Това химически влакна, получени от синтетични полимери. Синтетичните влакна се образуват или от полимерна стопилка (полиамид, полиестер, полиолефин) или от полимерен разтвор (полиакрилонитрил, поливинилхлорид, поливинил алкохол), като се използва сух или мокър метод.

Произвеждат се под формата на текстилни и кордови нишки, монофилни нишки, както и щапелни влакна. Разнообразието от свойства на оригиналните синтетични полимери прави възможно получаването синтетични влакнас различни свойства, докато способността за промяна на свойствата на изкуствените влакна е много ограничена, тъй като те са образувани от почти същия полимер (целулоза или нейни производни). Синтетичните влакна се характеризират с висока якост, водоустойчивост, устойчивост на износване, еластичност и устойчивост на химически реагенти.

Производството на синтетични влакна се развива с по-бързи темпове от производството на изкуствени влакна. Това се обяснява с наличието на суровини и бързото развитие на суровинната база, по-ниската трудоемкост на производствените процеси и особено разнообразието от свойства и високо качествосинтетични влакна. Поради това синтетичните влакна постепенно изместват не само естествените, но и изкуствените влакна в производството на някои потребителски стоки и технически продукти.

Лит.: Технология на производство на химически влакна. М., 1965.

Най-важните групи синтетични влакна, открити в текстилната промишленост, са са полиамиди, полиестери, полиакрили, полипропени и хлорирани влакна.Общите свойства на синтетичните влакна са лекота, здравина и устойчивост на износване. Те могат да бъдат навити, компресирани и да им се даде желаната стабилна форма под въздействието на топлина. Синтетичните влакна абсорбират много малко или никаква влага, така че продуктите, направени от тях, се перат лесно и изсъхват бързо. Поради слабата им способност да абсорбират влага, те не са толкова удобни за носене по тялото, колкото естествените влакна.

Прототип на процеса за получаване на химически нишкибеше процесът на образуване на нишка от копринена буба при навиване на пашкул. Хипотезата, съществувала през 80-те години на 19 век, че копринената буба изцежда влакнообразуващата течност през копринените жлези и така преде нишката, е в основата на технологичните процеси за образуване на химически нишки.

Литературни източници за тази статия:
Велика съветска енциклопедия;
Калмикова Е.А., Лобацкая О.В. Материалознание за производство на облекло: Учебник. Надбавка, Мн.: Висш. училище, 2001412с.
Maltseva E.P., Материалознание за производство на облекло, - 2-ро издание, преработено. и доп. М.: Лека и хранителна промишленост, 1983,232.
Бузов Б.А., Модестова Т.А., Алименкова Н.Д. Материалознание за производство на облекло: Учебник. за университети, 4 изд., преработено и допълнено, М., Легпромбитиздат, 1986 – 424.

Из историята на синтетиката

Производството на синтетични влакна започва с пускането на поливинилхлоридни влакна (Германия) през 1932 г. През 1940 г. в индустриален мащабПроизведено е най-известното синтетично влакно - полиамид (САЩ). Производството в промишлен мащаб на синтетични влакна от полиестер, полиакрилонитрил и полиолефин е извършено през 1954-60 г.

От 1931 г., освен бутадиенов каучук, нямаше синтетични влакна или полимери и единствените известни по това време материали на базата на естествен полимер - целулоза - се използваха за производството на влакна.

Революционни промени настъпиха в началото на 60-те години, когато след обявяването на добре известната програма за химизация на националната икономика, промишлеността на нашата страна започна да овладява производството на влакна на базата на поликапроамид, полиестери, полиетилен, полиакрилонитрил, полипропилен и други полимери.

По това време полимерите се смятаха само за евтини заместители на оскъдните естествени суровини - памук, коприна, вълна. Но скоро стана ясно, че полимерите и влакната на тяхна основа понякога са по-добри от традиционно използваните. естествени материали- те са по-леки, по-здрави, по-устойчиви на топлина и способни да работят в агресивни среди. Затова химиците и технолозите са насочили всичките си усилия към създаването на нови полимери с високи експлоатационни характеристики и методи за тяхната обработка. И постигнахме резултати по този въпрос, които понякога надминаваха резултатите от подобни дейности на известни чуждестранни компании.

В началото на 70-те години в чужбина се появяват удивително силни по своята здравина кевларови влакна (САЩ), малко по-късно - Twaron (Холандия), Technora (Япония) и други, направени от ароматни полимери, наричани общо арамиди. Въз основа на такива влакна са създадени различни композитни материали, които успешно се използват за производството на критични части на самолети и ракети, както и корда за гуми, бронежилетки, огнезащитни облекла, въжета, задвижващи ремъци, транспортни ленти и много други продукти.

Модерна синтетика

Полиамид

Най-старото синтетично влакно е найлонът, чийто метод на производство е патентован през 1938 г. в САЩ. Поради своята здравина и устойчивост на триене, полиамидът се използва за производство на нишки, които са необходими, например, за кърпене. Полиамидът обикновено се използва в смес с вълна или полиакрил, като съотношението му е приблизително 20-30%. В този случай устойчивостта на износване на продукт, плетен от такава смес, е четири пъти по-висока от продукт, плетен от 100 процента вълна.

Търговски наименования: Найлон, Антрон, Енкалон.

Полиестер

Издръжливо, устойчиво на бръчки, светлоустойчиво влакно, използвано главно в производството на конфекция, тъкани за пердета и изкуствена вата.

Търговски наименования: Dacron, Diolen, Crimplene, Terylene, Trevira.

Полиакрил

Меко, леко, топло влакно, което е от голямо значение при направата на прежда за ръкоделие. Продуктите от полиакрил са меки и изглеждат „вълнени“. Те са топли, защото пухкав материалспособен да задържа много въздух. Полиакрилните влакна са сравнително евтини, така че често се използват заедно с вълна.

Търговски наименования: Dralon, Courtelle, Orion, Acrilan.

