Kemična vlakna in niti. Sintetične tkanine - gostje iz prihodnosti Tehnologija sintetičnih vlaken

Uvod…………………………………………………….……………………………3

1. Značilnosti sintetičnih vlaken………………………..…….3

2. Surovine za proizvodnjo sintetičnih vlaken……………………..4

3. Proizvodnja sintetičnih vlaken…………………………………5

4. Uporaba sintetičnih vlaken……………………….…………11

Literatura……………………………………………………….12

Uvod

Sintetična vlakna so izdelana iz polimernih materialov, pridobljenih s sintezo enostavnih snovi (etilen, benzen, fenol, propilen itd.), ki se proizvajajo iz naftnih plinov, nafte in premogovega katrana. Sintetični polimerni materiali za proizvodnjo vlaken so narejeni na osnovi polimerizacijskih in polikondenzacijskih smol. Odvisno od pogojev polimerizacijskih in polikondenzacijskih procesov dobimo polimerne molekule, ki se razlikujejo ne samo po velikosti, ampak tudi po strukturi. Sodobne metode Sinteza visokomolekularnih spojin omogoča, da z uporabo različnih monomerov in spreminjanjem pogojev sinteze dobimo spojine katere koli sestave in posledično spremenimo lastnosti polimera in iz njega pridobljenih vlaken v želeni smeri. Ko je surovina pridobljena, je postopek izdelave sintetičnih vlaken sestavljen iz predenja in končne obdelave. Sintetična vlakna so oblikovana iz raztopine, pa tudi iz taline ali zmehčanega polimera.
Trenutno se večina sintetičnih vlaken uporablja v kombinaciji z naravnimi in umetnimi, kar omogoča proizvodnjo tekstilnih izdelkov, ki ustrezajo zahtevam potrošnikov.
Vsa sintetična vlakna, glede na strukturo makromolekul, delimo na ogljikove in heteroverižne. Najbolj razširjena ogljikova verižna vlakna so poliakrilonitril, polivinilklorid, polivinil alkohol, poliolefin, heteroverižna vlakna pa poliamid in poliester.

Značilnosti sintetičnih vlaken

Za sintetična vlakna je za razliko od naravnih in umetnih značilna nizka absorpcija vlage, zato se izdelki iz njih hitro sušijo. Nizka občutljivost na vlago vpliva tudi na druge lastnosti teh vlaken. Tako se njihove fizikalne in mehanske lastnosti pri potopitvi v vodo skoraj ne spremenijo. Ta vlakna imajo visoko trdnost tako v zračno suhem kot v mokrem stanju, kar razširja področje njihove uporabe. Pomembna lastnost sintetičnih vlaken je kemična inertnost. Tako sta najlon in anid odporna na alkalije, lavsan je odporen na kisline, lastnosti klora se ne spremenijo pod vplivom kislin, alkalij, oksidantov in drugih reagentov. Sintetična vlakna so odporna na bakterije, mikroorganizme, plesen in molje.
Vendar pa se sintetična vlakna razlikujejo po številnih lastnostih. Na primer, za najlonska vlakna je značilna visoka odpornost proti obrabi, za nitronska vlakna na sončno svetlobo in atmosferske vplive, za lavsan pa zelo nizek preostali raztezek. Sintetična vlakna imajo številne pomanjkljivosti. Tako nizka absorpcija vlage bistveno otežuje barvanje teh vlaken, spodbuja kopičenje elektrostatičnih nabojev na njihovi površini in zmanjšuje higienske lastnosti, kar omejuje uporabo teh vlaken za proizvodnjo perila in otroških izdelkov.

2. Surovine za proizvodnjo sintetičnih vlaken

Sintetična vlakna so vlakna, pridobljena s sintezo polimerov, sestavljenih iz naravnih nizkomolekularnih snovi (C, H, O, N itd.), Kot rezultat reakcije polimerizacije ali polikondenzacije. Polimeri se sintetizirajo iz produktov predelave nafte, plina in premoga (benzen, fenol, etilen, acetilen, amoniak, cianovodikova kislina), ki se proizvajajo v ogromnih količinah v kemičnih obratih. S spreminjanjem sestave izhodnih produktov je mogoče spreminjati strukturo in lastnosti sintetičnih polimerov in iz njih pridobljenih vlaken.

Sintetična vlakna imajo kemična sestava, kakršnega med naravnimi materiali ni.

Splošne informacije o tekstilnih vlaknih in nitih.

Tekstilna vlakna delimo v dve glavni skupini: naravna in kemična.

Naravne – visokomolekularne spojine rastlinskega in živalskega izvora

Kemična vlakna delimo na umetna in sintetična.

Surovine za umetna vlakna:

To so naravne visokomolekularne spojine – lesna celuloza (smrekov in borov čips); alginska kislina iz morskih alg; mlečne, pšenične, sojine beljakovine; ostanki bombažnih kosmov.

Surovine za sintetična vlakna:

To so produkti predelave nafte, plina in premoga s sintezo, ko iz več enostavnih snovi dobimo eno kompleksno snov. (sinteza je povezava, od tod tudi ime vlaken)

Vlakna so lahko:

A) osnovno– ne delite v vzdolžni smeri brez uničenja (vata); elementarna vlakna velike dolžine (desetine in stotine metrov) imenujemo filamenti

B) kompleksen– pritrjeno (zvit, prepleten ali zlepljen skupaj) v vzdolžni smeri (lan, konoplja); kompleksne niti so sestavljene iz elementarnih niti

Poleg naravne svile so vse filamentne niti kemične

Imenujejo se kratki kosi umetnih ali sintetičnih niti, dolgi 35-150 mm »sponke« ali rezana vlakna. Pri proizvodnji viskoze je znano, da so to niti poljubne dolžine z ostrim sijajem, zelo gladke. Če pa pramen viskoze narežemo na sponke in ga nato zvijemo v nit, potem izgubi sijaj in gladkost, izgubi pa tudi moč. Tako so pridobivali rezana vlakna, ki so se po vojni razširila v Rusiji. Do leta 1970 se je viskoza imenovala sponka

Teksturirane niti– to so niti modificiranih struktur, tj. kompleksna nit je posebej močno deformirana:

a) zvit tako, da ga zvijete in nato ta koder pritrdite s segrevanjem - dobite elastična nit;

b) zvijati niti z različnim krčenjem in navlažiti; v tem primeru se ena nit skrajša po dolžini, druga pa se ne skrči, se deformira in tvori kodre, ki štrlijo na površino v obliki zank. Tako dobijo velika količina preja.

c) ojačana preja (nit) ima jedro in zunanji ovoj; drugo vlakno (bombaž, viskoza) je navito (pleteno) na jedro iz poliamidne (najlonske) niti; dobiti ojačana preja visoka mehanska trdnost, mehkoba, puhastost.

Pridobivanje umetnih vlaken:

Priprava raztopine:

1. Ostanke smrekovih ali borovih sekancev posušimo
2. Do otekanja obdelajte s kavstično sodo
3. Masa se raztopi, dobimo viskozno raztopino
4. Vlakno se oblikuje: pod pritiskom raztopina teče skozi cevovod in se potisne skozi matrice v sedimentno kopel z vodno raztopino žveplove kisline. (Matura je pokrovček z zelo majhnimi luknjami s premerom 0,07-0,08 mm.)
5. Pri interakciji raztopine z žveplovo kislino nastanejo trdi, zelo dolgi in zelo tanki filamenti
6. Več elementarnih niti je z vrtenjem povezanih v eno kompleksno nit, ki jo izvlečemo in navijemo na vreteno.

Končna obdelava niti:

1. Operite - odstranite žveplovo kislino.
2. Beljenje
3. Operite z milom, da bo mehko in drobljivo

Po tem principu se proizvajajo sintetične niti.

Kemična sintetična vlakna.

Sintetična vlakna imajo velik vpliv na razvoj tekstilne industrije - bistveno se razširi ponudba tkanin, izboljšajo se nekatere njihove lastnosti, z uporabo mešanih vlaken nastajajo nove vrste tkanin, pridobijo se tkanine z določenimi lastnostmi, proizvodni stroški so bistveno nižji od naravnih.

Sintetična vlakna vključujejo: najlon, lavsan, nitron.

Kapron– poliamidna vlakna, pridobljena s sintezo (povezava, sestava, kombinacija)– iz več enostavnih snovi dobimo eno kompleksno iz produktov rafiniranja nafte in premoga (iz sintetičnih visokomolekularnih snovi).

Industrijska proizvodnja se je prvič začela leta 1932 v Nemčiji.

V Rusiji leta 1939 je sprostitev tega vlakna igrala veliko vlogo v Veliki domovinska vojna: Iz njih so izdelovali letalske pnevmatike za težke bombnike, brez teh pnevmatik letala ne bi mogla vzleteti, saj gume pri pospeševanju niso vzdržale trenja, so pregorele in se uničile.

Če ne bi bilo najlona, ​​ne bi bilo težkih bombnikov.

potrdilo o prejemu. Pri sprejemu najlonske snovi tekočina izteče iz matric v curku v obliki staljene smole, jo prepiha hladen zrak in se strdi. Da bi preprečili krčenje, se niti potegnejo in obdelajo z vročo paro.

Značilno.

Skupna negativna lastnost vseh sintetičnih vlaken je odsotnost enotnega sistema por in lukenj, kar negativno vpliva na njihove higienske lastnosti. To je najmočnejše vlakno na svetu, 10-krat močnejše od bombaža, 20-krat močnejše od volne, 50-krat močnejše od viskoze, čeprav se moč izgubi, ko je mokra, zato najlona in elastike (vrsta najlona) ni mogoče drgniti ali zvijati, ko pranje.

Najlonsko nit lahko spremenimo v nagubano nit - elastiko, ki se lahko neskončno razteza in krči, ne da bi spremenila svoje lastnosti (vlakno je 100-krat bolj odporno na upogibanje kot viskoza, 10-krat bombaž, 20-krat volna, 50-krat viskoza)

Velika pomanjkljivost najlonskih vlaken je naelektrenje, kopičenje električnih nabojev, oster sijaj, visoka gladkost površine, kar povzroča slab oprijem niti, zaradi česar zanke na nogavicah in pleteninah drsijo. Pri nošenju izdelkov iz mešanih tkanin pridejo na površje najlonska vlakna, ki tvorijo pilule, porušijo strukturo in videz izdelkov, in ker je najlon močan, pilule med nošenjem ne izginejo.

