Основные виды синтетических карбоцепных волокон. Особенности их получения, строения и свойств. Методы их распознавания

Поливинилспиртовые волокна. Эти волокна синтезируют из винилацетата, полимеризуя его до поливинилацетата. К поливинилспиртовым водонерастворимым волокнам относятся винол, летилан. Винол вырабатывают из поливинилового спирта. Это наиболее дешевое волокно из всех синтетических волокон. Поливиниловый спирт (ПВС) растворим в воде. Формование волокна осуществляют из водного раствора, в осадительной ванне используют растворы солей (сульфат аммония или натрия). Полученное волокно легко растворяется в воде. Поэтому его используют в медицине как нити для швов, не требующих удаления, а также в военном деле для изготовления парашютов, прикрепляемых к морским минам. Для придания волокнам нерастворимости в воде их дополнительно обрабатывают формальдегидом (СН2О).Поливинилспиртовые волокна в России называют винол, в Японии – куранол, винилон, в США – винал. Волокно прочное (Lp = 35 рkм), эластичное (ε = 7–25 %), по гигроскопичности (W = 4–5 %) приближается к хлопку, устойчиво к истиранию, характеризуется высокой теплостойкостью., термопластично – температура размягчения волокна равна 200–230 °С, светостойко [1]. Волокно устойчиво к действию микроорганизмов и бензина, поэтому используется для изготовления бензошлангов. Хемостойкость у винола меньше чем у других синтетических волокон. При внесении в пламя волокно дает тепловую усадку, плавится и затем медленно горит желтоватым пламенем. Винол применяется в чистом виде и в смеси с хлопком, шерстью и другими волокнами для изготовления бельевых, плательных и костюмных тканей, швейных ниток и разнообразных изделий. Летилан – водорастворимое волокно желтого цвета, применяется в медицине при создании предметов личной гигиены, так как обладает антимикробными свойствами и [14]. Водорастворимая разновидность поливинилспиртовых волокон используется в текстильной промышленности в качестве вспомогательного (удаляемого) волокна при производстве ажурных изделий, тонких тканей, материалов пористых волокнистых структур, а также при изготовлении гипюра (взамен натурального шелка). Полиолефиновые волокна. Наиболее привлекательны для текстильной промышленности полиэтиленовые и полипропиленовые волокна из-за широкой сырьевой базы (пропилен и этилен получают при крекинге или пиролизе нефти). В России их называют полипропилен и полиэтилен, в США – политен, в Англии – курлен, в Италии – мераклон. Полиэтиленовые и полипропиленовые волокна имеют очень прочную, упорядоченную структуру молекул, высокие прочностные и электроизоляционные свойства. Они гидрофобные, не горят, по весу являются самыми легкими и для них характерно явление пиллинга. Полиолефиновые волокна и нити характеризуются высокой устойчивостью к действию кислот, щелочей, не ус тупают по показателям хемостойкости хлорину. Их устойчивость к истиранию ниже, чем полиамидных нитей, особенно полипропи леновых. Теплостойкость полиолефиновых нитей небольшая. При температуре 80 °С полиэтиленовая нить теряет около 80 % первоначальной прочности. Гигроскопичность нитей почти равна нулю, поэтому окрашивание их возможно только введением пигмента в полимер перед формованием. С низкой гигроскопичностью связана и значительная электризуемость этих нитей. Плотность полиэтиленовых и полипро-пиленовых нитей очень низкая, поэтому изделия из них не тонут в воде. Полипропиленовые нити используют в производстве ковров и нетканых материалов. Изделия из полипропилена экологичны, химически стойки к агрессивным и биологическим средам. Плотность поли-пропиленового волокна очень низкая, поэтому изделия из них не тонут в воде. Они широко применяются в медицине, строительстве, в производстве канатов, фильтров, технических тканей, веревок, гибких объемных контейнеров, геотекстиля, изоляционного материала, рыбо-ловных снастей, отделочных автомобильных или укрывных материалов для сельского хозяйства. Среди полиолефиновых волокон наибольшую долю (85 %) составляют полипропиленовые волокна. Они выпускаются в виде штапельных волокон, текстурированных нитей, расщепленных пленок и лент. Полипропиленовые волокна используют главным образом для технических целей, а также в производстве нетканых материалов и в смеси с гидрофильными волокнами (хлопковыми, шерстяными, вискозными и др.) в производстве материалов для верхней и спортивной одежды, обуви, декоративных материалов. В настоящее время разработана технология производства волокон из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (НРРЕ). Эти волокна мож-но применять в области баллистической защиты, для производства фехтовальных костюмов, канатов, сетей и т.