Полипропилен

Преди това влакното се използва само за производство на платове за пердета, но в последните годиниОбластта на приложение се разшири до производството на чорапогащи и спортни облекла, както и прежда за ръкоделие. Полипропеновите влакна са устойчиви на износване, лесни за поддръжка, не абсорбират влагата и насочват генерираната топлина към външните слоеве на дрехите, оставяйки постоянно усещане за сухота. Ето защо полипропенът е най-подходящ за производството на спортни облекла.

Търговско наименование: Meraklon.

Хлоридни влакна

Хлоридните влакна се свиват силно, когато са изложени на топлина. Това свойство се използва при производството на прежда за ръкоделие. Към преждата се добавят 3-5% хлоридни влакна и след предене, когато преждата се обработва с гореща пара, хлоридните влакна се свиват повече от другите влакна и стягат преждата, правейки я пухкава. Тяхното хлоридно влакно се произвежда т.нар. бельо против ревматизъм, тъй като статичният заряд на влакната има доказано обезболяващо действие.

Търговски наименования: Rhovyl, Thermovyl.

От разтвори или стопилки на полимери се образува следното:

• монофилни - единични нишки
• сложни нишки, състоящи се от ограничен брой елементарни нишки (от 3 до 200), се използват за производството на тъкани и трикотажни изделия
• кълчища, състоящи се от много голям брой нишки (стотици хиляди), се използват за получаване на щапелни влакна с определена дължина (от 30 до 200 mm), от които се произвежда прежда
• филмови материали
• щамповани продукти (части от облекло, обувки)

Получаване на суровини за производство на синтетика

Суровини за изкуствени влакнаполучени чрез изолиране на вещества, образувани в природата: (например: целулозата се изолира от дърво, казеинът се изолира от мляко и др.). Предварителната обработка на суровините се състои в почистването им от механични примеси и понякога химическа обработка за превръщане на естествения полимер в ново полимерно съединение.

За да се получи вискозно влакно, дървесината се раздробява в фабрики за целулоза и хартия и се вари в алкален разтвор. Резултатът е сива маса, която се избелва и пресова в листове картон. Картонът се изпраща в заводи за химически влакна за по-нататъшна обработка и производство на влакна.

Суровини за синтетични влакнасе получават чрез реакции на синтез (полимеризация и поликондензация) на полимери от прости вещества (мономери) в предприятия на химическата промишленост. Предварителна обработкатова не изисква суровини.

Полимеризацияе процес на производство на полимери чрез последователно прикрепване на молекули на вещество с ниско молекулно тегло (мономер) към активния център в края на нарастващата верига. Молекулата на мономера, като част от веригата, образува своето мономерно зърно. Броят на такива единици в една макромолекула се нарича степен на полимеризация.

Поликондензацияе процес на производство на полимери от би- или полифункционални съединения (мономери), придружен от освобождаване на страничен продукт с ниско молекулно тегло (вода, алкохол, халогеноводород и др.).

Разтвор за предене

Разтворът или стопилката на полимера, от който са образувани нишките, се нарича въртящ се разтвор.

При производството на химически влакна е необходимо да се получат дълги тънки нишки с надлъжна ориентация на макромолекулите от изходния твърд полимер, т.е. необходимо е да се преориентират полимерните макромолекули. За да направите това, оригиналният полимер се прехвърля в състояние на вискозен поток (разтвор или стопилка). В течно (разтвор) или омекотено (стопено) състояние междумолекулното взаимодействие се нарушава, разстоянието между молекулите се увеличава и става възможно те да се движат свободно една спрямо друга.

Разтварянето на полимери се извършва за полимери, които имат евтин и лесно достъпен разтворител. Използват се разтвори за изкуствени и някои синтетични (полиакрилонитрил, поливинил алкохол, поливинилхлорид) влакна.

Топенето на полимери се използва за полимери с точка на топене под температурата на разлагане. Приготвят се стопилки за полиамидни, полиестерни и полиолефинови влакна.

За да се подготви разтворът за предене, се извършват и следните операции:

Смесване на полимери от различни партиди. Това се прави, за да се увеличи хомогенността на разтвора, за да се получат влакна, които са еднакви по своите свойства навсякъде. Смесването е възможно както след получаване на разтвора, така и в суха форма преди полимерът да се разтвори (стопи).

Филтриране на разтвора. Състои се от отстраняване на механични примеси и неразтворени полимерни частици чрез многократно преминаване на разтвора през филтри. Филтрирането е необходимо, за да се предотврати запушването на центрофугите и да се подобри качеството на нишките.

Обезвъздушаване на разтвора. Извършва се за отстраняване на въздушни мехурчета, които при навлизане в отворите на матриците откъсват получените влакна. Обезвъздушаването се извършва чрез поддържане на разтвора във вакуум. Стоилката не се подлага на обезвъздушаване, тъй като в разтопената маса практически няма въздух.

Въвеждане на различни добавки. Добавянето на малко количество вещества с ниско молекулно тегло със специфични свойства ви позволява да промените свойствата на получените влакна. Например, за да се увеличи степента на белота, се въвеждат оптични избелители и се добавя титанов диоксид за постигане на мъгла. Въвеждането на добавки може да даде на влакната бактерицидни, огнеустойчиви и други свойства. Добавките, без да влизат в химично взаимодействие с полимера, се намират между неговите молекули.

Формиране на влакна

Процесът на предене на влакна се състои от следните стъпки:

• пресоване на въртящия се разтвор през отворите на центрофугите,
• втвърдяване на течащите потоци,
• навиване на получените нишки върху приемни устройства.

Разтворът за предене се подава към предачната машина за предене на влакната. Работните органи, които директно осъществяват процеса на предене на химически влакна на предачни машини, са предачки. Щампите са изработени от огнеупорни метали - платина, от неръждаема стоманаи др. - под формата на цилиндрична капачка или диск с отвори.