Aplikacija. Najlon se uporablja za izdelavo tankih lahkih tkanin za prevleke za družice, trakove, ribiške mreže, padala, vrvi, vrvice, ribiško vrvico, ščetine, nogavice, vrvice za letalske in avtomobilske gume, fino perilo, til, čipke, tkanine za obleke in kostume itd. Vlakna se zelo pogosto uporabljajo kot dodatek drugim vlaknom. (za mešane tkanine).

Trenutno bodo začeli izdelovati nogavice iz mikromolekularnih spojin z uporabo nanotehnologije najlonskih vlaken, ki bo omogočila obnovitev raztrganin v hlačnih nogavicah v 15 minutah, le spojite njihove raztrgane robove.

Lavsan– poliestrska vlakna.

Diolen - Nemčija, Terylene - Anglija, Dacron ZDA, Tergal - Francija

Leta 1967 je bila na drogu Ostankinskega stolpa izobešena rdeča zastava.

Navadna snov na taki višini ne zdrži močnih sunkov vetra. Odločeno je bilo, da bo zastava izdelana iz lavsana. Vlakna so prvič pridobili v Angliji leta 1941 iz izdelkov iz nafte in premogovega katrana.

Proizvodnja in prejem niti je enak najlonu.

Trenutno se proizvaja v številnih državah pod različnimi imeni. Pri nas se proizvaja pod imenom "lavsan" - skrajšano ime za Laboratorij za makromolekularne spojine Akademije znanosti. razvil pod vodstvom profesorja V. V. Kormasha.

Značilno. Mylar vlakno po videzu spominja na volno, je mehko, toplo, voluminozno na dotik, je 3-krat cenejše od volne in je odporno na poškodbe. sončni žarki, ne zbledi, je elastičen, lahek, zelo trpežen, zelo elastičen, zaradi tega blaga ni potrebno likati, izdelki se ne mečkajo (3x večja mečkanost kot volna), odporni so na plesen, kisline in alkalije. . Lavsan se uporablja v čisti obliki, vendar se večinoma dodaja volni, viskozi in bombažu. izboljšati njihove lastnosti in znižati cene.

Izdelki z dodatkom lavsana se ne mečkajo, njihova moč se poveča in pridobijo lep videz.

Pomanjkljivosti vključujejo nizke higienske lastnosti in njihovo zmožnost med delovanjem, da na površini tvorijo pilinge, konce zlomljenih vlaken, zvite v kroglice, kar daje izdelkom neurejen videz.

Aplikacija. Dacron se uporablja za izdelavo vlaken za preproge, krzno, blago za zavese, obleke, kopalke, pletenine, til; iz monofilamentov - mreže in ščetin.

Zaradi opaženega negativne lastnosti pogosteje se uporablja v mešanici z naravnimi in kemičnimi vlakni.

Trenutno se široko uporablja 100% lavsan - polnilni poliester, ki se uporablja pri izdelavi igrač, jaken, toplih plaščev in odej. Različica polnilnega poliestra je polnilni poliester, halafiber, tensulate - izolacija za vojaške in letalske jopiče, polnila za blazine. V 60. letih 20. stoletja je bil izjemno priljubljen crimplene, ki se sploh ni mečkal, ni zahteval likanja, imel je lepo teksturo, zelo svetle barve, vendar ni prepuščal zraka in ni dobro vpijal vlage. Rabljeni crimplene na moških in ženskih oblekah

Kompleksne niti lavsana so zvite in obdelane z vročim zrakom, zaradi česar so mehke in puhaste. Uporabljajo se za izdelavo tkanin za pletene športne obleke in brisače. kopalke.

Nitron– poliakrilonitrilna vlakna.

Orlan. acrilan-ZDA, cashmilon-Japonska, kurtel-Anglija, dralon-Nemčija

Pri nas so začeli proizvajati leta 1963

Vlakno je oblikovano iz kopolimerov poliakrilonitrila po suhi ali mokri metodi.

Vlakno se stisne skozi matrice, vleče in podvrže toplotni obdelavi, (popršite z vročo paro), določanje razporeditve makromolekul.

Proizvedeno v obliki vlaken. Da bi jih zvili, jih valovite v posebnih strojih. Nagubana nitronska vlakna so po videzu podobna finim volnenim vlaknom. Nitron je nadomestek volne, »najtoplejša« kemična nit na svetu.

Značilno. Nitronska vlakna imajo visoke lastnosti toplotne zaščite, najtoplejša od vseh kemičnih vlaken, z zelo malo gub in krčenja, sploh ne zbledijo, dobro barvajo, relativno visoko trdnost, odpornost proti obrabi: 5-10 krat manj kot najlon in lavsan; izdelki ohranijo 80% svoje prvotne trdnosti eno leto in pol delovanja.

Vlakno je krhko, naelektreno in luščeno, vendar vlakna med obrabo izginejo.

