Синтетические волокна получают. Синтетические волокна. Синтетическое полиамидное волокно. Лавсан: полиэфирные волокна

Время чтения: 4 минуты

Некоторые натуральные целлюлозные волокна обрабатываются и перерабатываются для конкретных целей. Известные волокна, такие как вискоза, ацетат и т. д., получают путем переработки различных природных полимеров.

Первые искусственные волокна, которые были разработаны и изготовлены, использовали полимеры природного происхождения, точнее целлюлозу, которая является сырьем, доступным в больших количествах в растительном мире.

Целлюлоза — это натуральный полимер, который составляет живые клетки всей растительности. Это материал в центре углеродного цикла, а также самый распространенный и возобновляемый биополимер на планете.

Хлопчатобумажные листы и древесная масса, вискоза, медноаммиачный шелк, целлюлозный ацетат (вторичный и триацетат), полиноза, волокно с высоким модулем во влажном состоянии (ВВМ).

• Целлюлоза является одним из многих полимеров, найденных в природе.
• Дерево, бумага и хлопок содержат целлюлозу. Целлюлоза — отличное волокно.
• Целлюлоза состоит из повторяющихся звеньев мономерной глюкозы.
• Три типа регенерированных целлюлозных волокон представляют собой вискозу, ацетат и триацетат, которые получены из клеточных стенок коротких хлопковых волокон, называемых линтами.
• Бумага, например, представляет собой почти чистую целлюлозу

Вискоза

Первоначально слово «вискоза» применялось к любому волокну, изготовленному на основе целлюлозы и, следовательно, содержало целлюлозные ацетатные волокна. Тем не менее, определение вискозы было описано в 1951 году и теперь включает в себя текстильные волокна и волокна, состоящие из регенерированной целлюлозы, за исключением ацетата.

• Вискоза представляет собой регенерированное целлюлозное волокно.
• Это первое изготовленное человеком волокно.
• Она имеет зазубренную круглую форму с гладкой поверхностью.
• При намокании вискоза теряет 30-50% своей силы.
• Вискоза образуется из естественных полимеров, и поэтому является не синтетическим волокном, а искусственным регенерированным целлюлозным волокном.
• Волокно продается как искусственный шелк.
• Существует две основных разновидности вискозного волокна, а именно вискозное и медноаммиачное.

Ацетат

Производное волокно, в котором волокнообразующим веществом является ацетат целлюлозы. Ацетат получают из целлюлозы путем реакции очищения целлюлозы из древесной целлюлозы с уксусной кислотой и уксусным ангидридом в присутствии серной кислоты.

Характеристики ацетатного волокна:

• Роскошное на ощупь и внешний вид
• Широкий спектр цветов и блесков
• Отличная драпируемость и мягкость
• Относительно быстрое высыхание
• Устойчивость к усадке, моли и мучнистой росе

Для ацетата разработаны специальные красители, так как он не принимает красители, обычно используемые для хлопка и вискозы.

Ацетатные волокна представляют собой изготовленные волокна, в которых волокнообразующим веществом является ацетат целлюлозы. Эфиры целлюлозы триацетат и ацетат образуются путем ацетилирования хлопковых линтов или древесной целлюлозы с использованием уксусного ангидрида и кислотного катализатора в уксусной кислоте.

Ацетатные и триацетатные волокна очень похожи по внешнему виду на вискозу с постоянной прочностью. Элементы и триацетаты представляют собой умеренно жесткие волокна и обладают хорошей эластичностью при изгибе и деформации, особенно после термообработки.

Устойчивость к абразивному износу ацетата и триацетата невелика, и эти волокна не могут использоваться в применениях, требующих высокой стойкости к истиранию и носке; однако устойчивость этих волокон к трению превосходна. Хотя ацетат и триацетат являются умеренно абсорбирующими, их абсорбция не может сравниться с чистыми целлюлозными волокнами. На ощупь ацетатные ткани несколько более мягкие и более гибкие, чем триацетат. Ткани обоих волокон обладают отличными характеристиками драпировки. Ткани ацетата и триацетата имеют приятный внешний вид и высокую степень блеска, но блеск этих тканей можно модифицировать путем добавления матирующего средства.

