Syntetická vlákna. Syntetické polyamidové vlákno

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Syntetická vlákna se začala průmyslově vyrábět v roce 1938. V současné době je jich již několik desítek. Všechny mají společné to, že výchozím materiálem jsou nízkomolekulární sloučeniny, které se chemickou syntézou přeměňují na polymery. Rozpuštěním nebo roztavením výsledných polymerů se připraví zvlákňovací nebo zvlákňovací roztok. Jsou tvarovány z m alty nebo taveniny a poté dokončeny.

Odrůdy

V závislosti na vlastnostech, které charakterizují strukturu makromolekul, se syntetická vlákna obvykle dělí na heterořetězec a karbochain. Mezi první patří ty, které se získávají z polymerů, v jejichž makromolekulách jsou kromě uhlíku další prvky - dusík, síra, kyslík a další. Patří sem polyester, polyuretan, polyamid apolymočovina. Syntetická vlákna s uhlíkovým řetězcem se vyznačují tím, že jejich hlavní řetězec je tvořen atomy uhlíku. Tato skupina zahrnuje polyvinylchlorid, polyakrylonitril, polyolefin, polyvinylalkohol a obsahující fluor.

Polymery, které slouží jako základ pro získání heterořetězcových vláken, se získávají polykondenzací a produkt se lisuje z tavenin. Karbořetězce se získávají řetězovou polymerací a k jejich tvorbě obvykle dochází z roztoků, ve vzácných případech z tavenin. Můžete zvážit jedno syntetické polyamidové vlákno, které se nazývá siblon.

Vytvořit a používat

Slovo siblon je pro mnohé zcela neznámé, ale dříve bylo na etiketách oděvů vidět zkratku VVM, pod kterou se skrývalo vysokomodulové viskózové vlákno. V té době se výrobcům zdálo, že takové jméno bude vypadat hezčí než siblon, který by se dal spojovat s nylonem a nylonem. Tento typ syntetického vlákna je vyroben z vánočního stromku, bez ohledu na to, jak báječně vypadá.

Funkce

Siblon se objevil na počátku 70. let minulého století. Jedná se o vylepšenou viskózu. V první fázi se celulóza získává ze dřeva, izoluje se v čisté formě. Jeho největší množství se nachází v bavlně – asi 98 %, ale výborné nitě se z bavlněných vláken získávají i bez ní. Tedy pro výrobu celulózyČastěji se používá dřevo, zejména jehličnaté, kde obsahuje 40-50% a zbytek jsou nepotřebné složky. Při výrobě syntetických vláken se musí zlikvidovat.

Proces tvorby

Syntetická vlákna se vyrábí postupně. V první fázi se provádí proces vaření, během kterého se všechny přebytečné látky přenášejí z dřevěných štěpků do roztoku a dlouhé polymerní řetězce se rozkládají na samostatné fragmenty. Zde přirozeně nestačí pouze horká voda, přidávají se různá činidla: natrony a další. Pouze rozvlákňováním s přídavkem síranů vzniká buničina vhodná pro výrobu siblonu, protože zadržuje méně nečistot.

Když je buničina již strávena, je odeslána k bělení, sušení a lisování a poté přesunuta tam, kde je potřeba - to je výroba papíru, celofánu, lepenky a vláken, tedy hlavní výroba. Co se s ní stane dál?

Následné zpracování

Chcete-li získat syntetická a přírodní vlákna, musíte nejprve připravit roztok pro předení. Celulóza je pevná látka, kterou není snadné rozpustit. Proto se obvykle převádí na ve vodě rozpustný ester kyseliny dithiouhličité. Proces přeměny na tuto látku je poměrně zdlouhavý. Nejprve se celulóza ošetří horkou alkálií, následně se vymačkává a současně senepotřebné položky. Po vymačkání se hmota rozdrtí, a poté se umístí do speciálních komor, kde začíná předzrání – molekuly celulózy se oxidativní degradací téměř rozpůlí. Dále alkalická celulóza reaguje se sirouhlíkem, což umožňuje získat xanthát. Jedná se o oranžově zbarvenou hmotu podobnou těstu, ester kyseliny dithiokarbonové a výchozí materiál. Tento roztok se pro svou viskozitu nazýval „viskóza“.

Poté následuje filtrace k odstranění posledních nečistot. Rozpuštěný vzduch se uvolňuje „vařením“éteru ve vakuu. Všechny tyto operace vedou k tomu, že xanthát se stává jako mladý med - žlutý a viskózní. V tomto okamžiku je spřádací roztok zcela připraven.