В зависимост от предназначението и свойствата на формованото влакно, броят на отворите във финеретата, техният диаметър и форма могат да бъдат различни (кръгли, квадратни, под формата на звезди, триъгълници и др.). При използване на матрици с фасонни отвори се получават профилни резби с различна конфигурация напречно сечениеили с вътрешни канали. За да се образуват двукомпонентни (от два или повече полимери) нишки, отворите на филкерите се разделят с преграда на няколко (две или повече) части, всяка от които се доставя със собствен разтвор за предене.

При формиране на сложни нишки се използват въртящи се нишки с малък брой отвори: от 12 до 100. Елементарните нишки, образувани от една въртяща се нишка, се комбинират в една сложна (нишка) нишка и се навиват върху калерче. При производството на щапелни влакна се използват предачки с брой отвори от няколко десетки хиляди. Нишките, събрани заедно от няколко предачки, образуват сноп, който след това се нарязва на щапелни влакна с определена дължина.

Разтворът за предене се изтласква в премерени дози през отворите на центрофугите. Течащите потоци навлизат в среда, която кара полимера да се втвърди в тънки влакна. В зависимост от средата, в която се втвърдява полимерът, се разграничават мокри и сухи методи на формоване.

При предене на влакна от полимерен разтвор в нелетлив разтворител (например вискоза, медно-амониеви влакна, поливинилалкохолни влакна), нишките се втвърдяват, когато навлязат във ваната за утаяване, където претърпяват химично или физикохимично взаимодействие със специален разтвор, съдържащ различни реактиви. Това е "мокър" метод на формоване (фиг. 2а).

Ако преденето се извършва от разтвор на полимера в летлив разтворител (например за ацетатни и триацетатни влакна), средата за втвърдяване е горещ въздух, в който разтворителят се изпарява. Това е метод на „сухо“ формоване (фиг. 2b).

При въртене на полимер (например полиамидни, полиестерни, полиолефинови влакна), средата, която кара полимера да се втвърди, е студен въздух или инертен газ (Фигура 2в).

Скоростта на предене зависи от дебелината и предназначението на влакната, както и от метода на предене.

В процеса на превръщане на потоци от вискозна течност в тънки влакна, разтворът за предене се изтегля едновременно, този процес се нарича предене.

Химически влакна и нишки непосредствено след формоване не могат да се използват за производство текстилни материали. Те изискват допълнителна обработка.

По време на процеса на предене се формира първичната структура на нишката. В разтвор или стопилка макромолекулите имат силно извита форма. Тъй като по време на предене степента на разтягане на нишката е малка, макромолекулите в нишката са разположени с малка степен на изправяне и ориентация по оста на нишката. За изправяне и пренасочване на макромолекулите в аксиалната посока на нишката се извършва разтягане на пластификация, в резултат на което междумолекулните връзки се отслабват и се образува по-подредена структура на нишката. Издърпайтеводи до повишена здравина и подобрени текстилни свойства на нишката.

Но в резултат на по-голямото изправяне на макромолекулите, нишките стават по-малко разтегливи. Такива влакна и продукти, произведени от тях, са обект на последващо свиване по време на суха и мокра обработка. повишени температури. Следователно става необходимо да се подложат нишките настройка на топлинататермична обработка в напрегнато състояние. В резултат на термичната фиксация се получава частично свиване на нишките поради придобиването на извита форма на макромолекулите, като същевременно се запазва тяхната ориентация. Формата на преждата се стабилизира и последващото свиване както на самите влакна, така и на продуктите, произведени от тях по време на СТО, се намалява.

Довършителни влакна

Естеството на покритието зависи от условията на формоване и вида на влакното.

• Отстраняването на примеси и замърсители е необходимо при получаване на нишки по мокър метод. Операцията се извършва чрез измиване на нишките във вода или различни разтвори.
• Избелването на нишки или влакна се извършва чрез третиране с оптични избелители* за последващо оцветяване на влакната в светли и ярки цветове.
• Повърхностната обработка (vivage, довършителни работи, омасляване) е необходима, за да направят нишките подходящи за последваща текстилна обработка. С тази обработка се увеличава приплъзването и мекотата, повърхностната адхезия на елементарните нишки и намалява тяхното скъсване, намалява наелектризирането и др.
• Сушенето на нишки след мокро предене и обработка с различни течности се извършва в специални сушилни.
• Рециклирането на текстил включва следните процеси:
  Усукване и фиксиране на усукване - за свързване на нишки и увеличаване на тяхната здравина.
  Пренавиване – за увеличаване на обема на пакетите с нишки.
  Сортиране – за оценка на качеството на нишките.

Оптични избелители

Оптичните избелители са флуоресцентни избелители, безцветни или леко оцветени органични съединения, способен да абсорбира ултравиолетови лъчи от порядъка на 300-400 mmk и да ги преобразува в синя или виолетова светлина с дължина на вълната 400-500 mmk, което компенсира липсата на сини лъчи в светлината, отразена от материала. Безцветни материали придобиват висока степенбелота, а боядисаните - яркост и контраст.

Синтетични тъкани - гости от бъдещето

Леките, здрави, издръжливи и красиви синтетични материали заемат все по-силни позиции на съвременния текстилен пазар. За високо експлоатационни характеристикии ниска цена, синтетичните тъкани се наричат ​​материал на бъдещето.

Аксиомата „Естествените тъкани са добри, но синтетичните са лоши“ е ясно залегнала в съзнанието на много хора. В същото време повечето хора наричат ​​всички материали с изключение на памук, лен, коприна и вълна синтетика.

Важно е да се знае! Всички неестествени тъкани се делят на две големи групи – изкуствени и синтетични. Първите са направени от естествени компоненти - целулоза, протеини, стъкло. Синтетичните материали се основават само на полимери, които не съществуват в природата.

Синтетичните влакна се произвеждат чрез синтеза на етилен, бензен или фенол, получени от природен газ, нефт и въглища.

Историята на синтетичните тъкани започва преди малко повече от половин век, когато малко преди Втората световна война водещият химик в американската фабрика DuPont Уолъс Кародърс синтезира нов материал, наречен "найлон".

