Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Натуральные волокна (хлопок)





Хлопок — это тончайшие волокна, покрывающие семена растения, называемого хлопчатником. Волокна вместе с семенами называются хлопком-сырцом: '/з массы волокна, 2/з — семена.

Волокно хлопка представляет одну растительную клетку и развивается из клеток кожуры семени (рис. 1).

Рис. 1. Волокна хлопка под микроскопом:

а – незрелое волокно (мертвое); б – незрелое; в – недозрелое; г – зрелое; д – перезрелое.

 

Строение волокон зависит от степени их зрелости. Под микроскопом незрелые (мертвые) волокна хлопка — сплющен­ные, лентовидные, с тонкими стенками и широким каналом внутри. По мере созревания волокон в их стенках откладыва­ется целлюлоза и толщина стенок увеличивается, канал стано­вится уже, волокно приобретает изви­тость. Зрелые волокна хлопка в про­дольном виде представляют собой сплющенные трубочки с характерной спиральной извитостью. Перезрелые волокна имеют цилиндрическую фор­му и узкий канал внутри. Канал в волокнах хлопка открыт с одной стороны. В поперечном срезе волокна имеют бобовидную, иногда округлую форму с каналом посередине.

По химическому составу хлопок представляет собой почти чистую цел­люлозу. Зрелое волокно хлопка на 95 — 96 % состоит из целлюлозы и на 4 — 5% из примесей — жировых, вос­кообразных, красящих и минераль­ных. Поверхностный целлюлозно-жировой слой волокна называется кути­кулой.

Длина и толщина волокон и зависят от сорта хлопчатника (табл. 1).

Таблица 1

 

Хлопок Толщина (тонина) Длина, мм
    такс номер    
Тонковолокнистый 0, 166— 0,125 Средневолокнистый 0,2 —,166 Коротковолокнистый 0,25—0,2 6000—8000 35 и более 5000 – 6000 28–34 4000– 4800 до 28

Средний диаметр поперечного сечения волокон 15—25 мкм. Коротковолокнистый хлопок перерабатывают в толстую и пу­шистую пряжу для изготовления байки, фланели, бумазеи и других тканей. Из средневолокнистого хлопка вырабатывают пряжу средней толщины для изготовления ситца, кардного сатина и других тканей; из тонковолокнистого хлопка выраба­тывают наиболее тонкую и гладкую пряжу для изготовления тонких высококачественных хлопчатобумажных тканей — ба­тиста, маркизета, гребенного сатина и др.

Прочность волокон зависит от степени их зрелости. По мере вызревания хлопка происходит отложение целлюлозы в стенках волокон, поэтому растет прочность. Средняя разрывная на­грузка нормально зрелого волокна составляет 5 сН, относи­тельная разрывная нагрузка —27—36 сН/текс, удлинение воло­кон при разрыве — 7—8 %. Пластическая деформация состав­ляет около 50 % полного удлинения. Этим объясняется высокая сминаемость хлопчатобумажных тканей.

Цвет волокон белый, слегка кремоватый. Существуют сорта хлопчатника, которые дают волокна бежевого, зеленоватого и других цветов. Красящий пигмент содержится в кутикуле.

Гигроскопичность хлопка достаточно высокая. Процент содержания влаги зависит от условий влажности, температуры и степени засоренности хлопка. При нормальных условиях (температуре 20 ° С и относительной влажности воздуха 65 %) зрелые волокна содержат 8—9 % влаги. При увеличении отно­сительной влажности воздуха содержание влаги в хлопке уве­личивается и при 100 %-ной влажности воздуха, достигает 20 %. Хлопок быстро впитывает влагу и быстро ее отдает, т. е. быстро высыхает. При погружении в воду волокна набухают, их проч­ность при растяжении увеличивается на 15 —17 %.

Хлопок подвержен действию кислот и щелочей. Он некисло­тостоек и разрушается даже разбавленными кислотами: при длительном их воздействии на хлопчатобумажную ткань и последующем высыхании ткани прочность ее снижается на­столько, что она рвется при самом незначительном усилии, как папиросная бумага. Концентрированная серная кислота обуг­ливает волокна.

Холодные едкие щелочи вызывают набухание волокон, извитость их исчезает, поверхность становится гладкой, возни­кает шелковистый блеск, повышаются прочность и способность окрашиваться. Это свойство используется для проведения специальной отделки тканей, которая называется мерсери­зацией. Горячие едкие щелочи в присутствии кислорода воздуха приводят к окислению целлюлозы хлопка и снижают прочность волокна.

Под действием медно - аммиачного реактива, т. е. раствора гидроокиси меди в нашатырном спирте, волокна хлопка раство­ряются. Если к полученному раствору добавить воды, концент­рация нашатырного спирта снижается и целлюлозная масса выпадает в осадок в виде коллоидного раствора. На способно­сти целлюлозы хлопка растворяться в медно-аммиачном реак­тиве и выделяться затем из раствора основано получение медно - аммиачного волокна.

Органические растворители, применяемые при химической чистке, на хлопок не действуют.

Под действием светопогоды хлопок, как и все органические волокна, постепенно теряет прочность. В результате действия солнечного света в течение 940 ч. прочность снижается на 50 %.

При температуре 150 °С сухие волокна хлопка своих свойств не меняют. При повышении температуры появляется легкая желтизна, затем волокна буреют, и при температуре 250 ° С волокна обугливаются.

Волокна хлопка горят желтым пламенем и сгорают пол­ностью, образуя серый пепел. При сжигании волокон ощуща­ется запах жженой бумаги.

Для придания натуральным волокнам необходимых свойств, проводится их химическая модификация, т. е. обработка различными реактивами. Ацетилированный и цианэтилированный виды хлопка имеют несколько худшие механические свойства, чем обычный, но отличаются высокой стойкостью к действию влаги и микроорганизмов, поэтому используются для изготов­ления брезентов, рыболовных сетей и др. С появлением химических воло­кон, обладающих аналогичными свойствами, значение этих модифицирован­ных волокон уменьшилось.

Лен

Лен — это волокна, которые вырабатываются из лубя­ной части стебля растения льна. Волокна, получаемые из стеб­лей, листьев и оболочек плодов растений, называются лубя­ными. Различают элементарные и технические волокна льна. Элементарное волокно представляет собой одну расти­тельную клетку. Технические волокна состоят из пучков элементарных волокон, склеенных между собой пектиновыми веществами (природными клеевыми веществами).

Под микроскопом элементарное волокно льна в продольном виде представляет собой растительную клетку с толстыми стенками, узким каналом и коленообразными утолщениями — сдвигами (рис.2). Концы волокон острые, канал замкнут. Поперечный срез волокна — многоугольник с 5 — 6 гранями и кана­лом в центре. Волокна льна содержат 80 % целлюлозы и 20 % примесей, т. е. жировых, воскообразных, кра­сящих, минеральных веществ и лигнина (продукта одревеснения клетки). Лигнин придает волокнам жесткость.

