книги из ГПНТБ / Месяченко В.Т. Ткани с применением синтетических волокон

значительно выше, чем: ацетатного волокна. Ацетатное волокно при

температуре 140—150° начинает деформироваться. Поэтому гла­ дить ткани из ацетатного волокна необходимо через влажную

хлопчатобумажную ткань, чтобы при этом температура не превы­

шала 100°. В горячей воде ткани из ацетатного волокна приобре­

тают матовый вид. Матовость начинает появляться при температу­

ре 80°, при этом матовость увеличивается в зависимости от време­

ни нахождения' ткани в горячей воде. Для придания блеска матовое

ацетатное волокно обрабатывают веществами, вызывающими на­

бухание (спиртом, глицерином, водным раствором уксусной кисло­

ты). При утюжке изделий из. ацетатного шелка могут возникать блестящие «жирные» полосы. Чтобы восстановить первоначальный вид, изделие, имеющее «жирные» блестящие места, необходимо обработать 20 %-ным раствором поваренной соли в течение 1,5 часов.

Все искусственные волокна горят в пламени, но характер горе­

ния их различен. Вискозное и медноаммиачное волокно сгорает,

так же как и все целлюлозные волокна, быстро бегущим пламе­

нем с запахом жженой бумаги. Ацетатное волокно не горит, как

вискозное, а спекается, образуя на конце твердый черный шарик. Продукты горения имеют кислый запах уксусной кислоты.

При действии концентрированных минеральных кислот на гид­

ратцеллюлозные волокна при нормальной (комнатной) темпера­ туре или разбавленных кислот, но при повышенной температуре,

происходит снижение механических свойств, а в дальнейшем раз­ рушение (деструкция) волокна.

При действии разбавленных щелочей на эти волокна при повы­ шенной температуре в присутствии кислорода воздуха происходят

аналогичные процессы. Более глубокие изменения в щелочных

растворах получает ацетатное волокно, которое постепенно разру­ шается и теряет свои специфические свойства. Поэтому при стирке изделий из ацетатного волокна применение щелочных растворов

не рекомендуется. Вискозное и медноаммиачное волокно вполне

устойчиво к действию органических растворителей, таких, как бен­

зин, бензол. Ацетатное волокно мало устойчиво к действию таких

органических растворителей, как ацетон, Сложные эфиры, в кото­ рых это волокно сильно набухает и растворяется. Для крашения

ацетатного волокна применяются специальные красители (целли­

тоновые). Обычно красители, окрашивающие гидратцеллюлозные

волокна, не окрашивают ацетатные волокна. Это обстоятельство

позволяет получить различные эффекты в смешанных тканях,

изготовленных из смеси ацетатного и других искусственных во­

локон.

Искусственные волокна мало устойчивы к действию микро­

организмов. Для изделий из этих волокон, применяемых в услови­

ях с повышенной влажностью, используют различные предохрани­

тельные пропитки. Ацетатное волокно обладает высокой

сопротивляемостью к плесени и моли. При длительном действии солнечного света и атмосферных воздействий на искусственные

волокна происходит понижение прочности и удлинение волокна.

11

При этом потеря прочности происходит примерно в таких же пределах, как и для натурального шелка.

Удельный вес вискозного и медноаммиачного волокна равен

1,5—1,52, а ацетатного волокна—1,32.

Искусственные волокна широко применяются для выработки различных текстильных изделий бытового и технического назначе­ ния. Вискозные нити применяются для выработки тонких платье­ вых, бельевых и подкладочных тканей, тяжелых платьево-костюм­ ных и одежных тканей, а в трикотажной промышленности — для

производства чулок, трикотажного белья и других изделий. Вис­

козные нити применяются для выработки тканей в смесках с дру­

гими волокнами. Штапельное вискозное волокно широко использу­

ется в смесках с шерстяным волокном (тонким, полутонким и по-

лугрубым), чисто штапельная пряжа находит применение для изготовления различных тканей (платьевых, костюмных, подкла­ дочных и др.).

Области применения медноаммиачного волокна те же, что и вискозного волокна. Тонковолокнистый медноаммиачный шелк с большим успехом используется в трикотажной промышленности для изготовления женских чулок. Ацетатный шелк применяется для изготовления тканей и трикотажных изделий как в чистом ви­

де, так и в смеси с другими волокнами, что представляет боль­ шой интерес. Использование ацетатного волокна вместе с вискоз­ ным волокном дает возможность не только создавать ткани с

новыми колористическими эффектами, но и значительно снизить

сминаемость получаемых изделий.