Тази лъскава, гладка тъкан, приятна на допир, веднага се оказа търсена за производството на дамски чорапи. По време на войната найлонът е бил използван за нуждите на армията, от него са се изработвали платове за парашути и камуфлажни мрежи.

Още в края на 40-те - началото на 50-те години на 20-ти век започва ерата на синтетиката - найлон, нитрон, анид, полиестер и други влакна се появяват на текстилния пазар.

Химическата промишленост не стои неподвижна и сега броят на артикулите от синтетични тъкани надхвърли сто. Съвременни технологииправят възможно получаването на материали с предварително определени свойства.

Класификация на синтетичните влакна

Тъканите, изработени от синтетични влакна, варират в зависимост от суровините, използвани при производството им. всичко модерни материалимогат да бъдат разделени на няколко вида.

Полиамидни влакна

Тази група включва найлон, найлон, анид и други. Най-често се използва за производство на битови и технически продукти.

Те се отличават с висока якост на опън и разкъсване: найлоновата нишка е 3-4 пъти по-здрава от памучната нишка. Устойчив на абразия, гъбички и микроби.

Основните недостатъци са ниска хигроскопичност, висока електрификация, устойчивост на слънчева светлина. С дълъг експлоатационен живот те пожълтяват и стават крехки.

Полиестерни влакна

Повечето виден представителТази група синтетични материали е лавсан, напомнящ на външен видфина вълна. В някои страни лавсанът е известен като терилен или дакрон.

Mylar влакна, добавени към вълната, осигуряват здравина на продуктите и намаляват бръчките.

Недостатъкът на лавсана е неговата ниска хигроскопичност и относителна твърдост. Освен това тъканта е силно електрифицирана.

Използва се за шиене на костюми, рокли, поли, както и за производство на изкуствена кожа.

Полиуретанови влакна

Основното предимство на тези влакна е еластичността и високата якост на опън. Някои от тях могат да се разтягат, увеличавайки се 5-7 пъти.

Тъканите от полиуретан - спандекс, ликра - са издръжливи, еластични, не се намачкват и пасват идеално на тялото.

Отрицателни аспекти: лоша въздухопропускливост, нехигроскопичност, ниска топлоустойчивост. Използват се в производството на трикотажни платове за шиене на връхни облекла, анцузи и чорапогащи.

Полиолефинови влакна

Тези най-евтини синтетични нишки са направени от полиетилен и полипропилен. Основно предназначение е производството на килими и технически материали.

Тъканите, съдържащи полиолефинови влакна, имат повишена якост, устойчивост на износване и не се влошават, когато са изложени на мухъл или различни микроорганизми.

Недостатъците включват значително свиване по време на пране, както и нестабилност на високи температури.

Интересен факт! Неотдавна беше открито основното предимство на полиолефиновите влакна - способността им да отблъскват водата, като същевременно остават сухи. Благодарение на това влакната се използват при производството на водоотблъскващи продукти - палатки, дъждобрани и др.

Синтетично не означава лошо

Въпреки цялата си „неестественост“, синтетичните тъкани имат редица значителни предимства:

1. Издръжливост. За разлика от „естествените“, синтетиката абсолютно не е податлива на гниене, мухъл, гъбички или различни вредители.
2. Устойчивост на цвета. Благодарение на специална технология, при която тъканта първо се избелва и след това се боядисва, синтетиката запазва стабилността на цвета в продължение на много години.
3. Лекота и ефирност. Синтетичните тъкани тежат няколко пъти по-малко от естествените им колеги.
4. Устойчивост на бръчки. Продуктите, изработени от химически влакна, не се мачкат при носене и запазват перфектно формата си. Синтетичните дрехи могат да бъдат окачени на закачалки, без да се страхувате, че ще бъдат издърпани.
5. Ниска цена. Тъй като производството на тези тъкани се основава на евтини суровини, продуктите, изработени от тях, са достъпни за всяка категория купувачи.

В допълнение, голямото разнообразие от синтетични тъкани позволява на всеки да избере материал според своите изисквания и вкус.

Няма никакви недостатъци

Въпреки че съвременната химическа промишленост се развива със скокове и граници, опитвайки се да подобри свойствата на синтетичните материали, все още не е възможно да се отървете от някои негативни аспекти.

Списък на основните недостатъци на синтетиката:

1. Намалена хигроскопичност. Синтетичните дрехи не абсорбират добре влагата, топлообменът е нарушен и човешкото тяло се изпотява.
2. Абсорбция на миризми. Някои видове тъкани са способни да акумулират неприятни миризми и да ги разпространяват до следващото пране.
3. Възможност за алергии. Хората, склонни към алергични реакции, могат да изпитат дразнене на кожата след контакт със синтетика.
4. Токсичност. За съжаление, евтините синтетични материали не винаги са безопасни за здравето. Не се препоръчва да купувате такива дрехи, особено за малки деца.

Въпреки че дрехите, изработени от 100% синтетика, могат да предизвикат разбираеми притеснения сред купувачите, добавянето на химически влакна към естествените тъкани само подобрява техните свойства, правейки ги по-безопасни и по-щадящи околната среда.

важно! Материите, изработени от смесени влакна, са еластични, не се мачкат при носене, не изискват гладене и не предизвикват алергии при хора с чувствителна кожа.

Накратко за най-известните синтетични тъкани

Най-често срещаните синтетични материали включват:

• Акрил. Суровината за тази тъкан се получава от природен газ. По своите свойства акрилът е близо до естествената вълна. Той запазва топлината добре, така че често се правят връхни дрехи от него. Не се страхува от молци, не избледнява на слънце и запазва яркия си цвят за дълго време.

Основният недостатък на акрила е образуването на пилинг при продължително носене.

• . Индустриалното производство на тази тъкан е създадено през 80-те години на миналия век. По мекота и удобство при носене, поларът е сравним с естествена вълнаили козина.

