Сінтэтычныя валокны. Сінтэтычнае поліаміднае валакно

Сінтэтычныя валокны пачалі вырабляцца прамысловым спосабам ў 1938 годзе. На дадзены момант іх існуе ўжо некалькі дзесяткаў відаў. Для ўсіх іх агульным з'яўляецца тое, што зыходным рэчывам служаць нізкамалекулярных злучэння, якія ператвараюцца ў палімеры з дапамогай хімічнага сінтэзу. Растварэннем або плаўленнем атрыманых палімераў ажыццяўляецца падрыхтоўка фармовачнай або прадзільнага раствора. Іх фармуюць з раствора або расплаву, а іх ужо потым падвяргаюць аздабленні.

разнавіднасці

У залежнасці ад асаблівасцяў, якімі характарызуецца будова макрамалекул, сінтэтычныя валокны прынята падпадзяляць на гетероцепные і карбоцепные. Да першых адносяць тыя, што атрыманы з палімераў, у чыіх макрамалекулах, акрамя вугляроду, прысутнічаюць і іншыя элементы - азот, сера, кісларод і іншыя. Сюды адносяць поліэфірныя, поліўрэтанавыя, поліамідныя і полимочевинные. Карбоцепные сінтэтычныя валокны характарызуюцца тым, што асноўная ланцуг у іх выбудаваная з атамаў вугляроду. Да гэтай групы адносяць поливинилхлоридные, полиакрилнитрильные, полиолефиновые, поливинилспиртовые і фторосодержащие.

Палімеры, служачыя асновай для атрымання гетероцепных валокнаў, атрымліваюцца з дапамогай полікандэнсацыі, а прадукт фармуецца з расплаваў. Карбоцепные атрымліваюцца з дапамогай ланцужной полімерызацыі, а фарміраванне адбываецца звычайна з раствораў, у рэдкіх выпадках з расплаваў. Можна разгледзець нейкую адну сінтэтычнае поліаміднае валакно, якое атрымала назву сиблон.

Стварэнне і прымяненне

Такое слова, як сиблон, для многіх аказваецца зусім незнаёмым, аднак раней на ярлычках адзення можна было бачыць абрэвіятуру ВВМ, пад якой хавалася віскозных высакамодульных валакно. Тады вытворцам здавалася, што такую назву будзе выглядаць сімпотней, чым сиблон, якое магло асацыявацца з нейлон і капронам. Вытворчасць сінтэтычных валокнаў гэтага тыпу ажыццяўляецца з елкі, як бы казачна гэта не выглядала.

асаблівасці

З'явіўся сиблон ў пачатку 70-х гадоў мінулага стагоддзя. Ён уяўляе сабой удасканаленую віскозы. На першым этапе ажыццяўляецца атрыманне з драўніны цэлюлозы, яе вылучаюць у чыстым выглядзе. Самае вялікае яе колькасць змяшчаецца ў бавоўне - каля 98%, але з валокнаў бавоўніка і без гэтага атрымліваюцца выдатныя ніткі. Таму для выпрацоўкі цэлюлозы часцей выкарыстоўваецца драўніна, у прыватнасці сасновы, дзе яе ўтрымоўваецца 40-50%, а астатняе - гэта непатрэбныя кампаненты. Ад іх патрабуецца пазбаўляцца ў працэсе вытворчасці сінтэтычных валокнаў.

працэс стварэння

Сінтэтычных валакна вырабляюцца паэтапна. На першым этапе ажыццяўляецца працэс варэння, падчас якой з драўнянай габлюшкі усе лішнія рэчывы перамяшчаюцца ў раствор, а таксама вырабляецца разбіўка доўгіх палімерных ланцужкоў на асобныя фрагменты. Натуральна, тут не абыходзіцца толькі гарачай вадой, вырабляюцца дадаткі розных рэагентаў: Натрон і іншых. Толькі варэнне з даданнем сульфатаў дазваляе атрымаць цэлюлозу, якая прыдатная для вытворчасці сиблона, бо ў ёй застаецца менш прымесяў.

