6	сминаемость	большая	малая	почти 0
7	гигроскопичность	большая	средняя	средняя
8	теплозащитность	средняя	меньше вискозы	меньше вискозы
9	осыпаемость	большая	большая	большая
10	усадка	большая до 20%	малая	малая
11	драпируемость	средняя	средняя	средняя
12	Раздвижка нитей	большая	большая	большая
13	Износостойкость	средняя	высокая	малая

Литература:

1. Т.Д.Балашова. Н.Е.Бушуева, И.В.Попиков. Отделка шелковых тканей.;изд. “Легкая промышленность”., 1986, Ленинград.
2. Л.М.Михаловская. Текстильные товары. Изд. Экономика.; 1990, Москва.
3. Л.В.Орленко. Терминологический словарь одежды, Легпромиздат; 1996, Москва
4. С.И. Столярова, Л.Д.Домненкова. Обслуживающий труд. Просвещение, 1985.
5. Редакция И.Н.Федоровой. Занятия по обслуживающему труду в 1У – УШ классах. Москва, Просвещение, 1975.

Волокна – природные или искусственные высокомолекулярные вещества, отличающиеся от других полимеров более высокой степенью упорядоченности молекул и, как следствие, особыми физическими свойствами, позволяющими использовать их для получения нитей.

КЛАССИФИКАЦИЯ

Искусственные волокна – продукты химическое переработки высокомолекулярных природных веществ (целлюлозы, природного каучука, белков).

Синтетические волокна – вырабатываемые из синтетических полимеров (полиамидного, полиэфирного, полиакрилонитрильного и поливинилхлоридного волокон).

Таблица. НЕКОТОРЫЕ ВАЖНЕЙШИЕ ВОЛОКНА

Волокно. Химическая формула	Исходное вещество
Хлопковое (C 6 H 10 O 5) n	Хлопок
Вискозное волокно (C 6 H 10 O 5) n	Древесина Целлюлоза
Ацетатное триацетатное	(C 6 H 10 O 5) n – хлопковая или древесная целлюлоза ангидрид уксусной кислоты
Нитрон (полиакрилонитрильное волокно)	Акрилонитрил
Лавсан, полиэтилентерефталат (полиэфирное волокно)	Этиленгликоль HO-CH 2 CH 2 -OH двухосновной кислоты - терефталевой (1,4-бензолдикарбоновой) HOOC-C 6 H 4 -COOH
Капрон (полиамидное волокно) [-NH-(CH 2) 5 -CO-] n	Капролактам

ЛАВСАН

Лавсан (полиэтилентерефталат) - представитель полиэфиров:

Получают реакцией поликонденсации терефталевой кислоты и этиленгликоля:

HOOC-C 6 H 4 -COOH + H O-CH 2 CH 2 -OH + HO OC-C 6 H 4 -COOH + … →

→ HOOC-C 6 H 4 -CO – O-CH 2 CH 2 -O – OC-C 6 H 4 -CO – … + nH 2 O

полимер - смола

В общем виде:

n HOOC-C 6 H 4 -COOH + n HO-CH 2 CH 2 -OH →

→ HO-(-CO-C 6 H 4 -CO-O-CH 2 CH 2 -O-) n -H + (n-1) H 2 O

Полимер пропускают через фильеры – макромолекулы вытягиваются, усиливается их ориентация:

Формование прочных волокон на основе лавсана осуществляется из расплава с последующей вытяжкой нитей при 80-120 °С.

Лавсан является линейным жесткоцепным полимером. Наличие регулярно расположенных в цепи макромолекулы полярных сложноэфирных групп

О-СО- приводит к усилению межмолекулярных взаимодействий, придавая полимеру жесткость и высокую механическую прочность. К его достоинствам относятся также устойчивость к действию повышенных температур, света и окислителей.

