Vegyi szálak

Vegyi szálak  - természetes vagy szintetikus szerves polimerekből , valamint szervetlen vegyületekből nyert textilszálak .

Történelem

Most először merült fel az a gondolat, hogy egy személy létrehozhat egy olyan folyamatot, amely hasonló a természetes selyem előállításához, amelynek során a selyemhernyó hernyó testében viszkózus folyadék keletkezik, amely a levegőben megkeményedik egy vékony, erős szál képződésével. , R. Reaumur francia tudós fejezte ki még 1734-ben [1] .

A világ első vegyi (mesterséges) szálának gyártását Franciaországban, Besançon városában szervezték meg 1890-ben, és cellulóz-éter (cellulóz- nitrát ) oldatának feldolgozásán alapult , amelyet az iparban füstmentes por és bizonyos típusú szálak előállítására használtak. műanyagok.

A vegyi szálak fejlesztésének fő állomásai

• Az első szakaszban, a 19. század végétől az 1940-es, 1950-es évekig eljárásokat fejlesztettek ki és fejlesztettek tovább természetes polimer alapú mesterséges szálak oldataikból nedves fonással történő előállítására. Fejlődött a viszkózszálak gyártása . Némi fejlődés történt az acetátszálak száraz fonása terén . A természetes szálak azonban domináns szerepet játszottak a textilgyártásban, a vegyi szálakat csak a természetes szálak kiegészítésének tekintik. A vegyi szálakból készült termékek nagyon kis mennyiségben készültek.
• A második szakaszban - az 1940-es és 1970-es években - a szálképző monomerek, polimerek szintézisének folyamatait és a szintetikus polimerek olvadékaiból szálak előállítására szolgáló technológiákat fejlesztettek ki. Ugyanakkor a szálak nedves fonással történő előállítását fenntartották és javították. A vegyi szálak gyártása az iparosodott országokban fejlődött ki. Ebben az időszakban jöttek létre a kémiai szálak fő típusai, amelyeket "hagyományosnak" vagy "klasszikusnak" nevezhetünk. A vegyi szálakat kiegészítőnek tekintették, és csak részben helyettesítik a természetes szálakat. A szálmódosítási folyamatok fejlődésnek indultak.
• A harmadik szakaszban - az 1970-1990-es években - a vegyi szálak gyártása jelentősen megnőtt. Széles körben kifejlesztettek módszereket ezek módosítására a fogyasztói tulajdonságok javítása érdekében. A vegyi szálak a termékek és alkalmazások széles skálájában önálló jelentőséggel bírnak. Ezenkívül széles körben használják természetes szálak keverékében. Ugyanebben az időszakban az iparosodott országokban alapvetően új specifikus tulajdonságokkal rendelkező "harmadik generációs szálak" jöttek létre: szupererős és ultramagas modulusú, hőálló és lassan égő, vegyszerálló, elasztomer stb.
• A negyedik szakaszban - az 1990-es évektől napjainkig - a vegyi szálak gyártása fejlődésének modern szakasza, új módosítási módszerek megjelenése, új típusú, nagy tonnás szálak létrehozása: „a szálak szálai” jövő” vagy „negyedik generációs szálak”. Ezek között megtalálhatók a reprodukálható növényi nyersanyagokon ( lyocell , polilaktid ) alapuló új szálak, biokémiai szintézissel nyert új monomerek és polimerek, valamint az ezeken alapuló rostok. Kutatások folynak a géntechnológián és biomimetikumokon alapuló polimerek és rostok előállításának új elveinek alkalmazásával kapcsolatban .

A vegyi szálak osztályozása

Oroszországban a vegyi szálak következő osztályozását fogadták el az alapanyag típusától függően:

• mesterséges rostok (természetes polimerekből): hidratált cellulóz, cellulóz-acetát, fehérje
• szintetikus szál (szintetikus polimerekből): szénlánc, heterolánc

Néha a kémiai szálak közé tartoznak a szervetlen vegyületekből (üveg, fém, bazalt, kvarc) nyert ásványi szálak.

Műszálak

• Hidratált cellulóz
  • Viskóz, lyocell
  • Réz-ammónia
• Acetilcellulóz
  • Acetát
  • triacetát
• Fehérje
  • Kazein
  • Gabonafélék

Szintetikus szálak

(zárójelben a kereskedelmi nevek)

• Karbolánc (csak szénatomokat tartalmaz a makromolekulaláncban):
  • Poliakrilnitril ( nitron , orlon, akrilán, kasmilon, kurtel, dralon, volprula)
  • Polivinil-klorid (klór, saran, vignon, rovil, teviron)
  • Polivinil-alkohol (vinol, mtilan, vinilon, curalon, vinalon)
  • Polietilén (spektrum, dynema, tekmilon)
  • Polipropilén (herkulon, ulstrén, talált, meraklon)
• Heterolánc (a makromolekulák láncában a szénatomokon kívül más elemek atomjait is tartalmazza):
  • Poliészter ( lavsan , terilén, dacron, teteron, elana, tergal, tesil)
  • Poliamid ( kapron , nylon -6, perlon, dederon, amilán, anid, nylon-6,6, rhodia-nylon, niplon, nomex, karmel)
  • Poliuretán ( spandex , lycra , vayrin, espa, neolan, spanzel, vorin)

Szervetlen szálak

A megszerzési módszerek rövid leírása

Az iparban a vegyi szálakat a következő formában állítják elő [2] :

• vágott szálak (vágási hossz 35-120 mm);
• kötegek és flagellák (lineáris sűrűség 30-80, illetve 2-10 g/m);
• összetett szálak (sok vékony szálból állnak);
• monofil (átmérő 0,03-1,5 mm).

