Syntetické vlákna. Druhy syntetických tkanín, ich charakteristika Chemické vlastnosti syntetických vlákien

Moderné technológie ovplyvnilo všetky sféry ľudského života. Textilný priemysel je možno najvýraznejším príkladom vedy, ktorá slúži každodennému životu. Vďaka chemickej syntéze sa človek naučil získavať vlákna s požadovanými vlastnosťami. Rozlišujte medzi umelými a syntetickými tkaninami.

Syntetika sa vyrába z polymérov získaných určitými chemickými reakciami. Surovinou pre ňu sú ropné produkty, zemný plyn či uhlie. Syntetické tkaniny so špeciálnymi vlastnosťami sa používajú na výrobu kombinéz, ochranných odevov do extrémnych podmienok, športových uniforiem.

Umelé vlákna sa vyrábajú fyzikálnym spracovaním surovín. Najznámejším príkladom takejto tkaniny je viskóza, získaná z celulózy (dreva).

Tkaniny vyrobené zo syntetických vlákien majú v porovnaní s prírodnými materiálmi množstvo výhod a nevýhod.

Všeobecné vlastnosti syntetických vlákien

Napriek všetkej rozmanitosti má väčšina umelých materiálov spoločné črty. Medzi výhody syntetických tkanín patria nasledujúce vlastnosti.

• Trvanlivosť. Umelé tkaniny majú zvýšenú odolnosť proti opotrebovaniu, nepodliehajú rozkladu, poškodeniu škodcami a plesňami. Špeciálna technológia bielenia a následného farbenia vlákna zabezpečuje farebnú stálosť. Niektoré skupiny syntetických tkanín sú nestabilné voči slnečnému žiareniu.
• Ľahkosť. Syntetické oblečenie váži oveľa menej ako jeho prirodzené náprotivky.
• Rýchlo vysušte. Väčšina syntetických vlákien neabsorbuje vlhkosť alebo má vodoodpudivé vlastnosti, to znamená, že majú nízku hygroskopickosť.
• Vďaka rozsiahlej priemyselnej výrobe a nízkym nákladom na suroviny má väčšina umelých tkanín nízke náklady. Vo výrobe sa dosahuje vysoká produktivita práce a nízke náklady, čo stimuluje rozvoj priemyslu. Mnohí výrobcovia upravujú technologické vlastnosti materiálu v súlade s prianiami veľkých zákazníkov.

Nevýhody sú spôsobené tým, že umelý materiál môže mať zlý vplyv na živý organizmus.

• Syntetika akumuluje statickú elektrinu (elektrifikuje).
• Možno výskyt alergií, individuálna intolerancia na chemické zložky.
• Väčšina umelých tkanín neabsorbuje vlhkosť dobre - preto neabsorbujú pot a majú nízke hygienické vlastnosti.
• Neprepúšťajú vzduch – to je dôležité aj pri výrobe odevov a bielizne.

Niektoré vlastnosti syntetických tkanín môžu mať pozitívny aj negatívny význam v závislosti od spôsobu použitia materiálu. Napríklad, ak tkanina neprepúšťa vzduch, je to pre vás nehygienické, ale vrchné oblečenie vyrobené z takéhoto materiálu bude veľmi vhodné na ochranu pred nepriaznivými poveternostnými podmienkami.

Výroba syntetických tkanín

Prvé patenty na vynález syntetických vlákien pochádzajú z obdobia 30. rokov minulého storočia. V roku 1932 bola výroba polyvinylchloridového vlákna zvládnutá v Nemecku. V roku 1935 bol polyamid syntetizovaný v laboratóriu americkej spoločnosti DuPont. Materiál sa nazýva nylon. Jeho priemyselná výroba sa začala v roku 1938 a o rok neskôr sa hojne využíval v textilnom priemysle.

V ZSSR sa kurz smerom k širokému zavedeniu výsledkov chemickej vedy uskutočnil v 60. rokoch 20. storočia. Syntetika bola spočiatku vnímaná ako lacná náhrada prírodných tkanín, potom sa začala používať na výrobu pracovných odevov a ochranných oblekov. Ako sa rozvíjala vedecká základňa, začali vytvárať látky s rôzne vlastnosti. Nové polyméry majú nepopierateľné výhody v porovnaní s prírodnými tkaninami: sú ľahšie, pevnejšie a odolnejšie voči agresívnemu prostrediu.

Látky, umelé a syntetické, sa líšia spôsobom výroby a ukazovateľmi ekonomiky výroby. Suroviny na výrobu syntetických látok sú oveľa lacnejšie a dostupnejšie, preto práve toto odvetvie dostalo prednosť vo vývoji. Vláknové makromolekuly sa syntetizujú zo zlúčenín s nízkou molekulovou hmotnosťou. Moderné technológie poskytujú materiál s vopred určenými vlastnosťami.

Nite sa vytvárajú z tavenín alebo roztokov. Môžu byť jednoduché, zložité alebo vo forme zväzkov na získanie vlákien určitej dĺžky (potom sa z nich vyrába priadza). Okrem nití sa z východiskovej syntetickej hmoty vytvárajú fóliové materiály a lisované výrobky (časti obuvi a odevov).

Odrody syntetiky

V súčasnosti bolo vynájdených niekoľko tisíc chemických vlákien a každý rok sa objavujú nové materiály. Podľa chemickej štruktúry sú všetky typy syntetických tkanín rozdelené do dvoch skupín: karbochain a heterochain. Každá skupina je rozdelená do podskupín s podobnými fyzikálnymi a prevádzkovými vlastnosťami.

