3. Химические нити и волокна

3. Химические нити и волокна

Выпуск химических нитей и волокон из года в год в Мире увели­чивается. Это связано с двумя причинами. Первая и наиболее главная состоит в том, что на Земле ограничены ресурсы пахотных земель для выращивания технических растений (хлопок, лен и др.) и животного мира. Вторая причина состоит в том, что непрерывное расширение знаний человечества приводит к созданию полимерных веществ, ко­торые с успехом заменяют природные полимерные волокнообразую-щие вещества.

Химические нити и волокна, исходя из приведённой классифика­ции, делятся на искусственные и синтетические.

В ходе производства химических нитей изготовляют элементар­ные нити и мононити.

Элементарная нить - протяженное, гибкое и прочное тело с ма­лым поперечным сечением, неограниченной длины, пригодное для из­готовления волокон и текстильных нитей.

Мононить - одиночная нить, которая не делится в продольном на­правлении без разрушения, пригодная для непосредственного исполь­зования в текстильных материалах.

Толщина (диаметр) мононити значительно превосходит диаметра элементарной нити.

Искусственные нити и волокна получают из высокомолекуляр­ных органических соединений растительного и животного происхож­дения, а также из неорганических соединений путем их химической переработки.

К искусственным нитям и волокнам, полученным из раститель­ных органических соединений, относятся вискозные, полинозные, триацитатные и другие. К нитям и волокнам из белков раститель­ного происхождения относится зеиновое волокно, а белков животного происхождения - казеиновое волокно. Стеклянные, металлические и другие нити и волокна относятся к неорганическим искусственным волокнам.

Синтетические нити и волокна изготавливают из высокомолеку­лярных соединений. Наиболее распространённые полимеры, которые применяются для изготовления элементарных нитей, мононитей и во­локон приведены в таблице1.

Таблица 1.

Название	Химическая формула
Гетероцепные
Полиамид	[-NH-(CH2)k –CONH-(CH2)m –CO-]n
Полиэфир	[-OC- -CO-O(CH2)2 –O-]n
Полуиуретан	[-C-NH-(CH2)k –NHCO-(CH2)m –O-]n II II O O
Карбоцепные
Полиэтилен	[-CH2 –CH2 -]n
Полипропилен	[-CH-CH2 –CH-CH2 -]n I I CH3 CH3
Поливинилхлорид	[-CH2 –CH-]n I Cl
Полиакрилонитрил	[-CH2 –CH-]n I CN
Поливиниловый спирт	[-CH2 –CH-]n I OH

Свойства некоторых химических волокон

В 1892 году в Великобритании разработали способ обработки целлюлозы сероуглеродом в присутствии щелочи с получением ксантогената целлюлозы. Этот раствор назвали вискозой (на основе вискозы были получены гидратцеллюлозные волокна).

Слово вискоза происходит от английского слова viscosity – вязкость. Именно так назвали раствор ксантогената целлюлозыв щелочи авторы патента на получение этого волокна.

Первое в мире производства вискозных волокон было начато в 1905 г. в г. Ковентри в Великобритании.

Д.И.Менделеев высказал предложение о создании производства вискозных волокон в России и уже в 1909 г. фабрика «Вискоза» в Мытищах под Москвой начала небольшое производства этих волокон. Первое крупное производства вискозных волокон в России было создано на Ленинградской фабрике «Пятилетка» в 1930 г. В 1935 г. такие производства запущены в г. Киеве и Могилеве.

Получают вискозу в результате реакции полимеризации над щелочной целлюлозой (обрабатывается древесина ели, пихты, сосны, отходы хлопкоперерабатывающих и льноперерабатывающих предприятий): первый этап – обработка щелочной целлюлозы сероуглеродом с получением натриевой соли сложного кислого эфира целлюлозы и дитиугольной кислоты; 2 этап – растворение ксантогената целлюлозы в 4-5% растворе щелочи. Вискоза, по сути, является продуктом разложения водной щелочной целлюлозы. Щелочная целлюлоза – соединение едкого натра с целлюлозой. Формуется из раствора по мокрому способу.