Материята е много лека, еластична, дишаща и отлично задържа топлината. Поларът е лесен за поддръжка: може да се пере в машина и не е необходимо да се глади. Дрехите от полар са чудесни за разходки, активна почивка, като материали за халати и пижами.

Единственият недостатък на този материал е способността му да се електрифицира.

• Полиестер. Самите полиестерни влакна са твърди и трудни за боядисване. Въпреки това, в комбинация с памук или лен, те придобиват напълно различни качества: мекота, еластичност, устойчивост на влага и високи температури.

Благодарение на тези качества, полиестерните тъкани - най-добър материалза ушиване на пердета, пердета, домашен текстил - покривки, кувертюри, салфетки.

В допълнение, гладкостта и копринеността на полиестера се използват при производството на дамско бельо.

• . Платът е разработен в Япония и е пуснат за първи път през 1975 г. Влакното е толкова тънко, че чиле прежда с дължина 100 километра тежи само пет грама.

Микрофибърът се пере добре, съхне бързо, запазва формата си дълго време и запазва цвета си. Той абсорбира добре влагата, така че най-често от него се правят домакински стоки: салфетки, парцали, кърпи и др.

Всяка година гамата от синтетични тъкани се разраства, те придобиват нови и по-модерни характеристики, опитвайки се да задоволят нуждите и на най-взискателните клиенти.

Синтетични влакна

В продължение на хилядолетия човечеството е използвало естествени влакна от растителен (лен, памук, коноп) и животински (вълна, коприна) произход за своите нужди. Освен това те използваха минерални материали, като азбест.

Тъканите, произведени от тези влакна, се използват за направата на облекла, технически нужди и др.

Поради нарастването на световното население, естествените влакна станаха оскъдни. Затова се появи нуждата от техни заместители.

Първият опит за изкуствено производство на коприна е направен през 1855 г. от французина Одемар на базата на нитроцелулоза. През 1884 г. френският инженер G. Chardonnay разработи метод за производство на изкуствени влакна - нитро коприна, а от 1890 г. широко разпространеното производство на изкуствена коприна се организира по нитратен метод с образуване на нишки с помощта на предачи. Особено ефективен се оказа този, започнал през 90-те години на 19 век. производство на коприна от вискоза. Впоследствие този метод стана най-широко разпространен и сега вискозната коприна представлява приблизително 85% от световното производство на изкуствени влакна. През 1900 г. световното производство на вискозна коприна е 985 тона, през 1930 г. - около 200 хиляди тона, а през 1950 г. производството на вискозна коприна достига почти 1600 хиляди тона.

През 20-те години на миналия век е усвоено производството на копринен ацетат (от целулозен ацетат). На външен вид ацетатната коприна почти не се различава от естествената коприна. Тя е слабо хигроскопична и за разлика от вискозната коприна не се мачка. Коприненият ацетат се използва широко в електротехниката като изолационен материал. По-късно е открит метод за производство на изключително здраво ацетатно влакно (корда със сечение 1 cm2 може да издържи натоварване от 10 тона).

Въз основа на успехите на химията през 20 век. Създадена е мощна индустрия за изкуствени влакна в СССР, Англия, Франция, Италия, САЩ, Япония и други страни.

В навечерието на Първата световна война в световен мащаб са произведени само 11 хиляди тона изкуствени влакна, а 25 години по-късно производството на изкуствени влакна измества производството на естествена коприна. Ако през 1927 г. производството на вискозна и ацетатна коприна е било около 60 хиляди тона, то през 1956 г. световното производство на изкуствени - вискозни и ацетатни - влакна надхвърля 2 милиона тона.

Разликата между естествени, изкуствени и синтетични влакна е следната. Естествените (естествени) влакна са изцяло създадени от самата природа, изкуствените влакна са направени от човешки ръце, а синтетичните влакна са създадени от човека в химически заводи. При синтеза на синтетични влакна се получават по-сложни високомолекулни съединения от по-прости вещества, докато изкуствени материалисе образуват поради разрушаването на много по-сложни молекули (например молекули на влакна при производство на метилов алкохол чрез суха дестилация на дървесина).

През 1935 г. американският химик У. Кародърс открива найлона - първото синтетично влакно. Първоначално Кародърс работи като счетоводител, но по-късно се интересува от химия и посещава университета в Илинойс. Още в третата година той беше назначен да чете лекции по химия. През 1926 г. Харвардският университет го избира за професор по органична химия.

През 1928 г. съдбата на Кародърс прави рязък обрат. Най-големият химически концерн Dupont de Nemours го кани да ръководи лабораторията по органична химия. За него бяха създадени идеални условия: голям персонал, най-много модерно оборудване, свобода при избора на теми за изследване.

Това се дължи на факта, че година по-рано концернът прие стратегия за теоретични изследвания, вярвайки, че те в крайна сметка ще донесат значителна практическа полза и следователно печалба.

Така и стана. Лабораторията на Кародърс, изучаваща полимеризацията на мономерите, след три години упорита работа постига изключителен успех - те получават хлоропренов полимер. Въз основа на него през 1934 г. концернът DuPont започва промишлено производство на един от първите видове синтетичен каучук - полихлоропрен (неопрен), чиито качества могат успешно да заменят дефицитния естествен каучук.

Въпреки това Кародърс смята, че основната цел на неговите изследвания е производството на синтетично вещество, което може да се превърне във влакна. Използвайки метода на поликомпенсация, който изучава в Харвардския университет, Каротърс през 1930 г. получава полиестер в резултат на взаимодействието на етиленгликол и себацинова киселина, който, както се оказва по-късно, лесно се изтегля във влакна. Това вече беше голямо постижение. въпреки това практическо приложениетова вещество не би могло да има, тъй като лесно се омекотява от гореща вода.

Многобройни по-нататъшни опити за получаване на търговски синтетични влакна бяха неуспешни и Кародърс реши да спре да работи в тази посока. Ръководството на концерна се съгласи да затвори програмата. Ръководителят на химическия отдел обаче се противопостави на този изход от въпроса. С големи трудности той убеждава Кародърс да продължи изследванията си.

