Что служит сырьем для получения химических волокон

Искусство шить

Главная » Выбор материалов » Получение сырья для химических волокон

Получение сырья для химических волокон

Сырье для искусственных волокон получают путем выделения из веществ, образующихся в природе: (н-р: из древесины выделяют целлюлозу, из молока – казеин и т.п.).

Предварительная обработка сырья состоит в его очистке от механических примесей и иногда в химической обработке для превращения природного полимера в новое полимерное соединение.

Так для получения вискозного волокна на целлюлозно-бумажных комбинатах древесину измельчают и отваривают в щелочном растворе. В результате получается серая целлюлозная масса, которая отбеливается и прессуется в листы картона. Картон отправляют на предприятия химического волокна для дальнейшей переработки и получения волокон.

Сырье для синтетических волокон получают путем реакций синтеза (полимеризации и поликонденсации) полимеров из простых веществ (мономеров) на предприятиях химической промышленности. Предварительной обработки это сырье не требует.

Полимеризация — процесс получения полимеров путём последовательного присоединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера) к активному центру на конце растущей цепи. Молекула мономера, входя в состав цепи, образует её мономерное зерно. Число таких звеньев в макромолекуле называется степенью полимеризации.

Поликонденсация — процесс получения полимеров из би- или полифункциональных соединений (мономеров), сопровождающийся выделением побочного низкомолекулярного вещества (воды, спирта, галогеноводорода и др.).

Источники:

Большая Советская Энциклопедия;

Калмыкова Е.А., Лобацкая О.В. Материаловедение швейного производства: Учеб. Пособие, — Мн.: Выш. шк., 2001- 412с.

Мальцева Е.П., Материаловедение швейного производства, — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983, — 232.

Бузов Б.А., Модестова Т.А., Алыменкова Н.Д. Материаловедение швейного производства: Учеб. для вузов, — 4-е изд., перераб и доп., — М., Легпромбытиздат, 1986 – 424.

Источник

Что служит сырьем для получения химических волокон

Химические текстильные волокна нельзя найти в природе в готовом виде. Эти волокна получаются из органических природных и синтетических полимеров. В зависимости от вида исходного сырья они разделяются на искусственные и синтетические.

Химические волокна

Современные способы формования нитей заключаются в продавливании исходных растворов или расплавов полимеров через тончайшие отверстия фильер. Несмотря на некоторые различия в получении химических волокон и нитей разных видов, общая схема их производства состоит из следующих основных этапов:

Химические волокна получают из растворов или расплавов.

1. Ф ормирование волокна из раствора полимера. На сегодняшний день используются два метода промышленного ф ормирование волокна из раствора полимера :

Из растворов или расплавов полимеров формируют:

Благодаря новым технологиям в области производства химических волокон, производятся как «классические» волокна, так и их модифицированные виды с оптимизированными характеристиками. Модификация волокон может проводиться на любой стадии производства.

Рассмотрим более подробно Процессы, реакции, формулы получения химических волокон на следующей странице

На странице использованы материалы сайта «Искусство шить»

Источник

Статья «Химические волокна»

Разделы: Технология

Общие сведения о текстильных волокнах, нитях.

Текстильные волокна делятся на две основных группы: природные и химические.

Природные – высокомолекулярные соединения растительного и животного происхождения

Химические волокна делятся на искусственные и синтетические.

Сырье для искусственных волокон:

Это природные высокомолекулярные соединения – древесная целлюлоза (еловая и сосновая щепа); альгиновая кислота из морских водорослей; белки молока, пшеницы, сои; остатки хлопкового пуха.

Сырье для синтетических волокон:

Это продукты переработки нефти, газа, каменного угля путем синтеза, когда из нескольких простых веществ получают одно сложное (синтез – это соединение, от этого и пошло название волокон)

Волокна могут быть:

А) элементарные – не делятся в продольном направлении без разрушения (хлопок, шерсть); элементарные волокна большой длины (десятки и сотни метров) называются элементарными нитями

Б) комплексные – скрепленные (скрученные перепутанные или склеенные между собой) в продольном направлении (лен, пенька); комплексные нити состоят из элементарных нитей

Кроме натурального шелка все комплексные нити относятся к химическим

Короткие отрезки искусственных или синтетических нитей, длиной 35-150 мм, называют “штапельками” или штапельными волокнами. При производстве вискозы известно, что это нити произвольной длины с резким блеском, очень гладкие. Но если вискозный жгут разрезать на штапельки, а потом скрутить в нить, то она теряет блеск, гладкость, но и теряет прочность. Так получили штапельное волокно, которое в России получило распространение после войны. До 1970 года вискозу называли штапелем

Текстуированные нити – это нити видоизмененных структур, т.е. комплексную нить специально сильно деформируют:

а) завивают путем ее кручения с последующей фиксацией этой завивки нагреванием – получают эластичную нить;

в) армированная пряжа (нить) имеет сердечник и наружную оболочку; на сердечник из полиамидной (капроновой) нити накручивают (оплетают) другое волокно (хлопок, вискозу); получают армированную пряжу высокой механической прочности, мягкости, пушистости.