Характеристики вискозного волокна:

1) СП = 300-350; 2) ; 3) ; 4)γ = 1,5-1,52 г/см³; 5)Т_в=0,33-0,5 текс; 6)Р_р(сух)=14,5 – 19,8 сН/текс; 7)Р_р(мокр)=40-50% от нагрузки для сухого; 8)U_сух=20-30%; 9)U_мокр=25-35%; 10)W_н=12-18%; 11)Устойчивость к истиранию – 880 циклов; 12)Устойчивость к изгибанию – 300000 циклов; 13)Т_экспл=130-150⁰С; 14)Т_разр=200-230⁰С; 15)мягкое, светостойкое; 16)нерастворимо: фенол, ацетон; растворимо: медноаммиачный комплекс, щелочь, серная кислота, соляная кислота, азотная кислота; 17)горит вискозное волокно как натуральные целлюлозные волокна; 18)обладает блеском и гладкостью; 19)отличается высокой усадкой (2 раза); 20)не обладает электризуемостью.

Характеристики высокопрочного вискозного волокна:

1)более равномерно по структуре; 2)более прочное: Р_р(сух)=27-45 сН/текс; Р_р(мокр)=45-60% от прочности сухого; 3) U_сух=10-16%; U_мокр=14-20%; 4)более устойчиво к истиранию; 5)более устойчиво к многократным изгибам; 6)СП = 400-450; 7)γ =1,48-1,5; 8)Т_в=0,33-0,5 текс; 9)меньше набухает при сорбции; 10) W_н=6-12%; 11) Т_экспл=130-150⁰С; Т_разр=200-220⁰С.

Характеристики высокомолекулярного вискозного волокна:

1)полноценный заменитель средневолокнистого хлопка; 2)более прочное, упругое, износостойкое, чем обычная вискоза; 3)используется для смешивания с хлопком, химическими волокнами; 4)обеспечивает тканям шелковистость, формоустойчивость, уменьшает их усадку и сминаемость.

Характеристики высокомодульного вискозного волокна (ВВМ):

1)прочность на 40-50% выше прочности вискозного волокна, на 15-20% выше прочности средневолокнистого хлопка; 2)прочность в мокром состоянии в 2 раза выше прочности обычной вискозы; 3)растворимость в щелочах в 2 раза ниже вискозного волокна; 4)при переработке обрывность в прядении на 20% ниже; 5)обладает гигроскопичностью и воздухопроницаемостью подобной хлопку; 6)применяется в смесях со средневолокнистым и тонковолокнистым хлопком, в чистом виде или в смесях с любыми синтетическими волокнами.

Полинозное волокно – модифицированное вискозное волокно, которое является полноценным заменителем тонковолокнистого хлопка. Волокно используется при производстве сорочечных, бельевых, плащевых тканей, тонких трикотажных полотен и швейных нитей. Это волокно превосходит обычное вискозное по прочности, упругости, износостойкости, устойчивости к действию щелочей, но имеет более низкую гигроскопичность. 1)СП=500-550; 2)Р_р(сух)=35-40 сН/текс; Р_р(мокр)=75-85% прочности сухого; 3) U_сух=11-13%; U_мокр=12-15%; 4) W_н=4-8%.

Из всех искусственных волокон вискозное волокно имеет наиболее широкое применение при изготовлении текстильных изделий.

Лиоцелл – по сути, целлюлозное вискозное волокно, но полученное прямым растворением целлюлозы в N-морфолиноксиде и имеющее хорошие физико-химические характеристики.

Ацетатное волокно - волокно полученное на основе ацетилцеллюлозы. Ацетилцеллюлоза – сложный эфир целлюлозы и уксусной кислоты (хлопковая целлюлоза). Эти волокна обычно тоньше, мягче, легче вискозных и имеют больший блеск. По гигроскопичности, прочности, износостойкости они уступают вискозе. В мокром состоянии волокно дает трудно устранимые замины, поэтому изделия из ацетатного волокна при стирке не рекомендуется кипятить и выкручивать. Волокно обладает способностью пропускать ультрафиолетовые лучи. При горении – на конце пучка волокон образуется оплавленный, бурый трудно разрушимый шарик, выдйляется запах уксусной кислоты. Волокно обладает высокой электризуемостью, низкой гигроскопичностью и воздухопроницаемостью, имеет не высокие механические свойства, способно повреждаться при стирке и химчистке. В настоящее время сокращаются объемы его производства. 1)СП=300-400; 2)γ =1,32 г/см³; 3)Т_в=0,2-0,5 текс; 4) Р_р(сух)=10,8-13,5 сН/текс; Р_р(мокр)=55-60% прочности сухого; 5) U_сух=22-30%; U_мокр=28-35%; 6)W_н=6-8%; 7) Т_экспл=100-110⁰С; Т_разр=180⁰С; 8)Устойчивость к истиранию – 409 циклов; 9)устойчивость к изгибанию 10000 циклов; 10)плохо растворимо: в медно-аммиачном комплексе; хлорированном углеводороде; растворимо: в щелочах, серной, соляной, азотной, муравьиной кислотах, в феноле и ацетоне.

