За последние 100 лет население Земли удвоилось. Но еще больше возросли потребности людей. Выработка природных волокон – шерсти, хлопка, натурального шелка, льна, конопли – стала заметно отставать от спроса. Так, за последние 40 лет, она увеличилась лишь на 25%, а спрос – на 100%.
Устранить это несоответствие помогла химия. Ежегодно на заводах производится миллионы километров искусственного шелка и других химических волокон из природной целлюлозы или из угля, известняка, поваренной соли и воды. Сегодня доля химических волокон в общей их выработке составляет уже более 28%. За последние 15 лет объем мирового производства волокон увеличился в 3 раза.
Огромное значение химических волокон очевидно. В самом деле, если затраты труда на изготовление синтетического полиамидного шелка принять за 100%, то для искусственного вискозного шелка они составят 60%, для шерсти 450%, а для натурального шелка еще больше – 25000%!
Шерсть на овце за 3 месяца отрастает в среднем на 30 мм. А на заводе химического волокна прядильная машина за 1 минуту вытягивает до 5000 м нити!
На международной ярмарке в Лейпциге внимание посетителей привлекла к себе вывеска над павильоном одной английской фирмы, торгующей текстильными изделиями. По распоряжению управляющего этой фирмой, из огромных букв были собраны слова: «Шерсть нельзя заменить ничем!» Ну что же, ему нельзя отказать в умении рекламировать свой товар. Однако этот бизнесмен не учел, что на той же самой выставке в других павильонах были представлены великолепные ткани, изготовленные полностью или преимущественно из синтетических волокон; пряжа и нитки, обладающие такими достоинствами, которых нет у натуральных волокон.
Даже закоренелые скептики, которых раньше было не так уж мало, в последние годы могли воочию убедиться в том, что цельносинтетические волокна по прочности, стойкости к воде, погоде, свету, бактериям и насекомым, эластичности и способности защищать от холода часто превосходят волокна природного происхождения – шерсть, хлопок и шелк.
Химики во многих странах непрерывно трудятся над созданием новых волокон и улучшением качества уже известных. Не отстают от них и технологи. Изменяя состав сырья и технологию его переработки, они улучшают качество тканей и придают им ряд особых свойств, например, делают их водоотталкивающими или не теряющими форму. В результате на международном рынке непрерывно появляются новые марки тканей.
Всего химики уже предложили почти 1000 различных типов синтетических волокон, однако из них лишь несколько производятся промышленностью в крупных масштабах. В настоящее время наибольшее значение имеют четыре типа волокон: поливинилхлоридные, полиамидные, полиакрилонитрильные и полиэфирные.
Текстильные волокна
... шерсть, вискоза, капрон и др.). Комплексное волокно состоит из продольно скрепленных элементарных волокон. Волокна являются исходным материалом для изготовления текстильных ... Термического разрушения волокна не происходит до + 160°С. Химические свойства льняного волокна аналогичны хлопковому, ... волокон до 140°С не происходит. Хлопковое волокно более стойкое, чем вискозное и натуральный шелк, ...
Выбор именно этих волокон обусловлен не только химическими, физическими и технологическими факторами, но и, прежде всего, экономическими причинами. При массовом производстве сырье обязательно должно быть дешевым и легкодоступным. Кроме того, необходимо, чтобы свойства конечных продуктов можно было варьировать в широких пределах. Упомянутые типы волокон удовлетворяют всем этим требованиям.
Первое цельносинтетическое волокно было выпущено промышленностью в 1934 г. под названием волокно РС .
1. Химические волокна
Химические волокна – волокна искусственного или синтетического происхождения. такие волокна вырабатываются из различного рода химических соединений. основой всех тканей являются волокна. они отличаются по составу, строению и, соответственно, свойствам. свойства волокон отражаются и на свойствах ткани. выделяют два вида волокон: натуральные волокна и химические волокна. основными признаками для классификации являются: химический состав волокон и область их происхождение — волокна, получаемые из органических природных и синтетических полимеров
и стория химических волокон
Впервые мысль о том, что человеком может быть создан процесс, подобный процессу получения натурального шелка, при котором в организме гусеницы шелкопряда вырабатывается вязкая жидкость, затвердевающая на воздухе с образованием тонкой прочной нити, была высказана французским ученым р. реомюром еще в 1734 году.
производство первого в мире химического (искусственного) волокна было организовано во франции в г. безансоне в 1890 году и основано на переработке раствора эфира целлюлозы (нитрата целлюлозы), применяемого в промышленности при получении бездымного пороха и некоторых видов пластмасс.