Syntetika s uhlíkovým reťazcom

Chemický reťazec makromolekuly syntetických tkanín s uhlíkovým reťazcom pozostáva hlavne z atómov uhlíka (uhľovodíkov). Skupina je rozdelená do nasledujúcich podskupín:

• polyakrylonitril;
• polyvinylchlorid;
• polyvinylalkohol;
• polyetylén;
• polypropylén.

Heterochainová syntetika

Ide o tkaniny vyrobené zo syntetických vlákien, ktorých molekulárne zloženie okrem uhlíka zahŕňa atómy ďalších prvkov: kyslík, dusík, fluór, chlór, síra. Takéto inklúzie dávajú pôvodnému materiálu ďalšie vlastnosti.

Typy syntetických tkanín skupiny heteroreťazcov:

• polyester;
• polyamid;
• polyuretán.

Lycra: polyuretánové syntetické tkaniny

Názvy používané obchodnými korporáciami: elastan, lycra, spandex, neolan, dorlastan. Polyuretánové nite sú schopné reverzibilných mechanických deformácií (ako guma). Elastan sa dokáže natiahnuť 6-7 krát, pričom sa voľne vracia do pôvodného stavu. Má nízku teplotnú stabilitu: keď teplota stúpne na +120 °C, vlákno stráca svoju elasticitu.

Polyuretánové nite sa nepoužívajú vo svojej čistej forme - používajú sa ako rám, okolo ktorého sa navíjajú ďalšie vlákna. Materiál obsahujúci takúto syntetiku má elasticitu, dobre sa naťahuje, je pružný, odolný voči oderu, dokonale priedušný. Veci vyrobené z látok s prídavkom polyuretánových nití sa nekrčia a zachovávajú si svoj pôvodný tvar, sú odolné voči svetlu, dlho si zachovávajú pôvodnú farbu. Tkanina sa neodporúča silne vyžmýkať, krútiť, sušiť v roztiahnutej forme.

Kapron: polyamidová syntetika

Materiál dostal svoje meno vďaka amidovej skupine, ktorá je súčasťou látky. Kapron a nylon sú najznámejšími predstaviteľmi tejto skupiny. Hlavné vlastnosti: zvýšená pevnosť, dobre drží tvar, nehnije, ľahká. Kedysi kapron nahradil hodváb používaný na výrobu padákov.

Syntetické vlákna skupiny polyamidov majú nízku odolnosť voči zvýšeným teplotám (začínajú sa topiť pri +215 ° C), na svetle a pod vplyvom potu žltnú. Materiál neabsorbuje vlhkosť a rýchlo schne, hromadí sa a zle drží teplo. Vyrábajú sa z nej dámske pančuchové nohavice a legíny. Capron a nylon sa zavádzajú do zloženia tkaniny v množstve 10-15%, čo zvyšuje pevnosť prírodných materiálov bez ohrozenia ich hygienických vlastností. Ponožky sú vyrobené z takýchto materiálov a

Iné obchodné názvy syntetické materiály skupina polyamidov: anid, perlon, meryl, taslan, jordan a helanca.

Velsoft - hustá tkanina s vlasom, konkuruje froté. Šije sa z nej detské oblečenie, župany a pyžamá, domáce potreby (uteráky a deky). Materiál je príjemný na dotyk, priedušný, nekrčí sa, nekrčí sa, nezlieva sa. Umývateľný, rýchlo schnúci. Vytlačený vzor časom nevybledne.

Lavsan: polyesterové vlákna

Polyesterová syntetika má zvýšenú elasticitu, odolnosť proti opotrebeniu, látky z nej sa nekrčia, nekrčia a dobre držia tvar. Hlavnou výhodou v porovnaní s inými skupinami syntetických tkanín je zvýšená tepelná odolnosť (odoláva nad +170 ° C). Materiál je tvrdý, neabsorbuje vlhkosť, nezbiera prach, nevybledne na slnku. Vo svojej čistej forme sa používa na výrobu záclon a záclon. V zmesi sa používa na výrobu odevných a oblekových látok, ako aj materiálu na kabáty a Polyesterové vlákno poskytuje odolnosť proti oderu a pokrčeniu a prírodné nite spôsobujú hygienu, ktorú syntetické tkaniny nemajú. Názvy tkanín z polyesterových materiálov: lavsan, polyester, terylén, trevira, tergal, diolen, dacron.

Fleece je syntetická mäkká tkanina vyrobená z polyesteru, vzhľadovo podobná ovčej vlne. Fleece oblečenie je mäkké, ľahké, teplé, priedušné, elastické. Materiál sa ľahko perie, rýchlo schne a nie je potrebné žehliť. Fleece nespôsobuje alergie, preto je široko používaný na výrobu detského oblečenia. V priebehu času sa látka natiahne a stratí svoj tvar.

Polysatin sa vyrába z čistého polyesteru alebo v kombinácii s bavlnou. Materiál je hustý, hladký a mierne lesklý. Rýchlo schne, nekrčí sa, neopotrebováva sa, nezlieva sa. Používa sa na výrobu posteľnej bielizne, výrobkov pre domácnosť (záclony, obrusy, čalúnenie nábytku), domácich odevov, kravát a šatiek. Dnes veľmi populárne posteľné prádlo s 3D vzorom je vyrobený z polysatínu.

