Syntetiska fibrer. Syntetisk polyamidfiber

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Syntetiska fibrer började tillverkas industriellt 1938. För tillfället finns det redan flera dussin av dem. Alla har det gemensamt att utgångsmaterialet är lågmolekylära föreningar som omvandlas till polymerer genom kemisk syntes. Genom att lösa eller smälta de resulterande polymererna framställs en spinn- eller spinnlösning. De formas av murbruk eller smälta och förbereds sedan.

Varieties

Beroende på egenskaperna som kännetecknar strukturen hos makromolekyler delas syntetiska fibrer vanligtvis in i heterokedja och karbokedja. De förra inkluderar de som erhålls från polymerer, i vars makromolekyler, förutom kol, det finns andra element - kväve, svavel, syre och andra. Dessa inkluderar polyester, polyuretan, polyamid ochpolyurea. Syntetfibrer av kolkedja kännetecknas av att deras huvudkedja är uppbyggd av kolatomer. Denna grupp inkluderar polyvinylklorid, polyakrylnitril, polyolefin, polyvinylalkohol och fluorinnehållande.

De polymerer som ligger till grund för att erhålla heterokedjefibrer erhålls genom polykondensering och produkten formas av smältor. Kolkedjor erhålls genom kedjepolymerisation, och bildningen sker vanligtvis från lösningar, i sällsynta fall från smältor. Du kan överväga en syntetisk polyamidfiber, som kallas siblon.

Skapa och använd

Ett sådant ord som siblon visar sig vara helt obekant för många, men tidigare på klädetiketter kunde man se förkortningen VVM, under vilken en högmodulerad viskosfiber gömdes. På den tiden tyckte tillverkarna att ett sådant namn skulle se snyggare ut än siblon, som kunde förknippas med nylon och nylon. Den här typen av syntetfiber är gjord av en julgran, oavsett hur fantastisk den ser ut.

Funktioner

Siblon dök upp i början av 70-talet av förra seklet. Det är en förbättrad viskos. I det första steget erhålls cellulosa från trä, den isoleras i sin rena form. Dess största mängd finns i bomull - cirka 98%, men utmärkta trådar erhålls från bomullsfibrer även utan det. Därför för tillverkning av cellulosaträ används oftare, särskilt barrträd, där det innehåller 40-50%, och resten är onödiga komponenter. De måste kasseras under tillverkningen av syntetfibrer.

Skapningsprocess

Syntetiska fibrer produceras i etapper. I det första steget utförs tillagningsprocessen, under vilken alla överskottsämnen överförs från träflis till lösningen och långa polymerkedjor bryts ner i separata fragment. Naturligtvis räcker inte bara varmt vatten här, olika reagenser tillsätts: natroner och andra. Endast massaning med tillsats av sulfater ger en massa som lämpar sig för framställning av siblon, eftersom den håller kvar mindre föroreningar.

När massan redan är rötad skickas den för blekning, torkning och pressning och flyttas sedan dit den behövs - det här är tillverkningen av papper, cellofan, kartong och fibrer, det vill säga huvudproduktionen. Vad händer med henne härnäst?

Efterbearbetning

Om du vill skaffa syntetiska och naturliga fibrer måste du först förbereda en spinnlösning. Cellulosa är ett fast ämne som inte är lätt att lösa upp. Därför omvandlas den vanligtvis till en vattenlöslig ditiokarbonsyraester. Processen för omvandling till detta ämne är ganska lång. Först behandlas cellulosan med varm alkali, följt av pressning och samtidigt,onödiga föremål. Efter klämning krossas massan och placeras sedan i speciella kammare, där förmognad börjar - cellulosamolekylerna halveras nästan på grund av oxidativ nedbrytning. Därefter reagerar alkalicellulosan med koldisulfid, vilket gör det möjligt att erhålla xantat. Detta är en orangefärgad degliknande massa, en ester av ditiokarbonsyra och utgångsmaterialet. Denna lösning kallades "viskos" för sin viskositet.

Följt av filtrering för att ta bort de sista föroreningarna. Löst luft frigörs genom att etern "kokas" i vakuum. Alla dessa operationer leder till att xantat blir som ung honung - gul och trögflytande. Vid det här laget är den snurrande lösningen helt klar.

