Химические волокна
Рефераты >> Химия >> Химические волокна

В процессе вытяжки макромолекулы термопластичных волокон скользят вдоль оси волокна в продольном направлении и одновременно укладываются равномерно по длине и по сечению волокна. Благодаря этому улучшаются эластические свойства волокна, увеличиваются разрывная прочность, прочность на истирание и другие физико-механические свойства. Однако для любого волокна существует оптимальная степень вытягивания, выше которой его физико-механические свойства ухудшаются. Так, для капронового волокна оптимальное вытягивание при комнатной температуре равно четырехкратной первоначальной длине, при повышенной температуре пятикратной, а для нитрона—соответственно 7-12 кратной. Вытянутое нитроновое волокно, как и все термопластичные волокна, изменяет свои свойства (происходит усадка) при повышении температуры (при крашении обработке в горячей воде). Для ликвидации этого недостатка (усадки) нитрон и другие синтетические волокна после вытяжки подвергают термофиксации. При термофиксации волокно нагревают до определенной температуры и выдерживают некоторое время, при этом для каждого синтетического волокна существуют свой верхний температурный предел и время обработки. В результате тепловой обработки отдельные звенья молекул сближаются, между ними образуются новые связи, волокно упрочняется и при дальнейшей переработке не изменяет своих свойств.

Волокно нитрон обладает высокой прочностью, но она несколько ниже, чем у полиамидного и полиэфирного. Достоинством нитрона является его малая плотность (1,17г/см3).

Разрывное удлинение нитрона 16—20%. Волокно нитрон и его сополимеры обладают высоким начальным модулем упругости, т. е. хорошо сопротивляются при растяжении многократным нагрузкам, благодаря чему внешний вид изделий из этих волокон после смятия восстанавливается. При нормальной относительной влажности (65%) волокно сорбирует из воздуха не более 1% влаги. Волокно нитрон в мокром состоянии незначительно теряет свою прочность.

Следует отметить, что механические показатели волокна нитрон, а также его упругие свойства могут изменяться в широких пределах в зависимости от условий формования (вытяжки и термофиксации), поэтому из одного и того же прядильного раствора можно получить волокно с различными разрывными нагрузками (разрывной длиной от 20 до 45 км) и удлинением. Формование полиакрилонитрильных и других синтетических волокон с разной прочностью и удлинением зависит от их назначения. Так, для трикотажного производства получают волокно с меньшей прочностью, но с большим удлинением, для выработки тканей, наоборот, с большей прочностью, но меньшим удлинением и т. д.

Устойчивость полиакрилонитрильного волокна к истиранию значительно ниже (в 5—10 раз), чем полиэфирного и полиамидного, вследствие этого волокно нитрон не рекомендуется использовать для производства чулочно-носочных и других изделий.

Под воздействием света и атмосферных условий в течение года природные и химические волокна почти полностью теряют свою прочность, прочность же нитрона снижается только на 20%.

Нитрон обладает хорошей устойчивостью к действию минеральных кислот, обычных органических растворителей, масел и растворов минеральных солей. Он устойчив к действию разбавленных щелочей, однако концентрированные растворы щелочи, особенно при нагревании, сравнительно легко его разрушают. Нитрон устойчив к длительному прогреву при температурах до 150°С. Двухдневный прогрев волокна при этой температуре не снижает его прочности, однако при более высоких температурах ткани из волокна нитрон могут усаживаться. Требуемая температура глаженья таких тканей не выше 100°С. При более высоких температурах может произойти пожелтение волокна. Так, при температуре 200°С пожелтение наступает даже при очень непродолжительном контакте ткани с утюгом. При не очень высокой температуре утюга ткани из нитрона можно подвергать многократному глаженью, не опасаясь пожелтения. Изделия из нитрона обладают хорошей стабильностью формы и размеров при сухих и мокрых обработках. При сжигании волокно сначала плавится, затем вспыхивает и горит желтым пламенем с копотью. Полиакрилонитрильное волокно обладает довольно высокой морозостойкостью хотя при температурах ниже минус 25—30 оно становится жестким и хрупким. Нитрон устойчив к действию плесени и гнилостных бактерий и не поедается насекомыми.

Волокна из полиакрилонитрила мягки и не раздражают кожу, мало сминаются, но полностью сохраняют складки и плиссе, полученные путем термообработки. Волокно имеет устойчивый завиток, не свойлачивается в смесках с шерстью и образует пиллинг в меньшей степени, что в смесях с другими синтетическими волокнами. Оно хорошо промывается водой и быстро сохнет, хорошо сохраняет тепло. Стирку изделий из этих тканей можно проводить многократно, при этом они не теряют первоначального вида. Ткани из нитрона не дают усадки.

Благодаря наличию указанных свойств нитрон можно использовать в текстильной промышленности: вчистом виде для трикотажного производства, в смесках с другими волокнами (шерстью, вискозным штапельным волокном) для шерстяной промышленности. Из нитрона можно изготовлять разнообразные изделия: пальто, платья, постельное белье, купальные костюмы, занавески, палатки, паруса и другие изделия. Из волокна нитрон также вырабатывают искусственный мех с пушистым упругим ворсом.

Полихлорвиниловые волокна (хлорин, ПВХ). Волокно хлорин получается из полимерного продукта—хлорированного полихлорвинила. При химической обработке таких веществ как этилен или ацетилен, получают хлорвинил. В результате реакции полимеризации из хлорвинила и получают полихлорвинил, который плохо растворяется в обычных растворителях. Одним из способов повышения растворимости поливинилхлорида является его дополнительное хлорирование. Полученный таким образом хлорированный полихлорвинил (смола хлорин) растворим в ацетоне. Формуют волокна хлорина путем продавливания прядильного раствора через отверстия фильеры в осадительную ванну с водой, где происходит коагуляция раствора. Для формования применяется 25%-ный раствор смолы в ацетоне. Нити, выходящие из фильер, поднимаются вверх на прядильные диски, где они вытягиваются на 150—300%. Затем волокно подвергается сушке при температуре 60—65°С. Более высокие температуры применять нельзя, так как происходит значительная усадка волокна, сопровождающаяся ухудшением физико-механических свойств. После сушки волокно подвергают кручению и перемотке на бобины. По такой же схеме можно получить и штапельное волокно хлорин. Перед резкой на штапельки определенной длины (37—100 мм) жгут проходит через гофрировальную машину, где волокно приобретает извитость, необходимую для лучшей переработки на текстильных предприятиях.

Хлориновое волокно по своим свойствам значительно отличается от других химических волокон. Прочность непрерывного волокна хлорин ниже, чем у хлопчатобумажной пряжи. Для этого волокна характерна высокая устойчивость к действию большинства химических реагентов (кислот, щелочей, окислителей). Даже “царская водка” (смесь азотной и соляной кислот) не производит действия на хлориновое волокно. Волокно при нормальной влажности воздуха поглощает не более 0,1—0,15% влаги. Прочность волокна в сухом и мокром состоянии не изменяется. В пламени не горит, а лишь спекается. Хлорин, так же как и все синтетические волокна, устойчив против действия микроорганизмов, бактерий и плесени. К недостаткам его следует отнести незначительную термостойкость к температурам выше +70°С и ниже —15—20°С, малую гигроскопичность и неустойчивость к действию света и атмосферных влияний. При действии света в течение одного месяца волокно теряет половину разрывной прочности. При температуре ниже —15°С у волокна исчезает эластичность, оно приобретает жесткость и ломкость.


Страница: