Химические волокна

     Применение. В виде комплексных нитей или мононити вискозное волокно используется в производстве верхнего и бельевого трикотажа, чулочно-носочных изделий, тканей и др.

     5.1.2 Медно-аммиачные волокна

     Химический  состав. Медно-аммиачные волокна состоят из гидратцеллюлозы (регенерированной целлюлозы), ацетатное и триацетатное — из эфира целлюлозы и уксусной кислоты.

     Физические  свойства. Волокно ровное, гладкое, с мягким приятным блеском, хорошо окрашивается, в сухом состоянии прочнее вискозного, более упруго и эластично.

     Способы получения. Медно-аммиачное волокно получают из хлопкового пуха и облагороженной древесной целлюлозы. Целлюлозу растворяют в медно-аммиачном растворе и продавливают через фильеры. Формуют волокно мокрым способом, в растворах.

     Применение. Применяется медно-аммиачное волокно в производстве трикотажа, а в смеси с шерстью - для изготовления тканей и ковров.

     Производится  это волокно в небольших количествах, так как его производство значительно  дороже, чем производство других искусственных  волокон.

     5.2 Ацетилцеллюлозные волокна

     5.2.1 Ацетатные волокна

     Химичиский  состав. Ацетатные волокна представляют собой сложные эфиры целлюлозы и уксусной кислоты. По строению ацетатные волокна напоминают вискозные, однако имеют более округлые контуры.

     Способы получения. Сырьем для получения этих волокон является облагороженная древесина или хлопковый пух. Целлюлозу растворяют в смеси уксусного ангидрида, уксусной и серной кислоты. Полученный триацетат частично омыляют, растворяют в смеси ацетона и спирта и продавливают через фильтры. Формуют волокно сухим способом (в потоке горячего воздуха).

     Физические  свойства. Прочность волокон в сухом состоянии ниже, чем у вискозы ( 13…15 кгс/мм²), однако потеря прочности в мокром состоянии ниже – 30…40 %.

     Волокно упруго, мало сминается, имеет красивый внешний вид, мягко, устойчиво к  действию света, микроорганизмов, не повреждается молью.

     Гигроскопичность ацетатных волокон 6…7 %.

     Недостатками  этого волокна являются невысокая  устойчивость к истиранию, низкая термостойкость (80…90°С), плохая окрашиваемость, а также электризуемость.

     Применение. Поскольку ацетатные волокна имеют низкую теплопроводность, их применяют в производстве теплого белья.

     5.2.2 Триацетатные волокна

     Химичиский  состав. Ацетатные волокна представляют собой сложные эфиры целлюлозы и уксусной кислоты.

     Способы получения. Для прядильного раствора триацетат целлюлозы растворяют в смеси метиленхлорида и спирта. Формуют волокна сухим или мокрым способом.

     Физические  свойства. Прочность триацетатных волокон в сухом состоянии 13…16 кгс/мм², в мокром — уменьшается на 30…40 %.

     Это волокно отличается высокой упругостью, благодаря чему изделия из него не требуют глажения, а также сохраняют  плиссе и гофре даже после стирки.

     Волокна термостойки, выдерживают нагревание до 150…160°.

     Триацетатные  волокна окрашиваются лучше, чем  ацетатные, устойчивы к действию света, не разрушаются микроорганизмами. Недостатками этого волокна являются малая гигроскопичность (3,5…4,5 %), высокая электризуемость, низкая устойчивость к действию щелочей, ацетона и других органических растворителей.

     5.3 Белковые волокна

     5.3.1 Казеиновые волокна

     Химический  состав. Сложный белок, который образуется в результате расщепления пептидных связей в процессе свертывания молока.

     Основные  характеристики волокна. Белковые волокна обладают мягкостью, низкой теплопроводностью. По показателям гигроскопичности и растяжимости приближаются к шерстяным. Однако их прочность невелика, особенно во влажном состоянии. Кроме того, они обладают низкой термостойкостью. Потому боятся горячей воды. В целом производство белковых волокон широко не распространено в силу их низких механический свойств, а также потому, что сырьем служат ценные пищевые продукты.