Izdelki iz nitrona se odlično perejo v topli vodi in milu, morebitni madeži hitro izginejo.Izdelke lahko čistite z bencinom ali acetonom. Vlakno je nizko higroskopično, zato so njegove higienske lastnosti slabe. vendar je toplotna izolacija zelo visoka

Aplikacija. Po svetlobni odpornosti nitronska vlakna prekašajo vsa tekstilna vlakna, zato iz njega izdelujejo zavese, tile, markize in druge izdelke. Po videzu in nekaterih lastnostih spominja na volno, proizvaja se v obliki vlaken in se uporablja podobno kot volna: za izdelavo tkanin za obleke in kostume, preprog iz umetnega krzna, raznih pletenin, kap, šalov, odej, rokavic. Iz niti - zavese in izdelki iz tila, ribiški pribor.

Kombinacija volne in nitrona zagotavlja odlična mešana vlakna za lepe, tanke, tople pletene obleke

Značilnosti sintetičnih vlaken

№ p.p.	Značilnosti in lastnosti	najlon	lavsan	nitron
1	površino	gladka	gladka	grobo
2	sijaj	rezanje	šibka	mat
3	moč	pomembno, zmanjša se, ko je mokro, ni ga mogoče drgniti ali zvijati pri pranju		velika, se ne skrči, ko je mokra
4	Dolžina vlaken	prost	prost	prost
5	zgorevanje	stopi in nato zasveti z modrikasto rumenim plamenom, sprosti se vonj po pečatnem vosku, nastane pogača, iz katere lahko vroče izvlečemo nit, ostanek je temna trdna krogla	gori z rahlo rumeno barvo s sproščanjem gostih črnih saj, nastane trda črna kroglica	gori bliskovito, intenzivno, oddaja črne saje, plamen je rumen, nastane temen naliv nepravilne oblike
6	gubanje	majhna	Zelo majhen	povprečje
7	higroskopičnost	nizka	nizka	nizka
8	toplotna zaščita	majhna	visoka	pomemben
9	drobljenje	velik	velik	majhna
10	krčenje	majhna	majhna	majhna
11	drapabilnost	majhna	majhna	majhna
12	odpornost proti obrabi	pomemben	velik	pomemben
13	podaljšek niti	pomemben	majhna	majhna
14	vodoprepustnost	majhna	majhna	majhna

Umetna vlakna - viskoza, acetat, triacetat.

Viskoza - (viskozen, lepljiv) je koncentrirana raztopina naravnih spojin - hidratiziranih celuloznih vlaken

Vlakno je v 80. letih 19. stoletja pridobil botanik Negeli, ki je ugotovil, da je bombažno vlakno sestavljeno iz celuloze. To odkritje je vodilo do ideje, da je možno izdelati vlakno, podobno bombažu, vendar iz cenejših celuloznih surovin – lesnih ostankov. Poskusi pridobivanja takšnih vlaken so bili okronani z uspehom leta 1892, ko so Američani Cross, Beaven in Beadle patentirali metodo viskoze, ki so jo izboljšali in posodobili.

potrdilo o prejemu. Ostanke smrekovih sekancev in bombažne dlake obdelamo z raztopino alkalije (natrijev hidroksid), dobimo alkalno celulozo, ki jo nato obdelamo z ogljikovim disulfidom in nastali raster stisnemo skozi matrice - plošče z drobnimi luknjami - dobimo curke materiala, ki se strdijo in tvorijo elementarne niti.

Ruski znanstveniki so viskoznim vlaknom napovedali sijajno prihodnost. DI. Mendelejev je leta 1900 zapisal: »Rusija je bogata z vsemi vrstami rastlinskih proizvodov ...

Vlaknine ne izčrpavajo prsti in niso primerne za prehrano ... če bi odpadke predelali v izdelke iz viskoze, bi obogateli kot od vse naše trgovine.«

Značilno. Viskozno vlakno je najbolj vsestransko kemično vlakno, blizu je bombažu. Vlakno ima ohlapno strukturo, po videzu spominja na svilo in ima odlične higienske lastnosti. ("diha"), ima povečano higroskopičnost, veliko trdnost in se lahko dobro lika.

Pomanjkljivost je oster sijaj, če pa vlakna viskoznega prediva razrežemo na kose (sponke), nato pa se izvleče in zvije v prejo, potem to rezano vlakno izgubi sijaj in se trdnost nekoliko zmanjša, hkrati pa ohrani preostale lastnosti viskoze. Izdelki se pri pranju močno skrčijo (do 10 %), ko so mokri, izgubijo do 60% trdnosti, zato jih ni mogoče preveč drgniti ali zvijati.

Aplikacija. V čisti obliki in v kombinaciji z drugimi vlakni ali nitmi izdelujejo podloge, obleke, srajce, spodnje perilo, dekorativne tkanine, vrhnja oblačila, lanene pletenine, nogavice, tekstilne in galanterijski izdelki (trakovi, pletenice, kravate), celofan. Če se viskozna nit močno izvleče, potem zgornji sloj niti se bodo bolj raztegnile, notranja pa manj, posledično se vlakna zavihajo, iz teh niti so izdelane preproge. Če v raztopino za predenje viskoze vmešamo zrak, pride do sproščanja kemične reakcije ogljikov dioksid, v vlaknu nastanejo praznine, ta votla viskozna vlakna uporabljajo za izdelavo netopečih rešilnih oblek.Izboljšano viskozno vlakno je siblon, ki se malo mečka, malo krči, je trpežno in sijoče. Izdelan je iz visoko kakovostne celuloze.

