това са изкуствени влакна, произведени от синтетични полимери. Синтетичните влакна се предят или от полимерна стопилка (полиамид, полиестер, полиолефин), или от полимерен разтвор (полиакрилонитрил, поливинилхлорид, поливинил алкохол) по сух или мокър метод.

Произвеждат се под формата на текстилни и кордови нишки, монофиламенти и щапелни влакна. Разнообразието от свойства на изходните синтетични полимери позволява да се получат синтетични влакна с различни свойства, докато възможностите за вариране на свойствата на изкуствените влакна са много ограничени, тъй като те се образуват практически от един полимер (целулоза или нейни производни). Синтетичните влакна се характеризират с висока якост, водоустойчивост, износоустойчивост, еластичност и устойчивост на химически реагенти.

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

Литература: Технология за производство на химически влакна. М., 1965г.

Най-важните групи синтетични влакна, намиращи се в текстилната промишленост са са полиамиди, полиестери, полиакрилни, полипропенови и хлоридни влакна.Общите свойства на синтетичните влакна са лекота, здравина и устойчивост на износване. Могат да се навиват под въздействието на топлина, да се изстискват и да им се придава желаната стабилна форма. Синтетичните влакна абсорбират много малко или никаква влага, така че продуктите, направени от тях, се перат лесно и бързо се изсушават. Поради слабата им способност да абсорбират влагата, те не са толкова удобни за носене по тялото, колкото естествените влакна.

Прототипът на процеса на получаване на химически нишкипроцесът на образуване на нишка от копринена буба по време на къдрене на пашкул. Съществуващата през 80-те години на 19 век хипотеза, че копринената буба изстисква течността, образуваща влакна, през копринените отделящи жлези и по този начин върти нишката, е в основата на технологичните процеси за образуване на химически нишки.

Литературни източници за тази статия:
Голяма съветска енциклопедия;
Калмикова Е.А., Лобацкая О.В. Материалознание на шевното производство: Учеб. Помощ, Минск: Vysh. shk., 2001412s.
Малцева Е.П., Материалознание за производството на облекло, - 2-ро изд., Рев. и допълнително Москва: Лека и хранителна промишленост, 1983,232.
Бузов Б.А., Модестова Т.А., Алименкова Н.Д. Материалознание на шевното производство: Учеб. за университети, 4-то изд., преработено и разширено, М., Legprombytizdat, 1986 - 424.

От историята на синтетиката

Производството на синтетични влакна започва с пускането на поливинилхлоридни влакна (Германия) през 1932 г. През 1940 г. най-известното синтетично влакно, полиамид (САЩ), е произведено в промишлен мащаб. Промишленото производство на полиестерни, полиакрилонитрилни и полиолефинови синтетични влакна се осъществява през 1954-60 г.

От 1931 г., освен бутадиеновия каучук, няма синтетични влакна и полимери, а единствените известни тогава материали на базата на естествен полимер - целулоза - се използват за производството на влакна.

Революционни промени настъпват в началото на 60-те години, когато след обявяването на добре позната програма за химизиране на националната икономика, индустрията на нашата страна започва да овладява производството на влакна на основата 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 дойде разбирането, 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, способни да работят в агресивна среда. Ето защо химиците и технолозите са насочили всичките си усилия към създаването на нови полимери с високи експлоатационни характеристики и методи на тяхната обработка. И те постигнаха резултати в този бизнес, понякога надвишавайки резултатите от подобни дейности на известни чуждестранни фирми.

В началото на 70-те години кевларовите влакна (САЩ), поразяващи въображението със силата си, се появяват в чужбина, малко по-късно - Twaron (Холандия), Technora (Япония) и други, направени от ароматни полимери, наричани общо арамиди. На базата 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, противопожарни облекла, въжета, задвижващи ремъци, конвейерни ленти и много други продукти.

Съвременна синтетика

полиамид

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

Търговски наименования: Найлон, Антрон, Енкалон.

полиестер

Здраво, светлоустойчиво влакно без бръчки, използвано главно в конфекция, тапицерия и имитация на вата.

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

полиакрил

Меко, леко, топло влакно, което е от голямо значение при производството на прежда за ръкоделие. Продуктите от полиакрил са меки и изглеждат "вълнени". Те са топли, защото пухкавият материал може да улови много въздух. Полиакрилните влакна са сравнително евтини и се използват много с вълна.

Търговски наименования: Дралон, Куртел, Орион, Акрилан.