Как ацетат, так и триацетат восприимчив к атакам ряда бытовых химикатов. Ацетат и триацетат подвергаются воздействию сильных кислот и оснований и окисляющих отбеливателей. Ацетат обладает только небольшой устойчивостью к солнечному свету, тогда как солнечная устойчивость триацетата выше. Оба волокна имеют хорошую термостойкость ниже их точек плавления.

Ацетат и триацетат не могут быть окрашены красителями, используемыми для целлюлозных волокон. Эти волокна могут быть удовлетворительно окрашены дисперсными красителями при умеренных и высоких температурах, что дает четкие, яркие оттенки. Ацетат и триацетат быстро высушиваются, и их можно подвергать сухой чистке.

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 – протяженные гибкие и прочные вещества ограниченной длины и малых поперечных размеров, пригодные для изготовления пряжи и текстильных изделий. О том, что такое натуральное и синтетическое волокно, говорим в статье.

Классификация волокон

Классификация волокон:

• природные – волокна растительного происхождения (хлопок, лен – полисахариды (углеводы), имеющие состав (C 6 H 10 O 5)x) и животного происхождения (шерсть, шелк – белковые вещества, состоящие из длинных полипептидных цепей).
• химические , которые делятся на искусственные волокна и на синтетические волокна. Искусственные волокна получают из продуктов химической переработки природных полимеров (целлюлозы), например, вискозное, медноаммиачное, ацетатное волокно. Синтетические волокна получают при химической обработке синтетических полимеров. Например, нейлон и капрон (полиамидные волокна), лавсан (полиэфирные волокна).

Синтетическое волокно

К синтетическим волокнам относят полиамидные , полиэфирные, полиакрилонитрильные, поливинилспиртовые, поливинилхлоридные, полипропиленовые, а также многие другие. К первым относят такие вещества, как капрон, анид, энант. Основные характеристики этих волокон – устойчивость к растяжению, стойкость к истиранию. Однако недостатки также имеют место быть: низкая гигроскопичность, небольшая термостойкость и высокая электризуемость. Это волокно используют при производстве трикотажных изделий, ниток, кружев, канатов и рыболовных сетей.

Рис. 1. Полиамидные волокна.

Полиамидное волокно не переносит высоких температур. Если его нагреть до 160 градусов, то прочность резко снижается вплоть до 50%.

К полиэфирным волокнам относятся лавсан, дакрон, терилен. Волокно имеет как преимущества, так и недостатки. К недостаткам можно отнести повышенную жесткость и сильную электризуемость. Лавсан часто используется для изготовления ткани для бытового назначения.

Рис. 2. Полиэфирные волокна.

К полиакрилонитрильным волокнам относятся, например, нитрон, орлон. Нитрон по внешним признакам напоминает шерсть. Нитрон очень прочный и упругий, и его эти свойства сохраняются в независимость от того, мокрый он или сухой. Однако по стойкости к истиранию нитрон уступает полиамидным и полиэфирным волокнам.

К поливинилхлоридным волокнам относится хлорин. По сравнению с другими синтетическими волокнами оно менее прочное, не такое упругое и менее стойкое к истиранию.

Рис. 3. Поливинилхлоридные волокна.

Хлорин имеет способность накапливать в себе электростатические заряды, поэтому его используют для производства лечебного белья

К поливинилспиртовым волокнам относится, например, винол. Отличительная особеность этого материала высокая гигроскопичность, эти волокна хорошо окрашиваются красителями и используются для производства трикотажа, ткани и ковров.

Что мы узнали?

Все существующие волокна можно разделить на 2 класса: химические и природные. синтетические волокна относятся к химическим волокнам. Они подразделяются на полиэфирные, полиамидные, поливинилхлоридные и многие другие. Также в статье представлены примеры синтетических волокон.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.3 . Всего получено оценок: 93.

Синтетические волокна - это химические волокна, формиру­емые из синтетических полимеров, получаемых за счет реакций полимеризации или поликонденсации из низкомолекулярных со­единений (мономеров).

Синтетические волокна по сравнению с искусственными обла­дают высокой износостойкостью, малыми сминаемостью и усадкой, -. но характеризуются невысокими гигиеническими свойствами.

