Производство текстильных материалов из химических волокон. Основные этапы производства химических волокон

Сырьём для производства искусственных волокон служит целлюлоза, получаемая из древесины ели и отходов хлопка. Сырьём для производства искусственных волокон служит целлюлоза, получаемая из древесины ели и отходов хлопка. Сырьём для производства синтетических волокон являются газы – продукты переработки каменного угля и нефти. Сырьём для производства синтетических волокон являются газы – продукты переработки каменного угля и нефти.

Производство химических волокон делится на три этапа: 1. Получение прядильного раствора. Все химические волокна, кроме минеральных, производят из вязких растворов или расплавов, которые называют прядильными. 1. Получение прядильного раствора. Все химические волокна, кроме минеральных, производят из вязких растворов или расплавов, которые называют прядильными.

2. Формование волокна. Вязкий прядильный раствор пропускают через фильеры – колпачки с мельчайшими отверстиями. Количество отверстий колеблется от 24 до 36 тыс. Струйки раствора, вытекая из фильер, затвердевают, образуя твёрдые тонкие нити. Далее нити из одной фильеры на прядильных машинах соединяются в одну общую нить, вытягиваются и наматываются на бобину. 2. Формование волокна. Вязкий прядильный раствор пропускают через фильеры – колпачки с мельчайшими отверстиями. Количество отверстий колеблется от 24 до 36 тыс. Струйки раствора, вытекая из фильер, затвердевают, образуя твёрдые тонкие нити. Далее нити из одной фильеры на прядильных машинах соединяются в одну общую нить, вытягиваются и наматываются на бобину.

3. Отделка волокна. Полученные нити проходят промывку, крутку, термическую обработку (для закрепления крутки). Некоторые волокна отбеливают, красят и для придания мягкости обрабатывают раствором мыла. 3. Отделка волокна. Полученные нити проходят промывку, крутку, термическую обработку (для закрепления крутки). Некоторые волокна отбеливают, красят и для придания мягкости обрабатывают раствором мыла.

Вискозное волокно представляет собой чистую целлюлозу, полученную из еловой древесины без каких-либо примесей. В зависимости от назначения вискоза может иметь блестящую или матовую поверхность. Изменяя блеск, толщину и извитость волокон, вискозной ткани можно придать вид шёлка, хлопка или шерсти. Применяя утолщённые вискозные нити, можно добиться имитации льняного полотна. Вискозное волокно представляет собой чистую целлюлозу, полученную из еловой древесины без каких-либо примесей. В зависимости от назначения вискоза может иметь блестящую или матовую поверхность. Изменяя блеск, толщину и извитость волокон, вискозной ткани можно придать вид шёлка, хлопка или шерсти. Применяя утолщённые вискозные нити, можно добиться имитации льняного полотна.

Вискозные ткани уступают по прочности натуральному шёлку, хотя вырабатываются и сверхпрочные вискозные ткани. В мокром состоянии их прочность значительно снижается – на 50-60%. Вискоза лучше, чем хлопок, впитывает влагу, но уступает ему в износоустойчивости. Вискозные ткани уступают по прочности натуральному шёлку, хотя вырабатываются и сверхпрочные вискозные ткани. В мокром состоянии их прочность значительно снижается – на 50-60%. Вискоза лучше, чем хлопок, впитывает влагу, но уступает ему в износоустойчивости. Горят волокна вискозы так же, как льняные и хлопковые: быстро, ровно, ярким пламенем, пахнут жжёной бумагой, оставляет легко рассыпающуюся золу светло-серого цвета. Волокна вискозы в отличие от растительных волокон чувствительны к действию щёлочей и кислот. Горят волокна вискозы так же, как льняные и хлопковые: быстро, ровно, ярким пламенем, пахнут жжёной бумагой, оставляет легко рассыпающуюся золу светло-серого цвета. Волокна вискозы в отличие от растительных волокон чувствительны к действию щёлочей и кислот.

Для ацетатного волокна сырьём служат отходы древесины хлопка. Шёлковые ткани из ацетатного волокна внешне очень похожи на натуральный шёлк, имеют блестящую поверхность. Для ацетатного волокна сырьём служат отходы древесины хлопка. Шёлковые ткани из ацетатного волокна внешне очень похожи на натуральный шёлк, имеют блестящую поверхность. Ткани из ацетатного волокна плохо впитывают влагу, но быстро сохнут; они обладают меньшей прочностью, чем вискоза, но большей упругостью, поэтому почти не мнутся, хорошо сохраняют форму. Ацетат не переносит сильный нагрев и плавится при температуре 210 градусов. Ткани из ацетатного волокна плохо впитывают влагу, но быстро сохнут; они обладают меньшей прочностью, чем вискоза, но большей упругостью, поэтому почти не мнутся, хорошо сохраняют форму. Ацетат не переносит сильный нагрев и плавится при температуре 210 градусов.