Acetatna vlakna (celulozni acetat)

Na svetovnem trgu se je prvič pojavil leta 1921, kot rezultat dela ameriških znanstvenikov in tehnologov pod vodstvom Dreyfusa.

Pridobivanje je relativno neškodljivo in preprosto tehnološki proces in razpoložljivost podpornih materialov.

potrdilo o prejemu. Surovina za proizvodnjo acetatnih vlaken so ostanki bombažnega kosma ali rafinirane lesne celuloze, obdelane z anhidritom ocetne kisline in ocetno kislino: dobijo se ohlapni kosmiči primarnega acetata. (»kis« je v latinščini »acetum«, od koder izvira ime »acetat«)

Za pridobitev sekundarnega acetata se primarni acetat umili - doda se določena količina vode; Nastale bele kosmiče iztisnemo, obdelamo v mešanici acetona in alkohola, stisnemo skozi matrice in zmes izparimo s toplim zrakom, kar povzroči strjevanje niti. Acetatna tkanina je stkana iz teh sijočih niti. V kombinaciji z drugimi nitmi se vlakno uporablja pri svili, viskozi, volni in drugih mešanih tkaninah.

Značilno. Acetatna vlakna so rahlo higroskopna, malo vpijajo vlago, mehka, lahka, tanka, elastična, sijoča, vendar pri temperaturah nad 85 stopinj izgubijo sijaj, postanejo močno naelektrena, zelo malo izgubijo trdnost, ko so mokra, vendar so nagnjena k gubam, ko mokra, boji se visokih temperatur in se pri 140 stopinjah uniči, ni dovzetna za plesen, se zelo kruši, malo mečka, hitro suši (vodni odtoki), obstojen na svetlobo.

Izdelke likamo vlažne na napačni strani, da preprečimo nastanek las;

ni mogoče očistiti z acetonom, tkanino lahko raztopite

Aplikacija. Trenutno se je proizvodnja acetatnih vlaken in niti močno zmanjšala zaradi nizkega povpraševanja potrošnikov

V 60. letih dvajsetega stoletja so bile tkanine uporabljene za ženske obleke, bluze. poletne obleke

Triacetatna vlakna.

Pridobljeno iz primarnega acetata z izpostavitvijo kemični sestavi.

Vlakno se oblikuje na enak način kot acetat, vendar pri nizkih temperaturah, kar vodi do nekaterih razlik v njihovih lastnostih: ima nizko higroskopnost, bolj belo visoko temperaturo taljenja in likanja, lahko ga je beljeno in lažje barvati,

ne zahteva likanja, dobro drži nagubane in valovite gube tudi po pranju, kar izboljša proces delovanja; se zelo drobi.

Uporaba: Izdelujejo tkanine za kravate (zaradi nizke trdnosti), til, posteljna pregrinjala, čipke, naborana in plisirana krila, srajce.

Značilnosti umetnih vlaken

№ p.p.	Znaki in lastnosti	Viskoza	Acetat	Triacetat
1	površino	gladka spolzko	gladka spolzko	gladka
2	sijaj	rezanje	mat	mat
3	Dolžina vlaken	prost	prost	prost
4	moč	visoka, ko je mokra, se zmanjša na 50 %	visoka, zmanjšana za 10 %, ko je mokra	srednja, ko je mokra, se ne zmanjša
5	zgorevanje	Dober, miren, enakomeren rumen plamen, ostanek je siv pepel, vonj po zažganem papirju	Rumen plamen s temnim prelivom, vonj po kisu	Rumen plamen s tvorbo rjavega priliva, šibkega vonja
6	gubanje	velik	majhna	skoraj 0
7	higroskopičnost	velik	povprečje	povprečje
8	toplotna zaščita	povprečje	manj viskoze	manj viskoze
9	drobljenje	velik	velik	velik
10	krčenje	velik do 20%	majhna	majhna
11	drapabilnost	povprečje	povprečje	povprečje
12	Drsenje niti	velik	velik	velik
13	Odpornost proti obrabi	povprečje	visoka	majhna

Literatura:

1. T.D. Balashova. N.E.Bushueva, I.V.Popikov. Dodelava svilenih tkanin; ed. "Lahka industrija", 1986, Leningrad.
2. L. M. Mikhalovskaya. Tekstilni izdelki. Ed. Gospodarstvo.; 1990, Moskva.
3. L.V.Orlenko. Terminološki slovar oblačenja, Legpromizdat; 1996, Moskva
4. S.I. Stolyarova, L. D. Domnenkova. Servisna dela. Razsvetljenje, 1985.
5. Uredil I.N. Fedorova. Razredi storitvenega dela v razredih 1U–UH. Moskva, Izobraževanje, 1975.

Vlakna – naravne ali umetne visokomolekularne snovi, ki se od drugih polimerov razlikujejo po višji stopnji molekularne urejenosti in posledično posebnih fizikalnih lastnostih, ki omogočajo njihovo uporabo za izdelavo niti.

