Kemialliset kuidut

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 27. tammikuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 3 muokkausta .

Kemialliset kuidut  - tekstiilikuidut , jotka on saatu luonnollisista tai synteettisistä orgaanisista polymeereistä sekä epäorgaanisista yhdisteistä.

Historia

Ensimmäistä kertaa ajatus siitä, että ihminen voi luoda prosessin, joka on samanlainen kuin luonnonsilkin hankintaprosessi, jossa silkkiäistoukkien ruumiissa syntyy viskoosia nestettä, joka kovettuu ilmassa muodostaen ohuen vahvan langan. , ilmaisi ranskalainen tiedemies R. Reaumur jo vuonna 1734 [1] .

Maailman ensimmäisen kemiallisen (keinotekoisen) kuidun tuotanto järjestettiin Ranskassa Besançonin kaupungissa vuonna 1890, ja se perustui selluloosaeetteriliuoksen (selluloosanitraatti) käsittelyyn , jota käytettiin teollisuudessa savuttoman jauheen ja joidenkin tyyppisten kuitujen valmistukseen. muovit.

Kemiallisten kuitujen kehityksen päävaiheet

• Ensimmäisessä vaiheessa, 1800-luvun lopusta 1940- ja 1950-luvuille, kehitettiin ja parannettiin prosesseja luonnonpolymeereihin perustuvien tekokuitujen saamiseksi liuoksistaan ​​märkäkehräysmenetelmällä. Viskoosikuitujen tuotanto kehittyi . Asetaattikuitujen kuivakehruussa on tapahtunut jonkin verran kehitystä . Luonnonkuiduilla oli kuitenkin hallitseva rooli tekstiilien valmistuksessa, kemiallisia kuituja pidetään vain luonnonkuitujen lisänä. Kemiallisista kuiduista valmistettuja tuotteita valmistettiin hyvin pieniä määriä.
• Toisessa vaiheessa - 1940-1970-luvuilla - kehitettiin kuitua muodostavien monomeerien, polymeerien synteesiprosessit ja teknologiat kuitujen saamiseksi synteettisten polymeerien sulatuksista. Samalla kuitujen tuotanto märkäkehruulla säilytettiin ja parannettiin. Kemiallisten kuitujen valmistus kehittynyt teollisuusmaissa. Tänä aikana luotiin kemiallisten kuitujen päätyypit, joita voidaan kutsua "perinteisiksi" tai "klassisiksi". Kemialliset kuidut nähtiin täydentävinä ja vain osittain korvaavina luonnonkuituja. Kuitujen modifiointiprosessit alkoivat kehittyä.
• Kolmannessa vaiheessa - 1970-1990 - kemiallisten kuitujen tuotanto kasvoi merkittävästi. Menetelmiä niiden muokkaamiseksi kuluttajaominaisuuksien parantamiseksi on kehitetty laajasti. Kemialliset kuidut ovat saavuttaneet itsenäisen merkityksen monenlaisissa tuotteissa ja sovelluksissa. Lisäksi niitä käytetään laajasti luonnonkuitujen sekoituksissa. Samaan aikaan teollisuusmaissa luotiin "kolmannen sukupolven kuituja", joilla on pohjimmiltaan uusia erityisominaisuuksia: supervahvoja ja erittäin korkean moduulin, lämmönkestäviä ja hitaasti palavia, kemikaaleja kestäviä, elastomeerisia jne.
• Neljännessä vaiheessa - 1990-luvulta nykypäivään - on nykyaikainen vaihe kemiallisten kuitujen tuotannon kehityksessä, uusien modifiointimenetelmien synty, uudentyyppisten suurten kuitujen luominen: "kuitujen kuidut". tulevaisuuden" tai "neljännen sukupolven kuidut". Niiden joukossa on uusia, toistettaviin kasviraaka-aineisiin perustuvia kuituja ( lyocell , polylaktidi ), uusia biokemiallisella synteesillä saatuja monomeerejä ja polymeerejä sekä niihin perustuvia kuituja. Geenitekniikkaan ja biomimetiikkaan perustuvien polymeerien ja kuitujen valmistuksessa tutkitaan uusien periaatteiden soveltamista .