Bármely vegyi szál gyártási folyamatának első lépése a fonómassza (fonóoldat vagy ömledék) előállítása, amelyet a kiindulási polimer fizikai-kémiai tulajdonságaitól függően megfelelő oldószerben való feloldással vagy a szálakba való áthelyezésével állítanak elő. olvadt állapot.

A kapott viszkózus formázóoldatot ismételt szűréssel alaposan megtisztítják, és eltávolítják a szilárd részecskéket és a légbuborékokat. Ha szükséges, az oldatot (vagy olvadékot) további feldolgozásra - színezékeket adnak, „érlelésnek” (állásnak) vetik alá stb. Ha a légköri oxigén képes oxidálni egy nagy molekulatömegű anyagot, akkor az „érést” inert gázban hajtják végre. légkör.

A második szakasz a rostok fonása . A formázáshoz a polimer oldatot vagy olvadékot speciális adagolóberendezéssel egy úgynevezett fonógépbe táplálják. A fonógép tartós hőálló és vegyszerálló anyagból készült, lapos fenekű kis edény, melyben nagyszámú (akár 25 ezer) kis lyuk található, amelyek átmérője 0,04-1,0 mm között változhat.

Ha egy szálat egy polimer olvadékból fonnak, a fonófej furataiból vékony ömledéksugár egy speciális aknába kerül, ahol légáramlattal lehűtik és megkeményednek. Ha a szálat polimeroldatból alakítjuk ki, akkor két módszer alkalmazható: száraz kialakítás, amikor vékony áramlások lépnek be egy fűtött aknába, ahol a keringtetett meleg levegő hatására az oldószer kiszökik, és a patakok szálakká keményednek; nedves képződés, amikor a fonócsőből a polimer oldat áramai az úgynevezett csapadékfürdőbe esnek, amelyben a benne lévő különféle vegyszerek hatására a polimeráramok szálakká keményednek.

A szálképzés minden esetben feszültség alatt történik. Ez azért történik, hogy egy makromolekuláris anyag lineáris molekuláit a szál tengelye mentén orientálják (elrendezzék). Ha ez nem történik meg, akkor a szál lényegesen kevésbé lesz tartós. A szál szilárdságának növelése érdekében általában tovább nyújtják, miután részben vagy teljesen megszilárdult.

A fonás után a szálakat kötegekbe vagy kötegekbe gyűjtik, amelyek sok finom szálból állnak. Ha szükséges, a kapott szálakat megmossák, speciális kezelésnek vetik alá - olajozásnak, speciális készítmények felvitelének (a textilfeldolgozás megkönnyítésére), majd szárítják. A kész szálakat orsóra vagy orsóra tekerjük. A vágott szálak gyártása során a szálakat darabokra (kapcsokra) vágják. A vágott rostot bálákba gyűjtik.

Linkek

•  Szintetikus szálak
• A mesterséges szálak tulajdonságai

Irodalom

1. Perepelkin K. E. Vegyi szálak: a gyártás fejlődése, gyártási módszerek, tulajdonságok, kilátások - St. Petersburg: Edition of SPGUTD, 2008. - 354 oldal.
2. Rogovin 3.A. A kémiai rostok kémiájának és technológiájának alapjai, 4. kiadás, 1-2. kötet, M., 1974.
3. Papkov S.P. A vegyi szálak előállításának elméleti alapjai. Moszkva: Kémia, 1990. 390 p.
4. Yurkevich VV, Pakshver AB Vegyi szálak előállításának technológiája. Moszkva: Kémia, 1987. 304 p.
5. Zazulina ZA, Druzhinina TV, Konkin AA A vegyi szálak technológiájának alapjai. Moszkva: Kémia, 1985. 343 p.
6. Buzov B. A., Modestova T. A., Alymenkova N. D. A varrásgyártás anyagtudománya: Proc. egyetemek számára, - 4. kiadás, átdolgozott és kiegészítő, - M., Legprombytizdat, 1986-424.
7. K. E. Perepelkin. Modern vegyi szálak és felhasználásuk lehetőségei a textiliparban. Ros. chem. és. (D. I. Mengyelejevről elnevezett J. Russian Chemical Society), 2002, XLVI. vers, 1. sz., 1. o. 31-48. [egy]

Jegyzetek

1. ↑ Galbraich, L. S. Kémiai rostok // A Soros Educational Journal cikkei szöveges formában, 1996
2. ↑ Szálak és szálak

Lásd még

• Vegyiszál fonás