Полипропилен

Преди това влакното се използваше само за тъкани за тапицерия, но през последните години областта на приложение се разпространи в производството на чорапогащи и спортни облекла, както и прежди за ръкоделие. Полипропеновите влакна са издръжливи, добри за грижа, не абсорбират влагата и насочват влагата, излъчвана от топлината, във външните слоеве на дрехите, оставяйки постоянно усещане за сухота. Следователно полипропенът е най-подходящ за производството на спортно облекло.

Търговско наименование: Meraklon.

Хлоридни влакна

Хлоридните влакна се свиват силно под въздействието 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, хлоридното влакно се свива повече от другите влакна и издърпва преждата, което я прави пухкава. Тяхното хлоридно влакно се произвежда от т.нар. бельо срещу ревматизъм, тъй като статичният заряд на влакното доказано има аналгетичен ефект.

Търговски наименования: Rhovyl, Thermovyl.

Полимерни разтвори или стопилки се използват за образуване на:

• монофиламент - единични нишки
• сложни прежди, състоящи се от ограничен брой нишки (от 3 до 200), се използват за производството на тъкани и трикотаж
• 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 (подробности за облекло, обувки)

Получаване на суровини за производство на синтетика

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

За получаване на вискозни влакна в мелниците за целулоза и хартия дървесината се натрошава и се вари в алкален разтвор. Резултатът е сива каша, която се избелва и пресова в картонени листове. Картонът се изпраща в заводи за химически влакна за по-нататъшна обработка и производство на влакна.

Суровини за синтетични влакнаполучени чрез реакции на синтез (полимеризация и поликондензация) на полимери от прости вещества (мономери) в предприятия на химическата промишленост. Тази суровина не изисква предварителна обработка.

Полимеризацияе процес на получаване на полимери чрез последователно прикрепване на молекули на вещество с ниско молекулно тегло (мономер) към активен център в края на растящата верига. Мономерната молекула, като част от веригата, образува нейното мономерно зърно. Броят на такива единици в една макромолекула се нарича степен на полимеризация.

Поликондензацияе процес на получаване на полимери от би- или полифункционални съединения (мономери), придружен от освобождаване на странично нискомолекулно вещество (вода, алкохол, халогеноводород и др.).

Въртящо решение

Нарича се разтворът или стопилката на полимера, от който се образуват нишките въртящ се разтвор.

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

Разтварянето на полимера се извършва за полимери, имащи евтин и леснодостъпен разтворител. Разтворите се използват за изкуствени и някои синтетични (полиакрилонитрил, поливинил алкохол, поливинилхлорид) влакна.

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

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

Смесване на полимери от различни партиди. Извършва се за повишаване на хомогенността на разтвора, за да се получат влакна с еднакви свойства навсякъде. Смесването е възможно както след получаване на разтвора, така и в суха форма преди разтваряне (разтопяване) на полимера.

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

Обезвъздушаване на разтвора. Извършва се, за да се отстранят въздушните мехурчета от въздушните мехурчета, които, попадайки в отворите на центрофугата, разкъсват образуваните влакна. Обезвъздушаването се извършва чрез поддържане на разтвора във вакуум. Стопилката не се подлага на обезвъздушаване, тъй като в разтопената маса практически няма въздух.

Въвеждане на различни добавки. Добавянето на малко количество нискомолекулни вещества със специфични свойства прави възможно промяната на свойствата на получените влакна. Например, за да се увеличи степента на белота, се добавят оптични избелители и се добавя титанов диоксид, за да придобие мъгла. Въвеждането на добавки може да придаде бактерицидни, огнеустойчиви и други свойства на влакната. Добавките, без да влизат в химическо взаимодействие с полимера, се намират между неговите молекули.

Оформяне на влакна

Процесът на предене на влакна се състои от следните стъпки:

• прокарване на разтвора за предене през отворите на центрофугата,
• втвърдяване на течащите потоци,
• навиване на получените нишки на приемни устройства.

Разтворът за предене се подава към предателната машина, за да върти влакната. Работните органи, които директно осъществяват процеса на образуване на химически влакна на предачни машини, са дюзи за предене. Матриците се изработват от огнеупорни метали - платина, неръждаема стомана и др. - под формата на цилиндрична капачка или диск с отвори.

В зависимост от предназначението и свойствата на преденото влакно, броят на дупките в матрицата, техният диаметър и форма могат да бъдат различни (кръгли, квадратни, под формата на звезди, триъгълници и др.). При използване на матрици с профилни отвори в напречното сечение се получават профилирани прежди с различни конфигурации на напречното сечение или с вътрешни канали. За образуването на двукомпонентни (от два или повече полимери) нишки, отворите на центрофугата се разделят чрез преграда на няколко (две или повече) части, всяка от които се доставя със собствен разтвор за предене.

