Поліефірні волокна

Ці волокна отримують із поліефірів — полімерів, які в основному ланцюгу мають групи -СОО-; в основному це поліетилентерефталат (ступінь полімеризації 100-200). Із цього полімеру отримують лавсан, терилен (Англія), дакрон (США).

Поліетилентерефталат отримують із диметилового ефіру терефталевої кислоти і етиленгліколю.

Реакція проходить у дві стадії. Спочатку із диметилового ефіру терефталевої кислоти (І) в присутності етиленгліколю (II) отримують етиленгліколевий ефір (III):

H₃СООС- -COOCH₃ + НО -СН₂-СН₂-ОН →

→ HO-CH₂-CH₂-O-C- -C-O-CH₂-CH₂-OH

O O

а потім у результаті реакції поліконденсації — поліетилентерефталат (IV), у якого омилена частина кінцевих груп:

nHO-CH₂-CH₂-O-C- -C-O-CH₂-CH₂-OH →

O O

→ [-O-CH₂-CH₂-O-C- -C-]_n + (n-1)HO-(CH₂)₂-OH

O O

Таким чином, функціональними кінцевими групами поліетилентерефталату є карбоксильна (-СООН) і гідроксильна (-ОН) групи:

H[-O-CH₂-CH₂O-C- -C-]_n OH

O O

Отриманий полімер характеризується молекулярною масою 15000-20000, високою жорсткістю ланцюга і здатністю до кристалізації.

Макромолекули поліетилентерефталату мають лінійну форму (бокові розгалуження відсутні), зв'язані силами Ван-дер-Ваальса і водневими зв'язками, які утворюються між кисневими атомами складно ефірних або карбоксильних груп і воднем у бензольному кільці.

Хімічні властивості поліефірних волокон визначаються присутністю в їх макромолекулах складно ефірних груп, здатних до гідролізу.

Висока щільність структури, невелика кількість гідрофільних груп (лише кінцеві карбоксильні і гідроксильні) надають волокну гідрофобних властивостей. Гігроскопічність волокна при 65 %-ній вологості становить 0,4 %. З гідрофобними властивостями пов'язана практично повна відсутність набрякання волокна в водному середовищі, що досить несприятливо відображається на фарбуванні цих волокон, і висока здатність до електризації — це негативно впливає на процес механічної переробки лавсану і експлуатацію виробів, які містять лавсан.

Лавсан, як і поліамідні волокна, термопластичний, плавиться при температурі 258-260 °С, відзначається високою термостійкістю, перевершуючи за цим показником всі природні і більшість хімічних волокон. Після нагрівання протягом 1000 год. при 150 °С поліефірні волокна втрачають біля 50 % початкової міцності, в той час, як всі інші волокна при цій температурі повністю руйнуються за 200-300 год. У полум'ї поліефірні волокна горять повільно з плавленням і виділенням кіптяви.

Органічні розчинники, наприклад, бензин, аліфатичні спирти, ацетон, тетрахлоретан не діють на поліефірні волокна. Розчинники фенольної природи, деякі ароматичні спирти, карбонові кислоти і галогенпохідні бензолу викликають сильне набрякання і навіть розчинення поліефірних волокон. Лавсан добре розчиняється в гарячому нітробензолі, гарячому м-крезолі, о-хлорфенолі, трифтороцтовій кислоті.

У водних розчинах або дисперсії ряду реактивів (бензойна і саліцилова кислоти, о-фенілфенол і n-фенілфенол, тетрагідронафталін, метилбензоат, метилсаліцилат та ін.) лавсан обмежено набрякає, що використовується при фарбуванні. В деяких випадках органічні розчинники і їх пари використовують як робоче середовище замість води при фарбуванні виробів із поліефірних волокон.

Лавсан характеризується високими показниками механічної міцності. Розривна довжина волокна складає 40-50 км і не змінюється в мокрому стані. Волокно відзначається високою еластичністю і подовженням (5-6 %), що надає виробам із лавсану високої стійкості до зминання. Для виробів із лавсану характерна стійкість форми (плісе).

Поліетилентерефталатне волокно стійке до дії слабих кислот при високих температурах, навіть при температурі кипіння. Сильні кислоти при низьких температурах не діють на волокно. Але при більш високих температурах такі кислоти, як сірчана, азотна, соляна деструктують волокно.

Поліефірне волокно стійке до дії слабких лужних реагентів (Nа₂СО₃) і менш стійке до дії розчинів їдкого натрію, особливо при підвищеній температурі. Розчини лугів із збільшенням концентрації і тривалості обробки деструктують лавсан, а при кип'ятінні в 40 %-ному розчині NаОН тривалий час (1 год.) волокно руйнується повністю (розчиняється).

Відносно низька здатність лавсану до деструкції за рахунок гідролізу складно ефірних зв'язків, очевидно, пов'язана з високою щільністю структури, відсутністю набрякання в водному середовищі і повільною дифузією реактивів всередину волокна.

Поліефірне волокно стійке до дії відновників, окислювачів таких, як гіпохлорит натрію, пероксид водню.

Волокна стійкі до дії мікроорганізмів, личинок молі, жучків, термітів. За світлостійкістю ці волокна поступаються лише перед поліакрилонітрильними.