Материаловедение. волокна искусственного и синтетического происхождения” (7 класс)

Технология

§ 12. Химические волокна

Вы уже знакомы с материалами, изготовленными из натуральных волокон, — это хлопок, лен, шерсть, шелк. Но в современном мире все больше и больше тканей производят из искусственного волокна. Уже в XVII в. англичанин Роберт Гук высказал мысль о возможности получения искусственного волокна. Однако промышленным путем искусственное волокно для изготовления тканей получили только в конце XIX в. В России первый завод по производству искусственного шелка был построен в 1913 г. в подмосковном городе Мытищи.

В гардеробе современного человека редко можно найти вещь, изготовленную из натурального волокна. Сегодня почти все натуральные ткани содержат добавки, которые улучшают их свойства.

При покупке тканей, текстильных и трикотажных изделий нельзя ориентироваться только на их внешний вид

Чтобы правильно ухаживать за вещью, очень важно знать сырьевой состав и свойства данного материала

Технология производства химических волокон

Химические текстильные волокна получают путем переработки разного по происхождению сырья. По этому признаку они делятся на искусственные и синтетические. Сырьем для производства искусственных волокон служит целлюлоза, получаемая из древесины ели и отходов хлопка. Сырьем для производства синтетических волокон являются газы — продукты переработки каменного угля и нефти.

Производство химических волокон делится на три этапа:

  1. Получение прядильного раствора. Все химические волокна, кроме минеральных, производят из вязких растворов или расплавов, которые называют прядильными. Например, искусственные волокна получают из растворенной в щелочи целлюлозной массы, а синтетические волокна — путем сложения химических реакций различных веществ.

  2. Формование волокна. Вязкий прядильный раствор пропускают через фильеры — колпачки с мельчайшими отверстиями. Количество отверстий в фильере колеблется от 24 до 36 тыс. Струйки раствора, вытекая из фильер, затвердевают, образуя твердые тонкие нити. Далее нити из одной фильеры на прядильных машинах соединяются в одну общую нить, вытягиваются и наматываются на бобину.

  3. Отделка волокна. Полученные нити проходят промывку, сушку, крутку, термическую обработку (для закрепления крутки). Некоторые волокна отбеливают, красят и для придания мягкости обрабатывают раствором мыла.

Контрольные вопросы

1. Какова технология производства химических текстильных волокон? 2. Что является сырьем для производства химических волокон?

Производство

Вискозное волокно начали производить в конце 19 века, современное производство претерпело некоторые изменения, однако, основы остались неизменными. Вискоза вырабатывается из древесной целлюлозы, обработанной химическими средствами. Выделяют несколько этапов производства:

  1. Подготовка целлюлозы. Для начала древесину сушат, нарезают на мелкую щепку и отваривают в щелочном растворе. Затем отжимают и измельчают.
  2. Получение прядильного раствора. Масса проходит этапы обработки сероуглеродом и созревания, в процессе которого становится вязкой и теряет устойчивость к действию кислотных растворов. В это же время в массу добавляют красители или матирующие элементы.
  3. Формовка нити мокрым методом. Получившаяся вискозная масса подаётся в прядильную машину, где продавливается через пластины с мельчайшими отверстиями (фильеры) и отсаживается в ванну с кислотным раствором, струйки материала затвердевают, и получаются вискозные нити.
  4. Отделка и сушка. Нити промывают, отбеливают, обрабатывают мыльным раствором для придания мягкости, сушат и закручивают.

Сравнение

Главное отличие искусственных волокон от синтетических в том, что в качестве сырья для производства первых используются природные вещества. Выпуск вторых предполагает задействование низкомолекулярных неорганических веществ, в естественном виде встречающихся редко, а также получение соединений, которые в природе практически не образуются.

Стоит отметить, что искусственные и синтетические волокна в любом случае принято обособлять от натуральных при классификации тех или иных товаров, поскольку в готовом виде ни первые, ни вторые не имеют прямых природных аналогов, которые могли бы применяться в качестве третьих.

Но искусственные ткани в целом считаются в определенной степени более натуральными, чем синтетические, поскольку, как мы отметили выше, в качестве сырья для их производства используются вещества, присутствующие в природе.