Калі цэлюлоза ўжо вывары, яе адпраўляюць на адбельванне, сушку і прасоўку, а потым перамяшчаюць туды, дзе ў ёй ёсць патрэба - гэта вытворчасць паперы, цэлафану, кардона і валокнаў, то ёсць асноўная вытворчасць. Што ж з ёй далей адбываецца?

наступная апрацоўка

Калі патрабуецца атрымаць сінтэтычныя і натуральныя валокны, то спачатку трэба прыгатаваць ткацкі раствор. Цэлюлоза ўяўляе сабой цвёрдае рэчыва, якое няпроста растварыць. Таму звычайна яе ператвараюць у растваральны ў вадзе эфір дитиоугольной кіслаты. Працэс ператварэння ў гэта рэчыва з'яўляецца даволі доўгім. Спачатку вырабляецца апрацоўка цэлюлозы гарачай шчолаччу з наступным адціскам, у раствор пры гэтым пераходзяць непатрэбныя элементы. Пасля адціску маса здрабняецца, а потым змяшчаецца ў спецыяльныя камеры, дзе пачынаецца предсозревание - адбываецца укарачэнне малекул цэлюлозы амаль удвая за кошт акісляльнай дэструкцыі. Далей адбываецца рэакцыя шчолачны цэлюлозы з серавуглярод, што дазваляе атрымаць ксантогенат. Гэта маса памяранцавага колеру, падобная на цеста, эфір дитиоугольной кіслаты і зыходнага рэчывы. Гэты раствор за яго глейкасць атрымаў назву "віскоза".

Далей адбываецца фільтраванне для выдалення апошніх прымешак. Выпускаецца раствораны паветра з дапамогай «вскипания» эфіру ў вакууме. Усе гэтыя аперацыі прыводзяць да таго, што ксантогенат становіцца падобны на малады мёд - жоўты і цягучы. На гэтым ткацкі раствор цалкам гатовы.

атрыманне валокнаў

Раствор праціскаецца праз фильеры. Штучныя сінтэтычныя валокны не проста прадуць традыцыйным спосабам. Гэтую аперацыю складана параўнаць з простай тэкстыльнай, больш правільна будзе сказаць, што гэта хімічнай працэс, які дазваляе мільёнам струек вадкай віскозы стаць цвёрдымі валокнамі. На тэрыторыі Расіі з цэлюлозы атрымліваецца віскоза і сиблон. Другі тып валакна ў паўтара разы больш трывалыя першага, характарызуецца большай устойлівасцю да шчолачаў, тканіны з яго адрозніваюцца гіграскапічнасць, меншай ступенню ўсаджвання і сминания. А адрозненні ў працэсах вытворчасці віскозы і сиблона з'яўляюцца ў той момант, калі ў осадительной ваннай пасля фильер аказваюцца толькі што "народ" сінтэтычныя валакна.

Хімія ў дапамогу

Для атрымання віскозы ў ванну наліваецца серная кіслата. Яна прызначана для раскладання эфіру, дзякуючы чаму атрымліваюцца чыста цэлюлозныя валакна. Пры неабходнасці атрымання сиблона ў ванну дадаюць сульфат цынку, часткова які аказвае перашкода гідролізу эфіру, таму ў нітках будзе ўтрымлівацца рэшткавы ксантогенат. І што ж гэта дае? Далей валакна падвяргаюцца расцягу і фармоўцы. Калі ў палімерных валокнах маюцца рэшткі ксантогената, атрымліваецца выцягнуць палімерныя цэлюлозныя ланцужкі ўздоўж восі валакна, а не размясціць іх хаатычна, што характэрна для звычайнай віскозы. Пасля выцяжкі паляць з валокнаў разразаюць на шпательки даўжынёй 2-10 міліметраў. Пасля яшчэ некалькіх працэдур ажыццяўляецца прасоўка валокнаў ў стосы. Тоны драўніны дастаткова для атрымання 500 кілаграм цэлюлозы, з якой будзе выпушчана 400 кілаграм валакна сиблона. Прадзенне цэлюлозы ажыццяўляецца прыкладна двое сутак.

