Syntetické vlákna. Syntetické polyamidové vlákno

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Syntetické vlákna sa začali priemyselne vyrábať v roku 1938. V súčasnosti je ich už niekoľko desiatok. Všetky majú spoločné to, že východiskovým materiálom sú zlúčeniny s nízkou molekulovou hmotnosťou, ktoré sa chemickou syntézou premieňajú na polyméry. Rozpustením alebo roztavením výsledných polymérov sa pripraví zvlákňovací alebo zvlákňovací roztok. Sú tvarované z m alty alebo taveniny a potom dokončené.

Odrody

V závislosti od vlastností, ktoré charakterizujú štruktúru makromolekúl, sa syntetické vlákna zvyčajne delia na heteroreťazce a karbochainy. Medzi prvé patria tie, ktoré sa získavajú z polymérov, v ktorých makromolekulách sú okrem uhlíka aj ďalšie prvky – dusík, síra, kyslík a iné. Patria sem polyester, polyuretán, polyamid apolymočovina. Syntetické vlákna s uhlíkovým reťazcom sa vyznačujú tým, že ich hlavný reťazec je tvorený atómami uhlíka. Táto skupina zahŕňa polyvinylchlorid, polyakrylonitril, polyolefín, polyvinylalkohol a obsahujúce fluór.

Polyméry, ktoré slúžia ako základ na získanie heteroreťazcových vlákien, sa získavajú polykondenzáciou a produkt sa formuje z taveniny. Karboreťazce sa získavajú reťazovou polymerizáciou a k ich tvorbe zvyčajne dochádza z roztokov, v ojedinelých prípadoch z tavenín. Môžete zvážiť jedno syntetické polyamidové vlákno, ktoré sa nazýva siblon.

Vytvoriť a používať

Slovo siblon je pre mnohých úplne neznáme, no skôr na etiketách odevov bolo možné vidieť skratku VVM, pod ktorou sa skrývalo vysokomodulové viskózové vlákno. Výrobcom sa vtedy zdalo, že takéto meno bude vyzerať krajšie ako siblon, ktorý by sa dal spájať s nylonom a nylonom. Tento typ syntetického vlákna je vyrobený z vianočného stromčeka, bez ohľadu na to, ako báječne vyzerá.

Funkcie

Siblon sa objavil na začiatku 70. rokov minulého storočia. Ide o vylepšenú viskózu. V prvej fáze sa celulóza získava z dreva, izoluje sa v čistej forme. Jeho najväčšie množstvo sa nachádza v bavlne – asi 98 %, no vynikajúce nite sa získavajú z bavlnených vlákien aj bez nej. Preto na výrobu celulózyčastejšie sa používa drevo, najmä ihličnaté, kde ho obsahuje 40-50% a zvyšok sú nepotrebné zložky. Pri výrobe syntetických vlákien sa musia zlikvidovať.

Proces tvorby

Syntetické vlákna sa vyrábajú postupne. V prvej fáze sa uskutočňuje proces varenia, počas ktorého sa všetky nadbytočné látky prenesú z drevených triesok do roztoku a dlhé polymérne reťazce sa rozložia na samostatné fragmenty. Tu samozrejme nestačí iba horúca voda, pridávajú sa rôzne činidlá: natróny a iné. Len rozvlákňovaním s prídavkom síranov vzniká buničina, ktorá je vhodná na výrobu siblonu, pretože zadržiava menej nečistôt.

Keď je buničina už strávená, posiela sa na bielenie, sušenie a lisovanie a potom sa presúva tam, kde je to potrebné - to je výroba papiera, celofánu, kartónu a vlákien, teda hlavná výroba. Čo sa s ňou stane ďalej?

Následné spracovanie

Ak chcete získať syntetické a prírodné vlákna, musíte najskôr pripraviť roztok na pradenie. Celulóza je pevná látka, ktorá sa nedá ľahko rozpustiť. Preto sa zvyčajne premieňa na vo vode rozpustný ester kyseliny ditiokarbónovej. Proces premeny na túto látku je dosť zdĺhavý. Najprv sa celulóza spracuje horúcou alkáliou, potom sa vytlačí a súčasne sanepotrebné položky. Po vylisovaní sa hmota rozdrví a následne sa umiestni do špeciálnych komôr, kde začína predzrievanie – molekuly celulózy sa oxidatívnym odbúravaním takmer rozpolia. Ďalej alkalická celulóza reaguje so sírouhlíkom, čo umožňuje získať xantát. Ide o oranžovo sfarbenú hmotu pripomínajúcu cesto, ester kyseliny ditiokarbónovej a východiskový materiál. Toto riešenie sa pre svoju viskozitu nazývalo „viskóza“.

Nasleduje filtrácia na odstránenie posledných nečistôt. Rozpustený vzduch sa uvoľňuje „varením“éteru vo vákuu. Všetky tieto operácie vedú k tomu, že xantát sa stáva ako mladý med - žltý a viskózny. V tomto bode je spriadacie riešenie úplne pripravené.

Získavanie vlákien

Roztok sa pretlačí cez zvlákňovacie dýzy. Umelé syntetické vlákna sa nespriadajú len tradičným spôsobom. Táto operácia sa ťažko porovnáva s jednoduchou textíliou, správnejšie by bolo povedať, že ide o chemický proces, ktorý umožňuje, aby sa z miliónov prúdov tekutej viskózy stali pevné vlákna. Na území Ruska sa z celulózy získava viskóza a siblon. Druhý typ vlákna je jeden a pol krát pevnejší ako prvý, vyznačuje sa väčšou odolnosťou voči zásadám, tkaniny z neho vyrobené sú hygroskopické, menej sa krčia a krčia. A rozdiely vo výrobných procesoch viskózy a siblonu sa prejavia v momente, keď sú novonarodené syntetické vlákna v zrážacom kúpeli za zvlákňovačmi.

Chémia na pomoc

Na získanie viskózy sa do kúpeľa naleje kyselina sírová. Je určený na rozklad éteru, výsledkom čoho sú čisté celulózové vlákna. Ak je potrebné získať siblon, do kúpeľa sa pridáva síran zinočnatý, ktorý čiastočne zabraňuje hydrolýze éteru, takže nite budú obsahovať zvyškový xantát. A čo to dáva? Vlákna sa potom naťahujú a tvarujú. Keď sú v polymérnych vláknach zvyšky xantátu, ukazuje sa, že reťazce polymérnej celulózy sa naťahujú pozdĺž osi vlákna a nie sú usporiadané náhodne, čo je typické pre bežnú viskózu. Po vytiahnutí sa zväzok vlákien nareže na špajdle dlhé 2-10 milimetrov. Po niekoľkých ďalších procedúrach sa vlákna lisujú do balíkov. Na výrobu 500 kilogramov buničiny stačí tona dreva, z ktorej sa vyrobí 400 kilogramov siblonového vlákna. Spriadanie buničiny trvá asi dva dni.

Čo chystá Siblon?

V osemdesiatych rokoch sa tieto syntetické vlákna používali ako prísady do bavlny, aby sa nite lepšie spriadali a nelámali. Siblon sa používal na výrobu substrátov pre umelú kožu a používal sa aj pri výrobe azbestových produktov. V tom čase technológovia nemali záujem vytvoriť niečo nové, na realizáciu plánu bolo potrebných čo najviac vlákien.

Na Západe sa v tom čase používali vysokomodulové viskózové vlákna na výrobu látok, ktoré boli lacné a odolné v porovnaní sbavlna, no zároveň dobre absorbuje vlhkosť a dýcha. Teraz Rusko nemá svoje vlastné bavlnené regióny, takže veľké nádeje sa vkladajú do siblona. Len dopyt po ňom zatiaľ nie je príliš vysoký, keďže látky a odevy domácej výroby takmer nikto nekupuje.

Polymérové vlákna

Väčšinou sa delia na prírodné, syntetické a umelé. Prírodné sú tie vlákna, ktorých tvorba prebieha v prírodných podmienkach. Zvyčajne sa zaraďujú podľa pôvodu, ktorý určuje ich chemické zloženie, na živočíchy a rastliny. Prvé pozostávajú z bielkovín, konkrétne karoténu. Je to hodváb a vlna. Tie sú tvorené celulózou, lignínom a hemicelulózou.

Umelé syntetické vlákna sa získavajú chemickým spracovaním polymérov, ktoré existujú v prírode. Patria sem acetátové, viskózové, alginátové a proteínové vlákna. Surovinou na ich výrobu je síranová alebo sulfitová drevná buničina. Umelé vlákna sa vyrábajú vo forme textilných a kordových nití, ako aj vo forme striže, ktorá sa spolu s inými vláknami spracováva pri výrobe rôznych tkanín.

Syntetické polyamidové vlákno sa získava z umelo odvodených polymérov. Ako surovina v tomto procese sa používajú polymérne vlákna, tvorené z flexibilných makromolekúl mierne rozvetvenej alebo lineárnej štruktúry, ktoré majú významnú hmotnosť - viac ako 15 000 atómovýchjednotky hmotnosti, ako aj veľmi úzku distribúciu molekulovej hmotnosti. V závislosti od typu sú syntetické vlákna schopné mať vysoký stupeň pevnosti, významnú hodnotu vo vzťahu k predĺženiu, elasticite, odolnosti voči viacnásobnému zaťaženiu, nízkym zvyškovým deformáciám a rýchlemu zotaveniu po odstránení zaťaženia. Preto sa okrem použitia v textíliách používali ako výstužné prvky pri výrobe kompozitov a to všetko umožnilo dosiahnuť špeciálne vlastnosti syntetických vlákien.

Záver

V posledných rokoch je možné pozorovať veľmi stabilný nárast počtu pokrokov vo vývoji nových polymérových vlákien, najmä para-aramidových, polyetylénových, tepelne odolnej, kombinovanej štruktúry jadro-plášť heterocyklické polyméry, ktoré zahŕňajú rôzne častice, ako je striebro alebo iné kovy. Teraz už nylon nie je vrcholom inžinierstva, pretože teraz existuje obrovské množstvo nových vlákien.