Триацетатное волокно – имеет гигроскопичность в 2,5 раза ниже, чем ацетатное. Горит волокно укорачиваясь с кислым запахом и оплавлением.

Коллоксилины – нитроцеллюлозы с содержанием азота 11-12,7%. Целлюлоза +азотная кислота = азотно-кислый эфир целлюлозы.

Применяется для производства пленок, нитратного волокна.

Медно-аммиачное волокно. Исходным сырьем для его производства является хлопковый пух (линт) и древесная целлюлоза. Формуется из прядильного раствора.

Целлюлоза + гидроокись меди или соль меди основная + концентрированный водный раствор аммиака.

*Оксицеллюлоза – смесь продуктов распада целлюлозы, полученных под действием окислителей.

Это волокна с повышенной линейной плотностью (1,0 – 1,5 текс). Применяются в смеси с химическими и шерстяными волокнами для получения ковровых изделий (постепенное сокращение производства - вывод из сырьевой базы текстильной промышленности). Это волокно нерастворимо: в феноле, ацетоне; растворимо: в медно-аммиачном комплексе, щелочах, серной кислоте, соляной кислоте и азотной кислоте.

Альгинатные нити (волокна) – искусственные нити. Исходное сырье – раствор альгината натрия, выделяемый из бурых морских водорослей.

Капроновое (полиамидное) волокно – (1930г).- гетероцепное волокно. Продукт переработки отходов производства каменного угля и нефти (бензол, фенол, толуол, циклогексан, касторовое и резиновое масла).

Полимеризация

Поликапроамидные волокна	Полиамидные волокна
капролактам	адитиновая кислота + гексаметилендиамид
капрон нейлон	анид найлон 6.6

Формование из расплава

1) ; 2)СП=150-200; 3)М_м=15-20 тыс. кислородных ед.; 4)γ = 1,14-1,15г/см³; 5) W_н=3,5-4%; 6) Т_экспл=120-130⁰С; Т_разр=180 - 200⁰С; 7)Т_в=0,17-1,0текс; 8)Т_{мононити}=1,5-500 текс; 9) Р_р(сух)=45-70 сН/текс; Р_р(мокр)=90-95% прочности сухого; 10) U_сух=20-25%; U_мокр=22-28%; 11)устойчивость к истиранию – 8800 циклов; 12)устойчивость к изгибу – 500000 циклов; 13)низкая светостойкость; 14)применение – в чулочно-носочном производстве, в производстве тканей бытового и технического назначения (шинный корд), крученых изделий, швейных ниток, штапельных волокон (20%); 15)представляет собой гладкие цилиндры с микропорами и трещинами; 16)обладают легкостью, упругостью, устойчивостью к действию микроорганизмов и плесени, низкой гигроскопичностью, легкоплавкостью, светодеструкцией; 17)нерастворимо: медно-аммиачном комплексе, щелочах, ацетоне, хлорированном углеводороде; растворимо: серной, азотной, соляной, муравьиной, уксусной кислотах, феноле; 18)капрон плавится, загорается с трудом, горит голубоватым пламенем; постепенно при расплавлении горение прекращается, образуется оплавленный бурый шарик, запах сургуча.

Шелон – структурно модифицированное полиамидное легкое волокно, используемое при выработке шелковых блузочных и платьевых тканей.

Мегалон – модифицированное полиамидное волокно, близкое по гигроскопичности к хлопку, но превосходящее его по прочности и износостойкости в 3 раза.

Трилобал – профилированные полиамидные нити, имитирующие натуральный шелк. Трехгранные профилированные полиамидные нити плоского сечения придают изделиям мерцающий блеск.

Микроволокно (англ. Microfibre) – самые тонкие полиамидные волокна (нити) (10-12 мкм), обладающие высокой воздухопроницаемостью, подопроницаемостью, гладкой поверхностью, мягкостью и приятным грифом.