Преосмисляйки резултатите от работата си в търсене на нови начини за продължаването й, Кародърс насочи вниманието си към наскоро синтезирани полимери, съдържащи амидни групи в молекулата - полиамиди. Този избор се оказа изключително плодотворен. Експериментите показват, че някои полиамидни смоли, изцедени през фильор, направен от тънка медицинска спринцовка, образуват нишки, от които могат да се направят влакна. Използването на нови смоли изглежда много обещаващо.

След нови експерименти Каротърс и неговите помощници на 28 февруари 1935 г. получават полиамид, от който е възможно да се произвеждат здрави, еластични, еластични, водоустойчиви влакна. Тази смола, изолирана в резултат на реакцията на хексаметилендиамин с адипинова киселина, последвано от нагряване на получената сол (AG) във вакуум, беше наречена "полимер 66", тъй като изходните продукти съдържаха 6 въглеродни атома. Тъй като те работиха върху създаването на този полимер едновременно в Ню Йорк и Лондон, влакното от него беше наречено "найлон" - след началните букви на тези градове. Текстилните експерти са го намерили подходящ за производство на търговски прежди.

През следващите две години учените и инженерите на DuPont развиват в лабораторни условия технологични процесипроизводство на полимерни междинни продукти и найлонови прежди и изградена химическа пилотна инсталация.

На 16 февруари 1937 г. найлонът е патентован. След много експериментални цикли през април 1937 г. е получено влакно за експериментална партида чорапи. През юли 1938 г. строителството на пилотната инсталация е завършено.

На 29 април 1937 г., три дни след като Кародърс навършва 41 години, той умира от пиене на калиев цианид. Изключителният изследовател бил преследван от манията, че се е провалил като учен.

Разработката на найлон струва 6 милиона долара, повече от всеки друг обществен продукт. (За сравнение, Съединените щати са похарчили 2,5 милиона долара за разработване на телевизия.)

Външно найлонът прилича на естествена коприна и е близо до нея по химична структура. Въпреки това, по свой начин механична силанайлоновите влакна превъзхождат приблизително три пъти вискозната коприна, а естествената коприна - почти два пъти.

DuPont отдавна пази стриктно тайната на производствения си процес на найлон. И дори сама направи необходимото оборудване за това. И служителите, и продавачите на едро на стоките трябваше да подпишат споразумение за неразкриване на „найлонови тайни“.

Първият търговски продукт, който се появи на пазара, бяха четките за зъби с найлонови косми. Производството им започва през 1938 г. Найлоновите чорапи са демонстрирани през октомври 1939 г., а в началото на 1940 г. Уилмингтън започва да произвежда найлонови влакна, които плетачните фабрики закупуват за производството на чорапи. Благодарение на взаимното споразумение между търговските фирми, чорапи от конкурентни производители се появяват на пазара в същия ден: 15 май 1940 г.

Масовото производство на найлонови продукти започва едва след Втората световна война, през 1946 г. И въпреки че оттогава са се появили много други полиамиди (найлон, перлон и др.), найлонът все още се използва широко в текстилната промишленост.

Ако през 1939 г. световното производство на найлон е само 180 тона, то през 1953 г. то достига 110 хиляди тона.

През 50-те години корабите са правени от найлонова пластмаса. лопаткови витлаза кораби с малък и среден тонаж.

През 40-50-те години на ХХ век. Появиха се и други синтетични полиамидни влакна. Така найлонът беше най-разпространеният в СССР. Като суровина за производството му се използва евтин фенол, произведен от каменовъглен катран. От 1 тон фенол можете да получите около 0,5 тона смола, а от него можете да направите найлон в количества, достатъчни за направата на 20–25 хиляди чифта чорапи. Капронът се получава и от нефтопродукти.

През 1953 г. за първи път в света в СССР в пилотен промишлен мащаб е проведена реакция на полимеризация между етилен и тетрахлорметан и е получен изходният продукт за промишлено производство на енантни влакна. Схемата за производството му е разработена от екип учени под ръководството на А. Н. Несмеянов.

По отношение на основните физични и механични свойства enant не само не е по-нисък от други известни полиамидни влакна, но и в много отношения превъзхожда найлона и найлона.

През 50-те–60-те години. миналия век започва производството на полиестерни и полиакрилонитрилни синтетични влакна.

Полиестерните влакна се образуват от стопилка на полиетилен терефталат. Те имат отлична устойчивост на топлина, запазвайки 50% здравина при 180°C и са устойчиви на огън и атмосферни влияния. Устойчив на разтворители и вредители: молци, мухъл и др. Нишката от полиестерни влакна се използва за производство на транспортни ленти, задвижващи ремъци, въжета, платна, риболовни мрежи, маркучи и като основа за гуми. Монофиламентът се използва за производство на мрежи за хартиени машини и струни за ракети. В текстилната промишленост нишките от полиестерни влакна се използват за производство на трикотаж, тъкани и др. Полиестерните влакна включват лавсан.

Полиакрилонитрилните влакна са подобни на свойствата на вълната. Те са устойчиви на киселини, основи и разтворители. От тях се изработват връхни дрехи, килими, тъкани за костюми. Смесени с памучни и вискозни влакна, полиакрилонитрилните влакна се използват за направата на бельо, завеси и брезенти. В СССР тези влакна се произвеждат под търговското наименование нитрон.

Много синтетични влакна се произвеждат чрез прокарване на стопилка или разтвор на полимер през финери с диаметър от 50 до 500 микрометра в камера със студен въздух, където нишките се втвърдяват и стават влакна. Непрекъснато оформената нишка се навива на калерче.

Ацетатните влакна се втвърдяват в горещ въздух, за да се изпари разтворителят, докато вискозните влакна се втвърдяват в утаителни вани със специални течни реагенти. Изтеглянето на влакна върху бобините по време на формирането се използва, за да се гарантира, че верижните полимерни молекули приемат по-ясен ред.