Получение искусственного волокна:

По этому принципу получают синтетические нити

Химические синтетические волокна.

Синтетические волокна оказывают большое влияние на развитие текстильной промышленности – значительно расширяется ассортимент тканей, улучшаются некоторые их свойства, создаются новые виды тканей за счет применения смесевых волокон, можно получить ткани с заданными свойствами, затраты на производство значительно ниже натуральных.

К синтетическим волокнам относятся: капрон, лавсан, нитрон.

Капрон – полиамидное волокно, получают путем синтеза (соединение, составление, сочетание) – из нескольких простых веществ получают одно сложное из продуктов переработки нефти и каменного угля (из синтетических высокомолекулярных веществ).

Промышленное производство впервые было предпринято в 1932 году в Германии.

Не было бы нейлона, не было бы тяжелых бомбардировщиков.

Получение. При получении капронового вещества, жидкость струйкой, в виде расплавленной смолы, вытекает из фильер, обдувается холодным воздухом и затвердевает. Чтобы предотвратить усадку, нити вытягивают и обрабатывают горячим паром.

Характеристика.

Общим отрицательным свойством всех синтетических волокон является отсутствие единой системы пор и отверстий, что отрицательно влияет на гигиенические свойства. Это самое прочное в мире волокно, прочнее хлопка в 10 раз, шерсти в 20 раз, вискозы в 50 раз, хотя в мокром состоянии прочность теряется, поэтому капрон и эластик (разновидность капрона) нельзя тереть и выкручивать при стирке.

Большим недостатком капронового волокна является электризуемость, накопление электрических зарядов, резкий блеск, большая гладкость поверхности, что служит причиной плохой сцепляемости с нитями, из-за этого происходит спуск петель на чулках и трикотажных изделиях. При носке изделий из смесевых тканей капроновые волокна вылезают на поверхность, образуя катышки, нарушая структуру и внешний вид изделий, а так как прочность капрона большая, то пилли в процессе носки не исчезают.

Применение. Из капрона вырабатывают тонкие легкие ткани для чехлов невестам, ленты, рыболовные сети, парашюты, канаты, веревки, леску, щетину, чулочно-носочные изделия, корды для покрышек самолетов и автомобилей, тонкое белье, тюль, кружева, платьевые, костюмные ткани и др. Очень широко волокна применяют как добавку к другим волокнам (для смесевых тканей).

Лавсан – полиэфирное волокно.

Диолен- Германия, терилен-Англия, дакрон США, тергаль-Франция

В 1967 году на флагштоке Останкинской башни водружен красный флаг.

Обычная материя на такой высоте не выдерживает сильных порывов ветра. Решено, что флаг будет выполнен из лавсана. Впервые волокна были получены в Англии в 1941 году из продуктов переработки нефти и каменноугольной смолы.

Производство и получения нитей такое же, как капрона.

В настоящее время производят во многих странах под разными названиями. В нашей стране выпускают под названием “лавсан” – сокращенное название- лаборатория высокомолекулярных соединений Академии наук. разработано под руководством профессора В.В.Кормаша.

Характеристика. Лавсановое волокно по виду напоминает шерсть, на ощупь мягкое, теплое, объемное, в3 раза дешевле шерсти, устойчиво к действию солнечных лучей, не выгорает, оно эластичное, легкое, очень прочное, очень упругое, из-за этого ткани не требуют глажения, изделия не мнутся, ( в 3 раза сминаемость выше шерсти), устойчиво к действию плесени, кислот и щелочей. Лавсан используют в чистом виде, но в основном добавляют в шерсть, вискозу, хлопок. для улучшения их свойств и уменьшения цены.

Изделия с добавлением лавсана не мнутся, увеличивается их прочность, приобретают красивый внешний вид.

К недостаткам следует отнести низкие гигиенические качества и их способность в процессе эксплуатации образовывать на поверхности пиллинг, закатанные в шарики концы оборвавшихся волокон, что придает изделиям неопрятный вид.

Применение. Из лавсана изготавливают волокна для ковров, меха, ткани для гардин, платьев, купальных костюмов, трикотажа, тюля; из мононитей – сетку и щетину.