Достоинства:

1. Прочность, износостойкость
2. Свето и термостойкость
3. Хороший диэлектрик
4. Устойчив к действию растворов кислот и щелочей средней концентрации
5. Высокая термостойкость (-70˚ до + 170˚)

Недостатки:

1. Негигроскопичен (для производства одежды используют в смеси с другими волокнами)

Применяется лавсан в производстве:

1. волокон и нитей для изготовления трикотажа и тканей различных типов (тафта, жоржет, креп, пике, твид, атлас, кружево, тюль, плащевые и зонтичные полотна и т.п.);
2. пленок, бутылей, упаковочного материала, контейнеров и др.;
3. транспортёрных лент, приводных ремней, канатов, парусов, рыболовных сетей и тралов, бензо- и нефтестойких шлангов, электроизоляционных и фильтровальных материалов, щёток, застёжек "молния", струн ракеток и т.п.;
4. хирургических нитей и материалов для имплантации в сердечно-сосудистой системе (эндопротезы клапанов сердца и кровеносных сосудов), эндопротезирования связок и сухожилий.

КАПРОН

Капрон [-NH-(CH 2) 5 -CO-] n – представитель полиамидов.

В промышленности его получают путем полимеризации производного

ε-аминокапроновой кислоты – капролактама.

H 2 N-(CH 2) 5 -CO-OH + H 2 N-(CH 2) 5 -CO-OH + H 2 N-(CH 2) 5 -CO-OH →

ε-аминокапроновая кислота

→ H 2 N-(CH 2) 5 -CO-OH + H 2 N-(CH 2) 5 -CO- … + nH 2 O

Процесс ведется в присутствии воды, играющей роль активатора, при температуре 240-270° С и давлении 15-20 кгс/см 2 в атмосфере азота.

Достоинства:

1. Благодаря сильному межмолекулярному взаимодействию, обусловленному водородными связями между группами –CO-NH-, полиамиды представляют собой труднорастворимые высокоплавкие полимеры с температурой плавления 180-250°С.
2. Устойчивость к истиранию и деформации
3. Не впитывает влагу, поэтому не теряет прочности во влажном состоянии
4. Термоплатичен

Недостатки:

1. Малоустойчив к действию кислот

2. Малая теплостойкость тканей (нельзя гладить горячим утюгом)

Применение:

1. Полиамиды применяются прежде всего для получения синтетического волокна. Вследствие нерастворимости в обычных растворителях прядение ведется сухим методом из расплава с последующей вытяжкой. Хотя полиамидные волокна прочнее натурального шелка, трикотаж и ткани, изготовленные из них, значительно уступают по гигиеническим свойствам из-за недостаточной гигроскопичности полимера.
2. Изготовление одежды, искусственного меха, ковровых изделий, обивок.
3. Полиамиды используются для производства технических тканей, канатов, рыболовных сетей.
4. Шины с каркасом из полиамидного корда более долговечны.
5. Полиамиды перерабатываются в очень прочные конструкционные изделия методами литья под давлением, прессования, штамповки и выдувания.

Искусственные волокна. Среди химических волокон по объему выпуска первое место занимает искусственное вискозное волокно. Основным веществом для получения вискозного волокна служит древесная целлюлоза и дешевые доступные химические вещества. Достоинством вискозного волокна является высокая экономическая эффективность его производства и переработки. Так, при производстве 1 кг вискозной пряжи трудовые затраты в 2-3 раза ниже затрат на производство такой же пряжи из хлопка и в 4,5-5 раз ниже производства 1 кг шерстяной пряжи.

Выпускается вискозное волокно различной длины и толщины. Толщина элементарного волокна вискозного шелка бывает от 0,5 до 0,2 текс.

Вискозные волокна обладают достаточной прочностью, однако в мокром состоянии их прочность падает до 50-60%. Их недостатком является способность усаживаться, т. е. сокращаться по длине, особенно после стирки изделий.

Эти волокна обладают высокими гигиеническими свойствами, так как они характеризуются способностью хорошо впитывать влагу. Вискозные волокна термоустойчивые.

