Химические волокна в зависимости от исходного сырья подразделяются на три основные группы:
Искусственные волокна получают из природных органических полимеров (например, целлюлозы, казеина, протеинов) путем извлечения полимеров из природных веществ и химического воздействия на них.
Многие путают искусственные и синтетические волокна. Синтетические волокна имеют химический состав, подобный которому не встретить среди природных материалов. Другое дело искусственные волокна. Искусственные волокна получают из полимеров, встречающихся в природе в готовом виде (целлюлоза, белки). Например, вискоза, это та же целлюлоза, что и в хлопке. Только вискозу прядут из древесных волокон. Чтобы получить из "дров" мягкие нити, необходимы разные химические процессы.
Синтетические волокна вырабатываются из синтетических органических полимеров, полученных путем реакций синтеза* (полимеризации** и поликонденсации***) из низкомолекулярных соединений (мономеров), сырьем для которых являются продукты переработки нефти и каменного угля. Синтетические волокна (нити) - формируют из полимеров, не существующих в природе, а полученных путем синтеза из природных низкомолекулярных соединений. В качестве исходного сырья для получения синтетических волокон используют продукты переработки газа, нефти и каменного угля (бензол, фенол, этилен, ацетилен...). Вид полученного полимера зависит от вида исходных веществ. По названию исходных веществ дается и название полимеру. Синтетические полимеры получают путем реакций синтеза (полимеризации или поликонденсации) из низкомолекулярных соединений (мономеров). Синтетические волокна формуют либо из расплава или раствора полимера по сухому или мокрому методу.
Производство синтетических волокон развивается более быстрыми темпами, чем производство искусственных волокон. Это объясняется доступностью исходного сырья и разнообразием свойств исходных синтетических полимеров, что позволяет получать синтетические волокна с различными свойствами, в то время как возможности варьировать свойства искусственных волокон очень ограничены, поскольку их формуют практически из одного полимера (целлюлозы или её производных).
Очень важно и то, что свойства синтетического волокна и получаемого из него материала, можно задавать наперед. Физико-механические и физико-химические свойства синтетических волокон можно изменять в процессах формования, вытягивания, отделки и тепловой обработки, а также путём модификации, как исходного сырья (полимера), так и самого волокна. Это позволяет создавать даже из одного исходного волокнообразующего полимера волокна химические, обладающие разными свойствами.
Именно поэтому, текстильные изделия нового поколения более адаптированы к потребностям человека, обладают многофункциональными и комфортными свойствами, комплиментарно поддерживают здоровье человека, позволяют существенно повысить безопасность среды его обитания. Как ни парадоксально, использование одежды на основе нового поколения "синтетики" позволяет повысить работоспособность организма в экстремальных условиях. В связи с этим синтетические волокна существенно потеснили натуральные и искусственные волокна в производстве некоторых видов изделий. Материалы из синтетических волокон очень активно используются для производства современной модной одежды, спецодежды, одежды для экстремальных условий и спорта.
Компании с мировыми именами целенаправленно занимаются разработкой новых синтетических материалов. В настоящее время существует несколько тысяч видов химических волокон, и число их увеличивается с каждым годом. Однако основную роль в производстве химических волокон в обозримом будущем составят уже известные выпускаемые химической промышленностью волокна с улучшенными свойствами. Современные синтетические материалы, значительно более прочны и долговечны, легки, меньше мнутся, быстрее сохнут. Они могут обладать свойством быстро впитывать и отводить конденсат от поверхности тела, предохранять тело от перенагревания или переохлаждения, химического воздействия, облучения и др.
К числу наиболее распространенных и известных видов относятся следующие синтетические волокна: полиуретановые, полиамидные, полиэфирные, полиакрилонитрильные, полиолефиновые, поливинилхлоридные, поливинилспиртовые.
Синтетические волокна отличаются огромным разнообразием, как по внешнему виду, так и по своим физическим свойствам.
Полиамидные (ПА) волокна, синтетические волокна, формуемые из расплавов или растворов полиамидов.
Полиамид (найлон) был самым первым синтетическим волокном. Он был изобретен в США в 1938 году доктором Уильямом Крузерсом в исследовательских лабораториях фирмы «Дюпон». Самыми первыми готовыми изделиями, в которых был использован полиамид, в 1940 году были чулки. Чулочные изделия, изготовленные из нейлона, обладали явными преимуществами перед аналогичными товарами из натуральных волокон: нейлон обеспечивал чулкам легкость, прочность и износоустойчивость.
В период с 1960 по 1982гг ПА нити были основным видом химических нитей. Народное имя «синтетика» долгое время относилось исключительно материалам из ПА нитей.
Отличительное свойство ПА волокон – высокая устойчивость к истиранию, по показателям которой они превосходят хлопковые волокна в 10 раз, шерстяные в 20 раз, вискозные в 50 раз. Особую ценность ПА волокон представляет их высокая формоустойчивость. Устойчивость ПА волокон к многократным изгибам в 10 раз превышает устойчивость хлопковых волокон.
Недостатки ПА волокон.