Из-за отмеченных отрицательных свойств чаще используют в смеси с натуральными и химическими волокнами.

В настоящее время широко применяется 100% лавсан – синтепон, который применяют при производстве игрушек, курток, теплых пальто, одеял. Разновидностью синтепона является синтепух, халафайбер,тенсулейт – утеплители для военных и летных курток, наполнителей подушек. В 60-е годы 20 века огромной популярностью пользовался кримплен, который совсем не сминался, не требовал глажения, имел красивую фактуру, очень яркую окраску, но не пропускал воздух., плохо впитывал влагу. Использовали кримплен на мужские и женские костюмы

Комплексные лавсановые нити крутят и подвергают обработке горячим воздухом, от этого они становятся мягкими и пушистыми. Их используют для изготовления тканей трикотажных спортивных костюмов, полотенец. купальных костюмов.

Нитрон – полиакрилонитрильные волокна.

В нашей стране начали выпускать в 1963 году

Волокно формуют из полиакрилонитриловых сополимеров сухим или мокрым способом.

Волокно продавливают через фильеры, вытягивают и подвергают термообработке, (обдают горячим паром), закрепляя расположение макромолекул.

Характеристика. Нитроновое волокно обладает высокими теплозащитными свойствами, самое теплое из всех химических волокон, с очень малой сминаемостью и усадкой, совсем не выгорает, хорошо красится, сравнительно большой прочности, устойчивость к истиранию: в 5-10 раз меньше, чем капроновое и лавсановое,; изделия сохраняют 80% своей исходной прочности в течение полутора лет эксплуатации.

Волокно хрупкое, электризуется и пиллингуется, но пили, в процессе носки, исчезают.

Изделия из нитрона прекрасно стираются в теплой воде с мылом, любые пятна быстро исчезают Изделия можно чистить бензином, ацетоном. Волокно малой гигроскопичности, поэтому гигиенические свойства плохие,. но теплозащитность очень большая

Сочетание шерсти и нитрона дают прекрасные смесевые волокна для красивых, тонких, теплых трикотажных костюмов

Характеристика синтетических волокон

Ученые России предвидели блестящую будущность вискозного волокна. Д.И. Менделеев в 1900 году писал: “Россия изобилует всякими растительными продуктами.

Клетчатка не истощает почвы, для питания не пригодна. если бы мы отбросы превратили в изделия из вискозы, то разбогатели бы побольше, чем от всей нашей торговли”

Характеристика. Вискозное волокно является самым универсальным из химических волокон, оно приближено к хлопковому. Волокно имеет рыхлую структуру, напоминает шелк по внешнему виду, имеет прекрасные гигиенические свойства (”дышит”), обладает повышенной гигроскопичностью, большой прочностью, хорошо утюжатся.

Ацетатное волокно (ацетилцеллюлоза)

Впервые на мировом рынке появилось в 1921 году, как результат трудов американских ученых и технологов под руководством Дрейфуса.

Получение относительно безвредное, отличается простотой технологического процесса и доступностью вспомогательных материалов.

Получение. Сырьем для получения ацетатного волокна служат остатки хлопкового пуха или облагороженной древесной целлюлозы, обработанные уксусным ангидритом и уксусной кислотой: получают рыхлые хлопья первичного ацетата.(“уксус” по латыни “ацетум”, от этого произошло и название “ацетатное”)

Для получения вторичного ацетата первичный ацетат омыливают – добавляют определенное количество воды; полученные белые хлопья отжимают, обрабатывают в смеси ацетона и спирта, продавливают через фильеры, и при помощи теплого воздуха испаряют смесь,от чего нити затвердевают. Из этих блестящих нитей и ткут ацетатное полотно. В сочетании с другими нитями волокно используют с шелком, вискозой, шерстью и другими смесевыми тканями.

Изделия утюжат влажным по изнаночной стороне, чтобы не образовывались ласы;

нельзя чистить ацетоном, можно растворить ткань

Применение. В настоящее время выпуск ацетатных волокон и нитей резко сократился из-за малой потребительской востребованности

В 60-десятые годы ХХ века использовали ткани для женских платьев, блузок,. летних костюмов

Триацетатное волокно.

Получают из первичного ацетата путем воздействия на него химического состава.

Формование волокна происходит так же, как ацетатного, но при низких температурах, что ведет к некоторым различиям в их свойствах: отличается низкой гигроскопичностью, белее высокой температурой плавления и глажения, его можно отбеливать и проще окрашивать,

не нуждается в глажении, хорошо держит складки плиссе и гофре даже после стирки, что улучшает процесс эксплуатации; сильно осыпается.