 

 

Рис. 2. Элементарные волокна льна под микроскопом:

а — внешний вид и поперечное сечение; б — продольное сечение.

Волокна льна содержат около 5 % лигнина. Этим объясняется их большая жесткость по сравнению с волокнами хлопка. Толщина элементарных волокон льна такая же, как и воло­кон хлопка, длина их равна 15—26 мм. Толщина технических волокон льна определяется толщиной элементарных волокон и их числом в пучке. От способности пучка дробиться на более тонкие технические волокна зави­сит толщина пряжи, которую можно получить из данного льна. Длина технических волокон зависит от длины стебля расте­ния и степени дробления волокон в процессе их обработки. В среднем длина технических волокон, применяемых в пряде­нии, равна 35—90 см, толщина составляет 10—3,33 текс.

Прочность элементарного волокна характеризуется разрыв­ной нагрузкой, равной 0,98—24,52 сН, т. е. прочность волокна льна в 3—5 раз превосходит прочность волокна хлопка. Разрыв­ная нагрузка технического волокна 200—400 сН, относительная разрывная нагрузка элементарных волокон составляет 54— 72 сН/текс, а разрывное удлинение—1,5—2,5 %, т. е. в 3—5 раз меньше, чем у хлопка. Поэтому льняные прокладочные ткани лучше сохраняют форму изделия, чем хлопчатобумажные. Даже при сравнительно небольших нагрузках (25 % разрыв­ной) на долю остаточной деформации приходится до 60—70 %. Этим объясняется сминаемость льняных тканей и изделий из них.

Цвет волокон льна бывает от светло-серого до темно-серого. Лен обла­дает характерным блеском, так как его волокна имеют гладкую поверхность.

Физико-химические свойства льна близки к свойствам хлопка. Гигроскопичность льна при нормальных условиях равна 12 %. Лен быстро впитывает и отдает влагу. Под действием воды прочность элементарных волокон увеличивается, а техни­ческих уменьшается, так как происходит размягчение пектино­вых веществ, что ослабляет связь между отдельными пучками волокон. Особенностью льна является его высокая теплопро­водность, поэтому на ощупь волокна льна всегда прохладные. Такие ценные гигиенические свойства льна, как хорошая гигро­скопичность, способность быстро впитывать влагу и быстро ее испарять, высокая теплопроводность, делают лен незаменимым для летней одежды.

Действие кислот и щелочей на лен аналогично их действию на хлопок. Волокна льна труднее окрашиваются и труднее отбеливаются, чем волокна хлопка. Это объясняется интенсив­ной природной окраской льна и особенностями строения — во­локна имеют толстые стенки и узкий замкнутый канал. Эффект мерсеризации в волокнах льна менее заметен, так как они имеют природный блеск. При кипячении в мыльно-содовых растворах происходит растворение пектиновых веществ. Волокна становятся светлее, мягче, снижается прочность тех­нических волокон.

Действие нагретой металлической поверхности лен перено­сит лучше, чем хлопок, так как имеет большую гигроскопич­ность.

Под действием прямых солнечных лучей в течение 990 ч прочность льна снижается на 50 %, т. е. стойкость льна к свету несколько выше, чем хлопка. Горит лен так же, как хлопок.

Шерсть

Шерсть представляет собой роговидные образования кожного покрова (волосяной покров) некоторых животных. В текстильной промышленности наиболее широко используется шерсть овец, а также шерсть верблюдов, коз, коров, кроличий пух.

В строении шерстяного волокна (волоса) различают корень и стержень. Корень — это часть волоса, скрытая кожным покровом. Стержень — это часть волоса, выступающая над кожным покровом и состоящая из белка — кератина. Стер­жень волоса состоит из трех слоев: чешуйчатого, коркового и сердцевинного (рис. 3).

Чешуйчатый слой (кутикула) состоит из черепицеобразно наложенных друг на друга плоских ороговевших клеток (че­шуек), содержащих в основном аморфный кератин. Чешуйки защищают волос от разрушения и могут иметь форму колец, полуколец, пластинок. От размеров, формы и характера рас­положения чешуек зависят блеск волокон и их способность свойлачиваться.

Корковый слой состоит из склеенных ороговевших веретеновидных клеток, заполнен частично сросшимися нитями (фибриллами) ороговевшего вещества — кератина, ориенти­рованными параллельно оси. Корковый слой представляет собой тело волоса и определяет его основные свойства — проч­ность и упругость.

Сердцевинный слой состоит из крупных клеток с кератиноподобным веществом, этот слой заполнен пузырьками воздуха.

В зависимости от толщины и строения различают следую­щие типы волокон шерсти: пух, переходный и мертвый волос, ость. Обычно волокна пуха — тонкие извитые. Они состоят из чешуйчатого и коркового слоев. Пух образует весь волосяной покров, прилегающий к коже тонкорунных и грубошерст­ных овец. Чешуйчатый слой обычно имеет форму колец и полуколец. Ость грубее, толще пуха и почти не имеет извитости. Она состоит из трех слоев: чешуйчатого из пластинчатых чешуек, коркового и сплошного сердцевинного. В основном из ости состоит волосяной покров полугрубошерстных и гру­бошерстных овец.

 

Переходный волос занимает промежуточное положение между пухом и остью. Весь волосяной по­кров помесных пород овец может состоять из переход­ного волоса. Переходный волос образуют три слоя: чешуйчатый, корковый и прерывистый сердцевин­ный.

Мертвый волос — грубое, прямое, жесткое во­локно, которое плохо окра­шивается и легко ломается при переработке. Встречается это волокно у некоторых пород грубошерстных овец.

Мертвый волос со­стоит из трех слоев: чешуй­чатого, тонкого коркового и широкого сердцевинного, занимающего почти весь поперечник волокна.

Рис.3. а–пух; б–переходный волос; в–ость; г–мертвый волос;

Шерсть, снятая с овцы, представляет собой единый покров, называемый руном. В зависимости от типа волокон, образую­щих волосяной покров овцы, шерсть делится на следующие виды:

тонкая шерсть (до 25 мкм), состоящая из пуховых волокон; получают ее с тонкорунных овец и применяют для изготовле­ния высококачественных шерстяных камвольных и суконных тканей;

полутонкая шерсть (25—34 мкм), состоящая их пуховых волокон и переходного волоса; получают ее с помесных пород овец и применяют для выработки различных камвольных ко­стюмных и пальтовых тканей;

полугрубая шерсть (35—40 мкм), состоящая из ости и переходного волоса; ее получают с помесных пород овец и применяют для выработки полугрубых суконных костюмных и пальтовых тканей;

грубая шерсть (более 40 мкм) имеет в своем составе все типы волокон; ее получают с грубошерстных овец и применяют для изготовления грубосуконных тканей.