Флирет – полиамидная нить (мононить) плоского сечения.

Флуфлен (хеланка) – текстурированная полиамидная нить с растяжимостью более 100%, состоящая из двух нитей, получаемых по методу «ложной крутки». Две текстурированные комплексные нити тростятся и скручиваются вместе. В России эта нить известна под названием «эластик». Ложная крутка (2500-3000 кр/м) предает рыхлость структуре нити.

Эйджилон – текстурированная полиамидная нить с растяжимостью 300%, получаемая благодаря протягиванию ее по острой раскаленной грани (профилированная).

Аэрон (таслан) – текстурированная нить (объемная комплексная)- объем увеличен на 50-150%, имеет растяжимость до 30%. Используется для изготовления декоративных и мебельных тканей.

Банлон – текстурированная нить повышенной растяжимости (форма «зигзаг»), торговое название «Tycora».

Миралон – текстурированная нить повышенной растяжимости: гофрированная (гофрон); нит-де-нит (связать-развязать) – физически модифицированная нить, полученная трикотажным способом.

Полиэфирное волокно – (полиэтилентерефталатное), гетероцепное, продукт переработки нефти.

Лавсан(Россия) – ЛА боратория В ысокомолекулярных С оединений А кадемии Н аук;

Тергаль(Франция), Дакрон(США), Диолен(Германия).

Получают волокнообразующий полимер путем реакции поликонденсации: терефталевая кислота + этиленгликоль = расплав.

1)СП=100-150; 2) γ = 1,38 г/см³; 3)Р_р(сух)=40-55 сН/текс; Р_р(мокр)=100% прочности сухого волокна; 4)U_сух=20-25%; U_мокр=20-25%; 5)W_н=0,2-0,4%; 6)Т_в=0,17-0,3 текс; 7) Т_экспл=150⁰С; Т_разр=230 - 250⁰С; 8)Устойчивость к истиранию – 1980 циклов; 9)Устойчивость к изгибу – 400000 циклов; 10)высокая светостойкость; 11)хорошая тепло и термостойкость (падение прочности при 180⁰С); 12)самая высокая формо- и размероустойчивость; 13)нерастворимо: медно-аммиачном комплексе, муравьиной кислоте, уксусной кислоте, ацетоне, хлорированном углеводороде; растворимо: в щелочах, серной, соляной, азотной кислотах, феноле; 14)придает изделиям несминаемость; 15)имеет высокую способность к пиллингуемости; 16)применяется: в трикотажном, ткацком производствах, в производстве текстурированных текстильных и швейных нитей, комплексных и армированных швейных нитей, мононитей для технических нужд (сетки для бумагоделательной промышленности, фильтровальные материалы, шинный корд), кружев, ворса ковров, искусственного меха; 17)обладает морозостойкостью, стойкостью к гниению и плесени, моли, термостойкостью; 18)горят желтым коптящим пламенем, образуя черный нерастирающийся шарик; 19)занимает первое место по объему производства в мире среди волокон и второе место – среди нитей.

Полиакрилонитрильное волокно(ПАН) – карбоцепное волокно. Исходным сырьем для его производства сложат продукты переработки каменного угля, нефти, газа (ацетилен, синильная кислота). Получают это волокно из чистого полиакрилонитрила или из его смеси с сополимерами акрилонитрила. При содержании второго мономера в количестве до 15% - волокно называется полиакрилонитрильным; если второго мономера больше 15% - волокно называется модакриловым. Формование волокна осуществляется из раствора (в качестве растворителя – диметилформамид) сухим или мокрым способами.

1)СП=1000-2000; 2)Т_в= 0,12-0,8 текс; 3)Р_р.сух=35-40 сН/текс; Р_р.мокр = 100% Р_р.сух; 4)γ=1,16-1,18 г/см³; 5)U_сух =18-22%; U_мокр=18-22%; 6)W_н=0,1-0,9%; 7)Устойчивость к истиранию – 135 циклов; 8)Устойчивость к изгибу – 200000 циклов; 9)наиболее легкое, теплое, шелковистое синтетическое волокно; 10)по теплозащитным свойствам превосходит шерсть, но по стойкости к истиранию уступает даже хлопку; 11)прочность вдвое ниже, чем у капрона; 12)устойчивость к действию бактерий, плесени, моли; 13)нерастворим: медноаммиачный комплекс; серная кислота; соляная кислота; плохо растворим: щелочь; растворим: азотная кислота; 14)горит желтым коптящим пламенем со вспышками, образуя твердый расплавленный шарик; 15)применение: высокообъемные нити для изготовления шарфов, платков, верхних трикотажных изделий; штапельный нитрон – смешивание с хлопком, шерстью, вискозным волокном – в тканях.