     5.3.2 Зеиновые волокна

     Состав. Белок растительного происхождения. Содержится в зернах кукурузы.

     Основные  характеристики волокна. Белковые волокна обладают мягкостью, низкой теплопроводностью. По показателям гигроскопичности и растяжимости приближаются к шерстяным. Однако их прочность невелика, особенно во влажном состоянии. Кроме того, они обладают низкой термостойкостью. Потому боятся горячей воды. В целом производство белковых волокон широко не распространено в силу их низких механический свойств, а также потому, что сырьем служат ценные пищевые продукты. 
 

     6 Синтетические волокна

     Синтетические волокна - это химические волокна, получаемые из синтетических полимеров. Синтетические волокна формуют либо из расплава полимера (полиамида, полиэфира, полиолефина), либо из раствора полимера (полиакрилонитрила, поливинилхлорида, поливинилового спирта) по сухому или мокрому методу.

     6.1 Полиамидные волокна

     Химический  состав. Полиамидные волокна – это синтетические волокна, формуемые из полиамидов. Окодо 98 % от общего производства полиамидные волокна составляют волокна из алифатичных полиамидов, причем основная масса из них производится из поли-ε-капроамида (выпускается под торговыми названиями капрон, найлон-6, амилан, дедерон, стилон, лилион, релон, перлон, видлон, хемлон, энкалон и др.) и полигексаметиленадипинамида (найлон-6,6, анид. леона, глацем и другие). Производство других видов алифатических полиамидные волокна очень незначительно, что объясняется в основном экономическими проблемами, связанными с получением мономеров, техническими трудностями синтеза полимеров.

     Физические  свойства. Обладает высокой термо- и химимической стойкостью и в ряде случаев очень хорошими механическими свойствами.

     Способы получения. Технологический процесс получения полиамидные волокна включает следующие основные стадии: синтез полимера, формование и вытяжка, текстильная обработка волокна. Разделение это несколько условно, т.к. современная технология, как правило, предполагает совмещение отдельных стадий вплоть до полностью непрерывного процесса.

     Применение. Применяют для производства товаров народного потребления, в основном чулочно-носочных изделий, трикотажа, тканей для верхней одежды. В технике полиамидные волокна используют для изготовления шинного корда, РТИ, рыболовных сетей, тралов, канатов, веревок, фильтровальных материалов для пищевой промышленности, щетины (например, для моечных и хлопкоуборочных машин), а также др. изделий. Окрашенные в массе текстурированной нити (линейная плотность 60…330 текс) используют для изготовления ковровых изделий. 
 
 

     6.2 Полиакрилонитрильные волокна(ПВ)

     Химический  состав. Полиакрилонитрильные волокна состоят из полиакрилонитрила, получаемого в результате полимеризации акрилонитрила 

     CH₂ = CH – CN .

     Физические  свойства. Обладают хорошим комплексом потребительских свойств. По своим механическим свойствам ПВ очень близки к шерсти, и в этом отношении они превосходят все остальные химические волокна. Их нередко называют "искусственной шерстью".

     Обладают  максимальной светостойкостью, достаточно высокой прочностью и сравнительно большой растяжимостью (22…35 %). Благодаря низкой гигроскопичности, эти свойства во влажном состоянии не изменяются. Изделия из них после стирки сохраняют форму.

     Характеризуются высокой термостойкостью и стойкостью к ядерным излучениям.

     Обладают  инертностью к загрязнителям, поэтому  изделия из них легко очищаются. Не повреждаются молью и микроорганизмами.

     Способы получения. Производство ПВ складывается из следующих основных технологических операций: получение волокнообразующего полимера, формование волокна по мокрому или сухому методу и регенерация растворителя (чаще всего диметил-формамида и диметилацетамида).