Большое значение для процесса прядения имеет длина, и извитость волокон шерсти. Длина шерстяных волокон колеблется от 20 до 450 мм. Волокна шерсти делятся на коротковолокнистую — до 55 мм и длинноволокнистую — более 55 мм. Извитость шерсти характеризуется числом извитков, прихо­дящихся на 1 см волокна. Чем тоньше волокно, тем большее число извитков приходится на 1 см его длины. В зависимости от высоты витка различают шерсть нормальной, высокой и пологой извитости.

Коротковолокнистая шерсть высокой извитости используется для изготовления толстой и пушистой аппаратной (суконной) пряжи. Длинноволокнистая шерсть пологой извитости исполь­зуется для изготовления тонкой и гладкой гребенной пряжи.

Толщина волокон шерсти зависит от типа волокна и оказы­вает большое влияние на свойства пряжи и тканей. Толщина пуха достигает 30 мкм, ости — 50 — 90 мкм, мертвого волоса — 50 —100 мкм и более.

Прочность шерстяных волокон зависит от их толщины и строения. Например, мертвый волос — это толстое, но непрочное волокно. Пуховые волокна толщиной 20 мкм характеризуются разрывной нагрузкой до 7 сН, остевые волокна толщиной 50 мкм — до 30 сН. Относительная разрывная нагрузка волокон равна 10,8—13,5 сН/текс. Износостойкость тонкой шерсти выше, чем грубой. Это объясняется тем, что сердцевинный слой грубых волокон в основном заполнен воздухом, что увеличивает тол­щину волокон, но не повышает его износостойкость.

Удлинение сухих волокон в момент разрыва 25—40 %. Значительную долю (до 7%) полного удлинения составляют упругие и высокоэластические деформации, благодаря которым шерстяные изделия мало сминаются и хорошо сохраняют форму. Цвет шерсти тонкорунных овец — белый, слегка кремоватый. Грубая и полугрубая шерсть иногда бывает цветной — серой, рыжей, черной.

Блеск шерсти зависит от размера и формы чешуек. Крупные, плотно прилегающие чешуйки придают шерсти наибольший блеск. Мелкие, отстающие от волокна чешуйки, увеличивают матовость волокна.

Свойлачиваемость — это способность шерсти в процессе валки образовывать войлокообразный застил. Наибольшей способностью свойлачиваться обладает тонкая, упругая, сильно извитая шерсть.

Влагосодержание тонкой шерсти при нормальных условиях составляет 18 %, грубой— 15 %. Шерсть обладает наибольшей по сравнению со всеми другими 'волокнами гигроскопичностью и способностью медленно впитывать влагу и медленно ее от­давать. Под действием тепла и влаги волокно приобретает способность удлиняться до 60 % и более. Шерсть способна менять степень растяжимости и усадки при влажно-тепловой обработке. На этом основано проведение таких операций, как сутюживание, оттягивание, декатирование.

Шерсть устойчива к действию всех органических раствори­телей, применяемых при химической чистке одежды.

Шерсть обладает амфотерными свойствами, т. е. может вступать во взаимодействие и с кислотами, и со щелочами.

При кипячении шерсть растворяется уже в 2 %-ном растворе едкого натра. Под действием разбавленных кислот (до 10 %) прочность шерсти несколько увеличивается. Под действием концентрированной азотной кислоты шерсть желтеет, под действием концентрированной серной кислоты — обугливается.

Сухие волокна шерсти при температуре 130 °С и более теряют прочность.

Стойкость шерсти к светопогоде значительно выше, чем растительных волокон. При облучении прямыми солнечными лучами в течение 1120 ч прочность волокон уменьшается на 50 %.

При горении шерсти в пламени волокна спекаются, при вынесении волокон из пламени горение их прекращается, па конце образуется спекшийся черный шарик, ощущается запах жженого пера.

Модификация шерсти полиакрилонитрилом повышает ее устойчивость к истиранию в 2 — 4 раза, снижает в 2 раза усадку при кипячении, но не­сколько уменьшает гигроскопичность (до 10—11 %).

Модификация шерсти обработкой аммиаком повышает ее извитость, что дает возможность вырабатывать пушистую, рыхлую пряжу для изготов­ления легких изделий с высокими теплозащитными свойствами.

Восстановленная шерсть. Помимо шерсти, получаемой при стрижке животных, в текстильной промышленности при изготовлении недорогих суконных тканей в состав смеси может добавляться заводская и восстановленная шерсть. Заводская шерсть — это шерсть, счищаемая со шкур крупного рогатого скота. Восстанов­ленная шерсть получается при расщеплении до составляю­щих волокон шерстяного лоскута и шерстяных изделий, бывших в носке. Волокна восстановленной шерсти короткие, в боль­шинстве случаев поврежденные при разработке лоскута, а также в процессе носки изделий.

Для определения наличия в ткани восстановленной шерсти следует раскрутить пряжу над листом белой бумаги: короткие волокна восстановленной шерсти выпадают.

 

Натуральный шелк

Натуральный шелк — это тончайшие нити, которые вырабатываются гусеницами тутового шелкопряда — шелко­вичным червем.

На шелкомотальных фабриках коконы тутового шелкопряда запаривают в горячей воде и разматывают на шелкомотальных автоматах. При размотке несколько коконных нитей соединяют вместе. В результате получают нити шелка-сырца, состоящие из нескольких соединенных вместе коконных нитей, проклеен­ных размягченным белком серицином. Отходы, полученные при сборе и размотке коконов (верхние спутанные слои, остат­ки коконных оболочек, повреж­денные коконы), исполь­зуют для получения шелковой пряжи.

При рассмотрении коконных нитей под микроскопом четко видны две параллельно идущие шелковины с налетами неравно­мерного слоя серицина. В попе­речном сечении отдельные шел­ковины могут быть круглыми, овальными, с тремя округлыми гранями или плоскими, ленто­видными (рис. 4). Коконная нить состоит из белков: фибро­ина (75 %) и серицина (25 %).

Рис. 4. Коконные нити под микроскопом

Толщина (тонина) коконной нити неравномерна на всем ее протяжении и выражается линейной плотностью, которая ко­леблется от 0,5 до 0,18 текс (№ 2000—5600). Одна шелковина имеет поперечник, равный в среднем 16 мкм, а коконная нить — 32 мкм. Шелк-сырец чаще всего выпускается толщиной 1,556 и 2,33 текс.

Длина коконной нити достигает 1500 м, верхний и внутрен­ний слои кокона не разматываются, поэтому средняя длина размотанной нити 600—900 м.

Разрывная нагрузка коконной нити 10 сН, относительная разрывная нагрузка 27—31,5 сН/текс.

Удлинение волокон шелка в момент разрыва достигает 22—25%. Доля исчезающей деформации составляет около 60 % полного удлинения, поэтому ткани из натурального шелка мало сминаются. Гигроскопичность волокон при нормальных условиях равна 11 %. Цвет отваренных коконных нитей белый, слегка кремоватый. По химической стойкости натуральный шелк превосходит шерсть. Разбавленные кислоты и щелочи, органические раство­рители, применяемые при химической чистке одежды, на нату­ральный шелк не действуют.