Полиуретановые волокна (ПУ) - (спандекс, вирен, лайкра) – высокорастяжимые (400%) гетероцепные эластомеры. Получают – сополимеризацией: гексометилендиизоцианит + тетраметиленгликоль – из расплава. Это блоксополимерные по молекулярной структуре волокна

с гибкими растяжимыми блоками; не содержат полярных групп, представляют собой простые и сложные эфиры; характеризуются низким влагопоглощением, прочностью меньшей, чем у капрона, но большей чем у них жесткостью; применяются: для бытовых нужд, для изготовления медицинского белья и изделий спортивного назначения; при разрывном удлинении 600-800% на долю обратимого удлинения приходится 95%; нити отличаются легкостью, мягкостью, устойчивостью к действию пота и плесени, хорошей способностью к окрашиванию; их добавление в смеси других волокон придает изделиям упругость, эластичность, формоустойчивость и несминаемость; имеют низкую гигроскопичность и теплостойкость, невысокую прочность и светостойкость; γ=1,1-1,25 г/см³; Р_р.сух=6-8 сН/текс; Р_р.мокр=6-8 сН/текс; U_сух=600-800%; U_мокр=600-800%; W_н=1-1,5%; Т_разр=150-200⁰С.

Поливинилспиртовые (ПВС) волокна – карбоцепные. Исходный полимер – винилацетат, синтезированный из ацетилена и уксусной кислоты; формование – по мокрому способу; γ=1,25-1,3 г/см³; W_н=до5%; хемостьйкое, тремостойкое (при нагреве до 150⁰С сохраняет до 70% прочности); при анимализации (обработка азотсодержащими соединениями) приобретают шерстоподобный вид; применяется для изготовления крученых изделий, рыболовных сетей, в качестве фильтровальных материалов и тарных тканей, тканей одежного ассортимента, бельевого трикотажа, одеял, ковровых изделий.

Винол – гигроскопичное синтетическое волокно, по гигроскопичности приближается к хлопку, а по стойкости к истиранию – превосходит его; стойко к действию мыльно-содовых растворов, но в мокром состоянии теряет прочность на 15-25%; очень дешевое.

1)СП=1000-2000; 2)Т_в=0,12-0,3 текс; 3)Р_р.сух=30-40 сН/текс; Р_р.мокр=75-85% Р_р.сух; 4)U_сух=30-35%; U_мокр=35-43%; 5)Т_разр=220⁰С.

Поливинилхлоридные (ПВХ) - карбоцепное волокно. Исходный полимер: поливинилхлорид; хлорированный поливинилхлорид; сополимеры винилхлорида и винилацетата; сополимер влинилиден-хлорида и винилхлорида (этилен, ацетилен); формуется из раствора по сухому способу (при получении комплексных нитей и штапельных волокон) по мокрому способу (при получении штапельных волокон); СП=800-1000; γ=1,45-1,6 г/см³; Т_в=0,17-0,3 текс; имеет низкие тепло- и термостойкость (деструкция при 80⁰С); устойчиво к ультрафиолетовому облучению, негигроскопично (W_н= 0-0,3%); применяется для изготовления фильтровальных материалов, лечебного трикотажа (болезни суставов – посредством воздействия отрицательного заряда статического электричества), одежных тканей; различают высокоусадочные и малоусадочные волокна шерстяного и хлопкового типа; прочность в мокром состоянии не изменяется, удлинение сильно увеличивается и составляет для высокоусадочных - 35-50%, для малоусадочных – 100-120%; волокна негигроскопичны, не набухают в воде, но имеют высокую паропроницаемость; теплопроводность волокон в 1,3 раза ниже, чем у шерсти; волокна морозостойки, стойки к действию микроорганизмов и плесени, щелочи, спирта, бензина; при сушке в горячем воздухе – необратимая тепловая усадка, поэтому горячая обработка, прессование, утюжка – не допускаются; волокна сильно электризуются; применяются для создания ворса искусственного меха, ковров, для создания трикотажа, шелковых тканей, нетканых утеплителей, негорючих обивочных, портьерных материалов, драпировочных тканей; малоупругие волокна, матового блеска; обладает высокой кислотостойкостью – не растворяется в царской водке, щелочах, окислителях; негорючее волокно; 1)Р_р.сух=18-25 сН/текс; Р_р.мокр=100% Р_р.сух; 2)U_сух=20-24%; U_мокр=20-24%; 3)Т_экс=до 70⁰С; Т_разр=80-90⁰С; 4) нерастворим во всем.