Akryl: polyakrylonitrilové materiály

Mechanickými vlastnosťami sa približuje vlneným vláknam, preto sa akrylu niekedy hovorí „umelá vlna“. Syntetika je odolná voči slnečnému žiareniu, je odolná voči teplu, dokonale drží tvar. Neabsorbuje vlhkosť, tvrdý, elektrifikovaný, odretý.

V kombinácii s vlnou sa používa na výrobu látok na nábytok, detské matrace, krajčírstvo vrchného ošatenia a výrobu umelej kožušiny. Akryl nežmolkuje, vďaka čomu je nepostrádateľným doplnkom vlnených pletacích priadzí. Veci z kombinovanej priadze sa menej naťahujú, sú odolnejšie a ľahšie.

Obchodné názvy polyakrylonitrilových materiálov: akrylan, nitron, kashmilon, dralon, dolan, orlon.

Spektra a dynema: polyolefínové vlákna

Táto skupina rozlišuje polyetylén a najľahší zo všetkých typov syntetických materiálov, polyolefínové materiály neklesajú vo vode, vyznačujú sa nízkou hygroskopicitou a dobrou tepelnoizolačné vlastnosti, rozťažnosť vlákna je takmer nulová. Majú nízku teplotnú stabilitu - do +115 °С. Používajú sa pri tvorbe dvojvrstvových materiálov, na šitie športových a rybárskych odevov, filtračných a poťahových materiálov, plachiet, kobercov. V kombinácii s prírodnými vláknami - na výrobu spodnej bielizne a pančuchového tovaru.

Obchodné názvy: spektrum, dynema, tekmilon, herculon, ulstrene, found, meraklon.

PVC syntetické tkaniny

Materiál sa vyznačuje vysokou odolnosťou voči chemicky agresívnym látkam, nízkou elektrickou vodivosťou a nestabilitou voči teplotným vplyvom (zničenie pri 100°C). Po tepelnom spracovaní sa zmršťuje.

V čistej forme sa z neho vyrába ochranný odev. S jeho pomocou sa získa hustá syntetická tkanina - vyrába sa aj umelá koža, umelá kožušina a koberce.

Obchodné názvy: teviron, chlór, vignon.

Polyvinylalkoholové vlákna

Do tejto skupiny patrí vinol, mtilan, vinylon, curalon, vinalon. Majú všetky výhody syntetiky: trvanlivé, odolné voči opotrebovaniu, odolné voči svetlu a teplotným vplyvom. Z hľadiska rozťažnosti a elasticity majú priemerné ukazovatele. Výrazná vlastnosť- dobre absorbujú vlhkosť, výrobky vyrobené zo syntetických tkanín tejto skupiny majú vysokú hygroskopickosť, porovnateľnú s vlastnosťami bavlnených výrobkov. Vplyvom vody sa vinol trochu predlžuje a zmršťuje, jeho pevnosť klesá. V porovnaní s inými chemickými vláknami je menej odolný voči chemickému napadnutiu.

Vinol sa používa na výrobu odevov, spodnej bielizne, v kombinácii s bavlnou a viskózou - na výrobu pančuchového tovaru. Materiál sa neroluje, nezotiera, má príjemný lesk. Nevýhodou vinárskych produktov je, že sa rýchlo zašpinia.

Mtilan sa používa na výrobu chirurgických stehov.

Kombinácia rôznych vlákien dáva zaujímavé technologické vlastnosti. Pozoruhodným príkladom je mikrovlákno, ktoré je dnes všeobecne známe. Je vyrobená z kombinácie nylonových a polyesterových vlákien. Mikrovlákno sa neroluje, nesype, má vysokú hygroskopickosť a rýchlo schne. Používa sa na výrobu pletených a netkaných textílií. V závislosti od hrúbky vlákna a jeho modifikácie sa mení mäkkosť a odolnosť konečného produktu proti opotrebeniu. Mikrovlákno nie je zmiešané s inými vláknami, starostlivosť o výrobky je mimoriadne jednoduchá - neboja sa prania, chemického čistenia a teplotných vplyvov. Vďaka mnohým vzduchové póry, látka pomáha udržiavať optimálnu telesnú teplotu, no zároveň dokonale chráni pred vetrom. Mikrovlákno sa používa na výrobu športových a vrchné oblečenie, bytový textil, obrúsky a hubky na čistenie.

Ako vidíte, chemicky syntetizované vlákna sú široko používané pri výrobe tovaru ľahkého priemyslu. Vyrábajú sa z nich športové odevy a kombinézy, látky na nábytok a interiérové ​​dekorácie, celá škála každodenného oblečenia: od spodnej bielizne až po materiály na kabáty a umelú kožušinu. Moderné tkaniny majú množstvo výhod nedostupných ich predchodcom: môžu byť hygroskopické, „priedušné“ a dobre udržujú teplo. Kombinácia rôznych vlákien v jednej nite, ako aj vytváranie viacvrstvových tkanín umožňujú výrobcom plne vyhovieť požiadavkám moderného sveta.

Syntetický vlákna sa nazývajú vlákna, po prijatí ktorých dochádza k syntéze jednoduchých molekúl. Medzi syntetické vlákna patria: lavsan, nitrón, kaprón, chlór, vinol, polyetylén, polypropylén a iné vlákna. V závislosti od surovín sa získajú nasledujúce polyméry: polyamid, polyester, polyakrylonitril, polyvinylchlorid, polyvinylalkohol, polyuretán. Charakteristickým znakom tvorby chemického vlákna je, že proces tvorby je súčasne jeho spriadaním.