При оформяне на нишки от нишки се използват матрици с малък брой отвори: от 12 до 100. Нишките, образувани от една филаментна нишка, се комбинират в една сложна (филаментна) прежда и се навиват на калерче. При производството на щапелни влакна се използват финерети с брой дупки от десетки хиляди. Влакната, събрани заедно от няколко филаменти, образуват сноп, който след това се нарязва на щапелни влакна с определена дължина.

Разтворът за предене се дозира през отворите на центрофугата. Изтичащите потоци навлизат в средата, което кара полимера да се втвърди под формата на фини влакна. В зависимост от средата, в която полимерът се втвърдява, се прави разлика между мокри и сухи методи на формоване.

Когато влакната се предят от полимерен разтвор в нелетлив разтворител (например влакна от вискоза, медно-амоняк, поливинил алкохол), нишките се втвърдяват, попадайки във ваната за утаяване, където химично или физикохимично взаимодействие със специален разтвор, съдържащ различни реактиви. Това е „мокър“ процес на формоване (Фигура 2а).

Ако предене 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 „сух” процес на формоване (фиг. 2b).

Когато се формова от полимер (например полиамидни, полиестерни, полиолефинови влакна), средата, която причинява втвърдяване на полимера, е студен въздух или инертен газ (Фигура 2в).

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

Разтворът за предене се изтегля едновременно в процеса на преобразуване на потоци от вискозна течност в тънки влакна, този процес се нарича изтегляне на финерета.

Изкуствените влакна и нишки непосредствено след формоването не могат да се използват за производството на текстилни материали. Те изискват допълнителна обработка.

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

Но в резултат на голямото изправяне на макромолекулите нишките стават по-малко разтегливи. Такива влакна и произведени от тях продукти подлежат на последващо свиване по време на суха и мокра обработка при повишени температури. Следователно става необходимо да се излагат нишките термореактивнатермична обработка в опънато състояние. В резултат на топлинното втвърдяване се получава частично свиване на нишките поради придобиването на извита форма от макромолекулите, като се запазва тяхната ориентация. Формата на преждата се стабилизира, намалява се последващото свиване както на самите влакна, така и на продуктите, произведени от тях по време на СТО.

Довършителни работи с влакна

Финалът зависи от условията на предене и вида на влакното.

• Отстраняването на примеси и примеси е необходимо при производството на нишки с мокър метод. Операцията се извършва чрез измиване на нишките във вода или различни разтвори.
• Избелването на филаменти или влакна се извършва чрез обработка с оптични избелители * за последващо боядисване на влакната в светли и ярки цветове.
• Повърхностната обработка (aviage, дресинг, оразмеряване) е необходима, за да се направят нишките способни за последваща текстилна обработка. При такава обработка се увеличава плъзгането и мекотата, намалява се повърхностната адхезия на нишките и тяхното счупване, намалява се наелектризирането и т.н.
• Сушенето на прежди след мокро предене и обработка с различни течности се извършва в специални сушилни.
• Обработката на текстил включва следните процеси:
  Фиксиране на усукване и усукване - за свързване на нишките и увеличаване на тяхната здравина.
  Пренавиване - за увеличаване на обема на пакетите с прежда.
  Сортиране - за оценка на качеството на нишките.

Оптични избелители

Оптичните избелители са флуоресцентни избелители, безцветни или слабо оцветени органични съединения, способни да абсорбират ултравиолетовите лъчи в района на 300-400 mmk и да ги превръщат в синя или виолетова светлина с дължина на вълната 400-500 mmk, което компенсира липсата на сини лъчи в светлината, отразена от материала. Безцветните материали придобиват висока степен на белота, докато цветните придобиват яркост и контраст.

Синтетични тъкани - гости от бъдещето

Леките, здрави, издръжливи и красиви синтетични материали заемат все по-силна позиция на съвременния текстилен пазар. Поради висока производителност и ниска цена, синтетичните тъкани се наричат ​​​​материал на бъдещето.

В съзнанието на много хора ясно е заложена аксиомата „Естествените тъкани са добри, но синтетичните са лоши“. В същото време мнозинството нарича всички материали синтетични, с изключение на памук, лен, коприна и вълна.

Важно е да знаете! 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 в процеса на синтезиране на етилен, бензен или фенол, произведени от природен газ, нефт и въглища.

