Синтетични влакна. Синтетично полиамидно влакно

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Синтетичните влакна започват да се произвеждат индустриално през 1938 г. В момента те вече са няколко десетки. Общото за всички тях е, че изходният материал са съединения с ниско молекулно тегло, които се превръщат в полимери чрез химичен синтез. Чрез разтваряне или разтопяване на получените полимери се приготвя разтвор за предене или предене. Те са формовани от хоросан или стопени и след това завършени.

Разновидности

В зависимост от характеристиките, които характеризират структурата на макромолекулите, синтетичните влакна обикновено се разделят на хетероверижни и карбоверижни. Първите включват тези, получени от полимери, в чиито макромолекули, освен въглерод, има и други елементи - азот, сяра, кислород и др. Те включват полиестер, полиуретан, полиамид иполиурея. Синтетичните влакна с въглеродна верига се характеризират с факта, че тяхната основна верига е изградена от въглеродни атоми. Тази група включва поливинилхлорид, полиакрилонитрил, полиолефин, поливинилов алкохол и флуорсъдържащи.

Полимерите, които служат като основа за получаване на хетероверижни влакна, се получават чрез поликондензация, а продуктът се отлива от стопилки. Въглеродните вериги се получават чрез верижна полимеризация, като образуването обикновено става от разтвори, в редки случаи от стопилки. Можете да помислите за едно синтетично полиамидно влакно, което се нарича сиблон.

Създаване и използване

Такава дума като сиблон се оказва напълно непозната за мнозина, но по-рано на етикетите на дрехите можеше да се види абревиатурата VVM, под която беше скрито високомодулно вискозно влакно. По това време на производителите изглеждаше, че такова име ще изглежда по-красиво от сиблон, което може да се асоциира с найлон и найлон. Този тип синтетични влакна се правят от коледно дърво, без значение колко страхотно изглежда.

Функции

Сиблон се появява в началото на 70-те години на миналия век. Това е подобрена вискоза. На първия етап целулозата се получава от дърво, изолира се в чиста форма. Най-голямото му количество се намира в памука - около 98%, но от памучни влакна се получават отлични нишки и без него. Следователно, за производството на целулозапо-често се използва дървесина, по-специално иглолистна, където съдържа 40-50%, а останалото е ненужни компоненти. Те трябва да се изхвърлят по време на производството на синтетични влакна.

Процес на създаване

Синтетичните влакна се произвеждат на етапи. На първия етап се извършва процесът на готвене, по време на който всички излишни вещества се прехвърлят от дървесни стърготини в разтвора, а дългите полимерни вериги се разбиват на отделни фрагменти. Естествено, тук не е достатъчна само топла вода, добавят се различни реагенти: натрони и други. Само пулпирането с добавяне на сулфати води до пулп, който е подходящ за производството на сиблон, тъй като задържа по-малко примеси.

Когато целулозата вече е смляна, тя се изпраща за избелване, сушене и пресоване и след това се премества там, където е необходимо - това е производството на хартия, целофан, картон и влакна, тоест основното производство. Какво ще се случи с нея след това?

Последваща обработка

Ако искате да получите синтетични и естествени влакна, тогава първо трябва да приготвите разтвор за предене. Целулозата е твърдо вещество, което не се разтваря лесно. Поради това обикновено се превръща във водоразтворим естер на дитиокарбоновата киселина. Процесът на трансформация в това вещество е доста дълъг. Първо целулозата се обработва с гореща алкали, последвано от изстискване и в същото време,ненужни предмети. След изстискване масата се раздробява, след което се поставя в специални камери, където започва предварителното узряване - целулозните молекули са почти наполовина поради окислително разграждане. След това алкалната целулоза реагира с въглероден дисулфид, което прави възможно получаването на ксантогенат. Това е оранжево оцветена тестообразна маса, естер на дитиокарбоновата киселина и изходен материал. Този разтвор беше наречен "вискоза" заради неговия вискозитет.

Последвано от филтриране за отстраняване на последните примеси. Разтвореният въздух се освобождава чрез "варене" на етера във вакуум. Всички тези операции водят до факта, че ксантатът става като млад мед - жълт и вискозен. В този момент въртящият се разтвор е напълно готов.

Получаване на фибри

Разтворът се пресова през финерите. Изкуствените синтетични влакна не са просто предени по традиционния начин. Тази операция е трудно да се сравни с обикновен текстил, по-правилно би било да се каже, че това е химичен процес, който позволява на милиони потоци течна вискоза да се превърнат в твърди влакна. На територията на Русия вискоза и сиблон се получават от целулоза. Вторият тип влакно е един и половина пъти по-силен от първия, характеризира се с по-голяма устойчивост на алкали, тъканите, изработени от него, са хигроскопични, по-малко се свиват и набръчкват. А разликите в производствените процеси на вискоза и сиблон се появяват в момента, когато новородените синтетични влакна се намират във ваната за утаяване след фидерите.

Химия в помощ

За да се получи вискоза, сярната киселина се излива във ваната. Той е предназначен за разлагане на етера, което води до чисти целулозни влакна. Ако е необходимо да се получи сиблон, към ваната се добавя цинков сулфат, който частично предотвратява хидролизата на етера, така че нишките ще съдържат остатъчен ксантогенат. И какво дава? След това влакната се разтягат и оформят. Когато в полимерните влакна има остатъци от ксантат, се оказва, че полимерните целулозни вериги се разтягат по оста на влакното, а не ги подреждат произволно, което е типично за обикновената вискоза. След изтегляне снопът от влакна се нарязва на шпатули с дължина 2-10 милиметра. След още няколко процедури влакната се пресоват в бали. Един тон дървесина е достатъчен за производството на 500 килограма целулоза, от която ще се получат 400 килограма сиблон. Предене на пулпа отнема около два дни.

Какво следва за Siblon?

През 80-те години на миналия век тези синтетични влакна са били използвани като добавки към памука, за да направят нишките предени по-добре и да не се чупят. Сиблон е бил използван за направата на субстрати за изкуствена кожа, а също така е бил използван и при производството на азбестови изделия. По това време технолозите не се интересуваха от създаването на нещо ново, изискваха се колкото се може повече влакна за изпълнение на плана.

И на Запад по това време вискозните влакна с висок модул се използват за производството на тъкани, които са евтини и издръжливи в сравнение спамук, но в същото време абсорбира добре влагата и диша. Сега Русия няма свои памучни региони, така че големи надежди се възлагат на сиблон. Само търсенето за него все още не е много голямо, тъй като почти никой не купува тъкани и дрехи от местно производство.

Полимерни влакна

Обикновено се делят на естествени, синтетични и изкуствени. Естествени са тези влакна, чието образуване се извършва в естествени условия. Те обикновено се класифицират според техния произход, който определя химичния им състав, на животни и растения. Първите се състоят от протеин, а именно каротин. Това е коприна и вълна. Последните са съставени от целулоза, лигнин и хемицелулоза.

Изкуствените синтетични влакна се получават чрез химическа обработка на полимери, които съществуват в природата. Те включват ацетат, вискоза, алгинат и протеинови влакна. Суровината за тяхното производство е сулфатна или сулфитна дървесна маса. Изкуствените влакна се произвеждат под формата на текстилни и кордови нишки, както и под формата на щапелни влакна, които се обработват заедно с други влакна при производството на различни тъкани.

Синтетичните полиамидни влакна се получават от изкуствено извлечени полимери. Като суровина в този процес се използват полимерни влакна, образувани от гъвкави макромолекули с леко разклонена или линейна структура, които имат значителна маса - повече от 15 000 атомниединици маса, както и много тясно разпределение на молекулното тегло. В зависимост от вида, синтетичните влакна могат да имат висока степен на якост, значителна стойност по отношение на удължаване, еластичност, устойчивост на множество натоварвания, ниски остатъчни деформации и бързо възстановяване след отстраняване на натоварването. Ето защо, освен че се използват в текстила, те са били използвани като подсилващи елементи при производството на композитни материали и всичко това направи възможно да се направят специалните свойства на синтетичните влакна.

Заключение

През последните няколко години може да се наблюдава много стабилно увеличаване на броя на напредъка в разработването на нови полимерни влакна, по-специално пара-арамидни, полиетиленови, термоустойчиви, комбинирани, структура сърцевина-черупка, хетероциклични полимери, които включват различни частици, като сребро или други метали. Сега найлонът вече не е върха на инженерството, тъй като вече има огромен брой нови влакна.