Історія виробництва синтетичних волокон

Синтетичні волокна

Виробництво синтетичних волокон почалося з випуску в 1932 році полівінілхлоридного волокна (Німеччина). У 1940 році в промисловому масштабі випущено найбільш відоме синтетичне волокно – поліамідне (США) – це були перші в світі найлонові панчохи, що стали сенсацією (усього через півроку в Нью-Йорку за один тільки день розпродажу було продано 5000000 пар цих панчох. Патент на найлон належить DuPont, яка щорічно отримує на цьому кілька мільярдів доларів. Виробництво в промисловому масштабі поліестерних, поліакрилонітрильних і поліолефінових синтетичних волокон здійснено в 1954-60 роках.

• Виробництво синтетичних волокон розвивається більш темпами, ніж виробництво штучних волокон. Це пояснюється доступністю сировини (продукти переробки нафти, газу, вугілля) і

властивостей вихідних синтетичних полімерів, що дозволяє отримувати волокна з різними заданими наперед властивостями (можливості варіювати властивості штучних волокон дуже обмежені, оскільки їх формують практично з одного полімеру – целюлози або її похідних).

•

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Синтетичні волокна еластичні, не зминаються, мають високу міцність.

• Недоліками синтетичних волокон є низька гігроскопічність і здатність накопичувати статичну електрику, що утворюється при терті.

• Із синтетичних волокон найбільший інтерес представляють найлон, капрон (поліамідні), лавсан (поліестерне) та нітрон.

Капрон

• У промисловості капрон виготовляють йонною полімеризацією капролактаму. Перед полімеризацією капролактам розплавляють і додають до нього води, оцтової кислоти та інших речовин, що виконують функції активаторів та регуляторів реакції.

• Загальну схему реакції можна записати так:

• Середня молекулярна маса полікапролактаму, який використовується для виробництва капрону, має бути 15000-23000.

• Полікапролактам – твердий безбарвний роговидний полімер з густиною 1,4 г/см³ і температурою плавлення 215°С; стійкий до дії лугів, розбавлених кислот і окремих органічних розчинників – бензину, спирту, бензену; під впливом концентрованих кислот він руйнується.

•

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Висока міцність волокна обумовлюється чисельними зв’язками між макромолекулами:

• Крім високої міцності, капронові волокна стійкі проти стирання, згинань; вони

, тому не втрачають міцності у вологому стані. Еластичність капрону набагато вища, ніж в шовку.

• Капронове волокно широко застосовують для виготовлення різних трикотажних виробів – капронових блуз, панчох, шкарпеток, рукавиць, штучного каракулю, килимових виробів тощо.

• З нього також виготовляють кордову тканину для автомашин, транспортерні стрічки, рибальські сітки, парашутні тканини тощо.

Найлон (анід)

• Анід – продукт поліконденсації

адипінової кислоти

і гексаметилендіаміну .

При розчиненні вихідних мономерів у метиловому спирті утворюється сіль – гексаметилендіамонійадипат (АГ):

•

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Для добування полімеру водний розчин солі нагрівають до 270-280°С під тиском
17-18 атм. Добутий полімер видавлюють азотом крізь фільєру у вигляді тонкої стрічки, яку охолоджують водою і подрібнюють.

• Волокно анід, як і капрон, виробляють з розплаву полімеру. Густина найлону
1,14 г/см³, температура плавлення 264°С. Він стійкий проти дії розбавлених кислот і лугів, має високі електроізоляційні якості. Області застосування аніду аналогічні капрону.

Лавсан

(поліетилентерефталат)

• Вихідними мономерами для синтезу цієї сполуки є терефталева кислота і етиленгліколь. Схема реакції має такий загальний вигляд:

• Макромолекули поліетилентерефталату мають лінійну будову з регулярним розміщенням функціональних груп, внаслідок чого вони легко орієнтуються при витягуванні полімеру.

• Ступінь кристалічності полімеру в середньому становить 55-75 %; густина – 1,38 г/см³, а температура плавлення коливається в межах 250-260 °С (руйнуватися починає при температурі вище 280 °С).

• Лавсан розчиняється у і концентрованій кислоті, характеризується високою хімічною стійкістю проти органічних і мінеральних кислот. Руйнівно діє на нього нітратна кислота.

•

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лавсан своїми властивостями дещо нагадує капрон, цінується найбільше за високу зносостійкість, пружність.

• З нього виготовляють різноманітні технічні тканини та текстиль (вироби з лавсану не зминаються, на них не діють пліснява та бактерії).

• Лавсан широко застосовують для виготовлення ізоляційного матеріалу, хірургічних ниток та пляшок із пластику.

• Лавсан – надзвичайно важливий сучасний матеріал для носіїв інформації: основа всіх сучасних фото-, кіно- і рентгенівських плівок; основа носіїв інформації в комп'ютерній техніці (гнучкі диски – дискети, або «флоппі-диски»), основа магнітних стрічок для
аудіо-, відео-та іншої записувальної техніки.

Поліактрилонітрил

• Поліакрилонітрил добувають радикальною полімеризацією акрилонітрилу. У промисловості найширше використовують водоемульсійну полімеризацію та полімеризацію в розчині.

• Загальна схема реакції:

• Поліакрилонітрил – це порошкоподібна речовина з густиною 1,14-1,15 г/см³. Він, хоч і має лінійну структуру макромолекул, при нагріванні майже не розм’якшується, і не переходить у високоеластичний стан завдяки присутності високоплярних нітрильних груп.

• При температурі, вищій 230 °С ПАН руйнується. Поліакрилонітрил розчиняється у таких розчинниках, як диметилціанамід, диметилформамід, у концентрованих розчинах калій роданіду, цинк хлориду та деяких інших.

•

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Поліакрилонітрил в основному використовують для виробництва волокна нітрон (країни СНД) (орлон – США, пан – Німеччина).

• Нітрон за зовнішнім виглядом і деякими властивостями дуже схожий на шерсть, тому його дуже широко використовують для виготовлення штучної шерсті (зокрема штучного хутра, кофтинок, шкарпеток, костюмних тканин тощо).

Завдання для самостійного опрацювання

• Властивості натуральних волокон тваринного та рослинного походження, їх розпізнавання.

• Добування та властивості мідноаміачного волокна.

• Мінеральні волокна: добування, властивості, використання.

Література :1, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 14.

Дата добавления: 2014-01-07