Полипропиленовые волокна (ПП) – карбоцепные волокна на основе полиолифинов (углеводородных полимеров); получают – из веществ, содержащихся в нефтяном газе (пропан, пропилен); отличаются высокой кристалличностью структуры, что определяет их высокую прочность и хемостойкость; применяются для изготовления веревок, канатов, обивочных мебельных тканей; фибриллизованные волокна получают разрезанием пленок и используют для составления смесей с натуральными волокнами для получения текстурированных пряж; это самые легкие штапельные синтетические волокна, мононити, комплексные нити, объемные извитые нити; негигроскопичны, легкоплавки; обладают высокой прочностью, устойчивостью к действию микроорганизмов, моли, плесени и моющих средств; более растяжимые, чем полиэтиленовые; СП=1900-5900; γ=0,91г/см^3; Т_в=0,12-0,3 текс; Wн=0%; Р_{р. сух}=25-44 сН/текс; Р_р.мокр=100% Р_р.сух; U_сух=15-30%; U_мокр=15-30%; Т_экс=до80⁰С; Т_разр=130-135⁰С.

Полиэтиленовые волокна(ПЭ) – карбоцепные волокна из этилена и пропилена; формованные из размягченного нагревом до 150⁰С полимера; моноволокна (0,09-0,5 мм); γ=до1г/см³; обладают низкой термостабильностью (определяет усаживаемость при t=50-60⁰С), низким влагопоглащением (W_н=0 - 0,02%); применяются для изготовления мононитей, комплексных нитей, разрезных нитей (типа ленточек), плащевых, декоративных тканей, в качестве основы и ворса ковров, не гниющих и не тонущих канатов; обладают высокой прочностью, меньшей растяжимостью, чем ПП; Т_в=0,12-0,3 текс; Р_р.сух=60-70 сН/текс; Р_р.мокр=100% Р_р.сух; U_сух=10-12%; U_мокр=10-12%; Т_разр=127-132⁰С.

Полиформальдегидные волокна (нити) – получены из полиформальдегида, из расплава; γ=1,4 г/см³; низкое поглощение (W_н=0,2%); применяется для изготовления комплексных нитей для текстильных материалов технического назначения.

Углеродные волокна (графитовые) – высокопрочные, огнестойкие; исходный материал – полиакрилонитрильные или гидратцеллюлозные полимеры, подверженные пиролизу – высокотемпературному нагреву без доступа воздуха (необходимое условие получения – наличие большого выхода кокса – 25%; ПАН -59%); жаростойкие (t=2000 – 2500⁰С).

Неорганические волокна и нити:

Асбест – тонковолокнистый силикатный минерал; огнестойкий (Т_плавл=1500⁰С); щелоче-, кислотоупорный, нетеплопроводный; элементарные волокна асбеста объединены в технические волокна, которые служат основой для нитей, используемых для технических целей и при выработке тканей для специальной одежды, способных выдерживать высокие температуры и открытый огонь.

Стекловолокна (кремниевые) – исходным сырьем является стекло бесщелочное борсиликатное, из которого готовится расплав; выпускаются элементарные волокна диаметров от 3 до 100 мкм и очень большой длины; штапельное стекловолокно может иметь диаметр 0,1-20 мкм и длину – 10-500 мм; волокно негорючее, хемостойкое, обладающее электро-, тепло-, звукоизоляционными свойствами; используется для изготовления лент, тканей, сеток, нетканых полотен, волокнистых холстов, ваты технического назначения.