Polyamidové vlákna. Najpoužívanejší polyamid kapron vlákna. Počiatočná surovina na výrobu kapronového vlákna je benzén a fenol(produkty spracovania uhlia). Spracované v chemických závodoch kaprolaktánu. Kapronová živica sa spracováva z kapronolaktánu. Ide o taveninu, ktorá sa pretláča cez štrbinu z matrice a vystupuje vo forme tenkých pramienkov, ktoré tuhnú pri fúkaní vzduchom. Jeden stroj môže mať 60 - 100 matríc. V závislosti od typu chemického vlákna má zvlákňovacia tryska rôzny počet otvorov rôznych veľkostí. Vlákna sú natiahnuté, skrútené, spracované horúca voda na upevnenie konštrukcie. Boli vyvinuté aj spôsoby výroby dutého nylonového vlákna, ktoré je tvarované a vysoko zmrštiteľné. Používa sa na výrobu tkanín na pančuchový tovar, pleteniny, šijacie nite a technické účely. Výrobné procesy anida a enanthe podobne ako pri výrobe kapronového vlákna.

Vlastnosti polyamidové vlákna: ľahkosť, elasticita, vysoká pevnosť v ťahu, vysoká chemická odolnosť, mrazuvzdornosť, odolnosť voči mikroorganizmom a plesniam. Vlákna sa rozpúšťajú v koncentrovaných kyselinách a fenole.

horia vlákna s modrastým plameňom, tvoriace na konci roztopenú hnedú guľu.

patrí k polyamidu hodváb- ktorý sa používa na výrobu ľahkých odevných a blúzkových látok a megalopa- chemicky upravené vlákno, hygroskopické, trvácne, odolné voči oderu, dodáva tkanine zvýšený trblietavý lesk. Polyamidový profilovaný závit - trojlaločný používa sa na tkaniny hodvábneho typu podobné v vzhľad na prírodný hodváb.

polyesterové vlákna. Lavsan vyrobené z produktov rafinácie ropy. Za mokra nemení svoje vlastnosti.

Vlastnosti lavsanové vlákna: sú ľahké, elastické, odolné proti moliam, odolné voči rozkladu, zničené kyselinami a zásadami, hygroskopickosť je veľmi nízka 0,4%. Počas mokrého tepelného spracovania sa udržiava teplota 140ºС. Po privedení do plameňa sa lavsan roztopí a potom pomaly horí žltým dymovým plameňom.

Polyuretánové vlákna. Svojimi fyzikálne a mechanické vlastnosti označuje elanoméry, t.j. má vysokú mieru elastického zotavenia. Predĺženie pri pretrhnutí 600% - 800%. Po odstránení zaťaženia sa elasticita okamžite obnoví o 90% a po minúte - 95%. Tieto vlákna sú nízko hygroskopické - 1 - 1,5%, tepelne odolné, oderuvzdorné, dobre sa farbia. Používajú sa na výrobu úpletov, pások v športovom korzete a zdravotníckych elastických výrobkov.

Polyakrylonitrínové vlákna(PAN). Nitron Vyrába sa z produktov spracovania uhlia, ropy a plynu. Jemnejšie a hodvábnejšie na dotyk ako lavsan a kapron. Pevnosť je viac ako dvakrát menšia ako sila nylonu a vlákna lavsan. Predĺženie pri pretrhnutí 16 - 22 %, hygroskopickosť 1,5 %.

Nitron má množstvo cenných vlastnosti: odolný voči minerálnym kyselinám, zásadám, organickým rozpúšťadlám na chemické čistenie, odolný voči baktériám, plesniam, moliam. Z hľadiska tepelno-tieniacich vlastností je nitrón lepší ako vlna. Pri teplote 200 - 250 ° C nitrón mäkne. Horí jasným, dymovým plameňom so zábleskami.

Polyvinylchloridové vlákna (PVC). Chlór vyrobené z etylénu alebo acetylénu. Odoláva pôsobeniu vody, kyselín, zásad, oxidačných činidiel, nerozpadá sa, nemá lesk.

Podľa tepelnej ochrany vlastnosti nie je nižšia ako vlna. Pevnosť v mokrom stave sa nemení, má nízku odolnosť voči ľahkému počasiu. Mokré tepelné spracovanie - na 70%. Nevýhodou je nízka tepelná odolnosť. Chlór nehorí, nepodporuje spaľovanie; Chlór je elektrifikovaný, preto sa používa na zdravotnú bielizeň, ako aj na získavanie embosovaných hodvábnych tkanín, umelých kožušín a pracovných odevov (rybári, lesníci, hasiči atď.).

Odolnosť voči agresívnemu prostrediu, vysoká mechanická pevnosť, pružnosť a ďalšie cenné vlastnosti spôsobili, že syntetické vlákna sú nevyhnutné pre modernú textilnú výrobu.

Čas čítania: 4 minúty

Niektoré prírodné celulózové vlákna sa spracúvajú a spracúvajú na špecifické účely. Známe vlákna ako viskóza, acetát atď. sa získavajú spracovaním rôznych prírodných polymérov.

Prvé umelé vlákna, ktoré boli vyvinuté a vyrobené, využívali polyméry prírodného pôvodu, presnejšie celulózu, čo je surovina dostupná vo veľkých množstvách v flóry.

Celulóza je prírodný polymér, ktorý tvorí živé bunky všetkej vegetácie. Je to materiál v strede uhlíkového cyklu a najrozšírenejší a obnoviteľný biopolymér na planéte.