Натуральный шелк растворяется только в концентрирован­ных щелочах при кипячении. Фиброин — более стойкий белок, чем серицин: при кипячении в мыльно-содовых растворах серицин растворяется, а фиброин остается. При длительном действии воды на окрашенных волокнах натурального шелка возникает налет, который ухудшает внешний вид изделий. Прочность натурального шелка в мокром состоянии снижается на 5—15 %. С целью получения тканей с хорошей драпирующей способ­ностью при меньшей затрате сырья производится утяжеление натурального шелка (до 40 %). Способы утяжеления: обра­ботка солями металлов, пропитка растительными дубителями, сохранение серицина, обработка суспензией бетанитовой глины и др.

При температуре более 110 °С волокна натурального шелка теряют прочность. Под действием прямых солнечных лучей шелк разрушается быстрее, чем все прочие натуральные во­локна. При облучении в течение 200 ч прочность волокна сни­жается на 50 %.

Горение натурального шелка аналогично горению шерсти. Шелк дубового шелкопряда имеет более грубые волокна, чем шелк тутового шелкопряда. Коконы дубового шелкопряда почти не поддаются размотке и поэтому используются для получения пряжи.

Асбест — это натуральное волокно, кото­рое обладает огнестойкостью, электро- и теплоизоляционными свойствами и используется в технических целях.

 

6. ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА

Мысль о возможности получения искусственных волокон была высказана впервые еще в XVII в., но производство их стало развиваться только с конца XIX в.

В 1891 г. получено в промышленных масштабах первое из целлюлозных волокон — нитратный шелк, в 1896 г. освоено производство медно-аммиачного волокна, в 1905 г. осуществлено промышленное производство вискозного волокна. В 1918— 1920 гг. разработан способ получения ацетатного волокна, в 1935 г. — белковых волокон из молочного казеина. В 1932 г. с выпуска в Германии поливинилхлоридного волокна началось

20 производство синтетических волокон. Наиболее распространен­ное синтетическое волокно —полиамидное было в промышлен­ном масштабе выпущено в США в 1940 г. В последующие годы производство различных химических волокон во всех развитых странах мира продолжало развиваться и в 1980 г. составило 47 % общего мирового производства текстильных волокон. В России в Мытищах был построен первый завод по производ­ству вискозного шелка, производительность завода в 1913 г. составила 136 т волокна. В настоящее время производство хи­мических волокон и нитей в СССР выросло в крупную отрасль химической промышленности и в 1985 г. составило 1,6 млн. т. Химические волокна используются не только для изготовления одежды и предметов домашнего обихода. Современная техника требует создания текстильных материалов с такими уникаль­ными свойствами, которыми не обладают натуральные. В Со­ветском Союзе ведутся широкие исследования в области созда­ния процессов производства волокон новых типов, разработаны процессы производства термостойких (фенилон, лола, внивлон, тулен и др.) и негорючих органических и углеродно-гра­фитовых волокон, светопроводящих и хемосорбционных волокон, полых волокон для ультрафильтрации и разделения газовых смесей.

Производство химических волокон включает пять этапов: получение и предварительная обработка сырья, приготовление прядильного раствора или расплава, формование нитей, от­делка и текстильная переработка. Искусственные волокна по­лучают из различного природного сырья — древесины, отходов хлопка, металлов, которое в процессе предварительной обра­ботки проходит очистку или превращение в новые высокомоле­кулярные соединения. Исходным сырьем для получения синтетических волокон являются газы, каменный уголь, нефть, а также продукты, переработки которых используются для синтеза волокнообразующих по­лимеров.

Все химические волокна, кроме минеральных, формуют из расплавов или прядильных растворов высокомолекулярных соединений. Расплав или прядильный раствор определенной вязкости и концентрации фильтруется, очищается от пузырьков воздуха и продавливается через тончайшие отверстия специаль­ных фильер, изготовленных из химически стойких металлов. Фильеры являются рабочими органами, осуществляющими про­цесс формования волокон на прядильной машине (рис. 5).

При формовании из расплава тончайшие струйки, выте­кающие из фильеры, обдуваются струей воздуха или инертного газа, охлаждаются и затвердевают. При формовании из рас­твора по сухому способу струйки попадают в шахты с горя­чим воздухом, где происходит испарение растворителя и за­твердевание полимера.

Рис. 6. Формы поперечного среза:

а — профилированных отверстий фильер; б— профилированных волокон; в — полых волокон

 

Рис. 5. Цеитрифугальная прядиль­ная машина: — центрифуга; 2 — фильера

 

 

При формовании из раствора по мокрому способу струйки попадают в раствор осадительной ванны, где происходит вы­деление полимера в виде тончайших нитей.

Количество отверстий в фильере при производстве комп­лексных текстильных нитей может быть от 12 до 100. Сформо­ванные из одной фильеры нити соединяются, вытягиваются и наматываются.

Отделка нитей может включать промывку, сушку, крутку, термическую обработку для закрепления крутки. Некоторые волокна проходят отбеливание или крашение. В настоящее время крашение чаще всего производится в массе, т. е. путем внесения красителя 'В прядильный раствор. Для получения матовых волокон производится матирование — добавка в пря­дильный раствор тончайшего порошка двуокиси титана. Для получения профилированных или полых волокон применяются фильеры с отверстиями сложной конструкции (рис. 6).

Текстильная переработка включает скручивание и фиксацию крутки нитей, перемотку, сортировку.

При производстве штапельных волокон в фильере может быть до 15000 отверстий. Из каждой фильеры получают жгу­тик волокон. Жгуты соединяются в ленту, которая после отжима и сушки режется на пучки волокон любой заданной длины. Резка обычно производится на текстильных предприятиях. Названия штапельных волокон включают наименования основ­ного волокна, например штапельные капроновые волокна, штапельный лавсан, штапельный нитрон и т, д. Для получения извитых штапельных волокон лента до разрезания может про­ходить гофрирование. Волокна приобретают извитость под ударными воздействиями нагретой металлической плиты. Штапельные волокна перерабатываются в пряжу в чистом виде или в смеси с натуральными волокнами. Длина штапельных волокон колеблется от 40 до 350 мм и должна соответствовать длине натурального волокна при совместной переработке во­локон.

Расширение и улучшение ассортимента волокон помимо разработки новых волокнообразующих полимеров производится путем модификации существующих химических волокон. Мо­дификация может быть физическая (структурная) и химиче­ская.

При физической модификации направленно изменяют структуру образующих полимеры макромолекул: меняют длину макромолекул, их ориентацию, вводят между макромолекулами дополнительные вещества,

При химической модификации частично изменяют хи­мический состав волокнообразующих полимеров. Модификация приводит к получению волокон с новыми свойствами.

6. Искусственные волокна

Вискозное волокно. Это волокно вырабатывают мокрым способом. Исходным сырьем служит древесная целлюлоза, по­лучаемая из древесины ели, сосны, пихты, бука.