KLASIFIKACIJA

Umetna vlakna – produkti kemične predelave visokomolekularnih naravnih snovi (celuloza, naravni kavčuk, beljakovine).

Sintetična vlakna – izdelani iz sintetičnih polimerov (poliamidna, poliestrska, poliakrilonitrilna in polivinilkloridna vlakna).

Tabela. NEKAJ POMEMBNIH VLAKNIN

Vlakno. Kemijska formula	Začetni material
Bombaž (C6H10O5)n	Bombaž
Viskozna vlakna (C6H10O5)n	Les Celuloza
Acetat triacetat	(C 6 H 10 O 5) n – bombaž ali lesna celuloza anhidrid ocetne kisline
Nitron (poliakrilonitrilno vlakno)	Akrilonitril
Lavsan, polietilen tereftalat (poliestersko vlakno)	Etilen glikol HO-CH 2 CH 2 -OH dvobazična kislina - tereftalna (1,4-benzendikarboksilna) HOOC-C 6 H 4 -COOH
Kapron (poliamidna vlakna) [-NH-(CH2)5-CO-] n	Kaprolaktam

LAVSAN

Lavsan (polietilen tereftalat)- predstavnik poliestrov:

Prejeti reakcija polikondenzacije tereftalne kisline in etilenglikola:

HOOC-C 6 H 4 -CO OH + 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

polimer- smola

Na splošno:

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

Polimer gre skozi matrice - makromolekule se raztegnejo, njihova orientacija se izboljša:

Iz taline poteka tvorba močnih vlaken na osnovi lavsana, ki ji sledi vlečenje niti pri 80-120 °C.

Lavsan je linearni togi verižni polimer. Prisotnost polarnih estrskih skupin, ki se redno nahajajo v verigi makromolekul

O-CO- vodi do povečanih medmolekularnih interakcij, kar daje polimeru togost in visoko mehansko trdnost. Njegove prednosti so tudi odpornost na povišane temperature, svetlobo in oksidante.

Prednosti:

1. Trdnost, odpornost proti obrabi
2. Odpornost na svetlobo in toploto
3. Dober dielektrik
4. Odporen na kisline in alkalne raztopine srednje koncentracije
5. Odpornost na visoke temperature (-70˚ do +170˚)

Napake:

1. Nehigroskopičen (uporablja se v mešanici z drugimi vlakni za proizvodnjo oblačil)

Lavsan se uporablja v proizvodnji:

1. vlakna in niti za proizvodnjo pletenin in tkanin različne vrste(taft, žoržet, krep, pique, tvid, saten, čipka, til, blago za dežne plašče in dežnike itd.);
2. folije, steklenice, embalažni material, posode itd.;
3. tekoči trakovi, pogonski jermeni, vrvi, jadra, ribiške mreže in vlečne mreže, cevi, odporne na bencin in olje, električni izolacijski in filtrirni materiali, krtače, zadrge, strune za loparje itd.;
4. kirurške niti in materiali za implantacijo v srčno-žilni sistem (endoproteze srčnih zaklopk in ožilja), endoprotetika vezi in kit.

KAPRON

Kapron [-NH-(CH 2) 5 -CO-] n je predstavnik poliamidov.

V industriji se pridobiva s polimerizacijo derivata

ε-aminokaprojska kislina – kaprolaktam.

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-aminokaprojska kislina

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

Postopek poteka v prisotnosti vode, ki igra vlogo aktivatorja, pri temperaturi 240-270 ° C in tlaku 15-20 kgf / cm 2 v atmosferi dušika.

Prednosti:

1. Zaradi močne medmolekularne interakcije, ki jo povzročajo vodikove vezi med skupinami –CO-NH-, so poliamidi slabo topni polimeri z visokim tališčem s tališčem 180-250°C.
2. Odpornost na obrabo in deformacijo
3. Ne absorbira vlage, zato ne izgubi moči, ko je moker
4. Termoplastična

Napake:

1. Nizka odpornost na kisline

2. Nizka toplotna odpornost tkanin (ni mogoče likati z vročim likalnikom)

Uporaba:

1. Poliamidi se uporabljajo predvsem za proizvodnjo sintetičnih vlaken. Zaradi netopnosti v običajnih topilih se predenje izvaja po suhi metodi iz taline, ki ji sledi vlečenje. Čeprav so poliamidna vlakna močnejša od naravne svile, so pletenine in tkanine iz njih bistveno slabše glede higienskih lastnosti zaradi nezadostne higroskopnosti polimera.
2. Proizvodnja oblačil, umetnega krzna, preprog, tapetništva.
3. Poliamidi se uporabljajo za izdelavo tehničnih tkanin, vrvi in ​​ribiških mrež.
4. Pnevmatike z okvirjem iz poliamidne vrvice so bolj trpežne.
5. Poliamide z brizganjem, stiskanjem, žigosanjem in pihanjem predelamo v zelo trpežne konstrukcijske izdelke.