Bavlnené listy a drevná buničina, viskóza, meď-amónny hodváb, acetát celulózy (sekundárny a triacetát), polynóza, vlákno s vysokým modulom za mokra (HMW).

• Celulóza je jedným z mnohých polymérov nachádzajúcich sa v prírode.
• Drevo, papier a bavlna obsahujú celulózu. Celulóza je výborná vláknina.
• Celulóza sa skladá z opakujúcich sa jednotiek monomérnej glukózy.
• Tri typy regenerovaných celulózových vlákien sú viskóza, acetát a triacetát, ktoré sú odvodené z bunkových stien krátkych bavlnených vlákien nazývaných linters.
• Napríklad papier je takmer čistá celulóza.

Viskóza

Slovo "viskóza" sa pôvodne používalo na akékoľvek vlákno vyrobené z celulózy, a preto obsahovalo vlákna z acetátu celulózy. Definícia viskózy však bola opísaná v roku 1951 a teraz zahŕňa textilné vlákna a vlákna zložené z regenerovanej celulózy, s výnimkou acetátu.

• Viskóza je regenerované celulózové vlákno.
• Je to prvé umelé vlákno.
• Má zubatý okrúhly tvar s hladkým povrchom.
• Keď je mokrá, viskóza stráca 30-50% svojej pevnosti.
• Viskóza je tvorená prírodnými polymérmi a nejde teda o syntetické vlákno, ale o umelé vlákno z regenerovanej celulózy.
• Vlákno sa predáva ako umelý hodváb.
• Existujú dva hlavné druhy viskózových vlákien, a to viskóza a meď amónna.

Acetát

Derivátové vlákno, v ktorom je vláknotvornou látkou acetát celulózy. Acetát sa získava z celulózy rafináciou celulózy z drevnej buničiny kyselinou octovou a acetanhydridom v prítomnosti kyseliny sírovej.

Vlastnosti acetátového vlákna:

• Luxusné na dotyk aj na pohľad
• Široká škála farieb a leskov
• Vynikajúca splývavosť a mäkkosť
• Relatívne rýchle schnutie
• Odolný proti zmršťovaniu, moliam a múčnatke

Pre acetát boli vyvinuté špeciálne farbivá, pretože neakceptuje farbivá bežne používané na bavlnu a viskózu.

Acetátové vlákna sú vyrobené vlákna, v ktorých vláknotvornou látkou je acetát celulózy. Étery celulózy, triacetát a acetát sa tvoria acetyláciou bavlneného vlákna alebo drevnej buničiny pomocou acetanhydridu a kyslého katalyzátora v kyseline octovej.

Acetátové a triacetátové vlákna sú vzhľadom veľmi podobné viskóze so stálou pevnosťou. Prvky a triacetáty sú stredne tuhé vlákna a majú dobrú ohybovú a deformačnú odolnosť, najmä po tepelnom spracovaní.

Odolnosť acetátu a triacetátu proti oderu je nízka a tieto vlákna nemožno použiť v aplikáciách vyžadujúcich vysokú odolnosť proti oderu a opotrebovaniu; odolnosť proti oderu týchto vlákien je však vynikajúca. Napriek tomu, že acetát a triacetát sú stredne absorpčné, ich absorpcia sa nedá porovnávať s čistými celulózovými vláknami. Na dotyk sú acetátové tkaniny o niečo mäkšie a pružnejšie ako triacetátové. Tkaniny z oboch vlákien majú vynikajúce splývavé vlastnosti. Acetátové a triacetátové tkaniny majú príjemný vzhľad a vysoký stupeň lesku, ale lesk týchto tkanín je možné upraviť pridaním matovacieho činidla.

Acetát aj triacetát sú náchylné na napadnutie množstvom chemikálií pre domácnosť. Acetát a triacetát sú napádané silnými kyselinami a zásadami a oxidačnými bielidlami. Acetát má len miernu odolnosť voči slnečnému žiareniu, zatiaľ čo solárna odolnosť triacetátu je vyššia. Obe vlákna majú dobrú tepelnú odolnosť pod ich bodmi topenia.

Acetát a triacetát nemožno farbiť farbivami používanými na celulózové vlákna. Tieto vlákna možno uspokojivo farbiť disperznými farbivami pri stredných až vysokých teplotách, čím sa získajú svieže, žiarivé odtiene. Acetát a triacetát rýchlo schne a možno ich chemicky čistiť.

umelé vlákna. Medzi chemickými vláknami z hľadiska výkonu je na prvom mieste umelé viskózové vlákno. Hlavnou látkou na výrobu viskózového vlákna je drevná buničina a dostupné lacné chemikálie. Výhodou viskózového vlákna je vysoká ekonomická efektívnosť jeho výroby a spracovania. Takže pri výrobe 1 kg viskózovej priadze sú mzdové náklady 2-3 krát nižšie ako náklady na výrobu tej istej priadze z bavlny a 4,5-5 krát nižšie ako pri výrobe 1 kg vlnenej priadze.

Viskózové vlákno sa vyrába v rôznych dĺžkach a hrúbkach. Hrúbka základného vlákna viskózového hodvábu je od 0,5 do 0,2 tex.

Viskózové vlákna majú dostatočnú pevnosť, ale za mokra ich pevnosť klesá na 50-60%. Ich nevýhodou je schopnosť zmršťovania, teda zmršťovania do dĺžky, najmä po vypraní výrobkov.