д. Они не теряют свою прочность в воде и не подвергаются воздействию УФ-облучения и морской воды [20]. Поливинилхлоридные волокна. Исходным сырьем для получения хлорина и поливинилхлоридного волокна служит этилен и ацетилен. Поливинилхлоридное волокно обладает высокой химической стойко-стью, устойчиво к действию минеральных кислот, стойко к действию щелочей, спирта и бензина. Набухает в эфирах, не гниет, устойчиво к микроорганизмам, морозоустойчиво. Волокно обладает электро- и звукоизоляционными свойствами, имеет низкую тепло- и водопроводность, теплопроводность в 1,3 раза ниже, чем у шерсти и в 1,8 раза ниже, чем у хлопка. Волокно не гигроскопично. Хлорин обладает стойкостью к действию воды, кислот, щелочей, окислителей, не растворяется даже в смеси концентрированных кислот (в «царской водке»). Волокно не гниет, не повреждается плесенью и молью. Для хлорина характерно отсутствие блеска и меньшая упругость по сравнению с другими синтетическими волокнами. По теплоизоляционным свойствам волокно не уступает шерсти, гигроскопичность очень низкая – 0,1%. Хлорин имеет невысокую стойкость к действию светопогоды. Основной недостаток хлорина – низкая термическая стойкость. При температуре 70 °С дает полную тепловую усадку, а при 90 °С полностью разрушается. Хлорин не горит и не поддерживает горения. При внесении в пламя волокно спекается, ощущается запах дуста. Хлорин электризуется, поэтому так же, как ПВХ-волокно, используется для лечебного белья. Применяется для изготовления рельефных шелковых тканей, ворса ковров и искусственного меха, спецодежды для рыбаков, лесников и рабочих химической промышленности. Модифицированные волокна – винитрон и совиден характеризуются повышенной термостойкостью [14]. Фторсодержащие волокна. К фторсодержащим волокнам относятся фторлон и тефлон, сырьем для получения, которых являются фторсодержащие сополимеры. Фторлон и тефлон обладают высокой стойкостью к агрессивным химическим средам, лучшей устойчивостью к свету из всех известных текстильных волокон. Они негорючие, имеют очень малую гигроскопичность. Фторлон даже при нагревании до 120 оС незначительно меняет свою прочность. Это волокно используют для производства технических тканей, спецодежды, прокладок и т.д. Тефлон является самым гидрофобным из всех текстильных волокон и выдерживает действие температур до 300 °С. Разрывная длина тефлонового волокна составляет 17 ркм, а разрывное удлинение – 13 %. Это волокно гибкое, эластичное. Оно используется для создания тефлоновых имплантатов. Арамидные волокна. Арамидное волокно представляет собой ароматический полиамид – полипарафенилентерефталамид. Впервые это волокно было получено в 60-х годах прошлого столетия в лаборатории химического гиганта DuPont. На рынок оно было выпущено в 1975-м году под торговой маркой Кевлар. Материалы из арамидных нитей и волокон (Кевлар, СВМ, Армос, Русар, Тварон) обладают прочностью при растяжении, упругостью, низким относительным удлинением при разрыве. Они обладают высокой термостойкостью, стабильностью размеров, жаропрочностью и огнестойкостью. К их свойствам относится стойкость к коррозии, к действиям химических реагентов, биостойкость, морозостойкость. Они не проводят электрический ток, незначительно меняют свои свойства в мокром состоянии. Среди ароматических полиамидов (арамидов) российское волокно Армос занимает первое место одновременно по двум основным показателям: механической прочности и устойчивости к открытому огню. Прочность на растяжение составляет от 4400 до 5500 МПа. Они безусадочные, могут длительно храниться без изменения свойств, незначительно меняют свойства в мокром состоянии, устойчивы к длительному пребыванию в воде, биостойкие. Арамидные материалы используют для изготовления композиционных материалов, деталей летательных аппаратов, средств безопасности и спасения, сверхпрочных канатов для подъема затонувших судов, текстильных «мягких» и композитных «жестких» бронежилетов, касок, щитов и многих других изделий. Сравнительная характеристика получения, строения и свойств, наиболее широко применяемых видов химических волокон представлена в таблице 1.2.