Ткани из синтетических волокон Синтетические ткани производят из волокон, получаемых в результате сложных химических реакций. Они отличаются друг от друга химическим составом, свойствами, характером горения. Синтетические ткани производят из волокон, получаемых в результате сложных химических реакций. Они отличаются друг от друга химическим составом, свойствами, характером горения. В разных странах эти волокна называют по- разному, поэтому остановимся только на наиболее распространенных волокнах и тканях из них. В разных странах эти волокна называют по- разному, поэтому остановимся только на наиболее распространенных волокнах и тканях из них.

Ткани из полиэстера, лавсана, кримплена мягкие и гибкие, но очень прочные. Они практически не мнутся, хорошо закрепляют форму при нагревании, держат складки и плиссе, не выгорают на солнце, не поражаются молью и микроорганизмами. Их недостаток – низкая гигроскопичность. Ткани из полиэстера, лавсана, кримплена мягкие и гибкие, но очень прочные. Они практически не мнутся, хорошо закрепляют форму при нагревании, держат складки и плиссе, не выгорают на солнце, не поражаются молью и микроорганизмами. Их недостаток – низкая гигроскопичность. Нейлон, капрон, дедерон – самые прочные из всех синтетических волокон. Ткани из этих волокон жестковаты на ощупь, имеют гладкую поверхность, прочны на разрыв, устойчивы к истиранию, не выцветают и мало мнутся, не поражаются молью и микроорганизмами. Из недостатков можно отметить плохую гигроскопичность и чувствительность к высоким температурам. Нейлон, капрон, дедерон – самые прочные из всех синтетических волокон. Ткани из этих волокон жестковаты на ощупь, имеют гладкую поверхность, прочны на разрыв, устойчивы к истиранию, не выцветают и мало мнутся, не поражаются молью и микроорганизмами. Из недостатков можно отметить плохую гигроскопичность и чувствительность к высоким температурам.

Акрил, нитрон имеют вид объёмных извитых волокон, поэтому ткани из них очень напоминают шерсть. Они обладают теми же свойствами, что и ткани из полиэстера, очень чувствительны к высокой температуре: быстро плавятся, приобретая коричневый цвет, затем горят коптящим пламенем. Акрил, нитрон имеют вид объёмных извитых волокон, поэтому ткани из них очень напоминают шерсть. Они обладают теми же свойствами, что и ткани из полиэстера, очень чувствительны к высокой температуре: быстро плавятся, приобретая коричневый цвет, затем горят коптящим пламенем. Эластан (лайкра) чаще всего используется в смеси с другими волокнами. Эластановые волокна очень эластичны при растяжении, способны увеличивать свою длину в семь раз, а затем сокращаться да первоначального размера. Эластан (лайкра) чаще всего используется в смеси с другими волокнами. Эластановые волокна очень эластичны при растяжении, способны увеличивать свою длину в семь раз, а затем сокращаться да первоначального размера.

Ткани с эластаном применяют при изготовлении облегающей одежды: брюк, джинсов, трикотажа, чулочно-носочных изделий. Такая одежда прилегает к фигуре и не стесняет движений. Изделия с эластаном хорошо растягиваются, мало мнутся и отличаются прочностью. Ткани с эластаном применяют при изготовлении облегающей одежды: брюк, джинсов, трикотажа, чулочно-носочных изделий. Такая одежда прилегает к фигуре и не стесняет движений. Изделия с эластаном хорошо растягиваются, мало мнутся и отличаются прочностью. Сравнительная характеристика свойств тканей из различных волокон представлена в таблице ниже. Ткани перечислены в порядке убывания свойств. Сравнительная характеристика свойств тканей из различных волокон представлена в таблице ниже. Ткани перечислены в порядке убывания свойств.