Tieto vlákna majú vysoké hygienické vlastnosti, keďže sa vyznačujú schopnosťou dobre absorbovať vlhkosť. Viskózové vlákna sú tepelne odolné.

Pri zahrievaní nezmäknú a vydržia zahrievanie bez zničenia až do 150 °. Pri vyšších teplotách (175-200°) začína proces rozkladu vlákna.

Viskózové vlákna so zlepšenými vlastnosťami sa nazývajú polynóza. Svojimi vlastnosťami sa približujú bavlnenému vláknu.

Na základe bavlny alebo drevnej buničiny sa získavajú ďalšie umelé vlákna - amoniak a acetát medi.

Medeno-amoniakové vlákno svojimi vlastnosťami pripomína viskózové vlákno. Vyrába sa v malých množstvách, keďže jeho výroba je oveľa drahšia ako výroba iných umelých vlákien. Používa sa najmä v zmesiach s vlnou.

Existujú dva typy acetátových vlákien: diacetát a triacetát. Diacetátové vlákna sa bežne označujú ako acetátové vlákna. Acetátové vlákna majú dostatočnú pevnosť. Ich predĺženie pri pretrhnutí je 18-25%. Pevnosť v ťahu acetátového vlákna v mokrom stave je znížená o 40-50% a triacetát - o 10-15%. Acetátové vlákno absorbuje asi 6,5% vlhkosti a triacetát - nie viac ako 1-1,5%.

Acetátové vlákna vo svojich vlastnostiach zaujímajú medzipolohu medzi umelými a syntetickými vláknami.

Na rozdiel od viskózy sú acetátové vlákna termoplastické a začínajú sa deformovať pri teplote 140-150 °.

Použitie acetátových vlákien zmiešaných s viskózou môže výrazne znížiť krčivosť výrobkov. Acetátové vlákna nie sú farbené farbivami používanými na farbenie viskózových vlákien, takže použitie acetátových vlákien zmiešaných s viskózovými vláknami umožňuje vytvárať rôzne farebné efekty, zušľachťovať prednú plochu látky.

Z iných umelých vlákien sa pri výrobe tkanín používa sklo a kov; kovové nite sa používajú na dodávanie látok rôznym dekoratívnym efektom; nazývajú sa alunit, lurex, metlon atď.

Syntetické vlákna. Zo syntetických vlákien sa najviac používajú vlákna polyamidové, medzi ktoré patria vlákna nylonové, anidové, enantové a iné. U nás medzi polyamidovými vláknami zaujíma prvé miesto nylonové vlákno. Na jeho získanie sa používa kaprolaktámová živica, ktorá sa získava chemickou syntézou z relatívne jednoduchých organických látok.

Polyamidové vlákna majú množstvo cenných vlastností: vysokú pevnosť v ťahu, pružnosť a výnimočnú odolnosť proti oderu.

Výhodou polyamidových vlákien je ich vysoká odolnosť proti oderu a opakovaným deformáciám.

Syntetické vlákna

Po tisíce rokov ľudstvo využíva pre svoje potreby prírodné vlákna rastlinného (ľan, bavlna, konope) a živočíšneho (vlna, hodváb) pôvodu. Okrem toho boli použité aj minerálne materiály, napríklad azbest.

Látky z týchto vlákien sa používali na výrobu odevov, technických potrieb atď.

V dôsledku rastu svetovej populácie sa prírodné vlákna stali vzácnymi. Preto bola potreba ich náhradníkov.

Prvý pokus o získanie umelého hodvábu urobil v roku 1855 Francúz Audemars na báze nitrocelulózy. V roku 1884 francúzsky inžinier G. Chardonnay vyvinul metódu získavania umelého vlákna - nitro hodvábu a od roku 1890 sa organizovala široká výroba umelého hodvábu dusičnanovou metódou s tvorbou nití pomocou zvlákňovačov. Obzvlášť účinná bola práca, ktorá sa začala v 90. rokoch 19. storočia. výroba hodvábu z viskózy. Následne bola táto metóda najpoužívanejšia a viskózový hodváb predstavuje približne 85 % svetovej produkcie umelých vlákien. V roku 1900 dosiahla svetová produkcia viskózového hodvábu 985 ton, v roku 1930 asi 200 tisíc ton av roku 1950 výroba viskózového hodvábu dosiahla takmer 1600 tisíc ton.

V 20. rokoch 20. storočia bola zvládnutá výroba acetátového hodvábu (z acetátu celulózy). Vzhľadovo je acetátový hodváb takmer na nerozoznanie od prírodného hodvábu. Je mierne hygroskopický a na rozdiel od viskózového hodvábu sa nekrčí. Acetátový hodváb je široko používaný v elektrotechnike ako izolačný materiál. Neskôr bol objavený spôsob získavania acetátových vlákien extrémne vysokej pevnosti (kord s prierezom 1 cm 2 vydrží zaťaženie 10 ton).

Na základe pokroku chémie v priebehu 20. storočia. v ZSSR, Anglicku, Francúzsku, Taliansku, USA, Japonsku a ďalších krajinách sa vytvoril silný priemysel umelých vlákien.

V predvečer 1. svetovej vojny sa na celom svete vyrobilo len 11 tisíc ton umelého vlákna a o 25 rokov neskôr výroba umelého vlákna vytlačila výrobu prírodného hodvábu. Ak v roku 1927 bola produkcia viskózového a acetátového hodvábu asi 60 tisíc ton, tak v roku 1956 svetová produkcia umelých - viskózových a acetátových - vlákien presiahla 2 milióny ton.