Историята на синтетичните тъкани започва преди малко повече от половин век, когато малко преди Втората световна война е синтезиран нов материал от водещия химик на американската фабрика "DuPont" Wallace Carothers, който е наречен "найлон".

Тази блестяща гладка материя, приятна на допир, веднага беше търсена за производството на дамски чорапи. През годините на войната найлонът се използва за нуждите на армията, от него се правят платове за парашути и камуфлажни мрежи.

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

Химическата индустрия не стои на едно място и сега броят на имената на синтетичните тъкани надхвърли сто. Съвременните технологии дават възможност за получаване на материали с предварително определени свойства.

Класификация на синтетичните влакна

Тъканите от синтетични влакна се различават в зависимост от суровините, използвани при производството. Всички съвременни материали могат да бъдат разделени на няколко вида.

Полиамидни влакна

Тази група включва найлон, найлон, анид и други. Най-често се използват 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. Устойчив на абразия, гъбички и микроби.

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

Полиестерни влакна

Най-яркият представител на тази група синтетични материали е лавсан, който наподобява тънка вълна на външен вид. В някои страни лавсанът е известен като терилен или дакрон.

Влакната Lavsan, добавени към вълнените тъкани, осигуряват издръжливост и намаляват намачкването.

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 козина.

Полиуретанови влакна

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

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

Отрицателни страни: слабо пропусклива за въздух, нехигроскопична, има ниска устойчивост на топлина. Използват се при производството на трикотажни платове за шиене на връхни дрехи, анцузи, трикотаж.

Полиолефинови влакна

Тези най-евтини синтетични конци са направени от полиетилен и полипропилен. Основната употреба е производството на килими, 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! Не толкова отдавна беше открито основното предимство на полиолефиновите влакна - способността им да отблъскват водата, докато остават сухи. Благодарение на това влакната се използват при производството на водоотблъскващи продукти - палатки, дъждобрани и др.

Синтетика не означава лошо

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

1. Издръжливост. За разлика от "естествените", синтетиката абсолютно не подлежи 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 своята стабилност 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 гънки. Продуктите от химически влакна не се набръчкват при носене и перфектно запазват формата си. Синтетичните дрехи могат да се закачат на закачалка, без да се страхуват от разтягане.
5. Ниска себестойност. Тъй като производството на тези тъкани се основава на евтини суровини, продуктите от тях са достъпни за всяка категория купувачи.

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

Недостатъците са незаменими

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

Списък на основните недостатъци на синтетиката:

1. Намалена хигроскопичност. Синтетичните дрехи не абсорбират добре влагата, топлообменът е нарушен, човешкото тяло се изпотява.
2. Абсорбиране на миризми. Някои тъкани са способни да натрупват неприятни миризми и да ги разпространяват до следващото пране.
3. Вероятността от алергии. Хората със склонност към алергични реакции могат да получат кожно дразнене 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.

Докато дрехите, изработени от 100% синтетика, могат да предизвикат разбираеми опасения сред купувачите, добавянето на химически влакна към естествените тъкани само подобрява техните свойства, което ги прави по-безопасни и по-екологични.

Важно! Материалите от смесени влакна са еластични, не се набръчкват при носене, не изискват гладене, не предизвикват алергии при хора с чувствителна кожа.

Накратко за най-известните синтетични тъкани

Най-често срещаните синтетични материали включват:

• акрилни. Суровината за тази тъкан се получава от природен газ. По своите свойства акрилът се доближава до естествената вълна. Той запазва топлината добре, така че връхните дрехи често се шият от него. Не се страхува от молци, не избледнява на слънце и запазва яркостта на цвета за дълго време.

Основният недостатък на акрила е образуването на пелети с продължително износване.

• ... Промишленото производство на тази тъкан е установено през 80-те години на миналия век. По отношение на мекота и комфорт при носене, руното е сравнимо с естествената вълна или козина.

Материята е много лека, еластична, дишаща и топли. Руното е лесно за грижа: може да се пере в пералня и не е необходимо да се глади. Облеклото от руно е чудесно за разходки, дейности на открито, като материали за халати и пижами.

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

• полиестер. Сами по себе си полиестерните влакна са здрави 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 си качества, полиестерните тъкани са най-добрият материал за шиене на пердета, пердета, домашен текстил - покривки, кувертюри, салфетки.

В допълнение, гладкостта и копринеността на полиестера се използва при производството на женско бельо.

• ... Платът е разработен в Япония и за първи път видя бял свят през 1975 г. Влакното е толкова тънко, че 100-километрово чиле прежда тежи само пет грама.