Ацетатное штапельное волокно в смеси с другими волокнами применяется преимущественно в тех случаях, когда использование специфических свойств ацетатного волокна дает возможность

улучшить свойства получаемых изделий.

Синтетические волокна

В отличие от искусственных волокон вещества для производ­

ства синтетических волокон получают путем соединения (синтеза)

более простых веществ, которые производят из нефти, газа, камен­

ного угля. В последнее время производство синтетических волокон значительно расширилось, что способствует увеличению сырьевых

ресурсов текстильной промышленности, а также расширению вы­ работки текстильных изделий с новыми свойствами.

Технологический процесс производства синтетических волокон отличается от процесса производства искусственных волокон. Во­ локна, получаемые полимеризацией, по своему химическому соста­ ву не отличаются от исходного полимераПоэтому в процессе фор­ мирования их отсутствуют операции по выделению побочных про­ дуктов, как при производстве вискозного и медноаммиачного во­

локон.

Процесс формирования синтетических волокон может осущест­ вляться из раствора, а также из расплава или размягченного по­

лимера. Все синтетические волокна подвергаются значительному

12

вытягиванию (от 2 до 20 раз) с целью повышения механических

свойств получаемых волокон. Для обеспечения повышенной равно­ мерности структуры волокна, увеличения удлинения, снижения

усадки в горячей воде, уменьшения сминаемости для большинства волокон проводят так называемую операцию термической фикса­ ции. Термическая фиксация текстильных изделий проводится при

вает быстрое высыхание изделий. Малая чувствительность этих во­

локон к влаге сказывается и на других их свойствах. Так, физико­

механические свойства волокна остаются почти постоянными даже при погружении волокон в воду и полном их обводнении. Высокая

прочность волокна в сухом состоянии остается неизменной и во влажном состоянии, что, конечно, обусловливает широкую область

их применения. Другим важным свойством является химическая инертность синтетических волокон. Так, капрон, анид, энант устой­ чивы по отношению к щелочам, лавсан — к кислотам, а волокно хлорин не изменяет своих свойств при действии на него кислот, щелочей, окислителей и других реагентов. Синтетические волокна устойчивы к действию бактерий, микроорганизмов, плесени и моли.

Однако различные синтетические волокна по многим свойствам

отличаются друг от друга. Так, волокно капрон характеризуется

исключительно высокой стойкостью к истиранию, волокно нитрон

весьма устойчиво к действию солнечного света и атмосферным воз­ действиям, а также почти неспособно к набуханию. Волокно лав­ сан отличается оиень низким остаточным удлинением и при соот­ ветствующем способе изготовления обладает свойствами шерсти.

Синтетические волокна не лишены недостатков. Так, малое

влагопоглощение значительно затрудняет крашение этих волокон,

снижает гигиенические свойства и, тем самым, ограничивает ис­ пользование их для выработки некоторых изделий. Однако по мере развития химической промышленности свойства синтетических во­

локон будут улучшаться.

Рассмотрим кратко получение и свойства основных видов син­

тетических волокон. Наибольшее распространение из всех синте­ тических волокон у нас и за рубежом получили близкие по строе­ нию и свойствам так называемые полиамидные волокна.

Эти волокна в настоящее время занимают основное место среди синтетических волокон. Из полиамидных волокон, вы­

пускаемых нашей промышленностью, известны капрон, анид и

энант. За рубежом эти волокна имеют другие названияТак, кап­ рон в Германии выпускается под названием перлон, в Чехосло­ вакии — силон, анид в США и Англии называют нейлон, в Япо­

нии—амилан, в Италии — лилион. В других странах существуют

следующие названия полиамидных волокон — рильсан, фрилон грилон и др. Все эти волокна производятся из полиамидных высо­ комолекулярных веществ, являющихся продуктами полимеризации

13

там. Капролактам растворяют в эмалированном котле при посто­ янном помешивании в течение одного часа. После растворения

капролактам превращается в смолу капрон (реакция полимериза­

ции). Реакция полимеризации происходит в автоклаве при дав­

лении 15 атм и температуре 250° в течение 10—11 час. в среде азота.