Свойствата на влакната се влияят от различни методи: чрез промяна на скоростта на екструзия, състава и концентрацията на веществата във ваната, промяна на температурата на предащия разтвор, ваната или въздушната камера, промяна на размера на отвора на филера.

Важна характеристика на якостните свойства на влакното е дължината на скъсване, при която влакното се счупва под въздействието на собствената си гравитация.

За естествените памучни влакна варира от 5 до 10 км, за ацетатната коприна - от 12 до 14, за естествената коприна - от 30 до 35, за вискозните влакна - до 50 км. Влакната, изработени от полиестери и полиамиди, имат голяма здравина. Например, найлонът има дължина на скъсване до 80 км.

Синтетичните влакна са заменили естествените влакна в много области. Общият обем на продукцията им е почти равен.

Въведение………………………………………………………………………………………3

1. Характеристики на синтетичните влакна………………………..…….3

2. Суровини за производство на синтетични влакна……………………..4

3. Производство на синтетични влакна…………………………………5

4. Използване на синтетични влакна……………………….…………11

Използвана литература………………………………………………………….12

Въведение

Синтетичните влакна се произвеждат от полимерни материали, получени чрез синтеза на прости вещества (етилен, бензен, фенол, пропилен и др.), които се произвеждат от петролни газове, петрол и въглищен катран. Синтетичен полимерни материали, предназначени за производство на влакна, са направени на базата на полимеризационни и поликондензационни смоли. В зависимост от условията на процесите на полимеризация и поликондензация се получават полимерни молекули, които са различни не само по размер, но и по структура. Съвременните методи за синтез на високомолекулни съединения позволяват чрез използване на различни мономери и промяна на условията на синтез да се получат съединения от всякакъв състав и следователно да се променят свойствата на полимера и получените от него влакна в желаната посока. . След като суровината е получена, процесът на производство на синтетични влакна се състои от предене и довършителни процеси. Синтетичните влакна се образуват от разтвор, както и от стопен или омекотен полимер.
Понастоящем по-голямата част от синтетичните влакна се използват в комбинация с естествени и изкуствени, което прави възможно производството на текстилни продукти, които отговарят на изискванията на потребителите.
Всички синтетични влакна, в зависимост от структурата на макромолекулите, се разделят на въглеродни вериги и хетеровериги. Най-широко използваните въглеродни верижни влакна са полиакрилонитрил, поливинилхлорид, поливинилалкохол, полиолефин, а хетероверижните влакна са полиамид и полиестер.

Характеристики на синтетичните влакна

Синтетичните влакна, за разлика от естествените и изкуствените, се характеризират с ниска абсорбция на влага, така че продуктите, направени от тях, изсъхват бързо. Ниската чувствителност към влага засяга и други свойства на тези влакна. По този начин техните физични и механични свойства почти не се променят при потапяне във вода. Тези влакна имат висока якост както във въздушно-сухо, така и във влажно състояние, което разширява обхвата на тяхното приложение. Важно свойство на синтетичните влакна е химическата инертност. Така найлонът и анидът са устойчиви на основи, лавсанът е устойчив на киселини, свойствата на хлорина не се променят под въздействието на киселини, основи, окислители и други реагенти. Синтетичните влакна са устойчиви на бактерии, микроорганизми, мухъл и молци.
Синтетичните влакна обаче се различават по много свойства. Например, найлоновите влакна се характеризират с висока устойчивост на абразия, нитронните влакна - до слънчева светлинаИ атмосферни влияния, а лавсанът има много ниско остатъчно удължение. Синтетичните влакна имат редица недостатъци. По този начин ниската абсорбция на влага значително усложнява боядисването на тези влакна, насърчава натрупването на електростатични заряди върху повърхността им и намалява хигиенните свойства, което ограничава използването на тези влакна за производство на бельо и детски продукти.

2. Суровини за производство на синтетични влакна

Синтетичните влакна са влакна, получени чрез синтез на полимери, състоящи се от естествени нискомолекулни вещества (C, H, O, N и др.) В резултат на реакция на полимеризация или поликондензация. Полимерите се синтезират от продукти за преработка на нефт, газ и въглища (бензен, фенол, етилен, ацетилен, амоняк, циановодородна киселина), които се произвеждат в огромни количества в химически заводи. Чрез промяна на състава на изходните продукти е възможно да се променят структурата и свойствата на синтетичните полимери и влакната, получени от тях.

Синтетичните влакна имат химичен състав, който не може да се намери сред естествените материали.

Синтетичните влакна са химически влакна, образувани от синтетични полимери, получени чрез реакции на полимеризация или поликондензация от съединения с ниско молекулно тегло (мономери).

В сравнение с изкуствените влакна, синтетичните влакна имат висока устойчивост на износване, ниско намачкване и свиване, -. но се характеризират с ниски хигиенни свойства.

Нова обещаваща посока в развитието на синтетичните влакна е развитието на технологията за производство на ултратънки

влакна (микровлакна). Именно с тях текстилните работници свързват възможността за производство на удобни платове и плетива. Използването на микрофибри дава възможност да се получат материали с подобрени хигиенни свойства, тъкани, които са меки, еластични, драпируеми, водоустойчиви и с добри хигиенни свойства.

Полиестерни влакна (полиетилен терефталат - PET, лавсан, полиестер)- синтетични влакна, образувани от сложни хетероверижни полимери. Полиетилентерефталатните влакна се образуват от стопилка на полиестер терефталова киселина и етиленгликол.

В световното производство на синтетични влакна тези влакна заемат първо място. Влакното Lavsan се характеризира с устойчивост на гънки, което превъзхожда по този показател всички текстилни влакна, включително вълна. Така продуктите от лавсанови влакна се мачкат 2-3 пъти по-малко от вълнените изделия. В материалите на целулозна основа, за да се намали намачкването им, към сместа се добавят 45-55% лавсанови влакна.