Микрофибърът се измива добре, съхне бързо, запазва формата си за дълго време и запазва цвета си. Той перфектно абсорбира влагата, така че най-често се използва за направата на домакински стоки: салфетки, парцали, кърпи и др.

Всяка година асортиментът от синтетични тъкани се увеличава, те придобиват нови и по-съвършени характеристики, стремейки се да задоволят нуждите на най-взискателните клиенти.

Синтетични влакна

В продължение на хиляди години човечеството използва за своите нужди естествени влакна от растителен (лен, памук, коноп) и животински (вълна, коприна) произход. Освен това са използвани и минерални материали като азбест.

Тъканите, направени от тези влакна, са били използвани за производството на облекло, технически нужди и др.

Поради нарастването на населението на Земята естествените влакна станаха оскъдни. Ето защо имаше нужда от техни заместители.

Първият опит за получаване на коприна по изкуствен път е направен през 1855 г. от французина Одемар на базата на нитроцелулоза. През 1884 г. френският инженер Г. Шардоне разработи метод за производство на изкуствено влакно - нитросилка, а от 1890 г. се организира широко разпространено производство на изкуствена коприна по нитратния метод с оформяне на нишки с помощта на предки. Особено ефективно се оказа това, което започна през 90-те години на XIX век. производство на вискозна коприна. Впоследствие този метод стана най-разпространен и сега коприна от 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 е почти неразличима от естествената. Той е ниско хигроскопичен и за разлика от вискозната коприна не се набръчква. Ацетатната коприна се използва широко в електротехниката като изолационен материал. По-късно е открит метод за получаване на ацетатно влакно с изключително висока якост (корд с напречно сечение 1 cm 2 може да издържи натоварване от 10 тона).

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

В навечерието на Първата световна война в целия свят са произведени само 11 хиляди тона изкуствени влакна, а след 25 години производството на изкуствени влакна изтласква производството на естествена коприна. Ако през 1927 г. производството на вискозна и ацетатна коприна е 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 както следва. 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 фабрики. При синтезиране на синтетични влакна от по-прости вещества се получават по-сложни високомолекулни съединения, докато изкуствените материали се образуват поради разрушаването на много по-сложни молекули (например влакнести молекули при производството на метилов алкохол чрез суха дестилация на дървесина).

През 1935 г. американският химик У. Кародърс открива найлона, първото синтетично влакно. Кародърс първо работи като счетоводител, но по-късно започва да се интересува от химия и постъпва в Университета на Илинойс. Още на третата си година той е инструктиран да изнася лекции по химия. През 1926 г. е избран за професор по органична химия от Харвардския университет.

През 1928 г. настъпва рязък обрат в съдбата на Кародърс. Най-големият химически концерн "DuPont de Nemours" го покани да оглави лабораторията по органична химия. За него бяха създадени идеални условия: голям персонал, най-модерно оборудване, свобода при избора на изследователски теми.

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

И така се случи. Лабораторията на Кародърс, изследваща полимеризацията на мономерите, след три години упорита работа постига изключителен успех - получава полимер на хлоропрен. На негова основа през 1934 г. концернът DuPont започва индустриално производство на един от първите видове синтетичен каучук - полихлоропрен (неопрен), който по своите качества може успешно да замени дефицитния естествен каучук.

Въпреки това, Кародърс вярвал, че основната цел на неговото изследване е да получи такова синтетично вещество, което може да се превърне във влакна. Използвайки метода на поликомпенсация, с който се занимаваше в Харвардския университет, Кародърс през 1930 г. получава полиестер в резултат на взаимодействието на етиленгликол и себацинова киселина, която, както се оказа по-късно, лесно се изтегля във влакно. Това вече беше голямо постижение. Това вещество обаче не може да има практическа употреба, 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 закрие програмата. Началникът на химическия отдел обаче се противопостави на този изход на случая. С голяма трудност той убеди Кародърс да продължи изследванията си.

Преразглеждайки резултатите от работата си в търсене на нови начини да я продължи, Кародърс обърна внимание на наскоро синтезираните полимери, съдържащи амидни групи в молекулата - полиамиди. Този избор се оказа изключително плодотворен. Експериментите показват, че някои полиамидни смоли, изстискани през матрица, направена от фина медицинска спринцовка, образуват нишки, от които могат да бъдат направени влакна. Използването на нови смоли изглеждаше много обещаващо.