Kemiallisten kuitujen luokitus

Venäjällä on otettu käyttöön seuraava kemiallisten kuitujen luokittelu raaka-aineen tyypistä riippuen:

• tekokuitu (luonnonpolymeereistä): hydratoitu selluloosa, selluloosa-asetaatti, proteiini
• synteettiset kuidut (synteettisistä polymeereistä): hiiliketju, heteroketju

Joskus kemialliset kuidut sisältävät mineraalikuituja, jotka on saatu epäorgaanisista yhdisteistä (lasi, metalli, basaltti, kvartsi).

Tekokuidut

• Hydratoitu selluloosa
  • Viskoosi, lyocell
  • Kupari-ammoniakki
• Asetyyliselluloosa
  • Asetaatti
  • Triasetaatti
• Proteiini
  • Kaseiini
  • Viljat

Synteettiset kuidut

(tuotenimet suluissa)

• Karboketju (sisältää vain hiiliatomeja makromolekyyliketjussa):
  • Polyakrylonitriili ( nitron , orlon, akryyli, kashmilon, kurtel, dralon, volprula)
  • Polyvinyylikloridi (kloori, saran, vignon, rovil, teviron)
  • Polyvinyylialkoholi (vinoli, mtilan, vinylon, curalon, vinalon)
  • Polyeteeni (spektri, dynema, tekmilon)
  • Polypropeeni (herkulon, ulstreeni, löydetty, meraklon)
• Heteroketju (sisältää makromolekyylien ketjussa hiiliatomien lisäksi muiden alkuaineiden atomeja):
  • Polyesteri ( lavsan , teryleeni, dacron, teteron, elana, tergal, tesil)
  • Polyamidi ( kapron , nylon -6, perlon, dederon, amylan, anid, nylon-6,6, rhodia-nylon, niplon, nomex, carmel)
  • Polyuretaani ( spandex , lycra , vayrin, espa, neolan, spanzel, vorin)

Epäorgaaniset kuidut

Lyhyt kuvaus tavoista saada

Teollisuudessa kemiallisia kuituja valmistetaan muodossa [2] :

• katkokuidut (leikkauspituus 35-120 mm);
• niput ja siimot (lineaarinen tiheys, vastaavasti, 30-80 ja 2-10 g/m);
• monimutkaiset langat (koostuvat monista ohuista filamenteista);
• monofilamentit (halkaisija 0,03-1,5 mm).

Minkä tahansa kemiallisen kuidun valmistusprosessin ensimmäinen vaihe on kehruumassan (kehruuliuoksen tai sulatteen) valmistus, joka saadaan alkuperäisen polymeerin fysikaalis-kemiallisista ominaisuuksista riippuen liuottamalla se sopivaan liuottimeen tai siirtämällä se sulassa tilassa.

Tuloksena oleva viskoosi muovausliuos puhdistetaan perusteellisesti toistuvalla suodatuksella ja kiinteät hiukkaset ja ilmakuplat poistetaan. Tarvittaessa liuosta (tai sulatetta) käsitellään lisäksi - lisätään väriaineita, "kypsytetään" (seisotaan) jne. Jos ilmakehän happi voi hapettaa korkean molekyylipainon aineen, "kypsytys" suoritetaan inertissä kaasussa tunnelmaa.

Toinen vaihe on kuidun kehruu . Muovaamista varten polymeeriliuos tai -sula syötetään erityisellä annostelulaitteella ns. kehruukoneeseen. Spinneret on kestävästä lämmönkestävästä ja kemikaaleja kestävästä materiaalista valmistettu pieni astia, jossa on tasainen pohja ja jossa on suuri määrä (jopa 25 tuhatta) pieniä reikiä, joiden halkaisija voi vaihdella välillä 0,04-1,0 mm.