На целлюлозно-бумажных комбинатах древесину измельчают до щепы длиной до 7 мм и отваривают в щелочном растворе. В результате получается серая целлюлозная масса, которая отбеливается и прессуется в листы картона.

На комбинатах химического волокна листы картона мерсе­ризуются в течение часа, при этом образуется щелочная целлю­лоза и удаляются нецеллюлозные соединения. После отжима листы измельчают до получения целлюлозной массы, которая проходит предсозревание, которая выдерживается в течение 12—30 ч, при температуре 20—25 °С. При этом щелочная целлюлоза окисляется кислородом воздуха, проис­ходит укорочение молекул целлюлозы.

Затем проводят ксантогенирование, т.е. обработку щелочной целлюлозы сероуглеродом, и получают ксантогенат целлюлозы, обладающий способностью растворяться в слабом растворе щелочи.

При растворении ксантогената целлюлозы в 4—5 %-ном растворе едкого натра получают вязкий прядильный раствор — вискозу.

Прядильный раствор в течение 25—30 ч при темпера­туре 16°С проходит созревание, в процессе которого он перемешивается, фильтруется и освобождается от пузырьков воздуха. В процессе созревания прядильный раствор приобре­тает способность свертываться и формоваться в нити. С помощью насосов вискоза по трубопроводам подается на прядильные машины, где проходит по стеклянным трубочкам и продавли­вается через фильеры в осадительную ванну с серной кислотой и ее солями. В осадительной ванне нейтрализуется щелочь вискозы, разлагается ксантогенат и происходит выделение целлюлозы в виде тончайших волокон вискозного шелка.

Применяется три способа прядения: бобинный, центрифугальный и непрерывный. При бобинном способе нити вискозного шелка наматываются на бобины без крутки. При центрифугальном способе они наматываются и одновременно скручиваются. При непрерывном способе в одном агрегате производятся прядение, отделочные операции, сушка и крутка нити. В процессе отделки вискозные нити промываются, отбеливаются и окрашиваются. Для производства непрерывным способом вискозного шта­пельного волокна повышенной прочности применяются поточные линии.

Чтобы увеличить прочность вискозного волокна, свежесфор­мованные нити пропускают через горячую воду и вытягивают, в результате молекулы целлюлозы ориентируются вдоль оси волокна.

Двухцветная вискозная нить типа меланж образуется путем соединения в осадительной ванне двух разноокрашенных струек прядильного раствора. Такое волокно обладает оригинальным оптическим эффектом и своеобразной расцветкой, не получае­мой другими способами. Нити типа меланж широко применя­ются для изготовления трикотажных изделий и подкладочных тканей.

Профилированные волокна применяют для изготов­ления тканей и искусственного меха на тканой основе. Искус­ственный мех из вискозной текстильной нити профилирован­ного сечения имеет оптический эффект, имитирующий нату­ральный мех,

М т и л о н — шерстоподобное химически модифицированное вискозное волокно, применяемое для ворса ковров.

Под микроскопом в продольном виде вискозные волокна представляют собой цилиндры с продольными штрихами, воз­никающими при неравномерном затвердении прядильного раствора. Матированные волокна имеют черные точки — это включения двуокиси титана. Поперечное сечение волокна изрезанное (рис. 7).

Длина волокон может быть произвольной. Линейная плотность элементарных волокон составляет 0,27— 0,66 текс, поперечник — 25—60 мкм. Толщина комплексных вискозных нитей зависит от толщины и количества элементар­ных волокон, их образующих.

Прочность волокон зависит от ориентации молекул целлюлозы. Нормальные вискозные волокна уступают по проч­ности натуральному шелку, а высокопрочные значительно превосходят его. Относительная разрывная нагрузка обычных волокон—до 19,8 сН/текс, высокопрочных — до 45 сН/текс. В мокром состоянии прочность снижается на 50—60 %.

Удлинение нормальных волокон в момент разрыва дости­гает 22%, высокопрочных волокон — 6—10%. В составе пол­ного удлинения значительную долю составляет остаточная де­формация (до 70%), поэтому изделия из вискозных волокон сильно сминаются.

Блеск вискозных волокон — резкий, матированные же во­локна не блестят.


 

Рис.7. Химические волокна под микро­скопом:

А — вискозное глянце­вое; б —вискозное мати­рованное, в — ацет­атное и триацетатное;

Г — полинозное, полиамид­ное, полиэфирное; д —
нитрон; е — хлорин,

поливинилхлоридное


 


Содержание влаги в волокнах при нормальных условиях составляет 11%. Химические свойства и характер горения вискозных волокон аналогичны этим же свойствам хлопка, но они более чувствительны к действию кислот, едких щелочей и быстрее горят. Волокна при нормальной влажности переносят нагревание до температуры 120 ° С без изменения свойств.

Полинозное волокно. Это волокно является одним из видов вискозного штапельного волокна и по своим свойствам при­ближается к волокнам тонковолокнистого хлопка.

В процессе изготовления полинозных волокон их формиро­вание производится двухванным способом.

Полинозные волокна отличаются однородностью структуры по поперечному сечению. По сравнению с обычными штапель­ными вискозными волокнами они имеют более высокую проч­ность при растяжении при меньшем удлинении и большую упругость, в меньшей степени теряют прочность в мокром состоянии, более стойки к действию щелочей.

Основные показатели полинозных волокон: линейная плот­ность — 0,166 — 0,126 текс, относительная разрывная нагрузка — 37—40 сН/текс, удлинение при разрыве — 12%, потеря проч­ности в мокром состоянии — 20—25 %.

Полинозные волокна применяются как в чистом виде, так и в смеси с хлопком для производства сорочечных и плаще­вых тканей, тонких трикотажных полотен, швейных ниток.

Полинозные волокна успешно заменяют тонковолокнистый хло­пок при выработке безусадочных и малоусадочных тканей, обладающих приятным внешним видом, шелковистостью.

Вискозное высокомодульное волокно (ВВМ) является разновидностью вискозного штапельного волокна и полноценным экономически выгодным заменителем хлопка. Формование, вытяжка, отделка, сушка, резание и упаковка волокна осуществляются на высокопроизводительной поточной линии.

В процессе его получения в вискозный раствор вводятся модификаторы — вещества, способствующие более равномер­ному затвердеванию ксантогената целлюлозы в осадительной ванне.

Прочность ВВМ в сухом состоянии на 40 % выше, модуль упругости в 2,5 раза больше, растворимость в щелочи в 2 раза меньше, чем у обычных вискозных волокон. Благодаря этим свойствам ткани из ВВМ дают меньшую усадку и могут под­вергаться обработке щелочью в процессе отделки для прида­ния несминаемости.

ВВМ со спиральной извитостью обладают большей сцепляемостью в процессе прядения и придают тканям большую застилистость и устойчивость к трению, чем гладкие.

Применяются волокна, как в чистом виде, так и в смесях с хлопком и синтетическими, особенно полиэфирными волок­нами, для изготовления платьевых, сорочечных, костюмных тканей, бельевого трикотажа, одежды для спорта и отдыха.