Применение: Изготавливают ткани для галстуков (из-за низкой прочности).тюля, покрывал на кровати, кружев, юбок гофре и плиссе, сорочек

Характеристика искусственных волокон

скользкаягладкая2блескрезкийматовыйматовый3Длина волокнапроизвольнаяпроизвольнаяпроизвольная4прочностьвысокая, в мокром состоянии уменьшается до 50%высокая, в мокром состоянии уменьшается на 10%средняя, в мокром состоянии не уменьшается5горениеХорошо, спокойным ровным желтым пламенем, остаток серый пепел, запах жженой бумагиЖелтое пламя с образованием темного наплыва, запах уксусаЖелтое пламя с образованием бурого наплыва, запах слабый6сминаемостьбольшаямалаяпочти 07гигроскопичностьбольшаясредняясредняя8теплозащитностьсредняяменьше вискозыменьше вискозы9осыпаемостьбольшаябольшаябольшая10усадкабольшая до 20%малаямалая11драпируемостьсредняясредняясредняя12Раздвижка нитейбольшаябольшаябольшая13Износостойкостьсредняявысокаямалая

Источник

ЛЕКЦИЯ 6. ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА.

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

ЛЕКЦИЯ 6. ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА.

Впервые текстильные волокна химического происхождения стали производиться в конце 19 — начале 20 вв.
Химические волокна делятся на искусственные и синтетические. Сырьем для производства искусственных волокон служат древесная целлюлоза, отходы хлопка и шелка. Исходным продуктом для получения сырья при производстве синтетических волокон являются газы, продукты переработки нефти и каменного угля.
Искусственные волокна имеют тот же химический состав, что и исходное природное сырье. Синтетические волокна получают в результате химических реакций синтеза, т. е. превращения низкомолекулярных в высокомолекулярные путем укрупнения их молекул. В итоге производятся такие волокна, которых в природе не существует.

Процесс производства химических волокон включает пять этапов:
— получение и предварительная обработка сырья
— приготовление прядильного раствора или расплава
— формование волокна
— его отделка
— текстильная переработка

Исходное сырье растворяют или расправляют до состояния жидкой массы. Полученный таким образом прядильный раствор под давлением пропускают через фильеры — особые колпачки с различными фасонными отверстиями. Струйки прядильного раствора, застывая, образуют элементарные нити, которые затем соединяются в комплексные текстильные нити.
Отделка нитей из химических волокон может включать в себя следующие операции: промывку, сушку, крутку, техническую обработку для закрепления крутки, а также отбеливание или крашение.
Описанный способ получения химических волокон одинаков как для искусственных, так и для синтетических волокон.

Вискозные волокна. Исходным сырьем служит древесная целлюлоза, получаемая из ели, сосны, пихты, бука. Измельченная древесина отваривается в щелочном растворе. В результате образуется серая масса, которая отбеливается, освобождается от целлюлозных примесей, обрабатывается химическими реактивами, выдерживается 25-30 часов и затем подается на прядильные машины с фильерами.
В процессе отделки вискозные нити промываются, отбеливаются и окрашиваются. Двухцветная вискозная нить типа меланж образуется путем соединения двух окрашенных струек раствора. Такое волокно имеет оригинальный оптический эффект и широко применяется для изготовления трикотажных изделий.
Имея целлюлозную основу, вискозные волокна по своим физико-химическим свойствам сходны с хлопком. Так же как и натуральные, вискозные ткани имеют очень хорошие гигиенические показатели. По внешнему виду из-за блеска и мягкости нити вискоза напоминает шелк.
Вискозные волокна используются для производства сорочечных и плащевых тканей, тонких трикотажных полотен, швейных ниток, а также искусственного меха.

Ацетатные волокна. Сырьем служат отходы хлопка, которые обрабатываются уксусной кислотой и ее солями. В результате получается прядильный раствор из которого и получают волокна.
Ацетатные волокна содержат не чистую, а химическую связанную целлюлозу, поэтому их свойства несколько отличаются от свойств вискозных волокон. Ацетат имеет меньшую прочность волокон, которая к тому же сильно теряется в мокром виде. Ацетатные волокна реагируют на действие органических растворителей, используемых при химической чистке.
Ацетатные волокна значительно более упругие, поэтому ткани из них меньше сминаются, чем ткани из натуральных целлюлозных или вискозных волокон, но при этом их гигиенические качества намного хуже.
По внешнему виду ацетатные ткани напоминают шелковые, но менее тонкие и пластичные, чем последние. Ацетатные волокна широко используются для производства платьевых тканей, называемых искусственным шелком и трикотажных полотен.