     Применение. Большую часть используют в чистом виде или смесях с шерстью для изготовления трикотажа. При этом существенно, что деформационные (кривая нагрузка - удлинение) и теплозащитные свойства в большей степени, чем у других химических волокон, близки к шерсти. Кроме того, ПВ применяют при производствеве искусственного меха и ковров, а в смесях с шерстью - одежных и драпировочных тканей. В технике ткани из ПВ используют для фильтрации горячих (до 150°C) газов. В значительном и быстро увеличивающемся объеме ПВ применяют в качестве армирующих добавок при получении специальных бетонов, взамен асбеста при изготовлении волокнистоцементных кровельных плит, труб и тому подобных материалов. Быстро развивается производство ПВ, предназначенных для переработки углеродных волокон .

     6.3 Полиэфирные волокна(ПЭВ)

     Химический  состав. Синтетические волокна, формуемые из расплава полиэтилентерефталата.

     Физические  свойства. Незначительная сминаемость, отличная свето- и атмосферостойкость, высокая прочность, хорошая стойкость к истиранию и к органическим растворителям, трудность крашения, сильная электризуемость, жесткость — устраняется химическим модифицированием.

     Основные  характеристики волокна. ПЭВ волокна и нити в настоящее время занимают лидирующее положение среди химических волокон. Их выпуск в 2000 году составил 18,9 млн. тонн в год, это примерно 60 % от выпуска всех синтетических волокон. Производство ПЭВ волокон и нитей стало быстро развиваться с 1982 года. Столь бурный рост производства и потребления ПЭВ волокон объясняется их универсальностью и высокими показателями физико-механических свойств. Почти полная неизменность физико-механических свойств в мокром состоянии, наиболее высокая термостойкость, биостойкость, хемостойкость и другие эксплуатационные характеристики обеспечили приоритетность ПЭВ волокон по сравнению с другими.

     Этому способствовал реальный выпуск химически  и физически модифицированных ПЭВ волокон с высокими эксплуатационными показателями. Возможность модификации ПЭВ волокон на стадии синтеза позволяет широко варьировать их гидрофильность, накрашиваемость и другие свойства.

     Способы получения. Полиэфирные волокна формуют из расплава, используя ПЭТ с молекулярной массой (20-25)•103 (жгут и текстильные нити) или с молекулярной массой (30-40)•103 (технические нити). В ПЭТ должно содержаться: влаги не более 0,01; диэтиленгликоля не более 1,0; сухого остатка не более 0,06; ТiO₂ от 0,05 до 2; красителя от 0,4 до 2,0; концевых групп СООН не более 40 г-экв/т; вязкость расплава должна составлять 200-700 Па•с (280 °С).

     ПЭТ перерабатывают по периодической схеме (из гранулята) и по непрерывной (прямое формование из расплава ПЭТ после  его синтеза). Обычно гранулят ПЭТ плавят при 280-320 °С в экструдерах, производительность которых достигает 1…15 кг/мин.

     Применение. В производстве различных тканей, искусственного меха, канатов, для армирования шин, в качестве утеплительного материала. Основные торговые названия: лавсан, терилен, дакрон, тетерон, элана, тергаль, тесил.

     6.4 Поливинилхлоридные волокна

     Химический  состав. Синтетические волокна, формуемые из растворов поливинилхлорида, перхлорвиниловой смолы или сополимеров винилхлорида

     Формование  осуществляют по сухому или мокрому  методу

     Основные  характеристики волокна. Обладают высокой химической стойкостью, низкой электропроводностью очень низкой термостойкостью (начинают деформироваться при температуре 90…100°С). Изделия из него могут эксплуатироваться при температуре не выше 70°С.

     При трении волокно приобретает высокий  электростатический заряд, это свойство используется для изготовления из них  лечебного белья при таких  заболеваниях, как радикулит, артрит. Негорючие. Устойчивы к действию микроорганизмов.

     Для волокон, не подвергнутых термофиксации, характерна высокая усадка (в кипящей воде до 55 %). Именно это свойство, в смесях с другими волокнами используется для получения эффектной рельефной поверхности ткани.

     Способы получения. Современные способы формования нитей также заключаются в продавливании исходных растворов или расплавов полимеров через тончайшие отверстия фильер.