ВВМ сиблон обладает повышенной формоустойчивостью и шелковистостью, его линейная плотность 0,13 — 0,17 текс, длина резки 34 —38 мм, относительная разрывная нагрузка 32 сН/текс, удлинение при разрыве 16—22%. Аналогичные во­локна в США называются лирелл, нюпрон, файбр-40, в ФРГ– полифлокс, в Италии — айрон.

Медно-аммиачное волокно. Такое волокно вырабатывается из хлопковой целлюлозы. Прядильный раствор получают путем растворения хлопкового подпушка в медно-аммиачном реак­тиве. Способ получения волокна мокрый: осадительная ванна содержит воду или слабую щелочь.

В поперечном сечении волокна имеют почти круглую форму. В продольном виде волокна представляют собой цилиндры. Они тоньше, мягче, меньше блестят и в меньшей степени те­ряют прочность в мокром состоянии (40 — 45 %), чем вискоз­ные. Химические свойства и горение медно-аммиачиых волокон аналогичны свойствам вискозных волокон.

Медно-аммиачные волокна имеют ограниченное применение, так как их производство требует больших затрат, чем производство вискозных волокон.

Ацетатное волокно. Сырьем для получения ацетатного во­локна служат отходы хлопка, которые обрабатываются уксусным ангидридом в среде ледяной уксусной кислоты. Реакция называется ацетилированием. В результате прибавления воды или разбавленной уксусной кислоты получается белый «осадок» который промывается и растворяется в смеси спирта и ацетона. Из полученного прядильного раствора производят формова­ние волокна сухим способом. Строение ацетатного волокна аналогично строению вискоз­ного, но волокна имеют более крупные бороздки. По химическому составу ацетатные волокна представляют собой химически связанную целлюлозу, поэтому их свойства отличаются от свойств вискозных и медно-аммиачных волокон. Прочность нормального ацетатного волокна несколько меньше, чем вискозного, относительная разрывная нагрузка ро равна 10,8—13,5 сН/текс. Потеря прочности в мокром со­стоянии 30 %. Удлинение при разрыве достигает 22—30 %. Упругость ацетатного волокна значительно больше, чем вискозного и медно-аммиачного, поэтому ацетатные ткани меньше сминаются. Гигроскопичность волокон 6—8 %. Ацетатные волокна растворяются в спирте и ацетоне. При нагревании до темпе­ратуры более чем 140 ° С волокна плавятся. (Все прочие расти­тельные волокна при сильном нагревании обугливаются.) Горят волокна медленно, желтым пламенем, образуя на конце оплавленный шарик. Особенностью ацетатных волокон является их способность пропускать ультрафиолетовые лучи.

Триацетатное волокно. В отличие от ацетатного триацетатное волокно вырабатывается из полностью ацетилированной цел­люлозы.

Триацетатные волокна отличаются от ацетатных, большей упругостью, прочностью (Ро=Ю—14 сН/текс), стойкостью к ацетону. Гигроскопичность волокон меньше (3,2 %), потеря прочности в мокром состоянии тоже несколько меньше (17— 20%). Волокна выдерживают нагревание до температуры 170 °С. Триацетатное и ацетатное волокна широко применяются для изготовления тканей и трикотажных изделий. Белковые волокна могут быть получены из белка животного (казеиновое, коллагеновое) или растительного (соебобовое, казеиновое) происхождения. Их потеря прочности в мокром состоянии составляет 70 %. В Великобритании и США белко­вые волокна носят название аелон и применяются в качестве добавки к шерсти при производстве рыхлых одежных тканей. Отечественная промышленность белковые волокна не выра­батывает.

Стеклянное волокно и металлические нити. При получении стеклянных волокон шарики силикатного стекла диаметром 18—20 мм расплавляются в электропечах при температуре 1370—1600 ° С.. Нижняя часть печи представляет собой плати­новую пластину с большим количеством отверстий. Струйки расплавленного стекла, вытекающие из отверстий фильеры, быстро вытягиваются. Формование стеклянных волокон идет со скоростью 2600 м/мин. При охлаждении на воздухе образу­ются тончайшие стеклянные нити (1—20 мкм) монолитные или полые, по внешнему виду напоминающие искусственный шелк. Волокна обладают высокой прочностью (разрывная нагрузка 80 даН/мм2}, термоустойчивостью (размягчение наступает при температуре 500—815 °С, плавление при 1200 — 1600 °С), светопроводимостью, электротеплозвукоизоляционными свойствами, исключительной химической стойкостью. Растворяются волокна только в плавиковой кислоте. Стеклонити — хрупкие, жесткие, неустойчивые к многократному изгибу, их разрывное удлинение равно 1,5 —2%, гигроскопичность (за счет замасливателя) – 0,1– 0,3 %.

Крашение стекловолокна производится в массе при произ­водстве стеклянных шариков путем добавки в расплавленное стекло соединений металлов: соли кобальта окрашивают в синий цвет, соли марганца—в фиолетовый, соли золота — в рубиново-красный и т. д. Стеклянные волокна применяются для тех­нических целей и производства декоративных тканей. Выпуска­ются одноцветные стеклоткани и с печатными рисунками. Наиболее широкое применение в технике имеют кварцевые стеклонити.

Металлические нити вырабатываются путем постепенного вытягивания (волочения) проволоки из меди и ее сплавов или путем нарезания плоской алюминиевой ленты (фольги). Для придания стойкого блеска на поверхность нитей наносится тончайший слой золота или серебра. Некоторые нити покрыты цветными пигментами и тонкой защитной синтетической пленкой.

Основные виды металлических нитей: волока — округлая ме­таллическая нить; плющенка — плоская нить в виде ленточки; канитель — волока или плющенка в виде спирали; мишура — крученая нить из волоки или плющенки; прядево — хлопчато­бумажная или шелковая нить, скрученная с плющенкой; алюнит (люрекс) — плоская алюминиевая нить, серебристая или с разноцветными покрытиями из полиэфирной пленки. Для уве­личения прочности алюнит может скручиваться с одной или с двумя тонкими синтетическими нитями. Металлические нити применяются для изготовления погон и знаков отличия, золотошвейных изделий, блестящей вечерней ткани — парчи, а также для декоративной отделки нарядных тканей.

7. Синтетические волокна

Синтетические волокна группируются в зависимости от вида полимера, из которого они изготовлены (схема 2).

Полиамидные волокна. Наиболее широко применяется в нашей стране полиамидное капроновое волокно. В ГДР волокно этого типа носит название дедерон, в ФРГ — перлон, в ЧССР — си­лон, в ПНР — стилон, в США — нейло – 6, в Италии — лилион. Волокно нейлон-66 (США) в СССР носит название анид.

Исходное сырье для получения капронового волок­на — бензол и фенол (продукты переработки каменного уг­ля) — на химических заводах перерабатывается в капролактам.