След нови експерименти Каротърс и неговите помощници получават полиамид на 28 февруари 1935 г., от който е възможно да се произведе здраво, еластично, еластично, водоустойчиво влакно. Тази смола, изолирана в резултат на реакцията на хексаметилендиамин с адипинова киселина, последвано от нагряване във вакуум на получената сол (AG), е наречена "полимер 66", тъй като изходните продукти съдържат 6 въглеродни атома. Тъй като са работили върху създаването на този полимер едновременно в Ню Йорк и Лондон, влакното от него получи името "найлон" - след началните букви на тези градове. Специалистите по текстил са установили, че е подходящ за търговско производство на прежди.

През следващите две години учени и инженери от Du Pont разработиха в лабораторията процеса за производство на полимерни междинни продукти и найлонови прежди и построиха пилотна химическа инсталация.

На 16 февруари 1937 г. найлонът е патентован. След много експериментални цикли през април 1937 г. са получени влакна за експериментална партида чорапи. През юли 1938 г. е завършено изграждането на пилотен завод.

На 29 април 1937 г., три дни след като Кародърс навърши 41 години, той почина след прием на калиев цианид. Изключителният изследовател беше преследван от манията, че не успява като учен.

Разработването на найлон струваше 6 милиона долара, повече от всеки друг продукт за обществена употреба. (За сравнение, Съединените щати похарчиха 2,5 милиона долара за развитие на телевизия.)

Външно найлонът прилича на естествена коприна и се доближава до нея по химическа структура. Въпреки това, по отношение на своята механична якост, найлоновите влакна превъзхождат вискозната коприна с около три пъти, а естествената - почти два пъти.

DuPont отдавна пазят тайните на производствения процес на найлон. И дори сама направи необходимото оборудване. Както служителите, така и търговците на едро на стоките трябваше да подпишат споразумение за неразкриване на „найлоновите тайни“.

Първият комерсиален продукт, който се появи на пазара, бяха четките за зъби с найлон. Освобождаването им започва през 1938 г. Найлоновите чорапи са демонстрирани през октомври 1939 г., а в началото на 1940 г. в Уилмингтън се произвеждат найлонови влакна, които фабриките за трикотажни изделия купуват за производство на чорапи. Благодарение на взаимно споразумение между търговските компании, чорапи от конкурентни производители се появяват на пазара в същия ден: 15 май 1940 г.

Масовото производство на найлонови изделия започва едва след Втората световна война, през 1946 г. И въпреки че оттогава се появиха много други полиамиди (найлон, перлон и др.), Найлонът все още се използва широко в текстилната индустрия.

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

През 50-те години на миналия век корабните витла за малки и средни тонажни кораби се изработват от найлонова пластмаса.

През 40-50-те години на XX век. се появяват и други синтетични полиамидни влакна. Така че в СССР найлонът беше най-разпространеният. Като изходна суровина за производството му се използва евтин фенол, произведен от каменовъглен катран. От 1 тон фенол може да се получи около 0,5 тона смола, а от нея може да се направи найлон в количество, достатъчно за производството на 20-25 хиляди чифта чорапи. Капронът се получава и от рафинирани нефтени продукти.

През 1953 г. за първи път в света в СССР в експериментално-индустриален мащаб е проведена реакция на полимеризация между етилен и тетрахлорметан и е получен първоначалният продукт за промишлено производство на енантни влакна. Схемата за неговото производство е разработена от екип от учени под ръководството на А. Н. Несмеянов.

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

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

Полиестерните влакна се образуват от полиетилентерефталатна стопилка. Те имат отлична топлоустойчивост, запазват 50% якост при 180°C, огнеустойчиви и устойчиви на атмосферни влияния. Устойчив на разтворители и вредители: молци, мухъл и др. Полиестерната прежда се използва за производството на конвейерни ленти, задвижващи ремъци, въжета, платна, риболовни мрежи, маркучи, като основа за гуми. Монофиламентът се използва за производство на мрежи за хартиени машини, струни за ракети. В текстилната промишленост нишка от полиестерни влакна се използва за производство на трикотаж, платове и др. Полиестерните влакна включват лавсан.

Полиакрилонитрилните влакна са подобни по свойства на вълната. Устойчиви са на киселини, основи и разтворители. Използват се за производството на горни трикотажни изделия, килими и платове за костюми. В смес с памучни и вискозни влакна, полиакрилонитрилните влакна се използват за производството на бельо, завеси, брезенти. В СССР тези влакна се произвеждат под търговското наименование нитрон.

Много синтетични влакна се произвеждат чрез принуждаване на стопилка или полимерен разтвор през фидери с диаметър 50 до 500 микрометра в камера със студен въздух, където се втвърдяват и се превръщат във влакна. Непрекъснато оформената нишка се навива върху калерче.

