Волокна Классификация волокон Волокна Натуральные Химические

Волокна

Классификация волокон Волокна Натуральные Химические

Структура волокон Расположение линейных макромолекул: слева – беспорядочное; справа – упорядоченное, ориентированное вдоль оси волокна

Состав волокон Целлюлоза, полимер -глюкозы Белок, полимер -аминокислот (3 Mg. O· 2 Si. O 2· 2 H 2 O) — гидросиликат магния (Na 2 Fe 32+Fe 23+)Si 8 O 22(OH)2 – смесь гидросиликатов железа и силиката натрия

Химические волокна Искусственные Синтетические

Искусственные волокна

Синтетические волокна

Синтетические волокна Гетероцепные Полиамидные Полиэфирные Полиуретановые ЛАВСАН Капрон Спандекс Нейлон Лайкра Карбоцепные Полиакрилонитрильные Нитрон Поливинилхлоридные Хлорин Поливинилспиртовые Винол Полиолефиновые Полипропиленовое волокно

Производство химических волокон Стадии производства 1) получение исходного материала; 2) приготовление прядильной массы; 3) формование волокна; 4) отделка волокна.

Формование волокна раствор или расплав продавливают через очень маленькие отверстия – фильеры Фильеры устанавливают на прядильной машине. Каждая машина снабжена 60 -100 фильерами Фильеры

Способы формования волокна Сухое прядение Мокрое прядение

Искусственные волокна ВИСКОЗА (от позднелат. viscosus — вязкий), высоковязкий раствор продукта взаимодействия щелочной целлюлозы с сероуглеродом (ксантогената целлюлозы) в разбавленном водном растворе едкого натра. Применяется главным образом для получения вискозного волокна, пленки (целлофан), искусственной кожи (кирза)

Схема производства вискозы

Медно-аммиачное волокно По химическим свойствам медно-аммиачное волокно аналогично вискозному, так как и то, и другое представляют по своему составу гидратцеллюлозу со всеми присущими ей особенностями. Что касается физической структуры медно-аммиачного волокна, здесь нужно отметить следующее. Волокно, полученное водным способом, характеризуется по сравнению с вискозным волокном более равномерной ориентацией целлюлозных цепей по толщине волокна и способностью более равномерно окрашиваться

Схема производства медно-аммиачного волокна Cu. SO 4 + Na. OH = Cu(OH)2 + Na 2 SO 4 Cu(OH)2 + 4 NH 3 H 2 O = [Cu(NH 3)4](OH)2 + 4 H 2 O При растворении целлюлозы в медно-аммиачном растворе образуется целлюлозно-медно-аммиачный комплекс

Ацетатное волокно АЦЕТАТНЫЕ ВОЛОКНА, искусственные волокна, формуемые из растворов триацетата целлюлозы (триацетатное волокно) и продукта его частичного омыления (собственно ацетатные волокна). Мягкие, эластичные, мало сминаются, пропускают ультрафиолетовые лучи; недостатки: невысокая прочность, низкая термо- и износостойкость, значительная электризуемость

Синтетические волокна ПОЛИАМИДНЫЕ ВОЛОКНА, синтетические волокна, формуемые из расплавов или растворов полиамидов. Прочны, эластичны, устойчивы к истиранию, многократному изгибу и действию многих химических реагентов; недостатки — малая гигроскопичность, повышенная электризуемость, невысокая термо- и светостойкость Капрон Нейлон

Полиамидные волокна Капрон Капролактам получают в ходе Бекмановской перегруппировки: Капрон получают из ε-капролактама, который под воздействием воды размыкает цикл, образуя ε-аминокапроновую кислоту. Из этой кислоты в результате реакции поликонденсации образуется полимер линейной структуры:

Полиамидные волокна Нейлон 66 получают поликонденсацией адипиновой кислоты и гексаметилендиамина. Для обеспечения стехиометрического отношения реагентов 1: 1, необходимого для получения полимера с максимальной молекулярной массой, используется соль адипиновой кислоты и гексаметилендиамина (АГ-соль): R = (CH 2)4, R' = (CH 2)6

Полиэфирные волокна ЛАВСАН является линейным жесткоцепным полимером. Наличие регулярно расположенных в цепи макромолекулы полярных сложноэфирных групп -О-СО- приводит к усилению межмолекулярных взаимодействий, придавая полимеру жесткость и высокую механическую прочность. К его достоинствам относятся также устойчивость к действию повышенных температур, света и окислителей

Получение лавсана Лавсан получают формованием из расплава полиэтиленгликольтерефталата, который синтезируют реакцией поликонденсации терефталевой (п-фталевой) кислоты с этиленгликолем:

Полиуретановые волокна Полиуретаны — гетероцепные полимеры, макромолекула которых содержит незамещённую и/или замещённую уретановую группу —N(R)— C(O)O—, где R = Н, алкилы, арил или ацил Механические свойства полиуретанов изменяются в очень широких пределах и зависят от природы и длины участков цепи между уретановыми группами, структуры цепей (линейная или сетчатая), молекулярной массы и степени кристалличности. Полиуретаны могут быть вязкими жидкостями или являться твёрдыми веществами в аморфном или кристаллическом состоянии

Производство полиуретана Для удлинения и структурирования цепей применяются гидроксилсодержащие вещества (например, вода, гликоли, моноаллиловый эфир глицерина, касторовое масло)и диамины (-4, 4'метилен-бис-(о-хлоранилин), фенилен-диамины). Эти агенты определяют молекулярную массу линейных полиуретанов, густоту вулканизационной сетки и строение поперечных химических связей, возможность образования доменных структур, то есть свойства полиуретанов и их назначение (пенопласты, волокна, эластомеры и т. д. ). В качестве катализаторов для процесса уретанообразования используют третичные амины, хелатные соединения железа, меди, бериллия, ванадия, нафтенаты свинца и олова, октаноат и лауринат олова. При процессе циклотримеризации катализаторами являются неорганические основания и комплексы третичных аминов с эпоксидами

Полиакрилонитрильные волокна • • Нитрон получают из смолы полиакрилонитрила. Смолу растворяют в диметилформамиде, а полученное после продавливания через фильеру волокно формуют мокрым способом. • Нитрон обладает довольно высокими прочностью (40 -50 кгс/мм 2), упругостью, термостойкостью (160 -170°С). Он стоек к действию минеральных кислот и щелочей. • По сравнению с другими натуральными и химическими волокнами обладает самой высокой устойчивостью к действию света. По внешнему виду, мягкости, объемности и теплопроводности близок к шерстяному волокну. К недостаткам нитрона относятся низкая гигроскопичность (1 -1, 5%), плохая окрашиваемость и низкая устойчивость к истиранию. Используется нитрон для изготовления трикотажных изделий, искусственного меха, а в смеси с шерстью, вискозой и другими волокнами — для изготовления тканей. n СН 2=СН—CN → [–СН 2–CH(CN)–]n

Синтез полиакрилонитрила 1. Образование активного радикала 3. Обрыв цепи может происходить через молекулу двуокиси тиомочевины 2. Рост макромолекулы или через молекулу изопропилового спирта

Поливинилхлоридные волокна • • Хлорин изготовляют из хлорированного поливинилхлорида, который растворяют в ацетоне для получения прядильного раствора. Характерная особенность хлоринового волокна - отсутствие блеска. Хлорин не горит, устойчив к действию кислот и щелочей, растворяется в ацетоне и других органических растворителях. Хлорин обладает почти нулевой гигроскопичностью, не набухает в воде. Недостатками хлорина являются низкие свето- и термостойкость (размягчается при температуре 6070°С). Используется хлорин для производства фильтровальных тканей, ковров. Специфической особенностью хлоринового волокна является его лечебное действие в результате образования при трении белья о тело в процессе носки статического электричества. Это свойство используется при изготовлении лечебного белья.

Получение хлорина

Поливинилспиртовые волокна • Винол характеризуется большой прочностью при растяжении (30 -45 кгс/мм 2), высокой стойкостью к истиранию, хорошей упругостью, низкой теплопроводностью. Среди синтетических это наиболее гигроскопичное волокно - 4, 5 -5%. • Винол стоек к действию кислот, щелочей, органических растворителей, термостоек (до 190°С), не повреждается молью. • По светостойкости винол уступает только нитрону. • Применяется в производстве тканей, а в смеси с хлопком и вискозой - для выработки чулок, носков, верхнего трикотажа и других изделий

Получение винола Винол получают из поливинилового спирта, который хорошо растворяется в воде. Волокно формуют мокрым способом. Для получения нерастворимого в воде волокна его обрабатывают формальдегидом Винол ничем не уступает хлопку по впитываемости воды. Незаменим винол и при хирургических операциях - нить растворяется через пару часов после "шитья" тканей. В машино- и самолётостроении винол поможет шинам в их долговечности

Полиолефиновые волокна • • Полипропиленовое волокно получают полимеризацией газа пропилена. • Волокна обладают хорошими физико-механическими и химическими свойствами, отличаются высокой прочностью, устойчивостью к многократным изгибам, упругостью. Они дешевле других синтетических волокон и самые легкие. Теплопроводность полипропиленовых волокон низкая, поэтому изделия из них обладают теплозащитными свойствами. К недостаткам этих волокон относят низкую тепло- и светостойкость, плохую окрашиваемость. Применяют полипропиленовое волокно для изготовления вязальных ниток, а в смеси с хлопком, шерстью и вискозным волокном - для выработки тканей