Synteettiset kuidut. Synteettinen polyamidikuitu

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Synteettisiä kuituja alettiin valmistaa teollisesti vuonna 1938. Tällä hetkellä niitä on jo useita kymmeniä. Kaikille niille on yhteistä, että lähtöaineena on pienimolekyylipainoisia yhdisteitä, jotka muuttuvat polymeereiksi kemiallisen synteesin kautta. Liuottamalla tai sulattamalla saadut polymeerit valmistetaan kehruu- tai kehruuliuos. Ne muovataan laastista tai sulatetaan ja viimeistellään.

Lajikkeet

Makromolekyylien rakenteeseen liittyvistä ominaisuuksista riippuen synteettiset kuidut jaetaan yleensä heteroketjuihin ja karboketjuihin. Ensimmäiset sisältävät polymeereistä saadut, joiden makromolekyyleissä on hiilen lisäksi muita alkuaineita - typpeä, rikkiä, happea ja muita. Näitä ovat polyesteri, polyuretaani, polyamidi japolyurea. Hiiliketjuisille synteettikuiduille on tunnusomaista, että niiden pääketju on rakennettu hiiliatomeista. Tähän ryhmään kuuluvat polyvinyylikloridi, polyakryylinitriili, polyolefiini, polyvinyylialkoholi ja fluoria sisältävät.

Polymeerit, jotka toimivat pohjana heteroketjukuitujen saamiselle, saadaan polykondensaatiolla ja tuote muovataan sulatteista. Karboketjuja saadaan ketjupolymeroinnilla, ja muodostuminen tapahtuu yleensä liuoksista, harvoissa tapauksissa sulaista. Voit harkita yhtä synteettistä polyamidikuitua, jota kutsutaan sibloniksi.

Luo ja käytä

Sellainen sana kuin siblon osoittautuu monille täysin vieraaksi, mutta aiemmin vaateetiketissä nähtiin lyhenne VVM, jonka alle piilotettiin korkeamoduulinen viskoosikuitu. Tuolloin valmistajilta näytti siltä, että tällainen nimi näyttäisi kauniimm alta kuin siblon, joka voitaisiin yhdistää nyloniin ja nyloniin. Tämän tyyppinen synteettinen kuitu on valmistettu joulukuusesta, vaikka se näyttää kuinka upe alta.

Ominaisuudet

Siblon ilmestyi viime vuosisadan 70-luvun alussa. Se on paranneltu viskoosi. Ensimmäisessä vaiheessa selluloosa saadaan puusta, se eristetään puhtaassa muodossaan. Sen suurin määrä löytyy puuvillasta - noin 98%, mutta erinomaisia lankoja saadaan puuvillakuiduista myös ilman sitä. Siksi selluloosan tuotantoonpuuta käytetään useammin, erityisesti havupuuta, jossa se sisältää 40-50%, ja loput ovat tarpeettomia komponentteja. Ne on hävitettävä synteettisten kuitujen valmistuksen aikana.

Luontiprosessi

Synteettiset kuidut valmistetaan vaiheittain. Ensimmäisessä vaiheessa suoritetaan kypsennysprosessi, jonka aikana kaikki ylimääräiset aineet siirtyvät hakkeesta liuokseen ja pitkät polymeeriketjut hajotetaan erillisiksi fragmenteiksi. Luonnollisesti vain kuuma vesi ei riitä, vaan lisätään erilaisia reagensseja: natroneja ja muita. Ainoastaan massanvalmistus sulfaatteja lisäämällä tuottaa siblonin valmistukseen sopivaa massaa, koska se säilyttää vähemmän epäpuhtauksia.

Kun massa on jo sulatettu, se lähetetään valkaisuun, kuivaukseen ja puristamiseen ja siirretään sitten sinne, missä sitä tarvitaan - tämä on paperin, sellofaanin, kartongin ja kuitujen tuotantoa, eli päätuotantoa. Mitä hänelle tapahtuu seuraavaksi?

Jälkikäsittely

Jos haluat saada synteettisiä ja luonnonkuituja, sinun on ensin valmistettava kehruuliuos. Selluloosa on kiinteä aine, jota ei ole helppo liueta. Siksi se yleensä muunnetaan vesiliukoiseksi ditiohiilihappoesteriksi. Muutosprosessi tähän aineeseen on melko pitkä. Ensin selluloosa käsitellään kuumalla emäksellä, jota seuraa puristaminen ja samallatarpeettomat tavarat. Puristamisen jälkeen massa murskataan ja asetetaan sitten erityisiin kammioihin, joissa esikypsytys alkaa - selluloosamolekyylit ovat melkein puolittuneet oksidatiivisen hajoamisen vuoksi. Seuraavaksi alkaliselluloosa reagoi hiilidisulfidin kanssa, mikä mahdollistaa ksantaatin saamisen. Tämä on oranssinvärinen taikinamainen massa, ditiohiilihapon esteri ja lähtöaine. Tätä liuosta kutsuttiin viskositeetiksi "viskoosiksi".

Seuraa suodatus viimeisten epäpuhtauksien poistamiseksi. Liuennut ilma vapautuu "keittämällä" eetteriä tyhjiössä. Kaikki nämä toimet johtavat siihen, että ksantaatista tulee kuin nuori hunaja - keltainen ja viskoosi. Tässä vaiheessa kehruuratkaisu on täysin valmis.