Получающийся в результате реакции полимеризации промежу­ точный продукт в. виде ленты нарезают на кусочки длиной 7—8 мм

(крошка). Для удаления низкомолекулярных фракций крошку промывают и высушивают. В таком виде крошка может быть ис­ пользована для получения волокна, щетины и других изделий.

Формуют волокна из крошки на прядильных машинах. Пря­ дильная машина состоит из двух части: верхней и нижней. В верх­

ней части находится бункер для полиамидной крошки и прядиль­ ная головка, состоящая из плавильной решетки, насосика и филье­ ры. В нижней части находится приспособление для приема и на­

мотки волокна. Полиамидная крошка, попадая из бункера на спи­ ральную плавильную решетку, превращается при температуре свыше 250° в жидкий расплав. Расплав самотеком поступает за­

тем в насосик и стальную фильеру, в которой имеются от 6 до 40

отверстий (в зависимости от числа элементарных нитей) диамет­ ром 0,2—0,3 мм. Отверстия обычно располагаются по кругу.

Струйки расплава вытекают из отверстий фильеры и, охлаждаясь,

превращаются в нити.

В отличие от искусственного волокна свежесформированное ка­

проновое волокно не может быть непосредственно использовано,,

как текстильное сырье, так как при приложении даже незначи­ тельной нагрузки оно вытягивается в длину в 4—5 раз. Поэтому

после предварительной подкрутки капроновое волокно подвергают

холодному вытягиванию на крутильно-вытяжнь/х машинах. При этом прочность волокна повышается, а разрывное удлинение

уменьшается с 400 до 15—25%. На крутильных машинах капро­ новые нити подвергаются крутке, составляющей от 100 до 1200 вит­ ков на метр (в зависимости от их назначения).

Для того чтобы приостановить усадку при дальнейшей перера­ ботке, капроновые нити после вытягивания подвергают обработке горячей водой или паром, т. е. фиксированию. В результате такой обработки капроновые нити не изменяются в размерах при эксплу­ атации. После фиксации капроновое волокно сушат и перематы­

вают на бобины.

Анид. Исходным сырьем для получения смолы и волокна анид

является соль адипиновой кислоты и гексаметилендиамина (соль

14

АГ), получаемая из продуктов перегонки каменноугольной смолы.

Технологический процесс производства анида во многом аналоги­ чен процессу производства капронового волокна и сводится к по­ лучению полимера путем поликонденсации промежуточного про­

дукта (соли АГ) в автоклавах при температуре 270—280°, пряде­

нию волокна из расплава, вытяжки, фиксации спряденного волок­

на и его крутки. Смола анид отличается от смолы капрон более

высокой температурой плавления, достигающей 250—265°- Кап­

рон плавится при температуре 215°.

Энант. Волокно энант относится к полиамидным волокнам ти­

па капрон и анид и впервые было получено в СССР. Исходным продуктом для получения этого волокна служит аминоэнантовая кислота. Аминоэнантовую кислоту получают из этилена и четырех­ хлористого углерода по новому, оригинальному методу, разрабо­

танному академиком А. Н. Несмеяновым и доктором химических наук Р. X. Фрейдлиной. Вследствие оригинально разработанной

технологической схемы производства исходного продукта получа­

ют полимер, в котором отсутствуют низкомолекулярные части (мо­ номеры). Отсутствие мономера в полимере упрощает технологию

получения волокна, так как при этом отпадает ряд операций, свя­ занных с необходимостью измельчения, экстрагирования и сушки

крошки.

В остальном технологический процесс получения волокна энант аналогичен процессу получения капрона и анида.

Выше рассмотрены способы получения нитей непрерывной дли­

ны, состоящих из большого числа элементарных волоконец. Выра­

батывают также штапельное полиамидное волокно и моноволок­ но. Для получения штапельного волокна расплавленную полиа­ мидную смолу пропускают через фильеру, имеющую большое чис­ ло отверстий. Полученный жгут элементарных волокон вытягива­

ют на вытяжной машине. Вытянутые жгуты затем разрезают на штапельки определенной длины. Отделка включает операции про­ мывки, придания волокну извитости, фиксации извитости и суш­ ки. Извитость волокну придается обработкой раствором серной кислоты или механической гофрировкой при повышенных темпе­

ратурах.