Свойства ПрочностьУсадка Гигроскопич ность Эластичнос ть Отстирыва емость НейлонПолиэстерЛёнШёлкХлопокАкрилВискозаАцетатШерстьЭластанШерстьХлопокЛёнШёлкАцетатХлопокЛёнШёлкВискозаШерстьАцетатНейлонАкрилПолиэстерЭластанЭластанНейлонШерстьШёлкПолиэстерАкрилВискозаХлопокЭластанПолиэстерНейлонАкрилШёлкАцетатЛёнХлопокВискозаШерсть

К химическим волокнам относятся, создаваемые в заводских условиях путём формирования из органических природных или синтетических полимеров или неорганических веществ. Искусственные волокна получают из высокомолекулярных соединений, встречающихся в готовом виде (целлюлоза, белки). Синтетические волокна производят из высокомолекулярных соединений, синтезируемых из низкомолекулярных соединений. Они подразделяются на гетероцепные и карбоцепные волокна. Гетероцепные волокна образуются из полимеров, в основной молекулярной цепи которых кроме атомов углерода содержатся атомы других элементов. Карбоцепными называют волокна, которые получают из полимеров, имеющих в основной цепи молекул только атомы углерода.

Прототипом процесса получения химических нитей послужил процесс образования шелкопрядом нити при завивке кокона. Существовавшая в 80-х гг. ХIХ в. Не совсем верная гипотеза о том, что шелкопряд выдавливает волокнообразующую жидкость через шелкоотделительные железы и таким образом прядёт нить, легла в основу технологических процессов формирования химических нитей. Современные способы формирования нитей также заключаются в продавливании исходных растворов или расплавов полимеров через тончайшие отверстия фильер.

Производство химических волокон состоит из пяти основных этапов: получение и предварительная обработка сырья, приготовление прядильного раствора или расплава, формирование нитей, отделка и текстильная переработка. Искусственные волокна получают из различного природного сырья - древесины, отходов хлопка, металлов, которые в процессе предварительной обработки проходят очистку или превращение в новые высокомолекулярные соединения.

Для получения синтетических волокон исходным сырьём являются газы, нефть, каменный уголь, продукты переработки которых используются для синтеза волокнообразующих полимеров.

Получение и предварительная обработка сырья для искусственных волокон и нитей состоит в его очистке или химическом превращении в новые полимерные соединения. Сырьё для синтетических волокон и нитей получают путём синтеза полимеров из простых веществ на предприятиях химической промышленности. Предварительно это сырьё не обрабатывают.

Приготовление прядильного раствора или расплава. При изготовлении химических волокон и нитей необходимо из твёрдого исходного полимера получить длинные тонкие текстильные нити с продольной ориентацией макромолекул, т.е. нужно переориентировать макромолекулы полимера. Для этого следует перевести полимер в жидкое (раствор) или размягченное (расплав) состояние, при котором нарушается межмолекулярное взаимодействие, увеличивается расстояние между макромолекулами и появляется возможность их свободного перемещения относительно друг друга. Растворы используются при получении искусственных и некоторых видов синтетических нитей (полиакрилонитрильных, поливинилспиртовых, поливинилхлоридных). Из расплавов образуются гетероцепные (полиамидные, полиэфирные) и некоторые карбоцепные (полиолефиновые) волокна и нити.

Прядильный раствор или расплав приготовляют в несколько стадий.

Растворение или расплавление полимера производят с целью получения раствора или расплава нужной вязкости и концентрации.

Смешивание полимеров из различных партий выполняют для повышения однородности растворов или расплавов, чтобы получать волокна равномерные по свойствам на всём их протяжении.

Фильтрация необходима для удаления из раствора или расплава механических примесей, не растворившихся частиц полимера, чтобы предотвратить засорение фильер и улучшить свойства волокна; путём многократного прохождения раствора или расплава через фильтры.

Обезвоздушивание заключается в удалении из раствора пузырьков воздуха, которые попадая в отверстия фильер, обрывают струйкой раствора и препятствуют образованию волокна; осуществляется путём выдерживания раствора в течение нескольких часов под вакуумом. Расплав обезвоздушиванию не подвергают, так как в расплавленной массе полимера воздуха практически нет.

Формирование нитей. Состоит в дозированном продавливании прядильного раствора или расплава через отверстия фильер, затвердевании вытекающих струек и наматывании полученных нитей на приёмные устройства. Струйки формируются в элементарные нити из раствора. При формировании из расплава струйки нитей, вытекающие из фильеры, охлаждаются в обдувочной шахте струёй воздуха или инертного газа. При формировании из раствора сухим способом струйки полимера обрабатываются струёй горячего воздуха, в результате чего растворитель испаряется, а полимер затвердевает. В случае формирования из раствора мокрым способом струйка нити из фильер поступают в раствор осадительной ванны, где происходит физико-химический процессы выделения полимера из раствора и иногда химические изменения состава исходного полимера. В последнем случае используется одна или две ванны для формирования нити.

При формировании получают либо комплексные нити, состоящие из нескольких длинных элементарных нитей, либо штапельные волокна-отрезки нитей определённой длины. Для получения комплексных текстильных нитей количество отверстий фильтре может быть от 12 до 100. Сформированные нити из одной фильеры соединяются, вытягиваются и наматываются.

