Основные свойства волокнообразующих полимеров

Обобщенная схема классификации волокнообразующих полимеров (ВОП) Само слово волокнообразующие полимеры (так же как пленкообразующие) предполагает, что эти полимеры должны обладать опреде­ленными свойствами, позволяющими производить (природеⁱ или че­ловеку) из них волокна.

Природа, в которой все целесообразно, создавая такие растения как хлопок, лен, джут и другие, таких животных как овца и кошка, насеко­мых как червяк и паук, не предполагала, что человек использует их для производства волокон. Они для этого не предназначены, но оказались пригодными. Разобравшись в строении этих природных полимеров, выделив в них характерные черты в строении, человек стал по их обра­зу и подобию (насколько это возможно) копировать неповторимую, нерукотворную природу, создавать или отбирать из существующих полимеров пригодные для производства волокон. Появился, сформировался класс волокнообразующих полимеров. На сегодняшний день эту большую группу полимеров, которая в последние годы практически перестала пополняться, составляют следующие: целлюлоза и ее производные (ацетилцеллюлоза), белки, полиамиды, полиэфиры, полиуретаны, модифицированные полиакрилонитрилы, поливиниловый спирт, полипропилен, хлорированные поливи­нилы.

По классификации, используемой в полимерной химии, все волокнообразующие полимеры (ВОП) по происхождению можно разделить на природные и химические (искусственные и синтетические), по стро­ению главных цепей макромолекул на карбоцепные и гетероцепные, по строению молекул на линейные, разветвленные и сетчатые. Ниже приведена обобщающая схема классификации волокнообразующих полимеров и волокон (схема 1).

С

Природные

Целлюлозные

Белковые

Химические

Искусственные

Синтетические

Эфиры

целлюлозы

ацетатные

Альгинат-

ные

Гидратцеллюлозные

Кератин

шерсти

Фибрион

шелка

Карбо-

цепные

Гетеро-

цепные

Модифи-

цирован-

ные

ПАН

ПВС^*

ПП^*

ПВХ^*

ПТФЭ^*

Поли-

амид-

ные

Поли-

эфир-

ные

Поли-

урета-новые

хема 1

ПАН^* - полиакрилонитрильные;

ПВС^* - поливинилспиртовые;

ПВХ^* - поливинилхлоридные,

поливинилиденхлоридные;

ПП^* - полипропиленовые;

ПТФЭ^* - политетерафторэтиленовые.

Несмотря на существенные различия в химическом строений и в физической структуре ВОП имеются общие свойства и требования к ним, которые выделяют их из всего многообразия полимерных при­родных и химических — человеком произведенных, рукотворных (man made) материалов.

Эти общие требования диктуются теми свойствами, которые волок­на должны проявлять у потребителя (все волокна природные и хими­ческие) или ВОП в технологии их производства (химические):

— Для химических волокон, получаемых из расплава или из раствора (сухой или мокрый способ), обязательным требованием к ВОП является способность расплавляться или растворяться без заметной деструкции, а также проявлять высокую способность к волокнообразованию.

— Линейное строение макромолекул, желательно без объемных боковых заместителей и длинных разветвлений. Это требование не категоричное, оно диктуется больше условиями производства волокон. Перерабатывать сшитые (сетчатые) полимеры (мало или нераствори­мые и нетермопластичные) в волокна затруднительно, в какой-то мере это относится и к разветвленным полимерам. Однако редкосшитые полимеры среди ВОП встречаются. Это кератин шерсти, который природа пока неподражаемо создала и нам его остается только использовать в готовом виде. Сшивкой (ПВС-волокна) и прививкой широко пользуются для улучшения потребительских свойств уже готовых хи­мических и природных волокон.