Sintetična vlakna. Sintetično poliamidno vlakno

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Sintetična vlakna so se začela industrijsko proizvajati leta 1938. Trenutno jih je že nekaj deset. Vsem je skupno, da so izhodni material spojine z nizko molekulsko maso, ki se s kemično sintezo pretvorijo v polimere. Z raztapljanjem ali taljenjem nastalih polimerov pripravimo predilno ali predilno raztopino. Oblikujejo se iz m alte ali taline in nato dokončajo.

Sorte

Odvisno od značilnosti, ki so značilne za strukturo makromolekul, sintetična vlakna običajno delimo na heteroverižna in karboverižna. Prvi vključujejo tiste, pridobljene iz polimerov, v katerih makromolekulah so poleg ogljika še drugi elementi - dušik, žveplo, kisik in drugi. Sem spadajo poliester, poliuretan, poliamid inpoliurea. Za sintetična vlakna z ogljikovo verigo je značilno, da je njihova glavna veriga zgrajena iz ogljikovih atomov. Ta skupina vključuje polivinilklorid, poliakrilonitril, poliolefin, polivinil alkohol in fluor, ki vsebuje.

Polimeri, ki služijo kot osnova za pridobivanje heteroverižnih vlaken, se pridobivajo s polikondenzacijo, izdelek pa se oblikuje iz talin. Ogljikove verige se pridobivajo z verižno polimerizacijo, tvorba pa običajno nastane iz raztopin, v redkih primerih iz talin. Omislite si lahko eno sintetično poliamidno vlakno, ki se imenuje siblon.

Ustvari in uporabljaj

Takšna beseda, kot je siblon, se marsikomu izkaže za popolnoma neznano, toda prej je bilo na etiketah oblačil mogoče videti okrajšavo VVM, pod katero se je skrivalo visokomodulno viskozno vlakno. Takrat se je proizvajalcem zdelo, da bo takšno ime videti lepše od siblona, ki bi ga lahko povezali z najlonom in najlonom. Ta vrsta sintetičnih vlaken je narejena iz božičnega drevesa, ne glede na to, kako čudovito izgleda.

Funkcije

Siblon se je pojavil v zgodnjih 70. letih prejšnjega stoletja. Je izboljšana viskoza. Na prvi stopnji se celuloza pridobi iz lesa, izolirana je v čisti obliki. Največjo količino ga najdemo v bombažu - približno 98 %, vendar se iz bombažnih vlaken tudi brez njega dobijo odlične niti. Zato za proizvodnjo celulozepogosteje se uporablja les, zlasti iglavci, kjer ga vsebuje 40-50%, ostalo pa so nepotrebne sestavine. Med proizvodnjo sintetičnih vlaken jih je treba odstraniti.

proces ustvarjanja

Sintetična vlakna se proizvajajo v fazah. Na prvi stopnji se izvede postopek kuhanja, med katerim se vse odvečne snovi iz lesnih sekancev prenesejo v raztopino, dolge polimerne verige pa se razbijejo na ločene drobce. Seveda tu ni dovolj samo topla voda, dodani so različni reagenti: natroni in drugi. Samo kaširanje z dodatkom sulfatov daje celulozo, ki je primerna za proizvodnjo siblona, saj zadrži manj nečistoč.

Ko je kaša že prebavljena, se pošlje v beljenje, sušenje in stiskanje, nato pa se premakne tja, kjer je potrebna - to je proizvodnja papirja, celofana, kartona in vlaken, torej glavna proizvodnja. Kaj se bo zgodilo z njo naslednje?

Nadaljnja obdelava

Če želite dobiti sintetična in naravna vlakna, morate najprej pripraviti raztopino za predenje. Celuloza je trdna snov, ki je ni enostavno raztopiti. Zato se običajno pretvori v vodotopen ester ditiokarbonske kisline. Proces pretvorbe v to snov je precej dolgotrajen. Najprej celulozo obdelamo z vročo alkalijo, čemur sledi stiskanje in hkratinepotrebni predmeti. Po stiskanju maso zdrobimo, nato pa damo v posebne komore, kjer se začne predzorenje – molekule celuloze se zaradi oksidativne razgradnje skoraj prepolovijo. Nato alkalna celuloza reagira z ogljikovim disulfidom, kar omogoča pridobitev ksantata. To je testu podobna masa oranžne barve, ester ditiokarbonske kisline in izhodna snov. To raztopino so zaradi svoje viskoznosti imenovali "viskoza".

Sledi filtracija za odstranitev zadnjih nečistoč. Raztopljeni zrak se sprosti s "vrenjem" etra v vakuumu. Vse te operacije vodijo v dejstvo, da ksantat postane kot mlad med - rumen in viskozen. Na tej točki je raztopina za predenje popolnoma pripravljena.