При нагревании они не размягчаются и выдерживают нагрев без разрушения до 150°. При более высоких температурах (175-200°) наступает процесс разложения волокна.

Вискозные волокна с повышенными свойствами получили название полинозных. По своим свойствам они приближаются к хлопковому волокну.

На основе хлопковой или древесной целлюлозы получают другие искусственные волокна - медноаммиачные и ацетатные.

Медноаммиачное волокно по своим свойствам напоминает вискозное волокно. Производится оно в небольших количествах, так как его производство гораздо дороже, чем производство других искусственных волокон. Применяется главным образом в смеси с шерстью.

Ацетатные волокна выпускают двух видов: диацетатные и триацетатные. Диацетатные волокна называют обычно ацетатными. Ацетатные волокна обладают достаточной прочностью. Их разрывное удлинение 18-25%. Разрывная прочность ацетатного волокна в мокром состоянии снижается на 40-50%, а триацетатного - на 10-15%. Ацетатное волокно поглощает примерно 6,5% влаги, а триацетатное - не более 1-1,5%.

Ацетатные волокна по своим свойствам занимают промежуточное положение между искусственными и синтетическими волокнами.

В отличие от вискозных ацетатные волокна термопластичны и при температуре 140-150° начинают деформироваться.

Применение ацетатных волокон в смеси с вискозными позволяет значительно снизить сминаемость изделий. Ацетатные волокна не окрашиваются красителями, применяемыми для крашения вискозных волокон, поэтому применение ацетатных волокон в смеси с вискозными позволяет создавать различные колористические эффекты, облагораживать лицевую поверхность ткани.

Из других искусственных волокон в производстве тканей используют стеклянные и металлические; металлические нити применяют для придания тканям различных декоративных эффектов; они носят название алюнит, люрекс, метлон и др.

Синтетические волокна. Из синтетических волокон наибольшее распространение получили полиамидные волокна, к которым относятся капрон, анид, энант и другие волокна. В нашей стране среди полиамидных волокон первое место занимает капроновое волокно. Для его получения используют смолу капролактам, которую получают путем химического синтеза из относительно простых органических веществ.

Полиамидные волокна обладают рядом ценных свойств: высокой прочностью на разрыв, упругостью и исключительной устойчивостью к истиранию.

Преимуществом полиамидных волокон является высокая стойкость к истиранию и многократным деформациям.

XIX век ознаменовался важными открытиями в науке и технике. Резкий технический бум коснулся практически всех сфер производств, многие процессы были автоматизированы и перешли на качественно новый уровень. Техническая революция не обошла стороной и текстильное производство - в 1890 году во Франции впервые было получено волокно, изготовленное с применением химических реакций. С этого события началась история химических волокон.

Виды, классификация и свойства химических волокон

Согласно классификации все волокна подразделяются на две основные группы: органические и неорганические. К органическим относятся искусственные и синтетические волокна. Разница между ними состоит в том, что искусственные создаются из природных материалов (полимеров), но с помощью химических реакций. Синтетические волокна в качестве сырья используют синтетические полимеры, процессы же получения тканей принципиально не отличаются. К неорганическим волокнам относят группу минеральных волокон, которые получают из неорганического сырья.

В качестве сырья для искусственных волокон используются гидратцеллюлозные, ацетилцеллюлозные и белковые полимеры, для синтетических - карбоцепные и гетероцепные полимеры.

Благодаря тому, что при производстве химических волокон используются химические процессы, свойства волокон, в первую очередь механические, можно изменять, если использовать разные параметры процесса производства.

Главными отличительными свойствами химических волокон, по сравнению с натуральными, являются:

• высокая прочность;
• способность растягиваться;
• прочность на разрыв и на длительные нагрузки разной силы;
• устойчивость к воздействию света, влаги, бактерий;
• несминаемость.

Некоторые специальные виды обладают устойчивостью к высоким температурам и агрессивным средам.

ГОСТ химические нити

По Всероссийскому ГОСТу классификация химических волокон достаточно сложная.

Искусственные волокна и нити, согласно ГОСТу, делятся на:

• волокна искусственные;
• нити искусственные для кордной ткани;
• нити искусственные для технических изделий;
• технические нити для шпагата;
• искусственные текстильные нити.

Синтетические волокна и нити, в свою очередь, состоят из следующих групп: волокна синтетические, нити синтетические для кордной ткани, для технических изделий, пленочные и текстильные синтетические нити.

Каждая группа включает в себя один или несколько подвидов. Каждому подвиду присвоен свой код в каталоге.

Технология получения, производства химических волокон

Производство химических волокон имеет большие преимущества по сравнению с натуральными волокнами:

• во-первых, их производство не зависит от сезона;
• во-вторых, сам процесс производства хоть и достаточно сложный, но гораздо менее трудоемкий;
• в-третьих, это возможность получить волокно с заранее установленными параметрами.

С технологической точки зрения, данные процессы сложные и всегда состоят из нескольких этапов. Сначала получают исходный материал, потом преобразовывают его в специальный прядильный раствор, далее происходит формирование волокон и их отделка.

Для формирования волокон используются разные методики:

• использование мокрого, сухого или сухо-мокрого раствора;
• применение резки металлической фольгой;
• вытягивание из расплава или дисперсии;
• волочение;
• плющение;
• гель-формование.

Применение химических волокон

Химические волокна имеют очень широкое применение во многих отраслях. Главным их преимуществом является относительно низкая себестоимость и продолжительный срок службы. Ткани из химических волокон активно используются для пошива специальной одежды, в автомобильной промышленности - для укрепления шин. В технике разного рода чаще применяются нетканые материалы из синтетического или минерального волокна.

Текстильные химические волокна

В качестве сырья для производства текстильных волокон химического происхождения (в частности, для получения синтетического волокна) используются газообразные продукты переработки нефти и каменного угля. Таким образом, синтезируются волокна, которые различаются по составу, свойствам и способу горения.

Среди наиболее популярных:

• полиэфирные волокна (лавсан, кримплен);
• полиамидные волокна (капрон, нейлон);
• полиакрилонитрильные волокна (нитрон, акрил);
• эластановое волокно (лайкра, дорластан).

Среди искусственных волокон самые распространенные - это вискозное и ацетатное. Вискозные волокна получают из целлюлозы - преимущественно еловых пород. С помощью химических процессов этому волокну можно придать визуальную схожесть с натуральным шелком, шерстью или хлопком. Ацетатное волокно производят из отходов от производства хлопка, поэтому они хорошо впитывают влагу.

Нетканые материалы из химических волокон

Нетканые материалы можно получать как из натуральных, так и из химических волокон. Часто нетканые материалы производят из вторсырья и отходов других производств.

Волокнистая основа, подготовленная механическим, аэродинамическим, гидравлическим, электростатическим или волокнообразующим способами, скрепляется.

Основной стадией получения нетканых материалов является стадия скрепления волокнистой основы, получаемой одним из способов:

1. Химический или адгезионный (клеевой) - сформованное полотно пропитывается, покрывается или орошается связующим компонентом в виде водного раствора, нанесение которого может быть сплошным или фрагментированным.
2. Термический - в этом способе используются термопластичные свойства некоторых синтетических волокон. Иногда используются волокна, из которых состоит нетканый материал, но в большинстве случаев в нетканый материал еще на стадии формования специально добавляют небольшое количество волокон с низкой температурой плавления (бикомпонент).

Объекты промышленности химических волокон

Поскольку химическое производство охватывает несколько областей промышленности, все объекты химической промышленности делятся на 5 классов в зависимости от сырья и области применения:

• органические вещества;
• неорганические вещества;
• материалы органического синтеза;
• чистые вещества и химреактивы;
• фармацевтическая и медицинская группа.

По типу назначения объекты промышленности химических волокон разделяются на основные, общезаводские и вспомогательные.