Металлические волокна – исходным сырьем для их изготовления являются металлы: медь, латунь, никель, серебро, золото, сталь; нити получают путем вытягивания (волочения) металлической проволоки; алюминиевые нити – изготавливают, нарезая плоские алюминиевые ленты (фольгу) на тонкие полоски; на такие нити наносят цветные лаки; для придания прочности их обвивают нитями из шелка или хлопка; когда нити покрывают тонкой защитной синтетической пленкой, прозрачной или цветной, то получают комбинированные нити – метлон, люрекс, алюнит; возможна выработка округлой металлической нити, плоской нити в виде ленточки – плющенка; крученой нити – мишура; плющенка, скрученная с шелковой или хлопчатобумажной нитью, дает нить «прядево».

Канитель – металлическая нить круглого или плоского сечения, свитая в спираль.

Жаростойкие волокна и нити – исходное сырье – глинозем, кварцевый песок, каолин, кианит, боксит.

Люрекс – ленточка шириной до 2 мм из алюминиевой фольги с покрытием в виде полиэфирной пленки (алюнит).

Металлизированные нити – узкие ленточки из пленок с металлическим покрытием, более упругие, легкие и легкоплавкие, чем металлические; используются для изготовления тканей и трикотажа для вечерних платьев, золотошвейных изделий, для декоративной отделки тканей, трикотажа и штучных изделий.

Рис. Продольные и поперечные типы химических волокон: А – искусственные волокна: а- полинозное; б – вискозное обычное; в – вискозное матированное; г – триацетатное; д – ацетатное; е – медноаммиачное; ж - казеиновое; Б – синтетические волокна: а – капроновое; б – анид, лавсан; в – нитроновое; г – хлорин.

4. Новые виды текстильных волокон (нитей):

Необходимость создания новых материалов для одежды обусловлена постоянным совершенствованием технологий в различных отраслях народного хозяйства, ростом потребностей общества, культурного уровня его и т.п.

Области применение простых и сложных текстильных материалов, обладающих специфическими или универсальными свойствами, столь разнообразны, например: текстильная, легкая, авиационная, автомобильная, космическая, медицинская, пищевая, сельское хозяйство.

Главенствующими среди направлений, принятых в разработке современных материалов, являются: модификация (физическая, химическая) свойств классических волокон (нитей) и создание на их базе абсолютно новых простых и комбинированных (композиционных) материалов; селекция линий по созданию особо устойчивых к воздействию внешних факторов, натурально окрашенных (цветных) природных волокон шерсти, хлопка, льна и др.; применение модифицированных сополимеров в качестве клеящих элементов сложных систем (дублированных, нетканых материалов).

Информация о разновидностях материалов, областях применения и свойствах некоторых из них изложена ниже:

- волокна, нити, полученные физической модификацией: текстурированные, профилированные.

- нити медицинского назначения, используемые для замены удаленных при операции кровеносных сосудов, кровеостанавливающие бактерицидные волокнистые тампоны.

