Włókna syntetyczne. Syntetyczne włókno poliamidowe

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Włókna syntetyczne zaczęto produkować na skalę przemysłową w 1938 roku. W tej chwili jest ich już kilkadziesiąt. Wszystkie z nich łączy to, że materiałem wyjściowym są związki o niskiej masie cząsteczkowej, które są przekształcane w polimery na drodze syntezy chemicznej. Przez rozpuszczenie lub stopienie otrzymanych polimerów wytwarza się roztwór przędzalniczy lub przędzalniczy. Są formowane z zaprawy lub stopione, a następnie wykańczane.

Odmiany

W zależności od cech charakteryzujących strukturę makrocząsteczek, włókna syntetyczne dzieli się zwykle na łańcuch hetero i karbołańcuch. Do tych pierwszych należą te otrzymane z polimerów, w których makrocząsteczkach oprócz węgla znajdują się inne pierwiastki - azot, siarka, tlen i inne. Należą do nich poliester, poliuretan, poliamid ipolimocznik. Włókna syntetyczne z łańcuchem węglowym charakteryzują się tym, że ich główny łańcuch zbudowany jest z atomów węgla. Ta grupa obejmuje polichlorek winylu, poliakrylonitryl, poliolefinę, polialkohol winylowy i zawierający fluor.

Polimery, które służą jako podstawa do otrzymywania włókien heterołańcuchowych, są otrzymywane w procesie polikondensacji, a produkt formowany jest ze stopów. Carbołańcuchy są otrzymywane przez polimeryzację łańcuchową, a tworzenie zwykle następuje z roztworów, w rzadkich przypadkach ze stopów. Możesz rozważyć jedno syntetyczne włókno poliamidowe, które nazywa się siblon.

Utwórz i używaj

Takie słowo jak siblon okazuje się wielu osobom zupełnie nieznane, ale wcześniej na metkach odzieżowych można było zobaczyć skrót VVM, pod którym ukryto wysokomodułowe włókno wiskozowe. W tamtym czasie wydawało się producentom, że taka nazwa będzie wyglądać ładniej niż siblon, który można by kojarzyć z nylonem i nylonem. Ten rodzaj włókna syntetycznego jest wykonany z choinki, bez względu na to, jak bajecznie wygląda.

Funkcje

Siblon pojawił się na początku lat 70. ubiegłego wieku. Jest to ulepszona wiskoza. W pierwszym etapie z drewna pozyskuje się celulozę, która jest izolowana w czystej postaci. Największa jego ilość znajduje się w bawełnie - około 98%, ale doskonałe nici uzyskuje się z włókien bawełnianych nawet bez niej. Dlatego do produkcji celulozyCzęściej używane jest drewno, w szczególności iglaste, gdzie zawiera 40-50%, a reszta to niepotrzebne składniki. Muszą zostać usunięte podczas produkcji włókien syntetycznych.

Proces tworzenia

Włókna syntetyczne są produkowane etapami. W pierwszym etapie odbywa się proces gotowania, podczas którego wszelkie nadmiary substancji przenoszone są z wiórów do roztworu, a długie łańcuchy polimerowe są rozbijane na osobne fragmenty. Oczywiście nie wystarczy tutaj tylko gorąca woda, dodawane są różne odczynniki: natrony i inne. Dopiero roztwarzanie z dodatkiem siarczanów daje miazgę odpowiednią do produkcji siblonu, ponieważ zatrzymuje mniej zanieczyszczeń.

Gdy miazga jest już wytrawiona, jest wysyłana do bielenia, suszenia i prasowania, a następnie przeniesiona tam, gdzie jest potrzebna - jest to produkcja papieru, celofanu, tektury i włókien, czyli główna produkcja. Co stanie się z nią dalej?

Przetwarzanie końcowe

Jeśli chcesz uzyskać włókna syntetyczne i naturalne, najpierw musisz przygotować roztwór do przędzenia. Celuloza jest ciałem stałym, które nie jest łatwe do rozpuszczenia. Dlatego zwykle przekształca się go w rozpuszczalny w wodzie ester kwasu ditiowęglowego. Proces przemiany w tę substancję jest dość długi. Najpierw celulozę poddaje się działaniu gorących zasad, następnie wyciskaniu, a jednocześnieniepotrzebne przedmioty. Po ściśnięciu masa jest rozdrabniana, a następnie umieszczana w specjalnych komorach, gdzie rozpoczyna się wstępne dojrzewanie – cząsteczki celulozy są prawie o połowę mniejsze na skutek degradacji oksydacyjnej. Następnie alkaliczna celuloza reaguje z dwusiarczkiem węgla, co umożliwia otrzymanie ksantogenianu. Jest to pomarańczowa masa przypominająca ciasto, ester kwasu ditiowęglowego i materiał wyjściowy. Ten roztwór został nazwany „wiskozą” ze względu na swoją lepkość.

Następnie następuje filtracja w celu usunięcia ostatnich zanieczyszczeń. Rozpuszczone powietrze jest uwalniane przez „gotowanie” eteru w próżni. Wszystkie te operacje prowadzą do tego, że ksantan staje się jak młody miód - żółty i lepki. W tym momencie roztwór przędzalniczy jest całkowicie gotowy.

