Производство искусственных волокон

Искусственные волокна обычно обладают высокой прочностью на разрыв (до 1200 МН / м2 (120 кгс / мм2)), удлинением, стабильностью формы, устойчивостью к повторяемости и переменным нагрузкам, а также устойчивы к свету, влаге, плесени, бактериям, химии и термостойкости. Физико-механические и физико-химические свойства химических волокон могут быть изменены во время формования, растяжения, отделки и термообработки, а также путем модификации сырья (полимеров) и самих волокон. Можно даже изготавливать искусственные волокна с различными текстильными материалами и другими свойствами из исходного полимера, образующего волокно.
По сырью химические волокна делятся на искусственные волокна и синтетические волокна.
Искусственные волокна включают волокна, полученные путем химической обработки природных соединений полимерами (древесная масса, хлопковый пух), и волокна, полученные на основе низкомолекулярных веществ (стекло, металл, металлизация).
Путем полимеризации или поликонденсации синтетические волокна (нити) получают из синтетических полимеров с гетероциклическими и углеродными цепями. Сырьем для производства синтетических волокон являются простые вещества (этилен, бензол, фенол, пропилен и др.), которые получают из нефти, нефтепродуктов и каменноугольной смолы.
Процесс производства вискозных волокон включает следующие этапы: получение исходного полимера, преобразование полимера в прядильный раствор, прядение и окончательная обработка волокна с образованием нити. Фильтр изготовлен из платины, золота, палладия и их сплавов.
Химические волокна выпускаются в следующем виде моноволокна. Нить состоит из одного волокна неопределенной длины; сложная нить состоит из бесконечно длинных волокон, скрученных вместе; волокно разрезают на короткие отрезки (по 150 мм каждый) - основное волокно; связанное короткое волокно.
По сравнению с натуральными волокнами химические волокна имеют много преимуществ: меньшая трудоемкость их производства; они не зависят от природных условий; межсезонье; можно получить химические волокна с необходимыми свойствами.
Обработка химических волокон включает в себя обработку вновь образованных волокон различными реагентами. Характер отделочных работ зависит от условий прядения и типа волокна. В то же время из волокна удаляются низкомолекулярные соединения, растворители, кислоты, соли и другие вещества, а затем волокно вытягивается из осаждающей ванны. Чтобы придать волокну такие свойства, как мягкость, повышенное скольжение и поверхностная адгезия отдельных волокон и других, после очистки они активируются или смазываются. Затем волокна сушат в сушильных валках, барабанах или сушильных камерах. После отделки и сушки некоторых искусственных волокон выполняется дополнительная термообработка - термическая регулировка для стабилизации формы пряжи, а усадка, как волокон, так и их изделий уменьшается во время влажной и сухой обработки при высоких температурах.
1.2 ПРОИЗВОДСТВО ИСКУССТВЕННЫХ ВОЛОКОН
Искусственные волокна включают волокна, полученные из целлюлозы и производных целлюлозы.
Вискозное волокно - одно из самых распространенных искусственных волокон. Древесная масса и короткие хлопковые волокна используются для производства вискозных волокон. Краткая схема получения вискозных волокон следующая: чистую целлюлозу обрабатывают 18% -ным раствором гидроксида натрия при температуре 18-20 ° C в течение 1 часа мерсеризации. Полученная целлюлоза выдерживается 12-14 часов при заданной температуре (процедура предварительного созревания).
Обработайте зрелую целлюлозу сероуглеродом с образованием ксантогената, растворите ее в разбавленном растворе гидроксида натрия, чтобы получить вязкий продукт-вискозу, отфильтруйте и выдержите 20-40 часов

. Затем он поступает в прядильную машину и прокачивается через прядение (цилиндр из золота, платины и нержавеющей стали) с отверстиями разного диаметра в нижней части прядения (рис. 1).