Малая термостойкость, С конца 60-х гг. 20 в. налажен выпуск полиамидных волокон из ароматических полиамидов, обладающих высокой термостойкостью. Максимальная рабочая температура волокон из алифатических полиамидов 80—150°С, волокон из ароматических полиамидов — 350—600°С. ПА волокна плохо устойчивы к действию света, особенно ультрафиолетовых лучей (в результате быстрого "старения" на свету желтеют, становятся ломкими и жесткими) ПА волокна не устойчивы к действию пота. Гигроскопичность невысокая. При относительной влажности воздуха 65% эти волокна поглощают 3,5-4% влаги. То, что ПА волокна не впитывают влагу, является причиной их повышенной электризуемости.
Применение ПА волокон и нитей.
Широко применяются для производства чулочно-носочных и трикотажных изделий, для производства швейных ниток, и галантерейных изделий (кружева, тесьмы, ленты), канатов, рыболовных сетей, конвейерных лент, корда, тканей технического назначения. А также для выработки различных видов тканей бытового назначения самостоятельно и в смеси с другими волокнами.
Полиэфирные (ПЭ) волокна. Имеют высокую термостойкость, превосходя по этому показателю все природные и большинство химических волокон. Они способны выдерживать длительную эксплуатацию при повышенных температурах. Устойчивость к истиранию и сопротивление многократным изгибам ПЭ волокон ниже, чем у полиамидных волокон, а ударная прочность выше. Обладают большой упругостью и низкой гигроскопичностью. Во влажном состоянии их механические свойства (прочность, растяжимость, сминаемость) практически не меняются. Это позволяет получать из ПЭ волокон изделия, хорошо сохраняющие форму. Ткани из таких волокон почти не мнутся, хорошо держат приданную форму, имеют малую усадку, быстро сохнут. Устойчивы к действию светопогоды, микроорганизмов, моли, коврового жучка, плесени.
Недостатки волокна.
Повышенная жесткость, склонность к пиллингу, повышенная электризуемость, низкая гигроскопичность и трудность крашения обычными методами.
Полиуретановые (ПУ) волокна. По механическим показателям ПУ волокна резко выделяются среди др. видов химических и натуральных волокон и во многом сходны с резиновыми нитями. Они придают текстильным материалам высокую эластичность, упругость, формоустойчивость и несминаемость. ПУ нити обладают большой устойчивостью к истиранию (в 20 раз больше, чем резиновая нить), устойчивостью к химическим реагентам. ПУ волокна довольно устойчивы к действию гидролитических агентов во время отделки, стирки, крашения; стойки в маслах, хлорсодержащих органических растворителях, кислотах, щелочах.
Недостатки ПУ волокна.
Под воздействием высокой температуры свойства волокна значительно ухудшаются. При 120°С, особенно в растянутом состоянии, происходит значительная потеря прочности. Под действием света ПУ волокна желтеют, а их механические свойства изменяются незначительно.
Применение ПУ волокон и нитей.
ПУ нити редко применяются в чистом виде, они чаще являются каркасными нитями, вокруг которых навиваются другие нити. Изделие из таких нитей характеризуется повышенной комфортностью за счет высокой эластичности и при этом сохраняет все лучшие свойства и полное ощущение того вида волокна, которое использовалось для внешней обмотки. Из них изготавливают эластичные ткани и трикотаж разнообразных видов. Эластичные нити и эластичные полотна – незаменимый материал для облегающих тело текстильных изделий широкого ассортимента, в том числе трикотажных спортивных, галантерейных и медицинских. ПУ волокна известны под торговыми названиями: эластан, лайкра, вайрин, спандекс, эспа, неолан, спанцель, ворин, линел, дорластан и др.
Полиэтиленовое волокно – синтетическое волокно, формуемое из расплава полиэтилена. Промышленное использование имеют сверхпрочные полиэтиленовые нити на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, полученные с высокими кратностями вытягивания и термостабилизированные.
Используются главным образом для технических целей, имеют следующие названия: спектра, дайнема, текмилон.
Полиакрилонитрильные (ПАН) волокна обладают хорошим комплексом потребительских свойств. По своим механическим свойствам ПАН волокна очень близки к шерсти, и в этом отношении они превосходят все остальные химические волокна. Их нередко называют «искусственной шерстью». Обладают светостойкостью, высокой прочностью и большой растяжимостью. Благодаря низкой гигроскопичности, эти свойства во влажном состоянии не изменяются. Изделия из них после стирки сохраняют форму. Изделия из них легко очищаются. Не повреждаются молью и микроорганизмами.
Недостатки ПАН волокон.
Низкая гигроскопичность, сравнительно большая жесткость, электризуемость.
Применение ПАН волокон.
Используются в производстве тканей для верхней одежды в смесях с шерстью, другими волокнами, верхнего трикотажа, искусственного меха. В вязальной пряже акрил чаще всего используют в смеси с шерстью или мохером, что позволяет создавать пушистые и в то же время формостойкие изделия. Торговые названия: нитрон, акрил, панакрил, орлон, акрилан, кашмилон, куртель, дралон, и др.