Триацетатные волокна. По составу и свойствам аналогичны ацетатным волокнам. Они также вырабатываются из целлюлозы.
Триацетатные волокна обладают меньшей гигроскопичностью, чем вискозные и ацетатные они более жесткие семейные стойкие к истиранию. К недостаткам можно также отнести высокую электризуемость.
Но при этом при триацетатные волокна лучше реагиружт на свет и тепло, очень упругие, что позволяет получать ткани, которые не нуждаются в глажении. Кроме того, эти волокна мало загрязняются и быстро сохнут после намачивания.
Используются триацетатные волокна для производства платьевых, рубашечных, костюмных, подкладочных, галстучных тканей, а также трикотажных полотен.

Синтетические волокна
Синтетические волокна группируются в зависимости от полимера, из которого они изготовлены.

Полиамидные волокна. Из этой группы синтетических волокон наиболее широко применяется капрон. Исходное сырье для его производства — продукты переработки каменного угля (бензол и фенол).
Характерными свойствами полиамидных волокон являются легкость, упругость, высокая прочность при растяжении, стойкость к истиранию и многократным изгибам, высокая химическая и биологическая (действия микроорганизмов и плесени) стойкость.
К недостаткам волокон можно отнести их низкую гигроскопичность и малую термостойкость.
Горит капрон при поднесении к пламени, происходит тепловая усадка, затем плавление, в результате образуется смола и выделяется белый дым с запахом сургуча.
Капрон используется для изготовления тканей, чулочно-носочных изделий, ниток, кружев, отделочных материалов, он широко применяется также для технических целей.
Полиэфирные волокна. Самым широко используемым полиэфирным волокном является лавсан, который получают из продуктов переработки нефти.
По своим физическим и биологическим свойствам лавсан аналогичен капрону, но он разрушается концентрированными кислотами и щелочами. Как и капрон, лавсан обладает очень низкой гигроскопичностью, воздухо- и теплопроводностью. Горит лавсан слабо желтым пламенем, выделяя при этом копоть. При затухании образуется шарик чугунного цвета.
В чистом виде полиэфирные волокна используются для изготовления швейных ниток, кружевного полотна, ворса, искусственного меха. Чаще же всего они применяются в смесях с натуральными тканями, особенно шерстью, вискозными полотнами. Наличие лавсана в смешанных тканях улучшает их физические свойства: делает более прочными и несминаемыми. Кроме того, лавсан, будучи более термостойким, чем капрон, не создает особых сложностей при влажно-тепловой обработке этих тканей.

Полиолефиновые волокна. Наиболее известными и часто используемыми материалами из полиолефиновых волокон являются полиэтилен и полипропилен. Исходным сырьем для синтеза полиолефинов служат продукты переработки нефти — этилен и пропилен.
Полиэтилен и пропилен обладают очень высокими физическими показателями. Они очень устойчивы к воздействию химических реактивов и микроорганизмов. Полиолефиновые волокна абсолютно не пропускают воздух и влагу, их гигроскопичность равна 0%.
Из полиэтилена и полипропилена вырабатывают плащевые и декоративные ткани, ворс ковров, а также пленочные материалы технического назначения.

Полиуретановые волокна. К полиуретановым волокнам относятся комплексные нити спандекс.
Волокна спандекс схожи с другими синтетическими волокнами, но по своим физико-механическим свойствам они относятся к эластомерам, т. е. имеют очень высокие показатели эластического восстановления. После снятия растягивающей нагрузки спандекс почти сразу восстанавливает внешний вид.
Это свойство волокон спандекс используется при изготовлении тканей с эффектом «стрейч», трикотажа, а также материалов для спортивных, корсетных и лечебных изделий.

Контрольная работа.
1. Какова схема классификации волокон? (5 баллов)
2. Какой химический состав растительных, животных, искусственных и синтетических волокон? (20 баллов)
3. Какими физико-химическими свойствами обладают натуральные волокна растительного происхождения? (5 баллов)
4. Какими физико-химическими свойствами обладают натуральные волокна животного происхождения? В чем сходство и различие свойств шелка и шерсти? (5 баллов)
5. Какие этапы включает в себя процесс производства химических волокон? (5 баллов)
6. Что является исходным сырьем для получения искусственных и синтетических волокон? (5 баллов)
7. Какие группы искусственных волокон используются для создания одежды, область их применения? (5 баллов)
8. Какие группы синтетических волокон используются для создания одежды, область их применения? (5 баллов)

Источник