1

Волокна

Классификация

Волокна

природные

химические

растительного происхождения лен, хлопок, конопля.

животного происхождения шерсть, шёлк.

искусственные вискозное, ацетатное, медноаммиачное.

синтетические нитрон, лавсан, капрон, энант, хлорин, анид и др.

С давних времён человек широко использует природные волокнистые материалы для изготовления одежды и различных изделий домашнего обихода. Одни из этих материалов имеют растительное происхождение и состоят из целлюлозы, например, лён, хлопок, а другие - животное происхождение и состоят из белков: шерсть, шёлк. По мере увеличения потребностей населения и развивающейся техники в тканях стал остро ощущаться недостаток волокнистых материалов. Возникла необходимость получать волокна химическим путём. Это можно осуществить двумя способами :

1. Так как волокна характеризуются упорядоченным расположением линейных молекул, ориентированных вдоль оси волокна, то можно взять природный полимер неупорядоченной структуры и путём той или иной обработки перестроить в нём расположение макромолекул, уложить их в одном направлении.

2. Получить полимер синтетическим путём и затем осуществить в нём нужную укладку молекул.

В промышленности получают волокна и тем и другим способом. Волокна, получаемые переработкой природных полимеров, называются искусственными, а получаемые из синтезируемых полимеров - синтетическими.

Искусственные волокна.

В качестве природного полимера для получения искусственных волокон используют целлюлозу, выделенную из древесины, или хлопковый пух, остающийся на семенах хлопчатника после того, как с него снимут волокна хлопка. Чтобы линейные молекулы полимера расположить вдоль оси образуемого волокна, их прежде всего, нужно отделить друг от друга, т.е. сделать подвижными, способными к перемещению. Этого можно достичь расплавлением полимера или его растворением, расплавить целлюлозу невозможно, т.к. при нагревании она разрушается, следовательно нужно искать возможность её растворения путём химической обработки.

Целлюлозу обрабатывают уксусным ангидридом в присутствии серной кислоты. Уксусный ангидрид - более сильное этерифицирующее средство, чем уксусная кислота. Получаемый таким образом, продукт этерификации - триацетилцеллюлоза не образует межмолекулярных водородных связей, по этой причине относительно хорошо растворяется в некоторых органических растворителях. На практике для растворения триацетилцеллюлозы используют смесь дихлорметана (СН₂С1₂) и этилового спирта. Образуется вязкий раствор, в котором молекулы полимера могут перемещаться независимо друг от друга.

С целью получения волокон, вязкий раствор полимера продавливают через фильеры - металлические колпачки с многочисленными отверстиями (d - 0.1мм). Образующиеся тонкие струи раствора опускаются в вертикальную шахту (h - 3м), через которую противотоком проходит нагретый воздух. Под действием тёплого воздуха растворитель испаряется, а триацетилцеллюлоза образует тонкие длинные волоконца, которые затем скручиваются в нити и идут на дальнейшую переработку. При прохождении через отверстия фильеры макромолекулы, как брёвна при сплаве по узкой реке, начинают выстраиваться вдоль струи раствора. В процессе дальнейшей обработки расположение молекул в них становится ещё более упорядоченным. Это приводит к большой прочности волоконец и образуемых ими нитей.

Часто искусственные волокна используют не в виде длинных нитей (шёлка), а в виде штапеля, резанных не крученных волокон длиной в несколько см. штапель может использоваться для совместного прядения с другими волокнами, например с шерстью.

Ацетатное волокно меньше теряет прочность во влажном состоянии, чем искусственное вискозное волокно. Вследствие низкой теплопроводности оно хорошо сохраняет теплоту. Кроме того, это волокно отличается мягкостью, меньше садится при стирке, обладает приятным блеском. На него не действуют бактерии и плесень. Всё это делает его ценным текстильным материалом. Из него делают женскую одежду, декоративные и мебельные ткани. Однако, по гигиеническим свойствам ацетатное волокно уступает хлопковому.

Поскольку большинство гидроксильных групп в нём этерифицировано, у него меньше возможностей для установления водородных связей с молекулами воды, поэтому оно менее гигроскопично, хуже впитывает влагу.

Работы по получению новых искусственных волокон на основе целлюлозы в настоящее время продолжается.