Поливинилхлоридные (ПВХ) волокна. Отличительные свойства ПВХ волокон. Обладают высокой химической стойкостью, низкой электропроводностью очень низкой термостойкостью (начинают деформироваться при температуре 90-100°С).Изделия из него могут эксплуатироваться при температуре не выше 70°С. При трении волокно приобретает высокий электростатический заряд, это свойство используется для изготовления из них лечебного белья при таких заболеваниях, как радикулит, артрит. Негорючие. Устойчивы к действию микроорганизмов.
Применение ПВХ волокон:
- для производства негорючих драпировочных тканей, нетканых материалов, теплоизоляционных материалов, используемых при низких температурах.
- для изготовлении лечебного белья.
- в смесях с др. волокнами могут использоваться для получения эффекта усадочности (в производстве тканей повышенной плотности, рельефных тканей, ковров, искусственной кожи, пушистых трикотажных изделий и др.).Применение ПВХ волокон ограничено из-за низкой термостойкости. Торговые названия: хлорин, саран, виньон, ровиль, тевирон и др.
Поливинилспиртовые (ПВС) волокна. Нерастворимое ПВС волокно, производимое в нашей стране, получило название винол. Винол обладает многими положительными свойствами: прочностью, высокой устойчивостью к истиранию, высокой теплостойкостью, отличается от всех синтетических волокон повышенной гигроскопичностью (5-8%). Обладает отличной устойчивостью к действию света, микроорганизмов, пота.
Водорастворимое волокно мтилан обладает антимикробными свойствами и используется в медицине в качестве нитей для временного соединения хирургических швов.
Применение ПВС волокон.
Винол используется при выработке тканей для белья и верхней одежды. Водорастворимые штапельные волокна служат вспомогательным (удаляемым) компонентом в смесях с др. волокнами при получении ажурных изделий, тонких тканей, гипюра. Сверхпрочные поливинилспиртовые нити применяются в качестве армирующего компонента в композитах. Мтилан используется в медицине. Торговые названия: винол, мтилан, винилон, куралон, виналон и др.
Минеральные волокна - волокна, получаемые из неорганических соединений. К минеральным химическим нитям относятся нити из неорганических соединений - стеклянные и металлические. Стеклянное волокно (стекловолокно). Стекловолокна изготовляют из расплавленного стекла. Стекловолокно в виде жгутов, кручёных нитей, лент, тканей различного плетения, нетканых материалов широко применяют в современной технике в качестве упрочняющего материала для стеклопластиков и др. композиционных материалов, а также для получения фильтровальных материалов и электроизоляционных изделий в электротехнической промышленности. Не горит.
Металлические нити.
Золотые и серебряные нити только в древности вырабатывались из чистого драгоценного металла. Позднее их стали изготавливать из сплавов с содержанием драгоценных металлов. Затем наладили производство позолоченных и посеребренных медных (мишурных) нитей.
Мишура представляет собой тонкую сплющенную медную посеребренную или позолоченную проволоку - плющенку, обвитую вокруг текстильной нити (хлопчатобумажной, шелковой или капроновой). Мишуру использовали при выработке парчи, галунов и прочих басонных изделий.
В настоящее время металлические нити изготавливают из меди, латуни, никеля. Металлические нити получают путем волочения (многократного последовательного протягивания толстой проволоки через калибровочные отверстия) или разрезанием фольги. Нити, полученные путем волочения, имеют круглое поперечное сечение. Для получения плоской нити ее расплющивают.
В настоящее время металлические нити вырабатываются в очень ограниченных количествах, используются в основном для исторических костюмов, как отделочный и декоративный материал и т.п. Для вечерних тканей в основном используется алюнит или пластилекс.
Алюнит (люрекс)- плоские разрезные нити из алюминиевой фольги в виде ленточек шириной 1—2 мм, покрытых клеями различных цветов. Алюнит используют в тканях для декоративного эффекта. К недостаткам алюнита относят его малую прочность. Для увеличения прочности его можно скручиваться с тонкой синтетической ниткой. В настоящее время алюнит в ряде изделий заменяют пластилексом.
Пластилекс — полиэтиленовая пленка, на которую в вакууме наносят распыленный металл. Такая пленка не только прочнее алюнита, но и обладает некоторой эластичностью.
Метанит - металлизированные нити прямоугольного сечения. Из них вырабатывают платьевые и декоративные ткани с мерцающим блеском.
Свойства химических волокон
Волокна химические часто обладают высокой разрывной прочностью, значительным разрывным удлинением, хорошей формоустойчивостью, несминаемостью, высокой устойчивостью к многократным и знакопеременным нагружениям, стойкостью к действиям света, влаги, плесени, бактерий, хемо- и термостойкостью.
Физико-механические и физико-химические свойства химических волокон можно изменять путём модификации, как исходного сырья (полимера), так и самого волокна. Это позволяет создавать даже из одного исходного волокнообразующего полимера волокна, обладающие разнообразными свойствами.
Химические волокна можно использовать в смесях с природными волокнами или другими химическими волокнами при изготовлении новых ассортиментов текстильных изделий.
Источники:
|
Кубышка 