Kehrattaessa kuitua polymeerisulasta, ohuet sulavirrat kehruun rei'istä tulevat erityiseen akseliin, jossa ne jäähtyvät ilmavirralla ja kovettuvat. Jos kuitu muodostetaan polymeeriliuoksesta, voidaan soveltaa kahta menetelmää: kuivamuovaus, kun ohuita virtoja tulee lämmitettyyn kuiluun, jossa kiertävän lämpimän ilman vaikutuksesta liuotin poistuu ja virrat kovettuvat kuiduiksi; märkä muodostuminen, kun kehruuputkesta tulevat polymeeriliuoksen virrat putoavat ns. saostuskylpyyn, jossa sen sisältämien erilaisten kemikaalien vaikutuksesta polymeerivirrat kovettuvat kuiduiksi.

Kaikissa tapauksissa kuidunmuodostus tapahtuu jännityksen alaisena. Tämä tehdään makromolekyylisen aineen lineaaristen molekyylien suuntaamiseksi (järjestämiseksi) kuidun akselia pitkin. Jos tätä ei tehdä, kuitu on huomattavasti vähemmän kestävää. Kuidun lujuuden lisäämiseksi sitä yleensä venytetään edelleen sen jälkeen, kun se on osittain tai kokonaan jähmettynyt.

Kehruun jälkeen kuidut kerätään nipuiksi tai nipuiksi, jotka koostuvat monista hienoista kuiduista. Tarvittaessa syntyneet langat pestään, alistetaan erityiskäsittelyyn - öljyämiseen, erityisvalmisteiden levittämiseen (tekstiilien käsittelyn helpottamiseksi) ja kuivataan. Valmiit langat kelataan keloille tai keloille. Katkokuitujen valmistuksessa filamentit leikataan paloiksi (niittejä). Katkokuitu kerätään paaleihin.

Linkit

•  Synteettiset kuidut
• Keinokuitujen ominaisuudet

Kirjallisuus

1. Perepelkin K. E. Kemialliset kuidut: tuotannon kehitys, tuotantomenetelmät, ominaisuudet, tulevaisuudennäkymät - St. Petersburg: Edition of SPGUTD, 2008. - 354 sivua.
2. Rogovin 3.A. Kemiallisten kuitujen kemian ja teknologian perusteet, 4. painos, osa 1-2, M., 1974.
3. Papkov S.P. Kemiallisten kuitujen tuotannon teoreettiset perusteet. Moskova: Chemistry, 1990. 390 s.
4. Yurkevich VV, Pakshver AB Kemiallisten kuitujen tuotantotekniikka. Moskova: Chemistry, 1987. 304 s.
5. Zazulina ZA, Druzhinina TV, Konkin AA Kemiallisten kuitujen teknologian perusteet. Moskova: Chemistry, 1985. 343 s.
6. Buzov B. A., Modestova T. A., Alymenkova N. D. Ompelutuotannon materiaalitiede: Proc. yliopistoille, - 4. painos, tarkistettu ja lisätty, - M., Legprombytizdat, 1986-424.
7. K. E. Perepelkin. Nykyaikaiset kemialliset kuidut ja niiden käyttömahdollisuudet tekstiiliteollisuudessa. Ros. chem. ja. (J. Russian Chemical Society nimetty D. I. Mendelejevin mukaan), 2002, v. XLVI, nro 1, s. 31-48. [yksi]

Muistiinpanot

1. ↑ Galbraich, L. S. Kemialliset kuidut // Soros Educational Journalin artikkelit tekstimuodossa, 1996
2. ↑ Kuidut ja langat

Katso myös

• Kemiallisen kuidun kehruu

Tekstiilikuidut
Luonnollinen (luonnollinen)	kasvis Abacus Agave Bambu Juutti Kenaf kookoskuitu Liinavaatteet Liinavaatteet Hamppu ramy Sisal Puuvilla Eläimet Elänyt Katgutti Hevosen karva Web Villa Mohair Kasmirmatto Pashmina Silkki mineraali Asbesti
Kemiallinen	keinotekoinen Viskoosi Lyocell Modaalinen Siblon Bambu Asetaatti Synteettinen Akryyli Aramidi Arcelon Dyneema (spektrit) Kevlar Lavsan mikrokuitu Monokryl Nylon polyuretaani Polyesteri Proleeni Epäorgaaninen Lasikuitu hiili Basaltti