Химические волокна и нити непосредственно после формирования не могут быть использованы для производства текстильных материалов. Они требуют дополнительной отделки, которая включает в себя ряд операций.

Удаление примесей и загрязнений необходимо при получении вискозных, белковых и некоторых видов синтетических нитей, формируемым мокром способом. Эта операция осуществляется путём промывки нитей в воде или различных растворах. Беление нитей или волокон, которые впоследствии окрашиваются в светлые и яркие цвета, проводится путём их обработки оптическими отбеливателями.

Вытягивание и термообработка синтетических нитей необходимы для перестройки их первичной структуры. В результате нити становятся более прочными, но менее растяжимыми. Поэтому после вытягивания проводят термообработку для релаксации внутренних напряжений и частичной усадки нитей. Поверхностная обработка (авиаж, аппретирование, замасливание) необходима для придания нитям способности к последующим текстильным переработкам. При такой обработки повышается скольжение и мягкость, уменьшается поверхностное склеивание элементарных нитей и их обрывность, снижается электризуемость и т. п.

Сушка нитей после мокрого формирования и обработки различными жидкостями выполняется в специальных сушилках.

Текстильная переработка. Этот процесс предусмотрен для соединения нитей и повышения их прочности (скручивание и фиксация крутки), увеличения объёма валок нитей (перематывание), оценки качества полученных нитей (сортировка).

Одним из основных направлений расширения и улучшение ассортимента химических волокон является модификация существующих для придания им новых заранее заданных свойств

Природные и химические волокна………………………………………...…….3

Области применения химических волокон…………….………………………..5

Классификация химических волокон………………………………………..…..7

Управление качеством химических волокон…………………….…………...…9

Технологический процесс получения химических волокон……………...…..10

Гибкость производства……………………………………………...…………..14

Список используемой литературы…………………………………………...…15

Природные и химические волокна

Все виды волокон в зависимости от происхождения подразделяются на две группы – природные и химические. Среди природных различают органические (хлопок, лен, пенька, шерсть, натуральный шелк) и неорганические (асбестовое) волокна.

Развитие промышленности химических волокон находится в прямой зависимости от наличия и доступности основных видов сырья. Древесина, нефть, уголь, природный газ и газы нефтепереработки, являющиеся исходным сырьем для получения химических волокон, имеются в нашей стране в достаточных количествах.

Химические волокна уже давно перестали быть только заменителями шелка и других естественных волокон (хлопка, шерсти). В данное время они образуют совершенно новый класс волокон, имеющий самостоятельное значение. Из химических волокон могут быть изготовлены красивые, прочные и общедоступные товары народного потребления, а также высококачественные технические изделия, не уступающие по качеству изделиям из натуральных волокон, а во многих случаях превосходящие их по ряду важнейших показателей.

В текстильной и трикотажной промышленности химические волокна применяются как в чистом виде, так и в смеси с другими волокнами. Из них вырабатывают одежные, плательные, подкладочные, бельевые, декоративные и обивочные ткани; искусственные меха, ковры, чулки, белье, платья, верхнюю одежду, трикотажные и другие изделия.

Стремительное развитие производства химических волокон стимулируется рядом объективных причин:

а) производство химических волокон требует меньших капиталовложений для выработки единицы продукции, чем производство любого вида природного волокна;

б) трудозатраты, требуемые для выработки химических волокон, значительно ниже, чем в производстве любого вида природных волокон;

в) химические волокна обладают разнообразными свойствами, что обеспечивает высокое качество изделий. Кроме того, применение химических волокон позволяет расширять ассортимент текстильных изделий. Не менее важным является и тот факт, сто свойства природных волокон можно изменять только в очень узких пределах, в то время как свойства химических волокон, варьируя условия формования или последующих обработок, можно направленно изменять в очень широком диапазоне.

Области применения химических волокон

В зависимости от назначения химические волокна вырабатываются в виде мононитей, комплексных нитей, штапельного волокна и жгута.

Мононити – одиночные нити большой длины, не делящиеся в продольном направлении и пригодные для непосредственного изготовления текстильных и технических изделий. Мононити чаще всего используются в виде лески, а также для изготовления рыболовных сетей и мукомольных сит. Иногда мононити применяются также в различных измерительных приборах.

Комплексные нити – состоят из двух или более элементарных нитей, соединенных между собой скручиванием, склеиванием, и пригодные для непосредственного изготовления изделий. Комплексные нити, в свою очередь, подразделяются на две группы: текстильные и технические. К текстильным нитям относятся тонкие нити, предназначенные преимущественно для изготовления изделий широкого потребления. К техническим нитям относятся нити с большой линейной плотностью, используемые для изготовления технических и кордных изделий (авто- и авиашины, транспортерные ленты, приводные ремни).