Pridobivanje vlaken

Raztopina se stisne skozi predilne mreže. Umetna sintetična vlakna niso predena samo na tradicionalen način. To operacijo je težko primerjati s preprostim tekstilom, bolj pravilno bi bilo reči, da gre za kemični proces, ki omogoča, da milijoni tokov tekoče viskoze postanejo trdna vlakna. Na ozemlju Rusije se iz celuloze pridobivata viskoza in siblon. Druga vrsta vlaken je polkrat močnejša od prve, zanjo je značilna večja odpornost na alkalije, tkanine iz nje so higroskopne, manj se krčijo in gubajo. In razlike v proizvodnih procesih viskoze in siblona se pojavijo v trenutku, ko so na novo "rojena" sintetična vlakna v padavinski kopeli za predilnimi mrežami.

Kemija na pomoč

Za pridobitev viskoze v kopel vlijemo žveplovo kislino. Zasnovan je za razgradnjo etra, kar ima za posledico čista celulozna vlakna. Če je treba pridobiti siblon, se v kopel doda cinkov sulfat, ki delno prepreči hidrolizo etra, zato bodo niti vsebovale preostali ksantat. In kaj daje? Vlakna se nato raztegnejo in oblikujejo. Ko so v polimernih vlaknih ostanki ksantata, se izkaže, da verige polimerne celuloze raztegnejo vzdolž osi vlakna in jih ne razporedijo naključno, kar je značilno za navadno viskozo. Po risanju se snop vlaken razreže na lopatice dolžine 2-10 milimetrov. Po še nekaj postopkih se vlakna stisnejo v bale. Tona lesa zadostuje za proizvodnjo 500 kilogramov celuloze, iz katerih bo proizvedenih 400 kilogramov siblonskih vlaken. Predenje kaše traja približno dva dni.

Kaj je naslednje za Siblon?

V osemdesetih letih prejšnjega stoletja so bila ta sintetična vlakna uporabljena kot dodatek bombažu, da bi se niti bolje predile in se ne zlomile. Siblon so uporabljali za izdelavo substratov za umetno usnje, uporabljali pa so ga tudi pri izdelavi azbestnih izdelkov. Takrat tehnologi niso bili zainteresirani za ustvarjanje nečesa novega, za izvedbo načrta je bilo potrebno čim več vlaken.

In na Zahodu so v tistem času za proizvodnjo tkanin, ki so bile poceni in trpežne v primerjavi zbombaž, a hkrati dobro vpijajo vlago in dihajo. Zdaj Rusija nima svojih bombažnih regij, zato se na siblon polagajo veliki upi. Le povpraševanje po njem še ni zelo veliko, saj tkanin in oblačil domače proizvodnje skoraj nihče ne kupuje.

polimerna vlakna

Običajno jih delimo na naravne, sintetične in umetne. Naravna so tista vlakna, katerih tvorba poteka v naravnih razmerah. Običajno so razvrščeni glede na njihov izvor, ki določa njihovo kemično sestavo, na živali in rastline. Prvi so sestavljeni iz beljakovin, in sicer karotena. To je svila in volna. Slednje so sestavljene iz celuloze, lignina in hemiceluloze.

Umetna sintetična vlakna se pridobivajo s kemično predelavo polimerov, ki obstajajo v naravi. Sem spadajo acetatna, viskozna, alginatna in beljakovinska vlakna. Surovina za njihovo proizvodnjo je sulfatna ali sulfitna lesna celuloza. Umetna vlakna se proizvajajo v obliki tekstilnih in kordnih niti, pa tudi v obliki rezanih vlaken, ki se skupaj z drugimi vlakni predelajo pri proizvodnji različnih tkanin.

Sintetično poliamidno vlakno se pridobiva iz umetno pridobljenih polimerov. Kot surovina v tem procesu se uporabljajo polimerna vlakna, tvorjena iz fleksibilnih makromolekul rahlo razvejane ali linearne strukture, ki imajo znatno maso - več kot 15.000 atomskihenote mase, kot tudi zelo ozko porazdelitev molekulske mase. Odvisno od vrste imajo sintetična vlakna visoko stopnjo trdnosti, pomembno vrednost glede na raztezek, elastičnost, odpornost na več obremenitev, nizke preostale deformacije in hitro okrevanje po odstranitvi obremenitve. Zato so jih poleg uporabe v tekstilu uporabljali kot ojačitvene elemente pri izdelavi kompozitov, vse to pa je omogočilo ustvarjanje posebnih lastnosti sintetičnih vlaken.

Sklep

V zadnjih nekaj letih je mogoče opaziti zelo vztrajno naraščanje števila napredkov pri razvoju novih polimernih vlaken, zlasti para-aramidnih, polietilenskih, toplotno odpornih, kombiniranih struktur jedro-lupina, heterociklični polimeri, ki vključujejo različne delce, kot so srebro ali druge kovine. Zdaj najlon ni več vrhunec inženiringa, saj je zdaj ogromno novih vlaken.