Химические волокна

Химические волокна появились в 19 веке. Производство включает в себя 5 этапов:

получение и предварительная обработка сырья;

приготовление прядильного раствора или расплава;

формование нитей;

отделка;

текстильная обработка.

Основным сырьём для получения химических волокон служат древесина, отходы хлопка, стекло, металлы, нефть, газ и каменный уголь. Из исходных продуктов получают полимер волокна, переводят его в состояние раствора или расплава и продавливают через отверстия в фильерах – устройствах со множеством отверстий различной формы. Струйки раствора или расплава затвердевают, образуя элементарные нити. Можно получать профилированные или полые волокна. Элементарные нити далее соединяют, вытягивают и скручивают.

Отделка нитей включает в себя промывку, сушку, крутку и термическую обработку для фиксации крутки, беление, крашение.

К операциям текстильной обработки относятся скручивание, фиксация крутки, перемотка и сортировка.

Жгут из элементарных волокон может разрезаться на пучки заданной длины от 40 до 350 мм, Отрезки нитей называют штапельными волокнами. Их перерабатывают в пряжу или изготавливают из них нетканые материалы. Название штапельных волокон включает в себя наименование волокна. Например, штапельные капроновые волокна. Если указано только слово «штапельное», то подразумеваются вискозные волокна.

Искусственные волокна

Вискозное волокно вырабатывается из целлюлозы, полученной из древесины хвойных пород.

Обычное вискозное волокно обладает мягкостью, растяжимостью, устойчивостью к истиранию, высокой гигроскопичностью (12%), светостойкостью. Однако при увлажнении эти волокна сильно набухают, что приводит к высокой усадке (до 16%) и в мокром состоянии теряют прочность до 60%, при высыхании прочность восстанавливается..

Высокопрочное вискозное волокно обладает более равномерной молекулярной структурой, что обеспечивает его прочность, устойчивость к истиранию и многократным изгибам.

Вискозное высокомолекулярное волокно является заменителем средневолокнистого хлопка. Оно более прочное, чем хлопок. Используется в смеси с хлопком и химическими волокнами и придаёт тканям шелковистость, формоустойчивость, уменьшает их усадку и сминаемость.

Полинозное волокно – модифицированная вискоза, является заменителем тонковолокнистого хлопка. Превосходит обычное вискозное волокно по прочности, упругости, износостойкости, но имеет более низкую гигроскопичность.

Линейная плотность волокон 0,2-0,7 текс. Длина волокна 14-120 мм. Пластическая деформация достигает 70%, поэтому вискозные материалы обладают сминаемостью. Волокно не термопластично и выдерживает обработку при 100-120С.

Медно-аммиачное волокно. Сырьём является хлопковый пух, а растворителем – медно-аммиачный комплекс. Свойства волокна близки к свойствам вискозы, но вырабатывают его в небольшом объёме, так как для производства необходимо более дефицитное сырьё – медный купорос.

Ацетатное волокно вырабатывают путём ацетилирования целлюлозы хлопкового пуха. Первичный ацетат подвергается омылению и растворяется в смеси ацетона и этилового спирта, после чего из раствора формируют волокно.

Ацетат имеет меньшую прочность, воздухопроницаемость и гигроскопичность (6%), чем вискозное. В мокром состоянии теряет прочность до 30%. Упругость волокна значительно больше, чем вискозного, поэтому ацетатные ткани меньше сминаются. Волокно обладает меньшей усадкой, хорошими теплоизоляционными свойствами, высокой светостойкостью, равномерно окрашиваются и пропускают ультрафиолетовые лучи.

Температура плавления 250-260С. Однако при температуре выше 140С на изделиях появляются дефекты из-за низкой теплостойкости. Ацетат имеет малую стойкость к истиранию, повышенную электризуемость, сминаемость при стирке (возникают неустранимые заломы) и низкую химическую стойкость. Изделия нельзя кипятить и выкручивать.

Триацетатное волокно получается из первичного ацетата, растворённого в смеси метиленхлорида и этилового спирта. Превосходит по всем показателям свойств (кроме гигроскопичности) ацетат. Теплостойкость 150-160С, термостойкость 300С. В мокром состоянии меньше теряет прочность, обладает более высокой хемостойкостью. Недостатками волокна являются повышенная электризуемость, малая стойкость к истиранию, значительная жёсткость.

Белковые волокна. Исходными полимерами служат казеин (белок молока) и зеин (растительный белок). По гигроскопичности и растяжимости казеиновые и зеиновые волокна близки к шерсти. Они мягкие на ощупь, хорошие теплоизоляторы. Но их прочность невилина и снижается в мокром состоянии. Термостойкость волокон небольшая, они боятся горячей воды и растворов щелочей.

На основе крахмала получают волокно лактрон. Оно отличается лёгкостью, прочностью, растяжимостью до 45% и интенсивностью окраски. Лактрон относится к биологически разлагающимся волокнам. По показателям физико-механических свойств лактрон близок к полиэфирным волокнам и спользуется в смеси с шерстью, хлопком и полиэфирными волокнами для производства сорочечных и костюмных тканей.