Mylar влакното има много добра устойчивост на светлина и атмосферни влияния, второ след нитроновото влакно по този показател. Поради тази причина е препоръчително да се използва в продукти за пердета-тюл, сенници и тенти. Mylar влакното е едно от топлоустойчивите влакна. Той е термопластичен, благодарение на което продуктите запазват добре плисирания и гофриран ефект. По отношение на устойчивостта на абразия и огъване лавсановите влакна са малко по-ниски от найлоновите влакна. Влакното има висока якост, натоварването на скъсване на влакното е 49-50 cN/tex, на нишката - 29-39 cN/tex, и добра деформируемост (относителното удължение при скъсване е съответно 35^0 и 17-35%). . Влакното е устойчиво на разредени киселини и основи, но се разрушава, когато е изложено на концентрирана сярна киселина и гореща основа. Dacron гори с жълт, опушен пламък, образувайки черна, неразрушима топка в края.

Въпреки това лавсановите влакна имат ниска хигроскопичност (до 1%), лоша способност за боядисване, повишена твърдост,

Текстилстоки

електрификация и пилабилност. Освен това хапчетата остават на повърхността на продуктите дълго време.

Полиамидни влакна (найлон, дедерон, найлон)- вид синтетични влакна, образувани от стопилка на полиамиди - хетероверижни, полимери, съдържащи амидни групи (- CO - MH 2) в основната верига и получени чрез методи на полимеризация (например от е-капролактам) или поликондензация на дикарбоксилни киселини ( или техните естери) и диамини. Най-широко използвани са найлоновите влакна, образувани от поли-е-капроамид, който е продукт на полимеризацията на е-капроамид.

Положителните свойства на найлоновите влакна включват: висока якост и деформационни свойства: натоварването на скъсване на влакното е 32-35 cN/tex, нишката е 36-44 cN/tex и удължението при скъсване е 60-70 и 20-45% , съответно и най-високо изработени от текстилни влакна, устойчиви на абразия и огъване. Тези ценни свойства на найлоновите влакна се използват, когато се смесват с други влакна, за да се получат по-устойчиви на износване материали.

По този начин въвеждането на 5-10% найлонови влакна във вълнена тъкан повишава нейната устойчивост на абразия с 1,5-2 пъти. Найлоновите влакна също имат ниско намачкване и свиване и са устойчиви на микроорганизми.

При температура 170 °C найлонът омеква, а при 210 °C се топи. Попаднал в пламъка, найлонът се топи, запалва се трудно и гори със синкав пламък. Ако разтопената маса започне да капе, горенето спира, в края се образува разтопена кафява топка и се усеща миризмата на восък.

Найлоновите влакна обаче имат относително ниска хигроскопичност (3,5-4%), така че хигиенните свойства на продуктите, изработени от такива влакна, са ниски. В допълнение, найлоновото влакно има достатъчна твърдост, силно е електрифицирано, нестабилно е на светлина, основи, минерални киселини и има ниска устойчивост на топлина. На повърхността на продуктите, изработени от найлонови влакна, се образуват хапчета, които поради високата здравина на влакната се задържат в продукта и не изчезват по време на износване.

Полиакрилонитрилни влакна (PAN, акрил, нитрон, or-lon, curtel)- синтетични влакна, получени от полиакрилонитрил или съполимери, съдържащи повече от 85% акрилонитрил. Пол и акрилов нитрил се получават чрез радикална полимеризация на акрилонитрил. Влакната, направени от съполимери, съдържащи 40-85% акрилонитрил, обикновено се наричат ​​модакрил.

Нитрон -най-мекото, копринено и топло синтетично влакно. Той превъзхожда вълната по топлозащитни свойства, но отстъпва дори на памука по устойчивост на абразия. Силата на нитрона е половината от тази на найлона, а хигроскопичността му е много ниска (1,5%). Нитронът е киселиноустойчив, устойчив на всички органични разтворители и микроорганизми, но се разрушава от основи.

Има ниско намачкване и свиване. Превъзхожда всички текстилни влакна по устойчивост на светлина. При температура 200-250 °C нитронът се размеква. Нитронът гори с жълт, опушен пламък с проблясъци, образувайки плътна топка в края.

Влакното е крехко, не се боядисва добре, силно се наелектризира и се набива, но хапчетата, поради ниските си якостни свойства, изчезват по време на износване.

За отстраняване на недостатъците - ниска хигроскопичност и лоша способност за боядисване, е създадена широка гама модифицирани PAN влакна - модакрилни влакна.

Поливинилхлоридни влакна.Произвежда се от поливинилхлорид - PVC влакна и от перхлорвинил - хлор. Влакната се характеризират с висока химическа устойчивост, ниска топлопроводимост, много ниска хигроскопичност (0,1-0,15%) и способност да натрупват електростатични заряди при триене върху човешката кожа, което има терапевтичен ефект при ставни заболявания. Недостатъците са ниска устойчивост на топлина (продуктите могат да се използват при температури не по-високи от 70 ° C) и нестабилност на светлина и атмосферни условия.

Влакна от поливинил алкохол (винол)получени от поливинил алкохол. Винолът има средна хигроскопичност (5%), степента на набъбване във вода е 150-200% и има висока стабилност.

Текстилни стоки

устойчивост на абразия, на второ място след полиамидните влакна, и оцветява добре.

Полиолефинови влакнаполучени от стопилка на полиетилен и полипропилен. Това са най-леките текстилни влакна, продуктите от тях не потъват във вода. Устойчиви са на абразия, химически агенти и имат висока якост на опън. Недостатъците са ниска устойчивост на светлина и ниска устойчивост на топлина.

Полиуретанови влакна (спандекс, ликра, еластин)спадат към еластомерите, тъй като имат изключително висока еластичност (разтегливост до 800%). Те са леки, меки, устойчиви на светлина, пране и пот. Недостатъците включват ниска хигроскопичност (1-1,5%), ниска якост, ниска устойчивост на топлина.

В табл 2.1 показва символите на видовете текстилни влакна.

Таблица 2.1Символи за видовете текстилни влакна

Край на масата. 2.1