Для полиамидного волокна характерны: высокая устойчивость

к истиранию и изгибу, высокая прочность на разрыв, эластич­

ность и устойчивость к многократным деформациям. Так, проч­

ность на разрыв капронового волокна в 2—3 раза выше прочно­

сти хлопка.

Самое ценное свойство полиамидных волокон — это устойчи­

вость к истиранию. Если устойчивость полиамидного волокна к истир.анию принять за 100%, то для хлопка (при испытании в та-

15

■ких же условиях) она составит всего 10%. Полиамидные волокна

■вследствие высокой устойчивости к истиранию целесообразно

применять в качестве добавок в смески других волокон (шерсть, вискоза). В результате проведенных работ установлено, что до­ бавление 15% полиамидного волокна к вискозному волокну и

шерсти повышает устойчивость их к истиранию в 2—4 раза. Полиамидные волокна имеют высокие эластические свойства,

что определяет значительную величину обратимых удлинений, высокую прочность нити и устойчивость к многократным дефор­

мациям. Это выражается в том, что длина полиамидных волокон после снятия небольших нагрузок остается почти неизменной, дру­ гие волокна (хлопок, вискоза) после снятия нагрузок имеют неко­ торое приращение длины. Гигроскопичность полиамидных волокон невысокая. При относительной влажности воздуха 65% эти волок­ на поглощают 3,5—4% влаги. Удельный вес полиамидных волокон значительно ниже, чем природных и искусственных, и составляет

1,14. Поэтому изделия из капрона будут по весу легче таких же из­

При температуре 140° прочность полиамидного волокна снижается

на 60—70%. При сжигании эти волокна не горят, а плавятся. По­

лиамидные волокна имеют недостаточно высокую устойчивость к

действию солнечного света и атмосферных воздействий. Эти во­ локна характеризуются устойчивостью к большинству химических

реагентов, в частности к щелочам. К концентрированным мине­ ральным кислотам полиамидные волокна не стойки, а в ледяной

уксусной, муравьиной кислотах и воднофенольных растворах эти волокна растворяются.

Физико-механические показатели волокна анид аналогичны по­ казателям волокна капрон. Волокно энант более устойчиво к дей­ ствию многократных деформаций и обладает более высокой свето- и термостойкостью и значительно большей устойчивостью к дейст­ вию кислот и щелочей, чем волокно капрон.

Полиамидные волокна округлы, гладки с поверхности, что обу­

словливает пониженную сцепляемость их с другими волокнами.

Например, при смешивании капронового штапельного волокна с шерстью капроновое волокно в процессе эксплуатации «вылезает»

на поверхность ткани, вследствие чего нарушается структура и

ухудшается внешний вид изделия.

Большой спуск петель в чулгдах и других трикотажных издели­ ях из полиамидных волокон следует отнести за счет их повышен­ ной гладкости, а также недостаточной фиксации формы петли в

.силу большой упругости нити.

Из полиамидных волокон вырабатывают различные изделия бы­ тового и технического назначения, в первую очередь чулочно-но-

.сочные изделия. Капроновые чулки, благодаря их прочности, про­

зрачности, способности принимать нужную форму, хорошей нос­ кости и легкой отстирываемое™, завоевали себе широкую популяр-

16

ность. Капроновое волокно также используется для упрочнения

носка и пятки в хлопчатобумажных, вискозных и шерстяных носках.

Полиамидные волокна могут широко применяться для изготов­ ления! белья, так как эти изделия легко стираются и хороши в нос­

ке. Для тканей, идущих для изготовления белья, чаще применяются открытые (менее плотные) переплетения, что обеспечивает лучшую вентиляцию.

Капрон также широко используется для выработки тканей раз­

личного назначения — легких, изящных блузочных и платьевых, ру­

башечных, декоративных и др.

Широко применяется штапельное полиамидное волокно в смеси с другими волокнами (хлопок, шерсть, вискозное волокно). Ис­ пользование штапельного волокна в смеси с другими волокнами позволяет значительно увеличить срок службы изделий. Обычно

количество полиамидных волокон в смесках с другими волокнами не превышает 20—25%, добавление полиамидных волокон в смеску в таком количестве почти не изменяет гигроскопических свойств изделий.

Анид, энант и капрон используются для изготовления ковро­ вых изделий, а также ворсовых тканей, имитирующих мех.