Ацетатните влакна се втвърдяват в горещ въздух, за да се изпари разтворителят, а вискозните влакна се втвърдяват в утаителни вани със специални течни реагенти. Разтягането на влакната върху калерчетата по време на формирането се използва, за да могат молекулите на полимерната верига да придобият по-ясен ред.

Свойствата на влакната се влияят от различни методи: чрез промяна на скоростта на екструдиране, състава и концентрацията на веществата във ваната, чрез промяна на температурата на разтвора за предене, ваната или въздушната камера, чрез промяна на размера на отвора на центрофугата.

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

За естествени памучни влакна варира от 5 до 10 км, ацетатна коприна - от 12 до 14, естествена - от 30 до 35, вискозна влакна - до 50 км. Полиестерните и полиамидните влакна са по-издръжливи. Така че при найлона дължината на счупване достига 80 км.

Синтетичните влакна заменят естествените в много области. Общият обем на производството 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. Прилагане на синтетични влакна …………………………………. ………… 11

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 нефтени газове, нефт и каменовъглен катран. Синтетичните полимерни материали, предназначени за производство на влакна, се произвеждат 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 необходимите посока. След като се получи изходният материал, производственият процес на синтетични влакна се състои от формоване и довършителни процеси. Синтетичните влакна се образуват от разтвор, както и от разтопен или омекотен полимер.
В момента по-голямата част от синтетичните влакна се използват в комбинация с естествени и изкуствени, което прави възможно разработването на текстил, който отговаря на изискванията на потребителите.
Всички синтетични влакна, в зависимост от структурата на макромолекулите, се разделят на въглеродно-верижни и хетеро-верижни. От въглерод-верижните влакна най-широко използвани са полиакрилонитрил, поливинилхлорид, поливинил алкохол, полиолефин, а от хетеро-веригата, 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 други свойства на тези влакна. Така техните физични и механични свойства почти не се променят при потапяне във вода. Тези влакна имат висока якост както във въздушно-сухо състояние, така и във влажно състояние, което разширява тяхното поле на приложение. Важно свойство на синтетичните влакна е химическата инертност. И така, найлонът и анидът са устойчиви на действието на основи, лавсанът - на действието 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 - на слънчева светлина и атмосферни влияния, а лавсанът - с много ниско остатъчно удължение. Синтетичните влакна имат няколко недостатъка. И така, ниската абсорбция на влага значително усложнява боядисването на тези влакна, насърчава натрупването на електростатични заряди върху повърхността им, намалява хигиенните свойства, което ограничава използването на тези влакна за производството на бельо и детски продукти.

2. Суровини за производство на синтетични влакна

Синтетични влакна - влакна, получени чрез синтеза 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 рафинирани продукти на нефт, газ и въглища (бензол, фенол, етилен, ацетилен, амоняк, циановодородна киселина), които се получават 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 получените от тях влакна.

Синтетичните влакна имат химичен състав, който не се среща в естествените материали.

Синтетичните влакна са изкуствени влакна, образувани от синтетични полимери, получени чрез реакции на полимеризация или поликондензация от нискомолекулни съединения (мономери).

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

Нова обещаваща посока в развитието на синтетични влакна е разработването на технология за производство на ултрафини

влакна (микрофибри). Именно с тях текстилните работници свързват възможността за изработване на удобни тъкани и трикотаж. Използването на микрофибри дава възможност за получаване на материали с подобрени хигиенни свойства, тъкани, характеризиращи се с мекота, еластичност, драпиране, водоустойчивост и добри хигиенни свойства.

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

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

Влакното Lavsan има много добра устойчивост на светлина и атмосферни влияния, на второ място след нитронното влакно. Поради тази причина е препоръчително да се използва в продукти от завеси-тюл, тента, палатка. Влакното Lavsan е едно от топлоустойчивите влакна. Той е термопластичен, благодарение на което продуктите запазват добре плисирания и гофрирания ефект. По отношение на устойчивостта на абразия и огъване, миларовите влакна са малко по-ниски от найлоновите влакна. Влакното има висока якост, натоварването на скъсване на влакното е 49-50 cN / tex, преждата е 29-39 cN / tex и има добра деформируемост (относителното удължение на скъсване е 35 ^ 0 и 17-35%, съответно ). Влакното е устойчиво на разредени киселини и основи, но се разгражда, когато е изложено на концентрирана сярна киселина и гореща основа. Лавсан гори с жълт опушен пламък, образувайки черна нетриваща се топка в края.