- волокна технического назначения: для армирования пластмасс (армированные такими волокнами пластмассы по удельной прочности (прочность/масса) превосходят даже прочность специальных сталей); армированные тканые и вязаные материалы на основе мелкозернистого бетона – связующего компонента и базальтовой текстильной основы – армирующего компонента, обладающие стойкостью к высоким и низким температурам, пожарной безопасностью (негорючестью), характеризующиеся отсутствием газовыделений при нагреве, долговечностью в условиях переменных тепловых и климатических нагрузок, износостойкостью, гигроскопичностью, безусадочностью, стойкостью к светопогоде агрессивным средам, оптимальной поверхностной пористостью; волокна для силовых конструкций – тросов, канатов, рыболовных сетей; жаро-, термо-, огнестойкие волокна (2-2,5 тыс. градусов), теплостойкие (температура эксплуатации – 250-300⁰С) в течение длительного времени; волокна для разделительных процессов – способны разделять компоненты жидких и газообразных сред с целью очистки этих сред от токсических примесей или выделения ценных веществ, например, редких или драгоценных металлов; они заменяют стандартные методы фильтрации, имеют малый расход энергии; волокна со специфическими электрофизическими свойствами – дают снижение электризуемости тканей бытового назначения, на их основе созданы материалы с большой отражательной способностью различных видов облучения; делаются попытки получить волокна, обладающие высокотемпературной сверхпроводимостью; антибаллистические волокнистые материалы – способны поглощать кинетическую энергию при пулевых и бомбардирующих воздействиях, чему способствуют упругие и прочностные свойства волокон (бронежилеты); геотекстильные волокна - используют для получения материалов, служащих для укрепления грунтовых дорог от размывания земляных насыпей и т.д., они стойки к воздействию агрессивных сред; арселоновая комплексная нить для создания огнетермостойких, высоконагруженных технических тканей, бронежилетов, обшивок самолетов, фильтровальных материалов, спецодежды - только при температуре 350⁰С теряет 20% прочности; изделия из этих нитей могут довольно долго эксплуатироваться при температурах 200-300⁰С и кратковременно при температуре 400⁰С; обладает высокой гигроскопичностью (равновесная влажность – 12%), по физико-гигиеническим свойствам близко к хлопку; недостаток волокна (нити) – небольшая разрывная нагрузка (35 сН/текс) и невысокий показатель кислородного индекса, что снижает устойчивость его к воздействию открытого пламени; термо-, огнестойкие арамидные волокна (нити) – NOMEX (США, Испания, «Дюпон»), CONEX (Япония, «Тэйджин»), Кермель (Франция, «Родиа»), Р84 (Австрия, «Ленцинг»), «Оксалон» (Белоруссия, ВНИИВ и Светлогорский завод хим.волокна), «Русар О» (Россия, Камкнский завод хим. Волокна); для некоторых из перечисленных волокон характерно сравнительно высокое поглощение влаги; по комплексу свойств наиболее термостойким по сравнению с зарубежными аналогами является новое параметаарамидное (ПМА) волокно, разработанное ВНИИПВ совместно с ОАО «Тверьхимволокно» в 1999-2000 г., запатентованное в 2002 г.; это высокомодульное волокно, поэтому практически не окрашивается в обычных условиях ни одним из известных классов красителей, ограничено набухает при сорбировании влаги, малоусадочно, жароустойчиво, прочно.

- получены химические волокна со свойствами натуральных волокон методами физической и химической модификации, обеспечивающие в изделии комфортность и внешний вид натуральных волокон, а прочность, эластичность, устойчивость к внешними факторам – химических; таким образом решается важная задача получения волокон с заданным комплексом свойств и высокими качественными показателями.

- в Японии получены волокна из панциря крабов (типа асбеста); эти волокна обладают ультраантисептическими свойствами.

- существуют наукоемкие селекционные, генетические и молекулярно-биологические технологии получения натурально окрашенных хлопковых волокон; волокно с естественной цветной окраской обычно содержит жировосковые вещества, которые могут составлять от 8 до 17%; увеличение их содержания повышает противогнилостную устойчивость волокна в изделии в сравнении с искусственно окрашенными; пигмент хлопкового волокна положительно влияет не только на эстетику, но и на технологические его свойства; сегодня существует хлопок следующих цветов: грязно-белый, белый, кремовый, розоватый, золотисто-бронзовый, бурый, красно-бурый, зеленоватый, зеленый, изумрудный, сине-зеленый; существуют следующие колористические типы хлопка: оливковый, травянистый, коричневый, каштановый, бежевый, соломенный, кремовый, песочный; естественные оттенки волокна обусловлены наличием в его химическом составе катехинов – конденсированных ароматических веществ, близких по природе к антоцианам, флавоноидам и танинам; эти вещества могут способствовать выполнению волокнами защитных функций: участвовать в процессе дыхания, многие являются физиологически активными веществами, обладают свойствами витамина Р; продукты окисления диффузионно распределенных танинов или дубильных веществ определяют не только окраску, но и антисептические свойства волокон; цветное волокно и полученная из него продукция несет в себе ценные качества; так волокно желто-зеленой цветовой гаммы обладает способностью активировать цвет и фиксировать в себе или на себе соли различных металлов (эти свойства отсутствуют у белого волокна); цветное волокно практически на выгорает на солнце; одежда и белье из естественно окрашенных волокон лучше аэрируются, имеют большую тепло-, поттеют большую тепло-, пото-руется волокна); цветное волокно практически на выгорает на солнце; одежда и белье из естественно о- и влагоемкость; они гипоаллергенны, не оставляют воспалений и расчесов на теле, как некоторые синтетические ткани; получение форм хлопчатника с волокном, близким по качеству к шерсти («шерстистое») или способным перерабатываться с ней в смеске может иметь значение для удовлетворения запросов населения в шерстяных тонкосуконных тканях.

Дата добавления: 2015-09-30