Rozdiel medzi prírodnými, umelými a syntetickými vláknami je nasledovný. Prírodné (prírodné) vlákno je úplne vytvorené samotnou prírodou, umelé vlákno je vyrobené ľudskou rukou a syntetické vlákno vytvára človek v chemických závodoch. Pri syntéze syntetických vlákien z jednoduchších látok sa získavajú zložitejšie makromolekulové zlúčeniny, pričom umelé materiály vznikajú v dôsledku deštrukcie oveľa zložitejších molekúl (napríklad molekuly celulózy pri výrobe metylalkoholu suchou destiláciou dreva).

Nylon, prvé syntetické vlákno, objavil v roku 1935 americký chemik W. Carothers. Carothers najprv pracoval ako účtovník, no neskôr sa začal zaujímať o chémiu a prihlásil sa na University of Illinois. Už v treťom ročníku bol pridelený prednášať chémiu. V roku 1926 ho Harvardská univerzita zvolila za profesora organickej chémie.

V roku 1928 nastal prudký zvrat v osude Carothersa. Najväčší chemický koncern „Dupont de Nemours“ ho pozval, aby viedol laboratórium organickej chémie. Boli mu vytvorené ideálne podmienky: početný štáb, najmodernejšie prístrojové vybavenie, voľnosť vo výbere výskumných tém.

Bolo to spôsobené tým, že o rok skôr prijal koncern stratégiu teoretického výskumu v domnení, že v konečnom dôsledku prinesú značné praktické výhody, a teda aj zisk.

A tak sa aj stalo. Carothersovo laboratórium, skúmajúce polymerizáciu monomérov, po troch rokoch tvrdej práce dosiahlo vynikajúci úspech - získa sa polymér chloroprénu. Na jej základe začal v roku 1934 koncern DuPont s priemyselnou výrobou jedného z prvých druhov syntetického kaučuku - polychloroprénu (neoprénu), ktorý svojimi kvalitami dokáže úspešne nahradiť nedostatkový prírodný kaučuk.

Carothers však považoval za hlavný cieľ svojho výskumu syntetickú látku, z ktorej by sa dala vyrobiť vláknina. Pomocou metódy polykompenzácie, ktorú študoval na Harvardskej univerzite, získal Carothers v roku 1930 polyester ako výsledok interakcie etylénglykolu a kyseliny sebakovej, ktorý sa, ako sa neskôr ukázalo, ľahko vtiahol do vlákna. Už toto bol veľký úspech. Avšak praktické uplatnenie táto látka nemohla mať, keďže sa ľahko zmäkčila horúcou vodou.

Ďalšie početné pokusy získať komerčné syntetické vlákno boli neúspešné a Carothers sa rozhodol prestať pracovať v tomto smere. Vedenie koncernu súhlasilo s uzavretím programu. Proti tomuto výsledku sa však postavil šéf chemického rezortu. S veľkými ťažkosťami presvedčil Carothersa, aby pokračoval vo výskume.

Carothers prehodnotil výsledky svojej práce pri hľadaní nových spôsobov, ako v nej pokračovať, a upozornil na nedávno syntetizované polyméry obsahujúce amidové skupiny v molekule – polyamidy. Táto voľba sa ukázala ako mimoriadne plodná. Experimenty ukázali, že určité polyamidové živice, vytlačené cez zvlákňovaciu dýzu vyrobenú z tenkej lekárskej striekačky, tvoria vlákna, z ktorých možno vyrobiť vlákno. Použitie nových živíc sa zdalo veľmi sľubné.

Po nových pokusoch dostal Carothers a jeho pomocníci 28. februára 1935 polyamid, z ktorého bolo možné vyrobiť pevné, elastické, elastické, vodeodolné vlákno. Táto živica, izolovaná ako výsledok reakcie hexametyléndiamínu s kyselinou adipovou, po ktorej nasledovalo zahrievanie výslednej soli (AG) vo vákuu, sa nazývala "polymér 66", pretože počiatočné produkty obsahovali 6 atómov uhlíka. Keďže na vytvorení tohto polyméru pracovali súčasne v New Yorku a Londýne, vlákno z neho sa nazývalo „nylon“ – podľa začiatočných písmen týchto miest. Textilní odborníci ju uznali za vhodnú na komerčnú výrobu priadze.

Počas nasledujúcich dvoch rokov vedci a inžinieri DuPont vyvinuli v laboratóriu technologických procesov výrobu polymérnych medziproduktov a nylonovej priadze a navrhol chemickú poloprevádzku.

16. februára 1937 bol patentovaný nylon. Po mnohých experimentálnych cykloch bolo v apríli 1937 získané vlákno pre experimentálnu dávku pančúch. V júli 1938 bola dokončená výstavba pokusného podniku.

29. apríla 1937, tri dni po tom, čo mal Carothers 41 rokov, zomrel po užití kyanidu draselného. Vynikajúceho výskumníka prenasledovala posadnutosť, že ako vedec neuspel.

Vývoj nylonu stál 6 miliónov dolárov, čo je viac ako ktorýkoľvek iný verejný produkt. (Pre porovnanie, Spojené štáty minuli 2,5 milióna dolárov na vývoj televízie.)

Navonok nylon pripomína prírodný hodváb a približuje sa mu chemickou štruktúrou. Avšak z hľadiska svojej mechanickej pevnosti je nylonové vlákno približne trikrát lepšie ako viskózový hodváb a prírodné - takmer dvakrát.