Што далей робяць з сиблоном?

У васьмідзесятых гадах гэтыя сінтэтычныя валокны выкарыстоўваліся ў якасці дадаткаў да бавоўны, каб ніткі пралі лепш і не рваліся. З сиблона рабілі падкладкі пад штучную скуру, а таксама выкарысталі яго пры вытворчасці вырабаў з азбесту. Тады тэхнолагі не былі зацікаўлены ў стварэнні чагосьці новага, патрабавалася як мага больш валакна для рэалізацыі задуманага.

А на Захадзе ў тыя часы высакамодульных віскозных валакна выкарыстоўваліся для вытворчасці тканін, якія адрозніваліся таннасцю і трываласцю ў параўнанні з баваўняных, але пры гэтым добра ўбірала вільгаць і дыхалі. Цяпер у Расеі не засталося уласных баваўняных рэгіёнаў, таму на сиблон ўскладаюцца вялікія надзеі. Толькі попыт на яго пакуль не надта вялікі, так як тканіны і адзенне айчыннай вытворчасці цяпер амаль ніхто не купляе.

палімерныя валакна

Іх прынята падпадзяляць на прыродныя, сінтэтычныя і штучныя. Прыродныя ўяўляюць сабой тыя валакна, адукацыя якіх ажыццяўляецца ў натуральных умовах. Іх прынята класіфікаваць па паходжанні, якое вызначае іх хімічны склад, на жывёлы і раслінныя. Першыя складаюцца з бялку, а менавіта каратыну. Гэта шоўк і поўсць. Другія складаюцца з цэлюлозы, лігніну і геміцэлюлозы.

Штучныя сінтэтычныя валакна атрымліваюцца пры дапамозе хімічнай перапрацоўкі палімераў, якія існуюць у прыродзе. Да іх прынята адносіць ацетатного, віскозных, альгінатнымі і бялковыя валакна. У якасці сыравіны для іх атрымання служаць сульфатная або сульфитная драўняная цэлюлоза. Выпуск штучных валокнаў вырабляецца ў выглядзе тэкстыльных і кордных нітак, а таксама ў выглядзе штапельнага валакна, якое перапрацоўваецца разам з іншымі валокнамі ў працэсе вытворчасці розных тканін.

Сінтэтычнае поліаміднае валакно атрымліваецца з палімераў, выведзеных штучна. У якасці зыходнага сыравіны ў такім працэсу выкарыстоўваюцца палімерныя валакна, сфармаваныя з гнуткіх макрамалекул слаборазветвленный або лінейнай мадэлі, якія валодаюць значнай масай - больш за 15 000 атамных адзінак масы, а таксама вельмі вузкім малекулярна-масавым размеркаваннем. У залежнасці ад тыпу сінтэтычныя валакна здольныя валодаць высокай ступенню трываласці, значнай велічынёй ў адносінах да падаўжэння, эластычнасцю, устойлівасцю да множным нагрузак, малымі рэшткавымі дэфармацыі і хуткім аднаўленнем пасля зняцця нагрузкі. Менавіта таму акрамя выкарыстання ў тэкстылі ім знайшлі прымяненне ў якасці армавальных элементаў падчас вырабу кампазітаў, і ўсё гэта дазволілі зрабіць адмысловыя ўласцівасці сінтэтычных валокнаў.

заключэнне

У апошнія некалькі гадоў можна назіраць вельмі ўстойлівы рост колькасці дасягненняў у сферы распрацоўкі новых палімерных валокнаў, у прыватнасці, пара-араміднага, поліэтыленавых, тэрмаўстойлівых, камбінаваных, структура якіх - ядро-абалонка, гетэрацыклічных палімераў, у якія ўключаны розныя часціцы, да прыкладу, срэбра або іншыя металы. Цяпер матэрыял нейлон - гэта ўжо не верх інжынернай думкі, так як цяпер існуе вялікая колькасць новых валокнаў.