в 1890 году во франции в г. безансоне было организовано производство первого в мире химического (искусственного).
основано оно было на переработке раствора эфира целлюлозы (нитрата целлюлозы), используемого в промышленности при получении бездымного пороха и некоторых видов пластмасс.
химические волокна, используемые для изготовления тканей, аналогично натуральным, различаются по составу, строению и свойствам.
подразделяются химические волокна на два класса: искусственный волокна и синтетические волокна.искусственные волокна, получают из природных высокомолекулярных соединений.сырьем для таких волокон служат полимеры, встречающиеся в природе в готовом виде (целлюлоза, белки).
искусственное волокно представляет собой тонкую непрерывную нить. ткань из такой пряжи, имеет ровную гладкую поверхность с явным рисунком переплетения. из искусственных волокон производят материалы: ацетат, вискоза, штапель, модаль. эти ткани приятны на ощупь, долго остаются сухими и имеют прекрасные воздухопроницаемые свойства. сегодня, благодаря новейшим технологиям, ткани из искусственных волокон не только не уступают по своим физико-химическим и эксплутационным свойствам натуральным тканям, но и являются их достойной заменой. к искусственным волокнам относятся:
Классификация текстильных волокон и нитей
... капрона он равен 100...200, целлюлозы, вискозного волокна - 300...400, целлюлозы хлопка - 10000...15000, целлюлозы льна - 36000 и т.д. Общим свойством текстильных волокон является то, что все ... волокна изготавливают из природных высокомолекулярных веществ - целлюлозы и ее эфиров. К группе искусственных волокон также относятся белковые волокна растительного и животного происхождения. Волокна ...
- гидратцеллюлозные: вискозные, лиоцелл и медно-аммиачные
- ацетилцеллюлозные: ацетатные и триацетатные
- белковые: казеиновые и зеиновые
вискозные и ацетатные волокна – это искусственные волокна растительного происхождения, получаемые из целлюлозы или отходов хлопка.
с интетические волокна – это волокна, добываемые путем синтеза из природных низкомолекулярных соединений. эти волокна имеют химический состав, аналогичный которому не встретить среди природных материалов. синтетические волокна получают путем синтеза из природных низкомолекулярных соединений (фенола, этилена, ацетилена, метана и др.) в результате реакции полимеризации или поликонденсации в основном из продуктов переработки нефти, каменного угля и природных газов. полиамидное, полиэфирное, полиакрилнитрильное – все это синтетические волокна.
в наши дни, благодаря применению передовых технологий, синтетическим волокнам придают все новые и новые качества, например, используя методы химической или механической обработки. наиболее популярны такие волокна, как нейлон, акрил, полиамид, полиэстер, спандекс, эластан. развитие промышленности обусловило отличные потребительские качества синтетическим волокнам, которые даже превосходят натуральные.
все современные синтетические материалы имеют такие ценные свойства, как быстро впитывать и отводить конденсат, влагу от поверхности тела. достигается такой эффект или за счет структуры применяемых волокон, или за счет специального плетения нитей. вдобавок, современные синтетические материалы быстро сохнут, очень прочные и долговечные, легкие, практически не мнутся. практика доказала, что ношение одежды на основе синтетических тканей позволяет повысить работоспособность человека в экстремальных условиях.
к синтетическим волокнам относятся:
- карбоцепные
1) полиакрилонитрильные (нитрон, орлон, акрилан, кашмилон, куртель, дралон, вольпрюла)
2) поливинилхлоридные (хлорин, саран, виньон, ровиль, тевирон)
3) поливинилспиртовые (винол, мтилан, винилон, куралон, виналон)
4) полиэтиленовые (спектра, дайнема, текмилон)
5) полипропиленовые (геркулон, ульстрен, найден, мераклон)
- гетероцепные
1) полиэфирные (лавсан, терилен, дакрон, тетерон, элана, тергаль, тесил)
2) полиамидные (капрон, найлон-6, перлон, дедерон, амилан, анид, найлон-6,6, родиа-найлон, ниплон, номекс)
3) полиуретановые (спандекс, лайкра, вайрин, эспа, неолан, спанцель, ворин)
при смешении искусственных или синтетических волокон ткань приобретает дополнительные свойства: упругость, эластичность, прочность, термостойкость и пр.
ткани из искусственных, синтетических волокон и их смесей используются, как ткани камуфляжные, ткани курточные, ткани смесовые, ткани сумочные, ткани тентовые, ткани для спортивной одежды, ткани для спецодежды и пр. из них шьют повседневную одежду, корпоративную и спецодежду, одежду для активного отдыха.