Новым перспективным направлением развития синтетических волокон является разработка технологии производства сверхтонких

волокон (микроволокон). Именно с ними текстильщики связыва­ют возможность изготовления комфортных тканей и трикотажа. Применение микроволокон позволяет получить материалы с улуч­шенными гигиеническими свойствами, ткани, отличающиеся мяг­костью, эластичностью, драпируемостью, непромокаемостью, хо­рошими гигиеническими свойствами.

Полиэфирные волокна (полиэтилентерефталат - ПЭТФ, лавсан, полиэстер) - синтетические волокна, формируемые из сложных гетероцепных полимеров. Полиэтилентерефталатные во­локна формуются из расплава сложного полиэфира терефталевой кислоты и эти лен гликоля.

В общемировом производстве синтетических волокон эти во­локна занимают первое место. Лавсановое волокно характеризу­ется несминаемостью, превосходящей по этому показателю все текстильные волокна, в т. ч. и шерсть. Так, изделия из лавсановых волокон в 2-3 раза меньше сминаются, чем шерстяные. В мате­риалы на основе целлюлозы для уменьшения их сминаемости в смеску добавляют 45-55% лавсановых волокон.

Лавсановое волокно обладает очень хорошей стойкостью к све­ту и атмосферным воздействиям, уступая по этому показателю только нитроновому волокну. По этой причине его целесообразно использовать в гардинно-тюлевых, тентовых, палаточных изделиях. Лавсановое волокно - одно из термостойких волокон. Оно термо­пластично, благодаря чему изделия хорошо сохраняют эффекты плиссе и гофре. По стойкости к истиранию и изгибам лавсановое волокно несколько уступает капроновому. Волокно обладает вы­сокой прочностью, разрывная нагрузка волокна - 49-50 сН/текс, нити - 29-39 сН/текс, и хорошей деформативной способностью (относительное разрывное удлинение составляет соответственно 35^0 и 17-35%). Волокно стойко к разбавленным кислотам, ще­лочам, но разрушается при воздействии концентрированной сер­ной кислотой и горячей щелочью. Горит лавсан желтым коптящим пламенем, образуя на конце черный нерастирающийся шарик.

Однако лавсановое волокно обладает низкой гигроскопично­стью (до 1%), плохой окрашиваемостью, повышенной жесткостью,

Текстильные товары

электризуемостъю и пиллингуемостью. Причем пилли длительно сохраняются на поверхности изделий.

Полиамидные волокна (капрон, дедерон, нейлон) - вид син­тетических волокон, формуемых из расплава полиамидов - ге-тероцепных, полимеров, содержащих в основной цепи амидные группы (- СО - МН 2) и получаемых методами полимеризации (например, из е-капролактама) или поликонденсации дикарбоновых кислот (или их эфиры) и диаминов. Наибольшее распространение получили капроновые волокна, формуемые из поли-е-капроамида, являющегося продуктом полимеризации е-капроамида.

К положительным свойствам капронового волокна относят: высокие прочностные и деформационные свойства: разрывная нагрузка волокна - 32-35 сН/текс, нити - 36-44 сН/текс и удлине­ние при разрыве соответственно 60-70 и 20-45%, а также самую большую из текстильных волокон устойчивость к истиранию и из­гибам. Эти ценные свойства капронового волокна используют при введении его в смеску с другими волокнами для получения более износостойких материалов.

Так, введение 5-10% капронового волокна в шерстяную ткань в 1,5-2 раза повышает ее стойкость к истиранию. Капроновое во­локно также обладает малой сминаемостью и усадкой, устойчи­востью к действию микроорганизмов.

При температуре 170 °С капрон размягчается, а при 210 °С пла­вится. При внесении в пламя капрон плавится, загорается с трудом, горит голубоватым пламенем. Если расплавленная масса начинает капать, горение прекращается, на конце образуется оплавленный бурый шарик, ощущается запах сургуча.