Få fibrer

Lösningen pressas genom spinndysorna. Konstgjorda syntetfibrer spins inte bara på traditionellt sätt. Denna operation är svår att jämföra med en enkel textil, det skulle vara mer korrekt att säga att det är en kemisk process som gör att miljontals strömmar av flytande viskos kan bli fasta fibrer. På Rysslands territorium erhålls viskos och siblon från cellulosa. Den andra typen av fiber är en och en halv gånger starkare än den första, kännetecknas av större motståndskraft mot alkalier, tyger gjorda av den är hygroskopiska, mindre krympning och skrynkling. Och skillnaderna i produktionsprocesserna för viskos och siblon dyker upp i det ögonblick då de nyfödda syntetfibrerna ligger i fällningsbadet efter spinndysorna.

Kemi till hjälp

För att få viskos hälls svavelsyra i badet. Den är utformad för att bryta ner etern, vilket resulterar i rena cellulosafibrer. Om det är nödvändigt att erhålla en siblon, tillsätts zinksulfat till badet, vilket delvis förhindrar hydrolysen av etern, så att trådarna kommer att innehålla kvarvarande xantat. Och vad ger det? Fibrerna sträcks sedan och formas. När det finns xantatrester i polymerfibrerna visar det sig att de sträcker polymercellulosakedjorna längs fiberns axel och inte ordnar dem slumpmässigt, vilket är typiskt för vanlig viskos. Efter dragning skärs bunten av fibrer i spatlar 2-10 millimeter långa. Efter ytterligare några procedurer pressas fibrerna till balar. Ett ton ved räcker för att producera 500 kilo massa, varav 400 kilo siblonfiber ska produceras. Massaspinning tar ungefär två dagar.

Vad händer härnäst för Siblon?

På 1980-talet användes dessa syntetiska fibrer som tillägg till bomull för att få trådar att spinna bättre och inte gå sönder. Siblon användes för att tillverka substrat för konstläder, och det användes även vid tillverkning av asbestprodukter. På den tiden var teknologerna inte intresserade av att skapa något nytt, det krävdes så mycket fiber som möjligt för att genomföra planen.

Och i väst på den tiden användes högmodulerade viskosfibrer för att producera tyger som var billiga och hållbara jämfört medbomull, men absorberar samtidigt fukt bra och andas. Nu har Ryssland inga egna bomullsregioner, så stora förhoppningar finns på siblon. Bara efterfrågan på det är inte särskilt hög än, eftersom nästan ingen köper tyger och kläder av inhemsk produktion.

Polymerfibrer

De brukar delas in i naturliga, syntetiska och konstgjorda. Naturliga är de fibrer, vars bildande utförs under naturliga förhållanden. De klassificeras vanligtvis efter deras ursprung, vilket bestämmer deras kemiska sammansättning, i djur och växter. De förra består av protein, nämligen karoten. Det är silke och ull. De senare består av cellulosa, lignin och hemicellulosa.

Konstgjorda syntetiska fibrer erhålls genom kemisk bearbetning av polymerer som finns i naturen. Dessa inkluderar acetat, viskos, alginat och proteinfibrer. Råmaterialet för deras produktion är sulfat- eller sulfitmassa. Konstfibrer produceras i form av textil- och sladdtrådar samt i form av stapelfibrer, som bearbetas tillsammans med andra fibrer vid tillverkning av olika tyger.

Syntetisk polyamidfiber erhålls från artificiellt framställda polymerer. Som råmaterial i denna process används polymerfibrer, bildade av flexibla makromolekyler med en lätt grenad eller linjär struktur, som har en betydande massa - mer än 15 000 atomermassenheter, samt en mycket snäv molekylviktsfördelning. Beroende på typ kan syntetiska fibrer ha en hög grad av hållfasthet, ett betydande värde i förhållande till töjning, elasticitet, motstånd mot flera belastningar, låga restdeformationer och snabb återhämtning efter borttagande av belastningen. Det är därför de, förutom att användas i textilier, användes som förstärkningselement vid tillverkning av kompositer, och allt detta gjorde det möjligt att göra syntetfibrernas speciella egenskaper.

Slutsats

Under de senaste åren kan man observera en mycket stadig ökning av antalet framsteg i utvecklingen av nya polymerfibrer, i synnerhet para-aramid, polyeten, värmebeständig, kombinerad kärna-skalstruktur heterocykliska polymerer, som inkluderar olika partiklar, såsom silver eller andra metaller. Nu är nylon inte längre höjden av ingenjörskonst, eftersom det nu finns ett stort antal nya fibrer.