Pozyskiwanie włókien

Roztwór jest przeciskany przez dysze przędzalnicze. Sztuczne włókna syntetyczne nie są tylko przędzone w tradycyjny sposób. Ta operacja jest trudna do porównania z prostą tkaniną, bardziej poprawne byłoby stwierdzenie, że jest to proces chemiczny, który pozwala milionom strumieni płynnej wiskozy zamienić się w stałe włókna. Na terytorium Rosji z celulozy pozyskuje się wiskozę i siblon. Drugi rodzaj włókna jest półtora raza mocniejszy od pierwszego, charakteryzuje się większą odpornością na alkalia, tkaniny z niego wykonane są higroskopijne, mniej kurczą się i marszczą. A różnice w procesach produkcji wiskozy i siblonu pojawiają się w momencie, gdy nowo „narodzone” włókna syntetyczne znajdują się w kąpieli strącającej po dyszach przędzalniczych.

Chemia pomaga

Aby uzyskać wiskozę, do kąpieli wlewa się kwas siarkowy. Jest przeznaczony do rozkładu eteru, w wyniku czego powstają czyste włókna celulozowe. Jeśli konieczne jest uzyskanie siblonu, do kąpieli dodaje się siarczan cynku, co częściowo zapobiega hydrolizie eteru, dzięki czemu nici będą zawierały resztki ksantogenianu. A co to daje? Włókna są następnie rozciągane i kształtowane. Gdy we włóknach polimerowych znajdują się pozostałości ksantogenianu, okazuje się, że rozciągają one polimerowe łańcuchy celulozy wzdłuż osi włókna, a nie układają ich przypadkowo, co jest typowe dla zwykłej wiskozy. Po wyciągnięciu wiązkę włókien tnie się na szpatułki o długości 2-10 milimetrów. Po kilku kolejnych zabiegach włókna zostają sprasowane w bele. Tona drewna wystarczy do wyprodukowania 500 kilogramów pulpy, z której powstanie 400 kilogramów włókna siblon. Przędzenie masy trwa około dwóch dni.

Co dalej z Siblon?

W latach 80. te włókna syntetyczne były używane jako dodatek do bawełny, aby nici lepiej się kręciły i nie pękały. Siblon był używany do wytwarzania podłoży do sztucznej skóry, a także był używany do produkcji wyrobów azbestowych. W tamtym czasie technolodzy nie byli zainteresowani tworzeniem czegoś nowego, do realizacji planu potrzeba było jak największej ilości włókien.

W tamtym czasie na Zachodzie włókna wiskozowe o wysokim module były używane do produkcji tkanin, które były tanie i trwałe w porównaniu dobawełna, ale jednocześnie dobrze wchłania wilgoć i oddycha. Teraz Rosja nie ma własnych regionów bawełnianych, więc z siblonem wiąże się wielkie nadzieje. Jedynie popyt na nią nie jest jeszcze bardzo wysoki, ponieważ prawie nikt nie kupuje tkanin i ubrań produkcji krajowej.

Włókna polimerowe

Z reguły dzieli się je na naturalne, syntetyczne i sztuczne. Naturalne są te włókna, których tworzenie odbywa się w warunkach naturalnych. Zazwyczaj dzieli się je ze względu na pochodzenie, które determinuje ich skład chemiczny, na zwierzęta i rośliny. Te pierwsze składają się z białka, czyli karotenu. To jedwab i wełna. Te ostatnie składają się z celulozy, ligniny i hemicelulozy.

Sztuczne włókna syntetyczne są otrzymywane w wyniku chemicznej obróbki polimerów występujących w naturze. Należą do nich włókna octanowe, wiskozowe, alginianowe i białkowe. Surowcem do ich produkcji jest pulpa drzewna siarczanowa lub siarczynowa. Włókna sztuczne produkowane są w postaci nici tekstylnych i kordowych, a także w postaci włókien odcinkowych, które są przetwarzane razem z innymi włóknami w produkcji różnych tkanin.

Syntetyczne włókno poliamidowe jest otrzymywane ze sztucznie uzyskanych polimerów. Jako surowiec w tym procesie stosuje się włókna polimerowe, utworzone z elastycznych makrocząsteczek o lekko rozgałęzionej lub liniowej strukturze, które mają znaczną masę - ponad 15 000 atomówjednostki masy, a także bardzo wąski rozkład masy cząsteczkowej. W zależności od rodzaju, włókna syntetyczne mogą charakteryzować się wysokim stopniem wytrzymałości, znaczną wartością wydłużenia, elastycznością, odpornością na wielokrotne obciążenia, niskimi odkształceniami resztkowymi oraz szybkim powrotem po usunięciu obciążenia. Dlatego oprócz zastosowania w tekstyliach zostały wykorzystane jako elementy wzmacniające podczas produkcji kompozytów, a wszystko to umożliwiło uzyskanie specjalnych właściwości włókien syntetycznych.

Wniosek

W ciągu ostatnich kilku lat można zaobserwować bardzo stały wzrost liczby postępów w rozwoju nowych włókien polimerowych, w szczególności para-aramidowych, polietylenowych, żaroodpornych, kombinowanych, o strukturze rdzeń-powłoka, polimery heterocykliczne, które zawierają różne cząstki, takie jak srebro lub inne metale. Teraz nylon nie jest już szczytem inżynierii, ponieważ istnieje teraz ogromna liczba nowych włókien.