Химия /
←предыдущая следующая→
1 2
Химические волокна
Волокна, получаемые из органических природных и синтетических полимеров называются химическими волокнами. В зависимости от вида исходного сырья химические волокна подразделяются на синтетические (из синтетических полимеров) и искусственные (из природных полимеров). Иногда к химическим волокнам относят также волокна, получаемые из неорганических соединений (стеклянные, металлические, базальтовые, кварцевые). Химические волокна выпускают в промышленности в виде: 1) моноволокна (одиночное волокно большой длинны); 2) штапельного волокна (короткие отрезки тонких волокон); 3) филаментных нитей (пучок состоящий из большого числа тонких и очень длинных волокон, соединённых по средствам крутки). Филаментные нити в зависимости от назначения разделяются на текстильные и технические, или кордные нити (более толстые нити повышенной прочности и крутки).
Историческая справка. Возможность получения химических волокон из различных веществ (клей, смолы) предсказывалась ещё в 17 и 18 веках, но только 1853 англичанин Аудемарс впервые предложил формовать бесконечные тонкие нити из раствора нитроцеллюлозы в смеси спирта с эфиром, а в 1891 французский инженер И. де Шардонне впервые организовал выпуск подобных нитей в производственном масштабе. С этого времени началось быстрое развитие производства химических волокон. В 1896 освоено производство медноаммиачного волокна из растворов целлюлозы в смеси водного аммиака и гидроокиси меди. В 1893 англичанами Кроссом, Бивеном и Бидлом предложен способ получения вискозных волокон из водно-щелочных растворов ксантогената целлюлозы, осуществлённый в промышленном масштабе в 1905. В 1918 –1920 разработан способ производства ацетатного волокна из раствора частично омылённой ацетилцеллюлозы в ацетоне, а 1935 организованно производство белковых волокон из молочного казеина. Производство синтетических волокон началось с выпуска в 1932 поливинилхлоридного волокна (Германия). В 1940 в промышленном масштабе выпушено наиболее известное синтетическое волокно – полиамидное (США). Производство в промышленном масштабе полиэфирных, полиакрилонитрильных и полиолефиновых синтетических волокон осуществлено в 1954 –1960.
Свойства. Химические волокна часто обладают высокой разрывной прочностью [до 1200 Мн/м2 (120кгс/мм2)], значит разрывным удлинением, хорошей формоустойчивостью, несминаемостью, высокой устойчивостью к многократным и знакопеременным нагружениям, стойкостью к действиям света, влаги плесени, бактерий, хемо- и термостойкостью. Физико-механические и физико-химические свойство химических волокон можно изменять в процессах формования, вытягивания, отделки и тепловой обработки, а также путём модификации как исходного сырья (полимера), так и самого волокна. Это позволяет создавать даже из одного исходного волокнообразующего полимера химические волокна обладающие разнообразными текстильными и другими свойствами (таблица). Химические волокна можно использовать в смесях с природными волокнами при изготовлении новых ассортиментов текстильных изделий, значительно улучшая качество и внешний вид последних.
О с н о в н ы е с в о й с т в а х и м и ч е с к и х в о л о к о н
Вид волокна
Плот ность
г/см3 Прочность Удлинение, %
Набуха
ние в воде, % Влагопо- глощение при 20 С и 65%относит влажности,%
Сухого волокна кгс/мм2 мокрого волокна волокна в
петле
сухого
волокна
мокрого
волокна
% от прочности
сухого
И с к у с с т в е н н ы е в о л о к н а
Ацетатное (текст. Нить) 1.32
16-18 65 85 25-35 35-45 20-25 6,5
Триацетатное
штапельн. волок.
1,30
14-23
70
85
22-28
30-40
12-18
4.0
Вискозные волокна:
штапельн. обычное
штапельн.высокопрочное
штапельн.высокомодуль.
текст.нить обычная
текст. нить высокопрочн.
1,52
1,52
1,52
1,52
1,52
32-37
50-60
50-82
32-37
45-82
55
75
65
55
80
35
40
25
45
35
15-23
19-28
5-15
15-23
12-16
19-28
25-29
7-20
19-28
20-27
95-120
62-65
55-90
95-120
65-70
13.0
12,0
12,0
13,0
13,0
Медноаммиачные волокна:
штапельное волокно
текст. нить
1,52
1,52
21-26
23-32
65
65
70
75
30-40
10-17
35-50
15-30
100
100
12,5
12,5
С и н т е т и ч е с к и е в о л о к н а
Полиамидные(капрон):
текст. нить обычная
то же, высокопрочная
штапельное волокно
1,14
1,14
1,14
46-64
74-82
41-62
85-90
85-90
80-90
85
80
75
30-45
15-20
45-75
32-47
16-21
10-12
9-10
10-12
4,5
4,5
4,5
Полиэфирное(лавсан):
текст. нить обычная
то же, высокопрочная
штапельное волокно
1,38
1,38
1,38
52-62
80-100
40-58
100
100
100
90
80
40-80
18-30
8-15
20-30
18-30
8-15
20-30
3-5
3-5
3-5
0,35
0,35
0,35
Полиакрилонитрил.
(нитрон)
технич. нить
штапельное волокно
1,17
1,17
46-56
21-32
95
90
72
70
16-17
20-60
16-17
20-60
2
5-6
0,9
1,0
Поливинилспиртовое
штапельное волокно
1,30
47-70
80
35
20-25
20-25
25
3,4
Поливинилхлоридное
штапельное волокно
1,38
11-16
100
60-90
23-180
23-180
0
0
Полипропиленовое
волокно:
текст. нить
штапельное волокно
0,90
0,90
30-65
30-49
100
100
80
90
15-30
20-40
15-30
20-40
0
0
0
0
Полиуретановая нить
(спандекс)
1,0
5-10
100
100
500-1000
500-1000
-
1,0
Производство. Для производства химических волокон из большого числа существующих полимеров применяют лишь те, которые состоят из гибких и длинных макромолекул, линейных или слаборазветвлённых, имеют достаточно высокую молекулярную массу и обладают способностью плавится без разложения или растворятся в доступных растворителях. Такие полимеры принято называть волокнообразующими. Процесс складывается из следующих операций:
1) приготовления прядильных растворов или расплавов; 2) формирования волокна;
3) отделки сформированного волокна.
←предыдущая следующая→
1 2
|
|