Získávání vláken

Roztok se protlačuje zvlákňovacími tryskami. Umělá syntetická vlákna se nespřádají pouze tradičním způsobem. Tato operace se těžko srovnává s jednoduchou textilií, správnější by bylo říci, že jde o chemický proces, který umožňuje, aby se z milionů proudů tekuté viskózy stala pevná vlákna. Na území Ruska se z celulózy získává viskóza a siblon. Druhý typ vlákna je jedenapůlkrát pevnější než první, vyznačuje se větší odolností vůči alkáliím, tkaniny z něj vyrobené jsou hygroskopické, méně se srážejí a mačkají. A rozdíly ve výrobních procesech viskózy a siblonu se projevují v okamžiku, kdy jsou nově „zrozená“syntetická vlákna ve srážecí lázni za zvlákňovacími tryskami.

Chemie, která pomůže

K získání viskózy se do lázně nalévá kyselina sírová. Je navržen tak, aby rozkládal éter a výsledkem byla čistá celulózová vlákna. Pokud je potřeba získat siblon, přidává se do lázně síran zinečnatý, který částečně brání hydrolýze éteru, takže nitě budou obsahovat zbytkový xanthát. A co to dává? Vlákna se pak natahují a tvarují. Pokud jsou v polymerních vláknech zbytky xanthátu, ukázalo se, že natahují řetězce polymerní celulózy podél osy vlákna a neuspořádávají je náhodně, což je typické pro běžnou viskózu. Po vytažení se svazek vláken nařeže na špachtle dlouhé 2-10 milimetrů. Po několika dalších procedurách se vlákna lisují do balíků. Tuna dřeva stačí na výrobu 500 kilogramů buničiny, ze které se vyrobí 400 kilogramů siblonového vlákna. Předení buničiny trvá asi dva dny.

Co bude Siblon dál?

V 80. letech 20. století se tato syntetická vlákna používala jako přísady do bavlny, aby se nitě lépe předly a nelámaly se. Siblon se používal k výrobě substrátů pro umělou kůži a také se používal při výrobě azbestových výrobků. V té době neměli technologové zájem vytvořit něco nového, k realizaci plánu bylo potřeba co nejvíce vláken.

A na Západě se v té době používala vysokomodulová viskózová vlákna k výrobě tkanin, které byly levné a odolné ve srovnání sbavlna, ale zároveň dobře absorbuje vlhkost a dýchá. Nyní Rusko nemá své vlastní bavlněné regiony, takže velké naděje se vkládají do siblona. Jen poptávka po něm zatím není příliš vysoká, jelikož látky a oděvy domácí výroby téměř nikdo nekupuje.

Polymerová vlákna

Obvykle se dělí na přírodní, syntetické a umělé. Přírodní jsou vlákna, jejichž tvorba probíhá v přírodních podmínkách. Obvykle se zařazují podle původu, který určuje jejich chemické složení, na živočichy a rostliny. První z nich se skládají z bílkovin, konkrétně karotenu. Je to hedvábí a vlna. Ty jsou složeny z celulózy, ligninu a hemicelulózy.

Umělá syntetická vlákna se získávají chemickým zpracováním polymerů, které existují v přírodě. Patří sem acetátová, viskózová, alginátová a proteinová vlákna. Surovinou pro jejich výrobu je sulfátová nebo sulfitová dřevní buničina. Umělá vlákna se vyrábějí ve formě textilních a kordových nití a také ve formě staplového vlákna, které se zpracovává spolu s dalšími vlákny při výrobě různých tkanin.

Syntetické polyamidové vlákno se získává z uměle získaných polymerů. Jako surovina v tomto procesu se používají polymerní vlákna, vytvořená z pružných makromolekul mírně rozvětvené nebo lineární struktury, které mají významnou hmotnost - více než 15 000 atomovýchjednotky hmotnosti a také velmi úzkou distribuci molekulové hmotnosti. V závislosti na typu jsou syntetická vlákna schopna mít vysoký stupeň pevnosti, významnou hodnotu ve vztahu k tažnosti, pružnosti, odolnosti proti vícenásobnému zatížení, nízkým zbytkovým deformacím a rychlému zotavení po odstranění zátěže. Proto se kromě použití v textilu používaly jako výztužné prvky při výrobě kompozitů a to vše umožnilo dosáhnout speciálních vlastností syntetických vláken.

Závěr

V posledních několika letech lze pozorovat velmi stálý nárůst počtu pokroků ve vývoji nových polymerních vláken, zejména para-aramidových, polyetylenových, tepelně odolných, kombinovaných, struktury jádro-plášť heterocyklické polymery, které zahrnují různé částice, jako je stříbro nebo jiné kovy. Nyní již nylon není vrcholem inženýrství, protože nyní existuje obrovské množství nových vláken.