Исходное природное сырье для искусственной ткани — например, целлюлоза — является, так или иначе, основой для формирования соответствующего продукта. К примеру, целлюлоза, обработанная посредством гидроксида натрия с последующей полимеризацией, превращается в вискозу.

В свою очередь, химический состав синтетических тканей может быть существенно более сложным. Из компонентов сырья, используемых для их производства, иногда непросто выделить основной.

Определив, в чем разница между искусственными и синтетическими волокнами, отразим выводы в небольшой таблице.

Поливинилспиртовые волокна

Обладают прекрасным комплексом потребительских характеристик: прочные, высокая устойчивость к истиранию, высокая теплостойкость и светоустойчивость, а также повышенная гигроскопичность (в отличие от всех других синтетических волокон). Проведение модификации таких волокон позволяет получить волокна с определенными свойствами: огнестойкие, бактерицидные, ионообменные и т.д. Винол используется в производстве тканей для белья и одежды, а в смеси с хлопком и вискозой – для выработки чулочно-носочных изделий. Мтилан обладает антимикробными свойствами, широко применяется в медицине в качестве нитей для хирургических швов.

Другие торговые названия: винилон, куралон, виналон и др.


ТАКЖЕ ПО ТЕМЕ:

ВАМ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО:

Искусственные целлюлозные волокна

Первые искусственные волокна, которые были разработаны и изготовлены, использовали полимеры природного происхождения, точнее целлюлозу, которая является сырьем, доступным в больших количествах в растительном мире.

Целлюлоза — это натуральный полимер, который составляет живые клетки всей растительности. Это материал в центре углеродного цикла, а также самый распространенный и возобновляемый биополимер на планете.

Хлопчатобумажные листы и древесная масса, вискоза, медноаммиачный шелк, целлюлозный ацетат (вторичный и триацетат), полиноза, волокно с высоким модулем во влажном состоянии (ВВМ).

  • Целлюлоза является одним из многих полимеров, найденных в природе.
  • Дерево, бумага и хлопок содержат целлюлозу. Целлюлоза — отличное волокно.
  • Целлюлоза состоит из повторяющихся звеньев мономерной глюкозы.
  • Три типа регенерированных целлюлозных волокон представляют собой вискозу, ацетат и триацетат, которые получены из клеточных стенок коротких хлопковых волокон, называемых линтами.
  • Бумага, например, представляет собой почти чистую целлюлозу

Что представляют собой синтетические волокна?

К синтетическим принято относить волокна, которые изготавливаются при использовании низкомолекулярных веществ, часто неорганического происхождения. Это соединения углерода, водорода, азота. Их переработка может осуществляться методом полимеризации или же поликонденсации.

Если речь идет о полимерах, их производят из продуктов, получающихся вследствие переработки нефти, газа или угля (например, бензола, ацетилена или аммиака) либо образующихся в качестве побочных продуктов различных химических производств.

В процессе обработки сырья фирма-производитель синтетических волокон может по своему усмотрению регулировать их химический состав и устанавливать, таким образом, желательные потребительские свойства соответствующих материалов и их структуру.

Как используют

Благодаря достоинствам вискозного волокна, его применение очень широко как в чистом виде, так и в сочетании с другими волокнами: из него производят текстильные ткани для производства одежды, домашнего текстиля, протирочные материалы (основа нетканая вискоза), а также широкий ассортимент технических изделий: упаковочную плёнку, губки и др.

Модал

Производится из древесной целлюлозы (100 %), имеет свойства хлопка, по некоторым параметрам превосходит его: в 1,5 раз более гигроскопичный, обладает повышенной прочностью и износостойкостью.

В сочетании с хлопком модал применяют для пошива постельного белья и одежды.

Тенсел

Начал изготавливаться в 1992 году в США компанией «Courtaulds». На рынок выходил под разными именами, которые присваивали ему компании-владельцы брендов — лиоцель, тенсел, ньюцел.

Производится из целлюлозы, добытой из эвкалиптовых деревьев. Получается очень мягкий и шелковистый материал, по характеристикам похожий на хлопок. Также отличается повышенной прочностью, гигроскопичностью и воздухопроницаемостью, но подвержен деформациям.

Из тенсела также производят одежду, бельё и домашний текстиль.