Однако капроновое волокно сравнительно мало гигроскопич­но (3,5-4%), поэтому гигиенические свойства изделий из таких волокон невысокие. Кроме этого, капроновое волокно облада­ет достаточной жесткостью, сильно электризуется, неустойчиво к действию света, щелочей, минеральных кислот, имеет низкую термостойкость. На поверхности изделий, выработанных из капроновых волокон, образуются пилли, которые из-за высокой прочности волокон сохраняются в изделии и в процессе носки не исчезают.

Полиакрилонитрилъные волокна (ПАН, акрил, нитрон, ор-лон, куртель) - синтетические волокна, получаемые из полиак-рилонитрила или сополимеров, содержащих более 85% акрилнит-рила. Пол и акрил нитрил получают радикальной полимеризацией акрилонитрила. Волокна из сополимеров, содержащих 40-85% акрилонитрила, принято называть модакриловыми.

Нитрон - наиболее мягкое, шелковистое и "теплое" синтети­ческое волокно. По теплозащитным свойствам превосходит шерсть, но по стойкости к истиранию уступает даже хлопку. Прочность нитрона вдвое ниже прочности капрона, гигроскопичность очень низкая (1,5%). Нитрон отличается кис л ото стойкостью, устойчив к действию всех органических растворителей, микроорганизмов, но разрушается щелочами.

Обладает малой сминаемостью и усадкой. По светостойкости превосходит все текстильные волокна. При температуре 200-250 °С нитрон размягчается. Горит нитрон желтым коптящим пламенем со вспышками, образуя на конце твердый шарик.

Волокно хрупкое, плохо окрашивается, сильно электризуется и пиллингуется, но пилли из-за их невысоких прочностных свойств в процессе носки исчезают.

Для устранения недостатков - низкой гигроскопичности и пло­хой окрашиваемости создана широкая гамма модифицированных ПАН волокон - модакриловых волокон.

Поливипилхлоридные волокна. Вырабатывают из поливинил-хлорида - волокно ПВХ и из перхлорвинила - хлорин. Волокна отличаются высокой химической стойкостью, малой теплопровод­ностью, очень низкой гигроскопичностью (0,1-0,15%), способно­стью накапливать при трении о кожу человека электростатичес­кие заряды, имеющие лечебный эффект при болезнях суставов. Недостатками являются низкая теплостойкость (изделия можно использовать при температуре не выше 70 °С) и неустойчивость к действию света и светопогоды.

Поливинилспиртовые волокна (винол) получают из поливи­нилового спирта. Винол имеет среднюю гигроскопичность (5%), степень набухания в воде - 150-200%, обладает высокой устой-

Текстильные товары

чивостью к истиранию, уступая только полиамидным волокнам, хорошо окрашивается.

Полиолефиновые волокна получают из расплавов полиэти­лена и полипропилена. Это самые легкие текстильные волокна, изделия из них не тонут в воде. Они устойчивы к истиранию, дей­ствию химических реагентов, отличаются высокой прочностью на разрыв. Недостатками являются малая светостойкость и низкая теплостойкость.

Полиуретановые волокна (спандекс, лайкра, эластин) от­носятся к эластомерам, т. к. обладают исключительно высокой эластичностью (растяжимость до 800%). Обладают легкостью, мягкостью, устойчивостью к действию света, стирке, поту. К недо­статкам относятся низкая гигроскопичность (1-1,5%), невысокая прочность, низкая теплостойкость.

В табл. 2.1 приведены условные обозначения видов текстиль­ных волокон.

Таблица 2.1 Условные обозначения видов текстильных волокон

Условное обозначе­ние	Расшифровка
Россия	Великобритании	Германия
^О	Шерсть	Шоо!	№оо!е
ШР	Альпака	А1раса	А1рака
\УЬ	Лама	Еате	Ьате
\УК	Верблюжья шерсть	Сате!	Кате!
Ш8	Кашемир	СазЬтеге	КазсЬггпге
^М	Мохер	МоЬа1г	Мопа1г
т	Ангора	Ап§ога	Ап§ога
\УС	Вигунья	Уюипа	УИшгуа
то	Гуанако	Оиапасо	СиапаЬэ
8Е	Шелк	81Ш	Зен|е
СО	Хлопок	Сойоп	Ваит\уоо1е
1л	Лен	Ьтеп	Ьтапе
Ш	Джут	Ме	1и1е

Окончание табл. 2.1

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.