Kuitujen saaminen

Liuos puristetaan kehruurenkaiden läpi. Keinotekoisia synteettisiä kuituja ei kehrätä vain perinteisellä tavalla. Tätä toimenpidettä on vaikea verrata yksinkertaiseen tekstiiliin, olisi oikeampaa sanoa, että se on kemiallinen prosessi, joka mahdollistaa miljoonien nestemäisen viskoosin virtojen muuttumisen kiinteiksi kuiduiksi. Venäjän alueella viskoosia ja siblonia saadaan selluloosasta. Toinen kuitutyyppi on puolitoista kertaa vahvempi kuin ensimmäinen, sille on ominaista suurempi alkalienkestävyys, siitä valmistetut kankaat ovat hygroskooppisia, vähemmän kutistuvia ja rypistyviä. Ja erot viskoosin ja siblonin tuotantoprosesseissa ilmenevät sillä hetkellä, kun vasta "syntyneet" synteettiset kuidut ovat saostuskylvyssä kehrääjien jälkeen.

Kemia auttaa

Viskoosin saamiseksi rikkihappoa kaadetaan kylpyyn. Se on suunniteltu hajottamaan eetteriä, mikä johtaa puhtaisiin selluloosakuituihin. Jos on tarpeen saada siblon, kylpyyn lisätään sinkkisulfaattia, joka osittain estää eetterin hydrolyysin, joten langat sisältävät jäännösksantaattia. Ja mitä se antaa? Sen jälkeen kuidut venytetään ja muotoillaan. Kun polymeerikuiduissa on ksantaattijäämiä, käy ilmi, että polymeeriselluloosaketjut venyvät kuidun akselia pitkin, eikä järjestä niitä satunnaisesti, mikä on tyypillistä tavalliselle viskoosille. Vetämisen jälkeen kuitukimppu leikataan 2-10 millimetrin pituisiksi lastoiksi. Muutaman lisätoimenpiteen jälkeen kuidut puristetaan paaleiksi. Puutonnista riittää 500 kilon sellutuotantoon, josta valmistetaan 400 kiloa siblonkuitua. Sellun kehruu kestää noin kaksi päivää.

Mitä Siblonille seuraavaksi?

1980-luvulla näitä synteettisiä kuituja käytettiin puuvillan lisäaineina, jotta langat kehrättiin paremmin eivätkä katkeaisi. Siblonista valmistettiin substraatteja keinonahalle, ja sitä käytettiin myös asbestituotteiden valmistuksessa. Tuolloin teknikot eivät olleet kiinnostuneita uuden luomisesta, suunnitelman toteuttamiseen tarvittiin mahdollisimman paljon kuitua.

Ja lännessä tuolloin käytettiin korkean moduulin viskoosikuituja tuottamaan kankaita, jotka olivat halpoja ja kestäviä verrattunapuuvillaa, mutta samalla imevät kosteutta hyvin ja hengittävät. Nyt Venäjällä ei ole omia puuvillaalueita, joten siblonille asetetaan suuria toiveita. Ainoastaan sen kysyntä ei ole vielä kovin korkea, koska lähes kukaan ei osta kotimaisen tuotannon kankaita ja vaatteita.

Polymeerikuidut

Ne jaetaan yleensä luonnollisiin, synteettisiin ja keinotekoisiin. Luonnollisia ovat ne kuidut, joiden muodostuminen tapahtuu luonnollisissa olosuhteissa. Ne luokitellaan yleensä alkuperänsä mukaan, mikä määrää niiden kemiallisen koostumuksen, eläimiin ja kasveihin. Ensimmäiset koostuvat proteiinista, nimittäin karoteenista. Se on silkkiä ja villaa. Viimeksi mainitut koostuvat selluloosasta, ligniinistä ja hemiselluloosasta.

Keinotekoisia synteettisiä kuituja saadaan luonnossa esiintyvien polymeerien kemiallisella käsittelyllä. Näitä ovat asetaatti-, viskoosi-, alginaatti- ja proteiinikuidut. Niiden valmistuksen raaka-aineena on sulfaatti- tai sulfiittipuumassa. Tekokuituja valmistetaan tekstiili- ja narulankojen muodossa sekä katkokuituina, joita käsitellään yhdessä muiden kuitujen kanssa eri kankaiden valmistuksessa.

Synteettinen polyamidikuitu saadaan keinotekoisesti johdetuista polymeereistä. Raaka-aineena tässä prosessissa käytetään polymeerikuituja, jotka on muodostettu joustavista makromolekyyleistä, joilla on hieman haarautunut tai lineaarinen rakenne ja joilla on merkittävä massa - yli 15 000 atomiamassayksiköitä sekä hyvin kapea molekyylipainojakauma. Synteettikuiduilla on tyypistä riippuen korkea lujuusaste, merkittävä arvo venymisen suhteen, elastisuus, kestävyys useille kuormituksille, vähäiset jäännösmuodonmuutokset ja nopea palautuminen kuorman poistamisen jälkeen. Siksi niitä käytettiin tekstiileissä käytettyjen lisäksi lujiteelementteinä komposiittien valmistuksessa, ja tämä kaikki mahdollisti synteettisten kuitujen erityisominaisuuksien aikaansaamisen.

Johtopäätös

Viime vuosina on havaittavissa erittäin tasaista kehitystä uusien polymeerikuitujen, erityisesti para-aramidin, polyeteenin, lämmönkestävän, yhdistetyn ydin-kuorirakenteen, kehityksessä., heterosykliset polymeerit, jotka sisältävät erilaisia hiukkasia, kuten hopeaa tai muita metalleja. Nyt nailon ei ole enää suunnittelun huippua, koska uusia kuituja on nyt v altava määrä.