Ацетат

Для производства этого вида ткани используют не саму целлюлозу, а её отходы, называемые ацетил-целлюлоз.

По внешним качествам материал напоминает шёлк — тонкий, немного блестящий. Ацетат устойчив к деформациям, быстро высыхает, мало мнётся.

Из недостатков можно указать плохие показатели гигроскопичности — почти не впитывает влагу, а также неустойчивость к воздействию температур и ацетона — при температуре 200 градусов начинает плавиться, а при попадании ацетона растворяется.

Используется для подкладочной ткани.

 Читайте про: бифлекс — ткань поражающая своей эластичностью. 
купра

Производят из купры обычно нарядную одежду.

Ацетат

Производное волокно, в котором волокнообразующим веществом является ацетат целлюлозы. Ацетат получают из целлюлозы путем реакции очищения целлюлозы из древесной целлюлозы с уксусной кислотой и уксусным ангидридом в присутствии серной кислоты.

Характеристики ацетатного волокна:

  • Роскошное на ощупь и внешний вид
  • Широкий спектр цветов и блесков
  • Отличная драпируемость и мягкость
  • Относительно быстрое высыхание
  • Устойчивость к усадке, моли и мучнистой росе

Для ацетата разработаны специальные красители, так как он не принимает красители, обычно используемые для хлопка и вискозы.

Ацетатные волокна представляют собой изготовленные волокна, в которых волокнообразующим веществом является ацетат целлюлозы. Эфиры целлюлозы триацетат и ацетат образуются путем ацетилирования хлопковых линтов или древесной целлюлозы с использованием уксусного ангидрида и кислотного катализатора в уксусной кислоте.

Ацетатные и триацетатные волокна очень похожи по внешнему виду на вискозу с постоянной прочностью. Элементы и триацетаты представляют собой умеренно жесткие волокна и обладают хорошей эластичностью при изгибе и деформации, особенно после термообработки.

Устойчивость к абразивному износу ацетата и триацетата невелика, и эти волокна не могут использоваться в применениях, требующих высокой стойкости к истиранию и носке; однако устойчивость этих волокон к трению превосходна. Хотя ацетат и триацетат являются умеренно абсорбирующими, их абсорбция не может сравниться с чистыми целлюлозными волокнами. На ощупь ацетатные ткани несколько более мягкие и более гибкие, чем триацетат. Ткани обоих волокон обладают отличными характеристиками драпировки. Ткани ацетата и триацетата имеют приятный внешний вид и высокую степень блеска, но блеск этих тканей можно модифицировать путем добавления матирующего средства.

Как ацетат, так и триацетат восприимчив к атакам ряда бытовых химикатов. Ацетат и триацетат подвергаются воздействию сильных кислот и оснований и окисляющих отбеливателей. Ацетат обладает только небольшой устойчивостью к солнечному свету, тогда как солнечная устойчивость триацетата выше. Оба волокна имеют хорошую термостойкость ниже их точек плавления.

Ацетат и триацетат не могут быть окрашены красителями, используемыми для целлюлозных волокон. Эти волокна могут быть удовлетворительно окрашены дисперсными красителями при умеренных и высоких температурах, что дает четкие, яркие оттенки. Ацетат и триацетат быстро высушиваются, и их можно подвергать сухой чистке.

2020 textiletrend.ru

Вискоза

Первоначально слово «вискоза» применялось к любому волокну, изготовленному на основе целлюлозы и, следовательно, содержало целлюлозные ацетатные волокна. Тем не менее, определение вискозы было описано в 1951 году и теперь включает в себя текстильные волокна и волокна, состоящие из регенерированной целлюлозы, за исключением ацетата.

 Читайте про: что это за ткань из конопли: особенности и описание. 

  • Вискоза представляет собой регенерированное целлюлозное волокно.
  • Это первое изготовленное человеком волокно.
  • Она имеет зазубренную круглую форму с гладкой поверхностью.
  • При намокании вискоза теряет 30-50% своей силы.
  • Вискоза образуется из естественных полимеров, и поэтому является не синтетическим волокном, а искусственным регенерированным целлюлозным волокном.
  • Волокно продается как искусственный шелк.
  • Существует две основных разновидности вискозного волокна, а именно вискозное и медноаммиачное.
Добавить комментарий