Материаловедение. Химические волокна. Классификация химических волокон

Материаловедение

Химические волокна

Химические волокна — волокна, созданные ис- кусственным путём с помощью физических и хи- мических процессов.

Производство химических волокон оказывает большое влияние на развитие текстильной про- мышленности: расширяется ассортимент тканей, улучшаются их свойства, создаются новые виды тканей за счёт смеси различных волокон. Наблю- дается постоянное увеличение производства тканей из химических волокон. Это вызвано тем, что:

1) многие химические волокна по своим физико- механическим и гигиеническим свойствам не усту- пают натуральным, а часто превосходят их; 2) во- локна можно получить с заданными свойствами;

3) затраты на производство химических волокон значительно ниже, чем на производство натураль- ных.

В зависимости от вида исходного сырья химичес- кие волокна могут быть искусственные и синтети- ческие (схема 3).

Искусственные волокна получают из природных веществ органического (хлопковая и древесная цел- люлоза) и неорганического (стекло, металлы) про- исхождения.

Схема 3

Классификация химических волокон

Впервые мысль о получении искусственных волокон была высказана ещё в XVII в., но их промышленное производство осуществили лишь в конце XIX в. Первым искусственным волокном был шёлк, полученный в 1890 г., а в 1898 г. са- мым распространённым волокном стало вискозное. К концу Первой мировой войны разработали метод получения ацетатного шёлка.

Процесс производства искусственных волокон со- стоит из нескольких этапов: подготовки целлюлозы (подсушивание, обработка раствором едкого натра, в котором она набухает, и одновременное удаление растворимых примесей), получения прядильного раствора (растворение массы в щёлочи и получение вязкого раствора), формования и отделки волокна. При формовании волокна вязкий раствор по- даётся в прядильную машину, проходит фильтр и продавливается через фильеру, которая пред- ставляет собой колпачок из антикоррозионного металла, имеющий 24—36 отверстий диаметром

0,07—0,08 мм. Струйки затвердевают, образуя тон- кие элементарные нити. На прядильных машинах элементарные нити соединяются в одну комплекс- ную, которая, проходя систему прядильных дисков, вытягивается, через воронку поступает во вращаю- щуюся центрифугу и наматывается на бобину.

Отделка состоит из ряда операций: промывки, беления, обработки раствором мыла для придания волокнам мягкости и др.

Вискозное волокно — наиболее распространён- ное из искусственных волокон. Исходным сырьём служит древесная целлюлоза, получаемая из дре- весины ели, сосны, пихты, бука. Вискозные во- локна гладкие, блестящие, в тканях сильно сколь- зят, раздвигаются и осыпаются. Они прочные, хорошо окрашиваются, растворяются в кислотах и щелочах, устойчивы к действию света. Их отри- цательными свойствами являются большая потеря прочности при увлажнении, сминаемость, недоста- точная стойкость к истиранию.

Ацетатное волокно производят из хлопковой или высококачественной древесной целлюлозы. Волок- на гладкие, более тонкие, чем вискозные, поэтому их блеск более приятный, напоминает блеск на- турального шёлка; обладают хорошими теплоизо- ляционными свойствами, стойкостью к действию микроорганизмов, светостойкостью, пропускают ультрафиолетовые лучи. Вследствие большой упру- гости изделия из ацетатных волокон лучше сохра- няют форму и более износостойки, чем изделия из вискозных волокон. Из-за высокой электризуемости при изготовлении тканей из ацетатных волокон возникают затруднения. При влажно-тепловой об-

работке на изделии из ацетатного волокна образу- ются трудноудаляемые заломы и ласы.

Триацетатное волокно вырабатывают из хлопко- вой и древесной целлюлозы. Этим волокнам свой- ственны меньшая гигроскопичность, потеря проч- ности в мокром состоянии, стойкость к истиранию и усадка, несколько большая жёсткость, чем у на- туральных волокон. Они более свето- и теплостой- кие, упругие. Изделия из них почти не требуют глажения. При глажении ласы не образуются.

Свойства искусственных волокон приведены в таблице 23.

Синтетические волокна производят путём син- теза простых веществ (фенола, этилена, ацетиле- на, метана и др.), полученных из каменного угля, нефти или природного газа. Развитию производства синтетических волокон способствовали их ценные свойства: высокая прочность, упругость, стойкость к действию влаги, диэлектрические свойства и др. Одно из первых синтетических волокон — хло- рин, произведённый в 1934 г. в Германии. В 1938 г. в США началось производство нейлона. В 1940 г. в Германии получили перлон — волокно, которое известно под названием капрон. В 1941 г. в Велико- британии разработали метод производства терилена, известного как лавсан. Производство синтетических волокон постоянно увеличивается, так как многие из них полноценно заменяют натуральные при зна- чительно меньших материальных и трудовых затра-

тах. Например, нитрон заменяет шерсть.

Производство синтетических волокон отличается рядом особенностей по сравнению с производством искусственных волокон (табл. 24).

Таблица 23

12 3 4 5 Следующая ⇒