DuPont dlho stráži tajomstvo výrobného procesu nylonu. A dokonca si na to vyrobila potrebné vybavenie. Zamestnanci aj veľkoobchodníci s tovarom nevyhnutne podpísali dohodu o mlčanlivosti týkajúcu sa „nylonových tajomstiev“.

Prvým komerčným produktom, ktorý sa dostal na trh, boli zubné kefky s nylonovými štetinami. Ich prepustenie sa začalo v roku 1938. Nylonové pančuchy boli predvedené v októbri 1939 a od začiatku roku 1940 sa vo Wilmingtone začalo vyrábať nylonové vlákno, ktoré kupovali pletacie závody na výrobu pančúch. Vďaka vzájomnej dohode obchodných spoločností sa v ten istý deň: 15. mája 1940 objavili na trhu pančuchy od konkurenčných výrobcov.

Hromadná výroba nylonových výrobkov sa začala až po druhej svetovej vojne, v roku 1946. A hoci sa odvtedy objavilo mnoho iných polyamidov (kapron, perlon atď.), nylon je stále široko používaný v textilnom priemysle.

Ak v roku 1939 bola svetová produkcia nylonu iba 180 ton, potom v roku 1953 dosiahla 110 tisíc ton.

Nylonový plast sa používal v 50. rokoch minulého storočia na výrobu lodných vrtúľ pre malé a stredne veľké lode.

V 40-50 rokoch XX storočia. objavili sa aj iné syntetické polyamidové vlákna. Takže v ZSSR bol najbežnejší kapron. Surovinou na jeho výrobu je lacný fenol, vyrábaný z uhoľného dechtu. Z 1 tony fenolu možno získať asi 0,5 tony živice a vyrobiť z nej nylon v množstve dostatočnom na výrobu 20–25 tisíc párov pančúch. Kapron sa získava aj z produktov rafinácie ropy.

V roku 1953 sa po prvýkrát na svete v ZSSR uskutočnila polymerizačná reakcia medzi etylénom a tetrachlórmetánom v poloprevádzkovom meradle a získal sa počiatočný produkt na priemyselnú výrobu enanthového vlákna. Schému jeho výroby vypracoval tím vedcov pod vedením A. N. Nesmeyanova.

Pokiaľ ide o základné fyzikálne a mechanické vlastnosti, enanth nielenže nebol horší ako iné známe polyamidové vlákna, ale v mnohých ohľadoch aj prekonal nylon a nylon.

V 50. a 60. rokoch. minulého storočia sa začala výroba polyesterových, polyakrylonitrilových syntetických vlákien.

Polyesterové vlákna sú vytvorené z taveniny polyetyléntereftalátu. Majú vynikajúcu tepelnú odolnosť, zachovávajú si 50% pevnosť pri 180°C, spomaľujú horenie a sú odolné voči poveternostným vplyvom. Odolné voči rozpúšťadlám a škodcom: moliam, plesniam a pod. Polyesterová niť sa používa na výrobu dopravných pásov, hnacích remeňov, lán, plachiet, rybárskych sietí, hadíc, ako základ pneumatík. Monofil sa používa na výrobu sieťoviny do papierenských strojov, výpletu rakiet. V textilnom priemysle sa niť vyrobená z polyesterových vlákien používa na výrobu pletenín, tkanín atď. Lavsan patrí medzi polyesterové vlákna.

Polyakrylonitrilové vlákna sú svojimi vlastnosťami podobné vlne. Sú odolné voči kyselinám, zásadám, rozpúšťadlám. Používajú sa na výrobu vrchného oblečenia, kobercov, látok na obleky. V zmesi s bavlnou a viskózovým vláknom sa polyakrylonitrilové vlákna používajú na výrobu bielizne, záclon, plachiet. V ZSSR sa tieto vlákna vyrábali pod obchodným názvom Nitron.

Mnohé syntetické vlákna sa vyrábajú pretláčaním polymérnej taveniny alebo roztoku cez zvlákňovacie dýzy s priemerom 50 až 500 mikrometrov do komory so studeným vzduchom, kde vlákna tuhnú a stávajú sa vláknami. Súvisle vytvorená niť sa navíja na cievku.

Acetátové vlákna sa vytvrdzujú horúcim vzduchom, aby sa odparilo rozpúšťadlo, zatiaľ čo vlákna viskózy sa vytvrdzujú v zrážacích kúpeľoch so špeciálnymi kvapalnými činidlami. Napínanie vlákien na cievkach počas vytvárania sa používa na to, aby molekuly reťazového polyméru získali jasnejšie usporiadanie.

Vlastnosti vlákien sú ovplyvnené rôznymi metódami: zmenou rýchlosti vytláčania, zloženia a koncentrácie látok v kúpeli, zmenou teploty zvlákňovacieho roztoku, kúpeľa alebo vzduchovej komory, zmenou veľkosti otvoru matrice.

Dôležitou charakteristikou pevnostných vlastností vlákna je dĺžka pretrhnutia, pri ktorej sa vlákno pretrhne vlastnou gravitáciou.

Pre prírodné bavlnené vlákno sa pohybuje od 5 do 10 km, pre acetátový hodváb - od 12 do 14, pre prírodné - od 30 do 35, pre viskózové vlákno - až 50 km. Väčšiu pevnosť majú vlákna vyrobené z polyesterov a polyamidov. Takže v nylone dĺžka lomu dosahuje 80 km.

Syntetické vlákna v mnohých oblastiach nahradili prírodné vlákna. Celkový objem ich produkcie je takmer rovnaký.