Umetna vlakna. Med kemičnimi vlakni po obsegu proizvodnje so umetna viskozna vlakna na prvem mestu. Glavna snov za proizvodnjo viskoznih vlaken je lesna celuloza in je poceni kemične snovi. Prednost viskoznih vlaken je visoka ekonomska učinkovitost njihove proizvodnje in predelave. Tako so pri proizvodnji 1 kg viskozne preje stroški dela 2-3 krat nižji od stroškov proizvodnje enake preje iz bombaža in 4,5-5 krat nižji od proizvodnje 1 kg volnene preje.

Viskozna vlakna se proizvajajo v različnih dolžinah in debelinah. Debelina osnovnega vlakna viskozne svile je od 0,5 do 0,2 tex.

Viskozna vlakna imajo zadostno trdnost, vendar ko so mokra, njihova trdnost pade na 50-60%. Njihova pomanjkljivost je sposobnost krčenja, torej krajšanja dolžine, predvsem po pranju izdelkov.

Ta vlakna imajo visoke higienske lastnosti, saj jih odlikuje sposobnost, da dobro vpijajo vlago. Viskozna vlakna so toplotno odporna.

Pri segrevanju se ne zmehčajo in brez uničenja prenesejo segrevanje do 150°. Pri višjih temperaturah (175-200°) se začne proces razgradnje vlaken.

Viskozna vlakna z izboljšanimi lastnostmi imenujemo polinoza. Njihove lastnosti so podobne bombažnim vlaknom.

Druga umetna vlakna se proizvajajo iz bombaža ali lesne celuloze - bakrovo-amoniak in acetat.

Vlakna iz bakra in amoniaka so po lastnostih podobna viskoznim vlaknom. Proizvaja se v majhnih količinah, saj je njegova proizvodnja veliko dražja od proizvodnje drugih umetnih vlaken. Uporablja se predvsem v mešanicah z volno.

Acetatna vlakna so v dveh vrstah: diacetatna in triacetatna. Diacetatna vlakna običajno imenujemo acetat. Acetatna vlakna imajo zadostno trdnost. Njihov pretrgni raztezek je 18-25%. Natezna trdnost acetatnega vlakna v mokrem stanju se zmanjša za 40-50%, triacetatnega vlakna pa za 10-15%. Acetatna vlakna absorbirajo približno 6,5% vlage, triacetatna vlakna pa ne več kot 1-1,5%.

Acetatna vlakna po svojih lastnostih zasedajo vmesni položaj med umetnimi in sintetičnimi vlakni.

Za razliko od viskoznih vlaken so acetatna vlakna termoplastična in se pri temperaturi 140-150° začnejo deformirati.

Uporaba acetatnih vlaken v mešanici z viskoznimi vlakni lahko bistveno zmanjša mečkanje izdelkov. Acetatna vlakna niso barvana z barvili, ki se uporabljajo za barvanje viskoznih vlaken, zato uporaba acetatnih vlaken v mešanici z viskoznimi vlakni omogoča ustvarjanje različnih barvnih učinkov in izboljšanje sprednje površine blaga.

Druga umetna vlakna, ki se uporabljajo v proizvodnji tkanin, so steklo in kovina; kovinske niti se uporabljajo za dajanje tkaninam različnih dekorativnih učinkov; imenujemo jih alunit, lurex, metlon itd.

Sintetična vlakna. Od sintetičnih vlaken so najbolj razširjena poliamidna vlakna, kamor sodijo najlonska, anidna, enantna in druga vlakna. Pri nas je med poliamidnimi vlakni na prvem mestu najlonsko vlakno. Za njegovo pridobivanje se uporablja kaprolaktamska smola, ki se pridobiva s kemično sintezo iz razmeroma preprostih organska snov.

Poliamidna vlakna imajo številne dragocene lastnosti: visoko natezno trdnost, elastičnost in izjemno odpornost proti obrabi.

Prednost poliamidnih vlaken je njihova visoka odpornost na obrabo in ponavljajoče se deformacije.

19. stoletje so zaznamovala pomembna odkritja v znanosti in tehnologiji. Močan tehnični razcvet je prizadel skoraj vsa področja proizvodnje, številni procesi so bili avtomatizirani in prestavljeni na kakovostno novo raven. Tehnična revolucija ni zaobšla tekstilne proizvodnje – leta 1890 so v Franciji prvič izdelali vlakna z kemične reakcije. S tem dogodkom se je začela zgodovina kemičnih vlaken.

Vrste, razvrstitev in lastnosti kemičnih vlaken

V skladu s klasifikacijo so vsa vlakna razdeljena v dve glavni skupini: organska in anorganska. Organska vlakna vključujejo umetna in sintetična vlakna. Razlika med njimi je v tem, da so umetne ustvarjene iz naravnih materialov (polimerov), vendar s kemičnimi reakcijami. Sintetična vlakna kot surovine uporabljajo sintetične polimere, vendar se postopki izdelave tkanin bistveno ne razlikujejo. Anorganska vlakna vključujejo skupino mineralnih vlaken, ki so pridobljena iz anorganskih surovin.

Kot surovine za umetna vlakna se uporabljajo celulozni hidrat, celulozni acetat in proteinski polimeri, za sintetična vlakna pa ogljikovo-verižni in heteroverižni polimeri.

Ker se pri izdelavi kemičnih vlaken uporabljajo kemični procesi, se lastnosti vlaken, predvsem mehanske, lahko spremenijo z uporabo različnih parametrov proizvodnega procesa.