Поток вискозы, проходящий через прядильную машину, попадает в ванну, содержащую от 4% до 5% серной кислоты и водный раствор сульфата, где твердая часть осаждается (коагулируется), а эфир омыляется до чистой целлюлозы. После прессования путем прядения волокна удаляются и подвергаются термообработке в горячей воде.
Рисунок 1 – Схема формирования вискозного волокна
1 – фильтр; 2 – трубка; 3 – фильера; 4 – осадительная ванна; 5 – прядильный раствор; 6 – затвердевание волокна.
После формования вязкая нить промывается от кислоты и соли и очищается: обессеривание, отбеливание, смазка, сушка и перемотка.
По химическому составу вискозное волокно представляет собой чистую целлюлозу. Степень полимеризации целлюлозы, полученной из вязких волокон, составляет 300-600.
Полинозные волокна - это вязкие волокна, изготовленные из высокоэтерифицированных ксантогенатов. Принцип получения этого волокна основан на получении более однородной гидратированной целлюлозы в процессе прядения за счет одновременного разложения ксантогената целлюлозы, происходящего по всей толщине волокна. Волокно имеет более однородную и плотную структуру, поэтому во влажном состоянии потери прочности меньше.
Волокно Siblon - это модифицированное вискозное волокно. Для его производства используется древесная масса с однородными свойствами со степенью полимеризации 500-600. Волокно Siblon изготовлено из вискозосодержащего модификатора (полиэтиленгликоля и др.), что позволяет получить более однородный прядильный раствор.
Мтилон В - это химически модифицированное вискозное волокно, привитой сополимер целлюлозы (60-65%) и акрилонитрила (35-40%).
В дополнение к вышеупомянутым вискозным волокнам в настоящее время она производит стерильные волокна, полые вискозные волокна, маслостойкие волокна и грязеотталкивающие волокна, которые получают путем прививки фторполимеров к целлюлозе. Медно-аммиачные волокна получают растворением целлюлозы в медно-аммиачном растворе. Полученный вязкий раствор фильтровали и формировали центрифугированием с водой в осадительной ванне, а затем разлагали 2-3% -ным раствором серной кислоты в другой бане. Полученное гидратированное целлюлозное волокно растягивают, промывают, смазывают и сушат.
Ацетатное волокно. Уникальность ацетата целлюлозы в том, что он получается из эфира ацетата целлюлозы. Есть два типа ацетатного волокна: диацетат (ацетат) и триацетат. Используйте смесь серной кислоты и уксусного ангидрида и используйте серную кислоту в качестве катализатора для обработки хлопка или очищенной древесной массы, содержащей не менее 0,7% α-целлюлозы. В результате образуется триацетат целлюлозы, который растворяют спиртом в хлористом метилене. Используется при изготовлении триацетата волков. В случае потребления частиц триацетата целлюлозы получается диацетат целлюлозы, который растворяют в ацетоне вместе с этанолом с получением ацетата целлюлозы.
Ацетатное волокно образуется из раствора в сухом и влажном процессе. Раствор, оставленный вертушкой, стекает в вал и подает в вал сухой горячий воздух. Летучий растворитель быстро испаряется, и волокно затвердевает.
1.3 СВОЙСТВА ИСКУССТВЕННЫХ ВОЛОКОН
Свойства искусственных волокон несколько иные. Вязкие волокна, медно-аммиачные, поллинозы, сиблоны обладают высокой стойкостью к истиранию. Ацетат, триацетат и мтилон-В обладают более низкой износостойкостью, которая примерно в 5-8 раз ниже, чем вискоза.
Главный недостаток синтетических волокон - они теряют прочность во влажном состоянии (вискоза - до 60%).
Искусственные волокна сильно мнутся и почти не обладают эластичностью, за исключением ацетата, триацетата и сиблона, их эластичность примерно вдвое выше, чем у вискозы.
Волокна вискозы, купра, сиблона и пыльцы горят так же, как и все целлюлозные материалы - при горении они излучают запах горелой бумаги