Въпреки това, миларното влакно има ниска хигроскопичност (до 1%), лоша боядисване, повишена твърдост,

Текстилпродукти

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

Полиамидни влакна (найлон, дедерон, найлон)- вида на синтетичните влакна, изпредени от стопилката на полиамиди - хетеровериги, полимери, съдържащи амидни групи в основната верига (- CO - MH 2) и получени чрез методи на полимеризация (например от е-капролактам) или поликондензация на дикарбоксилни киселини ( или техните естери) и диамини. Най-разпространени 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: натоварване на влакна - 32-35 cN / tex, нишки - 36-44 cN / tex и удължение при скъсване, съответно 60-70 и 20-45%, т.к. както и най-големият, изработен от текстилни влакна, устойчиви на абразия и огъване. Тези ценни свойства на найлоновите влакна се използват, когато се въвеждат в смес с други влакна, за да се получат по-устойчиви на износване материали.

По този начин въвеждането на 5-10% найлоново влакно във вълнената тъкан 1,5-2 пъти повишава нейната устойчивост на абразия. Найлоновите влакна също имат ниска гънка и свиване, устойчивост на действието на микроорганизми.

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

Найлоновите влакна обаче са сравнително ниски хигроскопични (3,5-4%), поради което хигиенните свойства на продуктите, направени от такива влакна, са ниски. В допълнение, найлоновите влакна имат достатъчна твърдост, са силно електрифицирани, нестабилни на светлина, алкали, минерални киселини и имат ниска устойчивост на топлина. На повърхността на продуктите, изработени от найлонови влакна, се образуват хапчета, които поради високата якост на влакната остават в продукта и не изчезват по време на износване.

Полиакрилонитрилни влакна (PAN, акрил, нитрон, или-лон, kurtel)- синтетични влакна, получени от полиакрилонитрил или съполимери, съдържащи повече от 85% акрилонитрил. Подовият и акрилнитрилът се получават чрез радикална полимеризация на акрилонитрила. Влакната от съполимери, съдържащи 40-85% акрилонитрил, обикновено се наричат ​​модакрилни влакна.

нитрон -най-мекото, копринено и "най-топлото" синтетично влакно. По отношение на топлозащитните свойства той превъзхожда вълната, но по устойчивост на абразия е по-нисък дори от памука. Силата на нитрона е половината от тази на найлона, хигроскопичността е много ниска (1,5%). Нитронът е киселинноустойчив, устойчив на всички органични разтворители, микроорганизми, но се разрушава от алкали.

Притежава ниска гънка и свиване. Превъзхожда всички текстилни влакна по светоустойчивост. При температура 200-250 ° C нитронът омекотява. Нитрон гори с жълт опушен пламък с проблясъци, образувайки твърда топка в края.

Влакното е крехко, лошо оцветено, силно наелектризирано и пилинг, но хапчетата изчезват по време на износване поради техните ниски якостни свойства.

За да се премахнат недостатъците – ниска хигроскопичност и лошо оцветяване, е създадена широка гама от модифицирани PAN влакна – модакрилни влакна.

Полипилхлоридни влакна.Произвежда се от поливинилхлорид - PVC влакно и от перхлорвинил - хлор. Влакната се отличават с висока химическа устойчивост, ниска топлопроводимост, много ниска хигроскопичност (0,1-0,15%), способност да натрупват електростатични заряди при триене върху човешката кожа, които имат лечебен ефект при заболявания на ставите. Недостатъците са ниска топлоустойчивост (продуктите могат да се използват при температури не по-високи от 70 ° C) и нестабилност на светлина и светло време.

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

Текстилни стоки

с устойчивост на абразия, на второ място след полиамидните влакна, може да се боядисва добре.

Полиолефинови влакнаполучени от стопилки на полиетилен и полипропилен. Това са най-леките текстилни влакна, продуктите от тях не потъват във вода. Те са устойчиви на абразия, действието на химикали и се отличават с висока якост на опън. Недостатъците са ниска светоустойчивост и ниска топлоустойчивост.

Полиуретанови влакна (спандекс, ликра, еластин)принадлежат към еластомерите, тъй като имат изключително висока еластичност (удължение до 800%). Притежават лекота, мекота, устойчивост на светлина, пране, пот. Недостатъците включват ниска хигроскопичност (1-1,5%), ниска якост, ниска топлоустойчивост.

Таблица 2.1 показва символите на видовете текстилни влакна.

Таблица 2.1Символи на видовете текстилни влакна

Краят на масата. 2.1