Из капролактама на заводах синтетического волокна выра­батывается капроновая смола, которая, попадая в фильеру в расплавленном состоянии, выходит из нее в виде тонких струек, застывающих на воздухе при обдувании. Свежесформованные волокна вытягиваются, скручиваются, обрабатыва­ются горячей водой и паром для фиксации структуры. Разра­ботаны способы получения полого капронового волокна с высокими теплоизоляционными свойствами, профилированного и высокоусадочного волокна (усадка 30 — 35 %). Процессы производства анида и энанта мало отлича­ются от процессов производства капронового волокна.

Полиамидные волокна имеют цилиндрическую форму с ми­кроскопическими порами и трещинами. В поперечном сечении волокна могут быть круглые или профилированные. Характер­ными свойствами полиамидных волокон являются легкость, упругость, высокая прочность при растяжении, стойкость к истиранию и многократным изгибам, высокая химическая стойкость, морозостойкость, стойкость к действию микроорга­низмов и плесени.

По прочности при растяжении капрон в 2,5 раза превосходит сталь. Волокна растворяются в концентрированных кислотах и феноле. Горят волокна голубоватым пламенем, образуя на конце оплавленный бурый шарик. К недостаткам волокон относятся их низкая гигроскопичность и малая термостойкость. Свойства волокон анида и энанта в основном аналогичны свойствам капронового волокна. Волокно энант более эластично и устойчиво к многократным деформациям, чем другие полиамидные волокна. Устойчивость к действию ультрафиолетовых лучей, упругость и кислотостойкость у энанта больше, чем у капронового волокна.

Основные показатели свойств волокон приведены в табл. 2.

Таблица 2

 

Волокно Относительная разрывная нагрузка. сН тскс Удлинение при разрыве. Гигроско­пичность, Температура размягче­ния, °С
Капроновое 45—73 20—25 3,5—4 170 Анид 45-70 20—25 3,5—4 235
Энант 40—78 18—23 2,4 200

Капрон выпускается в виде комплексных нитей, штапельных волокон, моноволокон. Он широко применяется для изготовле­ния тканей и трикотажа, чулочно-носочных изделий и швейных ниток, кружев, канатов, рыболовных сетей и т. д. Анид и энант имеют в основном техническое назначение. Корд для авиа- и автошин, приводные ремни и транспортные ленты, канаты, рыболовные сети, электроизоляционные и фильтро­вальные материалы, но могут применяться и для изготовления товаров народного потребления. Для изготовления легких платьевых и блузочных тканей применяется модифицированное полиамидное волокно шелон.

Мегалон — химически модифицированное волокно, кото­рое по гигроскопичности не уступает хлопку (7,3%), а по прочности и стойкости к истиранию в 3 раза превосходит его. Трехгранные профилированные полиамидные нити придают тканям повышенный мерцающий блеск.

Полиамидная профилированная нить трилобал имеет в поперечном срезе форму трех лепестков и применяется для тканей шелкового типа, близких по внешнему виду к натураль­ному шелку. Линейная плотность нити трилобал 4,8 текс, от­носительная разрывная нагрузка 34 сН/текс, удлинение при разрыве 35 %.

Полиэфирные волокна. Лавсан вырабатывается из продук­тов переработки нефти. Аналогичное волокно в ГДР носит название ланон, в США — дакрон, в ПНР — элана, в Велико­британии и Канаде — терилен.

По строению и физико-механическим свойствам волокна лавсана аналогичны капроновым волокнам: относительная разрывная нагрузка 40—55 сН/текс, разрывное удлинение 20— 25 %. Волокна не меняют своих свойств в мокром состоянии, они легки, упруги, морозостойки, молестойки, стойки к гниению. В отличие от капроновых волокон лавсан разрушается и кон­центрированными кислотами, и концентрированными щело­чами. Гигроскопичность лавсана исключительно низкая — 0,4%, поэтому при изготовлении тканей лавсан в виде шта­пельного волокна смешивают с натуральными или вискозными штапельными волокнами.

В чистом виде лавсан применяют для изготовления швейных ниток, кружевного полотна, тканей технического назначения, ворса искусственного меха, ковров и пр. Особенно широко применяется лавсан для смешивания с шерстью. По термической стойкости лавсан превосходит капрон: тем­пература размягчения 235° С, но при влажно-тепловой обра­ботке тканей с лавсаном, не прошедших термофиксацию (специальную обработку), при температуре более 140 °С и сильном увлажнении могут происходить тепловая усадка и изменение цвета. В результате на тканях возникают неустра­нимые пятна. При внесении в пламя лавсан плавится, затем медленно горит желтым коптящим пламенем.

Полиакрилонитрильные волокна (ПАН). Нитрон вырабатывается из продуктов переработки каменного угля, нефти или газа. Аналогичные волокна в ГДР носят название ветрелон, в ПНР — анилана, в Швеции и Швейцарии — акрил, в Япо­нии— беслон, экслан, кашмилон.

На ощупь волокна нитрон более мягкие и шелковистые, чем капроновые волокна и лавсан. По стойкости к истиранию нитрон уступает даже хлопку. Прочность нитрона на разрыв в два с лишним раза меньше прочности капронового волокна и лавсана; удлинение при разрыве составляет 16—22 %. Гигроскопичность волокон очень низкая (1,5 %). Нитрон имеет ряд ценных свойств: он стоек к действию минеральных кислот, щелочей, органических растворителей при химической чистке одежды, к действию бактерий, плесени, моли. По теплозащит­ным свойствам нитрон превосходит шерсть. Температура размягчения нитрона 200—250 °С. При вне­сении в пламя нитрон плавится и горит ярким желтым коптя­щим пламенем со вспышками. Нитроновая пряжа применяется при изготовлении верхних трикотажных изделий и для смешивания с шерстью, хлопком, вискозным волокном при производстве платьевых и костюм­ных тканей. Модифицированное биомассой микроорга­низмов ПАН-волокно применяется для производства това­ров народного потребления. На ощупь напоминает шерсть, отличается от волокна нитрон повышенной гигроскопичностью, электропроводимостью и окрашиваемостью различными клас­сами красителей. Относительная разрывная нагрузка волокна 20—23 сН/текс, удлинение 25—35 %, усадка 4—5 %.

Поливинилхлоридные (ПВХ) волокна. Эти волокна выра­батываются по мокрому способу из диметилформамидного раствора. Аналогичные волокна выпускаются в США — дельвон, джион, во Франции — ровиль, изовиль, термовиль, в Италии — мовиль, тексвил, в Японии — виклон, тевирон, в ФРГ — ПЦУ.

В СССР выпускали суровое и окрашенное в массе поливинилхлоридное волокно в виде жгута и штапельное, высоко­усадочное шерстяного и хлопкового типа, а также малоуса­дочное.

Основные показатели волокон приведены в табл. 3.