Полиэфирные волокна лавсан
... химической стойкостью, морозоустойчивостью, устойчивостью к действию микроорганизмов. Основными их недостатками являются низкие гигроскопичность и светостойкость. К полиэфирным волокнам относится лавсан. В поперечном сечении волокно лавсана ... полимера вызывает снижение прочности волокна (0,12% за 1 ч). Полиэфирные волокна устойчивы ... Их используют для изготовления тканей трикотажных спортивных костюмов, ...
этапы в развитии химических волокон
на первом этапе — с конца xix века до 1940-50-х годов — разрабатывались и совершенствовались процессы получения искусственных волокон на основе природных полимеров из их растворов мокрым методом формования. развивалось производство вискозных волокон. некоторое развитие получили процессы сухого формования ацетатных волокон. однако доминирующую роль в изготовлении текстильных изделий играли природные волокна, химические рассматриваются только как дополнение к природным волокнам. изделия из химических волокон изготавливались в весьма небольших количествах.
на втором этапе — 1940-70-е годы — развивались процессы синтеза волокнообразующих мономеров, полимеров и технологии получения волокон из расплавов синтетических полимеров. одновременно сохранялась и совершенствовалось производство волокон мокрым методом формования. производство химических волокон развивалось в промышленно развитых странах. в этот период созданы основные виды химических волокон, которые можно назвать «традиционными» или «классическими». химические волокна рассматривались как дополняющие и только частично заменяющие природные волокна. начинали развиваться процессы модифицирования волокон.
на третьем этапе — 1970-90-е годы — выпуск химических волокон существенно возрос. широко развились методы их модифицирования для улучшения потребительских свойств. химические волокна приобрели самостоятельное значение для самых различных видов изделий и областей применения. кроме того, они широко используются в смесях с природными волокнами. в этот же период в промышленно развитых странах созданы «волокна третьего поколения» с принципиально новыми специфическими свойствами: сверхпрочные и сверхвысокомодульные, термостойкие и трудногорючие, хемостойкие, эластомерные и др.
на четвертом этапе — с 1990-х годов по настоящее время — идет современный этап развития производства химических волокон, появление новых способов модифицирования, создание новых видов многотоннажных волокон: «волокон будущего» или «волокон четвертого поколения». в их числе новые волокна на основе воспроизводимого растительного сырья (лиоцелл, полилактидные), новые мономеры и полимеры, получаемые путем биохимического синтеза и волокна на их основе. проводятся исследования по применению новых принципов получения полимеров и волокон, основанных на методах генной инженерии и биомиметики.
классификация химических волокон
в россии принята следующая классификация химических волокон в зависимости от вида исходного сырья:
искусственное волокно (из природных полимеров): гидратцеллюлозные, ацетилцеллюлозные, белковые
синтетическое волокно (из синтетических полимеров): карбоцепные, гетероцепные
иногда к химическим волокнам относят минеральные волокна, получаемые из неорганических соединений (стеклянные, металлические, базальтовые, кварцевые).
искусственные волокна
гидратцеллюлозные
1. вискозные, лиоцелл
2. медно-аммиачные
ацетилцеллюлозные
1. ацетатные
2. триацетатные
белковые
1. казеиновые
2. зеиновые
синтетические волокна
(в скобках приведены торговые названия)
карбоцепные
Полимерные органические волокна
... волокна получают химической модификацией природных материалов (хлопка, шерсти), тогда как для производства синтетических волокон используются только синтетические материалы - полимеры. Синтетические волокна очень дешёвы, поэтому используются гораздо шире натуральных. Органические волокна ...
1. полиакрилонитрильные (нитрон, орлон, акрилан, кашмилон, куртель, дралон, вольпрюла)
2. поливинилхлоридные (хлорин, саран, виньон, ровиль, тевирон)
3. поливинилспиртовые (винол, мтилан, винилон, куралон, виналон)
4. полиэтиленовые (спектра, дайнема, текмилон)
5. полипропиленовые (геркулон, ульстрен, найден, мераклон)
гетероцепные
1. полиэфирные (лавсан, терилен, дакрон, тетерон, элана, тергаль, тесил)
2. полиамидные (капрон, найлон-6, перлон, дедерон, амилан, анид, найлон-6,6, родиа-найлон, ниплон, номекс)
3. полиуретановые (спандекс, лайкра, вайрин, эспа, неолан, спанцель, ворин)
краткая характеристика методов получения
в промышленности химические волокна вырабатывают в виде:
