Химия

 


 

Производство

Сырье и энергия
Сера и серная кислота
Связанный азот
Удобрения и химикаты
Силикаты
Кислоты щелочи хлор
Металлы
Алюминий
Чугун и сталь
Полупроводники
Топливо
Органический синтез
Синтетические соединения
История химии
Химия земли
Химия и научно-технический прогресс
Химия в быту



Яндекс.Метрика

Волокнистые материалы

Волокнистые материалы подразделяются на естественные (натуральные) и химические.
Естественные волокна по своему происхождению в свою очередь подразделяются на три группы: 1) волокна, добываемые из растений,— хлопок, лен, пенька, джут; 2) волокна животного происхождения,— шерсть, шелк; 3) волокна, добываемые из некоторых минералов,— асбест или горный лен.
Химическими волокнами называются тонкие, прочные и гибкие нити, образующиеся при переработке растворов или расплавов разнообразных полимерных соединений. Химические волокна подразделяются на две группы: 1) искусственные волокна, получаемые из растворов природных полимеров и их производных,— целлюлоза и ее эфиры, белки; 2) синтетические волокна, получаемые из растворов или расплавов синтетических полимеров.
Естественные волокна
В природе встречается множество различных видов волокон, однако лишь немногие из них используют для переработки в текстильной промышленности. Это объясняется тем, что к волокнам текстильная промышленность предъявляет определенные требования. Они должны быть прочными, гибкими, не слишком короткими и достаточно тонкими. Из естественных волокон этим требованиям отвечают лишь хлопок, шерсть, лен, натуральный шелк и некоторые другие.
Хлопок. Из волокон хлопка изготовляют хлопчатобумажные ткани, а из последних — одежду и различные изделия.
Из хлопка-сырца (хлопок с семенами) на хлопкоочистительных заводах получают чистые хлопковые волокна, прессуют их в кипы и отправляют на текстильные фабрики, где из них вырабатывают вату, пряжу, ткани и т. д. Из семян хлопка производят хлопковое масло, широко применяемое в промышленности и в качестве пищевого продукта.
Хлопковое волокно представляет собой сплющенную трубочку, извитую вдоль оси, что хорошо можно видеть под микроскопом. Такая структура хлопка способствует хорошему сцеплению волоконец друг с другом в процессе прядения, и они легко превращаются в нить требуемой тонкости, обладающей способностью вытягиваться и усаживаться. Этим и объясняется эластичность пряжи и ткани.
Необработанный хлопок содержит 87—91% чистой целлюлозы, 7—8% влаги, 0,4—0,5% жиров и воска и 4—5% других примесей.
Лен. Льняное волокно добывают из стебля растения путем соответствующей обработки. Содержание целлюлозы в нем 65—89%.
Другие виды волокна растительного происхождения (из пеньки, джута) имеют сравнительно небольшое применение и служат главным образом для изготовления технических изделий (брезенты, канаты).
Шерсть. Представляет собой сложное белковое вещество, так называемый кератин, который содержит в своей молекуле кроме углерода, водорода, кислорода, азота, еще и серу, чем и отличается от всех других волокон. Наибольшее применение имеет шерсть овец.
Натуральный шелк. Получают из коконов шелковичного червя в виде тончайших застывших нитей. Каждый шелковичный червь выпускает до 3000 м шелковины на один кокон. Эти коконы подвергаются на фабриках переработке, т. е. их разматывают на специальных шелкомотальных машинах. При размотке получается около 25—30% шелка-сырца, а остальные как отходы идут на выработку нитей более низкого качества. Шелководство требует затрат огромного труда, поэтому натуральный шелк является дорогим текстильным материалом.
По своему строению волокно натурального шелка ничего общего не имеет с хлопком, льном, шерстью. Шелковые нити очень гладки и однородны, поэтому натуральный шелк и изделия из него имеют блестящую эластичную и ровную поверхность.
Волокно натурального шелка очень тонко. А прочность почти такая же, как у стальной проволоки. Натуральный шелк, как и шерсть, очень гигроскопичен.

Искусственные волокна
Сырьем для производства искусственных волокон служит целлюлоза древесины или хлопок (линтер). Целлюлозу вырабатывают на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности, а на предприятиях искусственного волокна из целлюлозного сырья путем химической и механической обработки получают несколько видов волокон: вискозные, ацетатные и медно-аммиачные.
Вискозное волокно. Изготовляют из целлюлозы древесины обработкой щелочью и сероуглеродом. При этом получается вязкий раствор, который пропускают через многочисленные отверстия маленького диаметра (фильеры). В результате образуются тонкие волокна. Из 1 м3 древесины можно получить 200 кг целлюлозы, а из нее 160 кг нитей. Из этого волокна получают 1500 м ткани, из которой можно сшить 600 женских костюмов или сделать 4000 пар чулок.
Ацетатное волокно. Получают из короткого хлопкового волокна путем обработки уксусной кислотой и уксусным ангидридом в присутствии серной кислоты.
Медно-аммиачное волокно. Получают путем растворения короткого хлопкового волокна в аммиачном растворе окиси меди с последующим осаждением жидкости.
Нити искусственных волокон напоминают натуральный шелк: они однородны, гладки, эластичны и блестящи, однако менее прочны, чем натуральный шелк, особенно в мокром виде. Во влажном состоянии прочность их уменьшается до 50%. поэтому надо избегать сильного трения, натяжения, кручения и продолжительного нагревания изделий из искусственных волокон во влажном состоянии.
При высушивании прочность волокон восстанавливается. Сушить их можно при 105—110° С.

Синтетические волокна
Синтетические волокна получают из синтетических высокомолекулярных соединений (полимеров). В зависимости от исходного сырья они подразделяются на несколько групп. Из них наиболее распространенные следующие группы и виды волокон: полиамидные: капрон, анид, энант; полиэфирные: лавсан; полиакрилонитрильные: нитрон; поливинилхлоридные: хлорин; волокно на основе поливинилового спирта: винол.
Исходным сырьем для производства большинства синтетических волокон является нефть и нефтяные газы.
Общий принцип получения синтетических волокон. (формования) заключается в получении вязкого концентрированного прядильного раствора и продавливании этого раствора через сетчатые фильеры. Образующиеся нити бесконечной Длины наматывают на специальные болванки.
Таким образом, технологический процесс производства большинства синтетических волокон аналогичен процессу производства искусственных волокон.
Капрон. Исходным материалом для производства этого волокна служит капролактам, получаемый путем сложной химической переработки фенола или бензола — продуктов переработки нефти.
Капроновое волокно обладает высокой устойчивостью к истиранию, действию многократных деформаций (кручение, изгибы и т. д.), большой прочностью на разрыв, малой теплопроводностью; не гниет, не горит, выдерживает 70°ный мороз, его не поедает моль. Применяется для выработки капронового шелка и штапеля, капронового корда, рыболовных снастей, морских канатов и т. д.
В быту широко применяются капроновые ткани, трикотаж, чулочно-носочные изделия, ковры, искусственные меха и т. п.
С каждым годом расширяется диапазон применения капрона как в быту, так и в промышленности.
Известно, что авто- и авиапокрышки, изготовленные на капроновом корде, имеют значительно больший срок службы (ходимость), чем покрышки на вискозном и хлопчатобумажном корде.
Используя высокую прочность капронового волокна, из него вырабатывают пряжу особой крутки: эластик и мэрон.
Эластик — объемное, пушистое и сильно растяжимое капроновое волокно, из него изготовляют безразмерные чулочно-носочные и трикотажные изделия.
Мэрон — условное название нового вида малоэластичной капроновой пряжи, такой же пушистой и объемной, как эластик.
Интересно отметить, что из природных волокон невозможно получить пряжу, аналогичную эластику и мэрон. Однако нужно знать и о недостатках капронового волокна, а именно: он мало гигроскопичен (т. е. плохо впитывает влагу), сравнительно нетеплостоек.
Анид. Технология его получения почти такая же, как капрона. Исходным продуктом служит органическое вещество, так называемая АГ-соль. Эта соль представляет собой белый кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде. Сырьем для получения АГ-соли служит адипиновая кислота.
По своим свойствам волокно анид несколько отличается от капрона. Оно более теплостойко и упруго. Его широко применяют как для изготовления текстильных изделий,- так и для технических целей, в частности для изготовления кордной ткани.
Энант. Технология его получения та же, что и капрона. Исходными материалами для его производства служат четыреххлористый углерод и этилен.
Энант по многим физико-химическим и физико-механическим показателям имеет сходство с капроном, но превосходит его по стойкости к действию света и тепла. По устойчивости к свету он превосходит также все натуральные и большинство химических волокон.
Лавсан. Исходным продуктом для получения лавсана является параксилол, который образуется при соответствующей переработке бензиновых фракций. Затем из параксилола р метилового спирта получают диметиловый эфир терефталевой кислоты— диметилтерефталат (сокращенно ДМТ)—белый, кристаллический порошок. Температура плавления его 141° С. ДМТ растворяют в этиленгликоле, при этом образуется другой продукт, так называемый диэтилолтерефталат, из которого путем конденсации получают высокомолекулярную смолу — лавсан. Эту смолу выпускают в специальную ванну, где она охлаждается и затвердевает. После чего эту твердую массу измельчают и вырабатывают из нее подобное шерсти синтетическое волокно лавсан. Волокна лавсана вырабатывают так же, как и волокна капрона.
Лавсан обладает высокой прочностью, хорошими теплозащитными свойствами, устойчивостью к свету, истиранию, непогоде. Текстильные изделия из лавсана не мнутся, сохраняют приданную им форму длительное время, даже при стирке и химчистке.
Волокно лавсан выпускают в виде непрерывной нити и в виде штапеля. Штапель-лавсан используют для выработки высококачественных камвольных тканей, из которых изготовляют костюмы и пальто. Из лавсана производят бельевые ткани.
Лавсановый войлок можно использовать в качестве подкладки для одежды, обуви.. На истираемость он прочнее, чем шерстяной.
Из лавсана, так же как и из капрона, получают малоэластичную пряжу — мэлан, которая имеет вид шерстяной, не свойлачивается и более пушиста, чем мэрон.
Нитрон. Получают из полиакрилонитрила. По внешнему виду он напоминает шерсть: пушист, легок, тонок и мало сминается. Из всех известных видов природных, искусственных и синтетических волокон нитрон обладает наибольшей светостойкостью. По термостойкости он уступает только волокну лавсан.
Он не боится моли и плесени, не подвергается действию атмосферных влияний.
Благодаря своим ценным качествам нитрон находит широкое применение. Его используют в смеси с хлопком, льном и другими синтетическими волокнами в целях улучшения свойства изделия.
Нитрон применяется для производства костюмных, пальтовых, бельевых тканей, искусственной цигейки и каракуля, гардин, ковров, одеял, обивочных материалов для мебели и автомашин и для многих других целей.
Хлорин. Получают формованием из ацетоновых) растворов перхлорвинила. Обладает хорошей устойчивостью к истиранию, не горит, не гниет, не боится моли, устойчив к многократным изгибам, не гигроскопичен и не набухает в воде, поэтому в мокром состоянии сохраняет достаточно высокую прочность. Однако теплоемкость его очень низкая. При нагревании до 70—75° хлорин размягчается и деформируется, а при более высокой температуре разлагается.
Хлорин находит широкое применение для выработки фильтровальных и других технических тканей: спецодежды, сетей, а также ковров и различных технических изделий. В последнее время волокно хлорин используют также для изготовления медицинского белья.
Винол. Получают формованием из поливинилового спирта. По сравнению с другими синтетическими волокнами винол достаточно гигроскопичен, что позволяет изготовлять из него самые разнообразные ткани, включая бельевые. Из некоторых видов этого волокна вырабатывают специальные медицинские ткани, нити, вату, марлю.
Стеклянное волокно. Получают формованием из расплавленной стекольной массы при 1400°. Это волокно в настоящее время все шире применяется в качестве электроизоляционного теплостойкого материала и для изготовления фильтровальных тканей, устойчивых к действию различных химических реагентов, а также при производстве специальных армированных стеклопластиков.
Стеклянное волокно обладает повышенной хрупкостью, поэтому для изготовления текстильных изделий широкого потребления (ткани, трикотаж) не применяется.
Мы привели очень краткую характеристику наиболее распространенных синтетических волокон. Однако видов синтетических волокон очень много и из года в год выпуск их расширяется.
В разных странах одно и то же синтетическое волокно называется по-разному (например, капрон, перлон и силон), что нередко создает путаницу. Это отчасти возникает потому, что методы их обработки в данной стране несколько отличные.
Учитывая, что в наших магазинах продаются изделия, изготовленные как из синтетических волокон отечественного производства, так и импортных, приводим ниже названия наиболее распространенных волокон.




Меню раздела

Моющие средства
Кислоты
Соли
Растворы и растворители
Полимерные материалы
Пластмассы
Каучуки, латексы, резина
Волокнистые материалы
Действие химических веществ на текстильные материалы
Составы для выведения пятен
Составы для стирки текстильных изделий
Красители
Подготовка изделий к крашению
Крашение шерстяных изделий
Крашение полушерстяных изделий
Крашение изделий из натурального шелка
Крашение полушелковых изделий
Крашение изделий из искусственных волокон
Крашение изделий из необработанной шерсти
Крашение универсальными красителями
Крашение кожаных изделий
Клеи
Замазки
Лаки
Эмали
Дезинфицирующие средства
Средства для дезодорации
Препараты против насекомых
Препараты против грызунов
Препараты для уничтожения паразитов
Природа холода
Охлаждение путем испарения воды
Лед и охлаждение льдом
Рассольное охлаждение
Почвы, их состав и свойства
Минеральные удобрения
Стимулирование роста растений
Препараты для обработки растений и семян
Препараты для борьбы с сорняками
Защита растений от холода
Химические средства для выращивания растений
Режим питания растений
Правила обращения с химикатами
Несовместимые химикаты
Отравление
Термические ожоги


 

© 2011 Химическая промышленность
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.