Из полиамидных волокон вырабатывают разнообразные техни­ ческие изделия: канаты, веревки, нити, сети, фильтры и др.

Лавсан. Лавсан —■ волокно, получаемое путем поликонден­

сации диметилового эфира терефталевой кислоты и этиленгликоля. Исходные продукты для выработки этого волокна получаются при

переработке продуктов перегонки нефти. В Англии и Канаде это

волокно выпускают под названием терилен, а в США — дакрон. Процесс поликонденсации диметилтерефталата и этиленглико­

ля ведется в аппаратуре, аналогичной аппаратуре, применяемой для полимеризации капролактама-.

Расплавленный продукт подвергается фильтрации и далее по­ ликонденсации в аппаратах под большим давлением. Процесс по­

ликонденсации ведется при температуре 280°. Формование волокна из расплава осуществляется по той же технологической схеме, что и при формировании полиамидных волокон. Сформированное во­

локно лавсан подвергается вытяжке до 400—600% первоначальной

длины. Вытяжку производят в горячем состоянии. Свойства этого

волокна зависят главным образом от молекулярного веса полиме­

ра и от условий прядения и вытяжки нити (от степени ориентации).

По прочности волокно лавсан не уступает полиамидным волок­ нам. В мокром состоянии прочность волокна не изменяется. Волок­

но лавсан высокоэластично, при вытягивании волокна на 5—6% удлинение полностью обратимо. Поэтому для волокна лавсан и по­

лучаемых из него изделий характерна высокая устойчивость к сми-

наемости. Удельный вес волокна лавсан выше, чем полиамидных волокон, -и составляет 1,38. Волокно устойчиво к действию кислот и окислителей и особенно к холодным концентрированным кисло­ там: серной, соляной и фтористоводородной.

истиранию вискозного и природных волокон, однако в этом отно­ шении лавсан значительно уступает капроновому волокнуПо этой причине лавсан нецелесообразно использовать для изготовления чулочно-носочных изделий.

Волокно лавсан лучше противостоит действию света и атмос­ ферных условий, чем полиамидные волокна, и может применяться для изготовления гардинных и мебельных тканей. Штапельное во­ локно лавсан хорошо смешивается с шерстью в пропорции до 50%. Введение волокна лавсан в смести с шерстью значительно улучша­ ет свойства таких тканей: увеличивает прочность, уменьшает сминаемость.

Высокая прочность в мокром состоянии, малое' влагопоглоще-

ние и устойчивость к воздействию микроорганизмов и плесени де­ лают его очень ценным для производства морских канатов и рыбо­ ловных сетей.

Описанные свойства позволяют широко применять лавсан в са­

мых различных отраслях промышленности и, в частности, для про­ изводства товаров широкого потребления.

Волокно лавсан по внешнему виду и упругости напоминает

шерсть, имея при этом малую сминаемость. Это волокно находит

широкое применение в производстве костюмных и платьевых тка­

ней гребенного типа. Практические испытания костюмов из таких тканей показали, что изделия из шерсти с добавлением лавсана имеют исключительные преимущества, особенно при носке в сы­

рую погоду. Костюм из лавсана не нужно часто гладить. Складки

на нем не исчезают даже при смачивании. Изделия, пошитые из

таких тканей, длительное время сохраняют приданную им форму, а также плиссе и складки. Стирка этих изделий очень проста и не ухудшает их свойств. Усадка при этом сравнительно небольшая и может быть значительно уменьшена путем термической обработ­ ки. Такая обработка проводится при повышенной температуре

(120—200°). Прошедшие термофиксацию изделия из лавсанового'

волфна не имеют усадки после обработки в кипящей воде.

Из короткого волокна лавсан можно получить пряжу в чистом виде и в смеси с другими волокнами.

Из пряжи лавсана могут быть изготовлены свитеры и другие

трикотажные изделия. Большая обратимая деформация лавсана способствует хорошему сохранению формы изделий, вязанные из

лавсана изделия имеют хороший внешний вид и на ощупь напо­

минают шерстяные. Основным недостатком лавсана является его

плохая окрашиваемость. Однако использование в производстве окрашенного в массе волокна, а также применение специальных красителей позволит устранить этот недостаток.

Выпуск лавсана в ближайшие годы будет резко увеличен.

Рассмотрим свойства и получение еще двух волокон: нитрона и хлорина. Исходным продуктом для получения мономеров, исполь­

18