Glavne značilnosti kemičnih vlaken v primerjavi z naravnimi so:

• visoka moč;
• sposobnost raztezanja;
• natezna trdnost in dolgotrajne obremenitve različnih trdnosti;
• odpornost na svetlobo, vlago, bakterije;
• odpornost proti gubam.

Nekatere posebne vrste so odporne na visoke temperature in agresivna okolja.

GOST kemične niti

Po All-Russian GOST je klasifikacija kemičnih vlaken precej zapletena.

Umetna vlakna in niti so po GOST razdeljeni na:

• umetna vlakna;
• umetne niti za kordno blago;
• umetne niti za tehnične izdelke;
• tehnične niti za vrvice;
• umetne tekstilne niti.

Sintetična vlakna in niti so sestavljena iz naslednjih skupin: sintetična vlakna, sintetične niti za kord, za tehnične izdelke, filmske in tekstilne sintetične niti.

Vsaka skupina vključuje eno ali več podvrst. Vsaki podvrsti je v katalogu dodeljena lastna šifra.

Tehnologija pridobivanja in izdelave kemičnih vlaken

Proizvodnja kemičnih vlaken ima v primerjavi z naravnimi vlakni velike prednosti:

• prvič, njihova proizvodnja ni odvisna od sezone;
• drugič, sam proizvodni proces, čeprav precej zapleten, je veliko manj delovno intenziven;
• tretjič, mogoče je pridobiti vlakna z vnaprej določenimi parametri.

S tehnološkega vidika so ti procesi kompleksni in vedno sestavljeni iz več faz. Najprej se pridobi surovina, nato se pretvori v posebno predilno raztopino, nato pride do tvorbe vlaken in njihove končne obdelave.

Za oblikovanje vlaken se uporabljajo različne tehnike:

• uporaba mokre, suhe ali suho-mokre raztopine;
• uporaba rezanja kovinske folije;
• črpanje iz taline ali disperzije;
• risanje;
• sploščenje;
• oblikovanje z gelom.

Uporaba kemičnih vlaken

Kemična vlakna imajo zelo široko uporabo v številnih industrijah. Njihova glavna prednost je relativno nizka cena in dolga življenjska doba. Tkanine iz kemičnih vlaken se aktivno uporabljajo za šivanje posebnih oblačil, v avtomobilski industriji pa za krepitev pnevmatik. V različnih vrstah tehnologije se pogosteje uporabljajo netkani materiali iz sintetičnih ali mineralnih vlaken.

Tekstilna kemična vlakna

Plinasti produkti rafiniranja nafte in premoga se uporabljajo kot surovine za proizvodnjo tekstilnih vlaken kemičnega izvora (zlasti za proizvodnjo sintetičnih vlaken). Tako se sintetizirajo vlakna, ki se razlikujejo po sestavi, lastnostih in načinu zgorevanja.

Med najbolj priljubljenimi:

• poliestrska vlakna (lavsan, crimplen);
• poliamidna vlakna (najlon, najlon);
• poliakrilonitrilna vlakna (nitron, akril);
• elastanska vlakna (likra, dorlastan).

Med umetnimi vlakni sta najpogostejša viskoza in acetat. Viskozna vlakna se pridobivajo iz celuloze, predvsem iz smrekovih dreves. Z uporabo kemični procesi tem vlaknom je mogoče dati vizualno podobnost z naravno svilo, volno ali bombažem. Acetatna vlakna so narejena iz odpadkov iz proizvodnje bombaža, zato dobro absorbirajo vlago.

Netkani materiali iz kemičnih vlaken

Netkani materiali so lahko pridobljeni iz naravnih in kemičnih vlaken. Netkani materiali so pogosto proizvedeni iz recikliranih materialov in odpadkov iz drugih industrij.

Vezana je vlaknasta podlaga, pripravljena z mehanskimi, aerodinamičnimi, hidravličnimi, elektrostatičnimi metodami ali metodami oblikovanja vlaken.

Glavna faza v proizvodnji netkanih materialov je stopnja lepljenja vlaknaste podlage, pridobljene na enega od naslednjih načinov:

1. Kemično ali lepilo (lepilo)- oblikovani trak je impregniran, prevlečen ali namakan z vezivno komponento v obliki vodne raztopine, katere nanašanje je lahko kontinuirano ali razdrobljeno.
2. Toplotna- Ta metoda izkorišča termoplastične lastnosti nekaterih sintetičnih vlaken. Včasih vlakna, ki sestavljajo netkani material, vendar je v večini primerov majhna količina vlaken z nizkim tališčem (dvokomponentna) posebej dodana netkanemu materialu v fazi oblikovanja.

Objekti industrije kemičnih vlaken

Ker kemična proizvodnja zajema več področij industrije, so vsi objekti kemične industrije glede na surovine in uporabo razdeljeni v 5 razredov:

• organska snov;
• anorganske snovi;
• materiali organske sinteze;
• čiste snovi in ​​kemikalije;
• farmacevtska in medicinska skupina.

Po vrsti namena so objekti industrije kemičnih vlaken razdeljeni na glavne, splošne in pomožne.