Таблица 3

 

  Волокно Волокно  
Показатель Шерстяного хлопкового Малоусадочное
  типа типа  
Линейная плотность, текс 0,22—0,33—0,68 0,22—0,33 0,68—1,0—2,0
Объемная масса, г/см3 1,38 1,38 1,38
Относительная разрывная 22—17 24—22 10—13
нагрузка, сН/текс      
Удлинение в мокром со- 40—50 35—40 100-120
стоянии, %      
Температура начала усад- 70—75 70—75 90—95
ки, °С      
Усадка в кипящей воде, % 35—55 40-55 До 15
Температура размягчения, °С 180—200 180—200 180—200

ПВХ-волокно обладает высокой химической стойкостью. Оно устойчиво к действию минеральных кислот (кроме фтористо­водородной), стойко к действию щелочей, спирта и бензина. Набухает в эфирах, хлорированных углеводородах, не гниет, устойчиво к микроорганизмам, морозоустойчиво (до 200 °С), температура начала разложения равна 150 °С, воспламенения — 400 °С. 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 набухает в воде, негигроскопично, но имеет хорошую капиллярность. Прочность волокон в мокром состоя­нии не меняется. Паропроницаемость волокон высокая. Способность волокон накапливать на поверхности отрица­тельный электрический заряд используется для изготовления из волокон лечебного белья и фильтровальных материалов. Волокно широко применяется для изготовления тканей, трикотажа, пряжи для ручного вязания, ковриков, искусствен­ного меха, войлока, одеял. Благодаря малой горючести волокно используется для обивочных, драпировочных, портьерных тканей, занавесей, ковриков и напольных покрытий в общественных помещениях, на судах, в самолетах и автомобилях. Модифицированное поливинилхлоридное волокно хлорин вырабатывается из перхлорвинила, получаемого из этилена или ацетилена. Аналогичное волокно в ГДР называется ПЦ.

Хлорин обладает стойкостью к действию воды, кислот, щелочей, окислителей, не растворяется даже в смеси концентри­рованных кислот (в «царской водке»). Волокно не гниет, не повреждается молью и плесенью. Для хлорина характерно отсутствие блеска и меньшая упругость по сравнению с другими синтетическими волокнами. По теплозащитным свойствам во­локно не уступает шерсти. Относительная разрывная нагрузка волокон 18—25 сН/текс, удлинение 18—24%, гигроскопичность очень низкая — 0,1 %. Прочность волокон в мокром состоянии не меняется. Хлорин имеет невысокую стойкость к действию светопогоды. Для повышения светостойкости производится добавка стабилизаторов,

Основной недостаток хлорина — низкая термическая стой­кость. При температуре 70. °С хлорин дает полную тепловую усадку, а при 90 °С полностью разрушается. При сухой хими­ческой чистке одежды хлорин может растворяться в трихлорэтилене и перхлорэтилене. Хлорин не горит и не поддерживает горения. При внесении в пламя волокно спекается, ощущается запах дуста. Добавка хлорина уменьшает горючесть материалов.

Хлорин электризуется, поэтому так же, как ПВХ-волокно, используется для лечебного белья. Применяется хлорин для изготовления рельефных шелковых тканей, ворса ковров и искусственного меха, спецодежды для рыбаков, лесников и ра­бочих химической промышленности. Хлорин дороже ПВХ-волокна и имеет более низкие показатели термостойкости. Новые модификации поливинилхлоридных волокон винитрок и совиден характеризуются повышенной термостойкостью.

Поливинилспиртовые волокна. К поливинилспиртовым во­локнам относятся: винол, летилан, винал, винилон, винилан, вулон и др. (Япония), мевлон (США).

Винол вырабатывают из поливинилового спирта. Это наиболее дешевое волокно из всех синтетических волокон. По гигроскопичности (5 — 8%) винол приближается к хлопку. Относительная разрывная нагрузка составляет 30 — 40 сН/текс, удлинение — 30 — 35 %, потеря прочности в мокром состоянии —15 — 25 %. Температура размягчения волокна равна 220 — 230 °С, при температуре 200 °С проявляется тепловая усадка. Волокно обладает хорошей светостойкостью, по стойкости к истиранию оно в два раза превосходит хлопок. При внесении в пламя волокно дает тепловую усадку, пла­вится и затем медленно горит желтоватым пламенем. Промыш­ленность выпускает также водорастворимое волокно винол.

Винол применяется в чистом виде и в смеси с хлопком, шерстью, вискозным штапельным волокном для изготовления тканей бытового назначения. Летилан — водонерастворимое поливинилспиртовое во­локно желтого цвета, обладающее антимикробными свойствами. Применяется оно в медицине и при создании предметов личной гигиены.

Полиолефиновые волокна. К полиолефиновым волокнам относятся волокна из полиэтилена и полипропилена. По типу полипропилена выпускаются волокна в ЧССР — певлен, в США — пролен, ФРГ — вестолен, Японии — пайлен. Исходным сырьем для синтеза полиолефинов служат продукты переработки нефти — пропилен и этилен.

Для увеличения стойкости волокон к действию тепла и света в полимер вводят специальные добавки. Из полипропилена вырабатываются комплексные нити, объемные извитые нити, штапельное волокно, моноволокно, из полиэтилена — текстиль­ные нити и моноволокно. Основные показатели полиолефиновых волокон приведены в табл. 4.

Таблица 4

 

Волокно Относитель­ная разрыв­ная нагруз­ка. сН.текс Удлинение при разрыве. % Температура плавления, оС Объемная масса, г /см3
Полиэтиленовое 60—70 10 – 20 130 –135 0,94 —0,9 Полипропиленовое 25—45 15—30 170 0,91

Обладая высокими физико-механическими свойствами, полиолефиновые волокна имеют высокую химическую стойкость и стойкость к действию микроорганизмов. Волокна негигроско­пичны (0 %), обладают самой низкой поверхностной плотно­стью по сравнению со всеми известными волокнами. Поэтому полиолефиновые волокна применяются для изготовления нето­нущих и негниющих канатов. Из полиолефиновых волокон вырабатываются плащевые, декоративные ткани, ворс ковров, материалы технического назначения.

Полиуретановые волокна. В России выпускаются полиуретановые комплексные нити спандекс линейной плотности от 2 до 125 текс. Аналогичные волокна в США называются вирен, ликра, в Японии — опелон, эспа, в ФРГ — дорластан. Волокна спандекс схожи с другими синтетическими волокнами, но по своим физико-механическим свойствам они относятся к эластомерам, т. е. имеют высокие показатели эла­стического восстановления. Относительная разрывная нагрузка нитей спандекс равна 6—8 сН/текс (вдвое больше, чем у ре­зиновых), разрывное удлинение— 600—800 %, эластическое восстановление сразу после снятия нагрузки составляет 90 %, а через 1 мин оно равно 95 %. Нити спандекс малогигроскопичны (1 — 1,5 %), обладают большой стойкостью к истиранию, термостойкостью, хорошо окрашиваются. Применяются они для изготовления тканей, трикотажа и лент в спортивных, корсетных и эла­стичных лечебных изделиях.

 

 

Date: 2015-07-10; view: 7597; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.007 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию