Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
volokna.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
23.11.2019
Размер:
1.72 Mб
Скачать

3. Химические нити и волокна

Выпуск химических нитей и волокон из года в год в Мире увели­чивается. Это связано с двумя причинами. Первая и наиболее главная состоит в том, что на Земле ограничены ресурсы пахотных земель для выращивания технических растений (хлопок, лен и др.) и животного мира. Вторая причина состоит в том, что непрерывное расширение знаний человечества приводит к созданию полимерных веществ, ко­торые с успехом заменяют природные полимерные волокнообразую-щие вещества.

Химические нити и волокна, исходя из приведённой классифика­ции, делятся на искусственные и синтетические.

В ходе производства химических нитей изготовляют элементар­ные нити и мононити.

Элементарная нить - протяженное, гибкое и прочное тело с ма­лым поперечным сечением, неограниченной длины, пригодное для из­готовления волокон и текстильных нитей.

Мононить - одиночная нить, которая не делится в продольном на­правлении без разрушения, пригодная для непосредственного исполь­зования в текстильных материалах.

Толщина (диаметр) мононити значительно превосходит диаметра элементарной нити.

Искусственные нити и волокна получают из высокомолекуляр­ных органических соединений растительного и животного происхож­дения, а также из неорганических соединений путем их химической переработки.

К искусственным нитям и волокнам, полученным из раститель­ных органических соединений, относятся вискозные, полинозные, триацитатные и другие. К нитям и волокнам из белков раститель­ного происхождения относится зеиновое волокно, а белков животного происхождения - казеиновое волокно. Стеклянные, металлические и другие нити и волокна относятся к неорганическим искусственным волокнам.

Синтетические нити и волокна изготавливают из высокомолеку­лярных соединений. Наиболее распространённые полимеры, которые применяются для изготовления элементарных нитей, мононитей и во­локон приведены в таблице1.

Таблица 1.

Название

Химическая формула

Гетероцепные

Полиамид

[-NH-(CH2)k –CONH-(CH2)m –CO-]n

Полиэфир

[-OC- -CO-O(CH2)2 –O-]n

Полуиуретан

[-C-NH-(CH2)k –NHCO-(CH2)m –O-]n

II II

O O

Карбоцепные

Полиэтилен

[-CH2 –CH2 -]n

Полипропилен

[-CH-CH2 –CH-CH2 -]n

I I

CH3 CH3

Поливинилхлорид

[-CH2 –CH-]n

I

Cl

Полиакрилонитрил

[-CH2 –CH-]n

I

CN

Поливиниловый спирт

[-CH2 –CH-]n

I

OH

Свойства некоторых химических волокон

В 1892 году в Великобритании разработали способ обработки целлюлозы сероуглеродом в присутствии щелочи с получением ксантогената целлюлозы. Этот раствор назвали вискозой (на основе вискозы были получены гидратцеллюлозные волокна).

Слово вискоза происходит от английского слова viscosityвязкость. Именно так назвали раствор ксантогената целлюлозыв щелочи авторы патента на получение этого волокна.

Первое в мире производства вискозных волокон было начато в 1905 г. в г. Ковентри в Великобритании.

Д.И.Менделеев высказал предложение о создании производства вискозных волокон в России и уже в 1909 г. фабрика «Вискоза» в Мытищах под Москвой начала небольшое производства этих волокон. Первое крупное производства вискозных волокон в России было создано на Ленинградской фабрике «Пятилетка» в 1930 г. В 1935 г. такие производства запущены в г. Киеве и Могилеве.

Получают вискозу в результате реакции полимеризации над щелочной целлюлозой (обрабатывается древесина ели, пихты, сосны, отходы хлопкоперерабатывающих и льноперерабатывающих предприятий): первый этап – обработка щелочной целлюлозы сероуглеродом с получением натриевой соли сложного кислого эфира целлюлозы и дитиугольной кислоты; 2 этап – растворение ксантогената целлюлозы в 4-5% растворе щелочи. Вискоза, по сути, является продуктом разложения водной щелочной целлюлозы. Щелочная целлюлоза – соединение едкого натра с целлюлозой. Формуется из раствора по мокрому способу.

Характеристики вискозного волокна:

1) СП = 300-350; 2) ; 3) ; 4)γ = 1,5-1,52 г/см3; 5)Тв=0,33-0,5 текс; 6)Рр(сух)=14,5 – 19,8 сН/текс; 7)Рр(мокр)=40-50% от нагрузки для сухого; 8)Uсух=20-30%; 9)Uмокр=25-35%; 10)Wн=12-18%; 11)Устойчивость к истиранию – 880 циклов; 12)Устойчивость к изгибанию – 300000 циклов; 13)Тэкспл=130-1500С; 14)Тразр=200-2300С; 15)мягкое, светостойкое; 16)нерастворимо: фенол, ацетон; растворимо: медноаммиачный комплекс, щелочь, серная кислота, соляная кислота, азотная кислота; 17)горит вискозное волокно как натуральные целлюлозные волокна; 18)обладает блеском и гладкостью; 19)отличается высокой усадкой (2 раза); 20)не обладает электризуемостью.

Характеристики высокопрочного вискозного волокна:

1)более равномерно по структуре; 2)более прочное: Рр(сух)=27-45 сН/текс; Рр(мокр)=45-60% от прочности сухого; 3) Uсух=10-16%; Uмокр=14-20%; 4)более устойчиво к истиранию; 5)более устойчиво к многократным изгибам; 6)СП = 400-450; 7) γ =1,48-1,5; 8)Тв=0,33-0,5 текс; 9)меньше набухает при сорбции; 10) Wн=6-12%; 11) Тэкспл=130-1500С; Тразр=200-2200С.

Характеристики высокомолекулярного вискозного волокна:

1)полноценный заменитель средневолокнистого хлопка; 2)более прочное, упругое, износостойкое, чем обычная вискоза; 3)используется для смешивания с хлопком, химическими волокнами; 4)обеспечивает тканям шелковистость, формоустойчивость, уменьшает их усадку и сминаемость.

Характеристики высокомодульного вискозного волокна (ВВМ):

1)прочность на 40-50% выше прочности вискозного волокна, на 15-20% выше прочности средневолокнистого хлопка; 2)прочность в мокром состоянии в 2 раза выше прочности обычной вискозы; 3)растворимость в щелочах в 2 раза ниже вискозного волокна; 4)при переработке обрывность в прядении на 20% ниже; 5)обладает гигроскопичностью и воздухопроницаемостью подобной хлопку; 6)применяется в смесях со средневолокнистым и тонковолокнистым хлопком, в чистом виде или в смесях с любыми синтетическими волокнами.

Полинозное волокно – модифицированное вискозное волокно, которое является полноценным заменителем тонковолокнистого хлопка. Волокно используется при производстве сорочечных, бельевых, плащевых тканей, тонких трикотажных полотен и швейных нитей. Это волокно превосходит обычное вискозное по прочности, упругости, износостойкости, устойчивости к действию щелочей, но имеет более низкую гигроскопичность. 1)СП=500-550; 2)Рр(сух)=35-40 сН/текс; Рр(мокр)=75-85% прочности сухого; 3) Uсух=11-13%; Uмокр=12-15%; 4) Wн=4-8%.

Из всех искусственных волокон вискозное волокно имеет наиболее широкое применение при изготовлении текстильных изделий.

Лиоцелл – по сути, целлюлозное вискозное волокно, но полученное прямым растворением целлюлозы в N-морфолиноксиде и имеющее хорошие физико-химические характеристики.

Ацетатное волокно - волокно полученное на основе ацетилцеллюлозы. Ацетилцеллюлоза – сложный эфир целлюлозы и уксусной кислоты (хлопковая целлюлоза). Эти волокна обычно тоньше, мягче, легче вискозных и имеют больший блеск. По гигроскопичности, прочности, износостойкости они уступают вискозе. В мокром состоянии волокно дает трудно устранимые замины, поэтому изделия из ацетатного волокна при стирке не рекомендуется кипятить и выкручивать. Волокно обладает способностью пропускать ультрафиолетовые лучи. При горении – на конце пучка волокон образуется оплавленный, бурый трудно разрушимый шарик, выдйляется запах уксусной кислоты. Волокно обладает высокой электризуемостью, низкой гигроскопичностью и воздухопроницаемостью, имеет не высокие механические свойства, способно повреждаться при стирке и химчистке. В настоящее время сокращаются объемы его производства. 1)СП=300-400; 2) γ =1,32 г/см3; 3)Тв=0,2-0,5 текс; 4) Рр(сух)=10,8-13,5 сН/текс; Рр(мокр)=55-60% прочности сухого; 5) Uсух=22-30%; Uмокр=28-35%; 6)Wн=6-8%; 7) Тэкспл=100-1100С; Тразр=1800С; 8)Устойчивость к истиранию – 409 циклов; 9)устойчивость к изгибанию 10000 циклов; 10)плохо растворимо: в медно-аммиачном комплексе; хлорированном углеводороде; растворимо: в щелочах, серной, соляной, азотной, муравьиной кислотах, в феноле и ацетоне.

Триацетатное волокно – имеет гигроскопичность в 2,5 раза ниже, чем ацетатное. Горит волокно укорачиваясь с кислым запахом и оплавлением.

Коллоксилины нитроцеллюлозы с содержанием азота 11-12,7%. Целлюлоза +азотная кислота = азотно-кислый эфир целлюлозы.

Применяется для производства пленок, нитратного волокна.

Медно-аммиачное волокно. Исходным сырьем для его производства является хлопковый пух (линт) и древесная целлюлоза. Формуется из прядильного раствора.

Целлюлоза + гидроокись меди или соль меди основная + концентрированный водный раствор аммиака.

*Оксицеллюлоза – смесь продуктов распада целлюлозы, полученных под действием окислителей.

Это волокна с повышенной линейной плотностью (1,0 – 1,5 текс). Применяются в смеси с химическими и шерстяными волокнами для получения ковровых изделий (постепенное сокращение производства - вывод из сырьевой базы текстильной промышленности). Это волокно нерастворимо: в феноле, ацетоне; растворимо: в медно-аммиачном комплексе, щелочах, серной кислоте, соляной кислоте и азотной кислоте.

Альгинатные нити (волокна)искусственные нити. Исходное сырье – раствор альгината натрия, выделяемый из бурых морских водорослей.

Капроновое (полиамидное) волокно – (1930г).- гетероцепное волокно. Продукт переработки отходов производства каменного угля и нефти (бензол, фенол, толуол, циклогексан, касторовое и резиновое масла).

Полимеризация

П оликапроамидные волокна

Полиамидные волокна

капролактам

адитиновая кислота + гексаметилендиамид

капрон нейлон

анид найлон 6.6

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]