В последнее время комплексные нити высокой прочности при разрыве и с минимальной деформацией при нагружении (высокомодульные) начали широко применяться для армирования пластиков, а высокопрочные нити со специальными свойствами – для изготовления дорожных покрытий.

Штапельное волокно, состоящее из элементарных нитей различной длины резки, до недавнего времени использовалось только для изготовления пряжи на хлопко-, шерсте- и льнопрядильных машинах. В настоящее время волокна с круглым поперечным срезом находят широкое применение для изготовления настенных и напольных ковров и верхнего слоя междуэтажный перекрытий. Волокна длиной 2 – 3 мм (фибриды) находят применение для изготовления синтетической бумаги.

Жгут, состоящий из большого числа продольно сложенных элементарных нитей, используется для изготовления пряжи на текстильных машинах.

Для изделий определенного ассортимента (верхний трикотаж, чулочно-насочные изделия и т.п.) вырабатываются текстурированные нити, которым путем дополнительной обработки придаются повышенная объемность, извитость или растяжимость.

Все вырабатываемые в настоящее время химические волокна по объему производства могут быть разделены на две группы – многотоннажные и малотоннажные. Многотоннажные волокна и нити предназначены для массовой выработки изделий народного потребления и технический изделий. Такие волокна вырабатываются в большом объеме на основе небольшого числа исходных полимеров (ГЦ, ЛЦ, ПА, ПЭТ, ПАН, ПО).

Малотоннажные волокна или, как их еще называют, волокна специального назначения, из-за специфических свойств вырабатываются в небольшом количестве. Они применяются в технике, медицине и ряде отраслей народного хозяйства. К ним относятся термо- и жаростойкие, бактерицидные, огнестойкие, хемосорбционные и другие волокна. В зависимости от природы исходного волокнообразующего полимера химические волокна подразделяются на искусственные и синтетические.

В зависимости от природы исходного волокнообразующего полимера химические волокна подразделяются на искусственные и синтетические.

Классификация химических волокон

Искусственные волокна вырабатываются на основе природных полимеров и подразделяются на гидратцеллюлозные, ацетатные и белковые. Самыми многотоннажными являются гидратцеллюлозные волокна, получаемые вискозным или медноаммиачным методом.

Ацетатные волокна получают на основе уксуснокислых эфиров (ацетатов) целлюлозы с различным содержанием ацетатных групп (ВАЦ и ТАЦ волокна).

Волокна на основе белков растительного и животного происхождения вырабатываются в весьма ограниченном количестве вследствие их низкого качества и использования для их производства пищевого сырья.

Синтетические волокна вырабатываются из полимеров, синтезируемых в промышленности из простых веществ (капролактама, акрилонитрила, пропилена и др.). В зависимости от химического строения макромолекул исходного волокнообразующего полимера они подразделяются на две группы: карбоцепные и гетероцепные.

К карбоцепным относятся волокна, полученные на основе полимера, основная макромолекулярная цепь которого построена только из атомов углерода, соединенных друг с другом. Наибольшее применение из этой группы волокон получили полиакрилонитрильные и полиолефиновые волокна. В меньшей степени, но все же в сравнительно больших количествах вырабатываются волокна на основе поливинилхлорида и поливинилового спирта. В ограниченном количестве вырабатываются фторосодержащие волокна.

К гетероцепным волокнам относятся волокна, полученные из полимеров, основные макромолекулярные цепи которых кроме азота углерода содержат атомы кислорода, азота или других элементов. Волокна этой группы – полиэтилентерефталатные и полиамидные – являются самыми многотоннажными из всех химических волокон. Полиуретановые волокна выпускаются в сравнительно небольшом объеме.

Особо следует отметить группу высокопрочных высокомодульных волокон технического назначения – углеродные, поучаемые из графитизированных или обугленных полимеров, стеклянные, металлические или волокна, получаемые из нитридов или карбидов металлов. Эти волокна применяются главным образом для изготовления армированных пластиков и других конструкционных материалов.

Управление качеством химических волокон

Химические волокна часто обладают высокой разрывной прочностью [до 1200 Мн/м2 (120кгс/мм2)], значит разрывным удлинением, хорошей формоустойчивостью, несминаемостью, высокой устойчивостью к многократным и знакопеременным нагружениям, стойкостью к действиям света, влаги плесени, бактерий, хемо- и термостойкостью. Физико-механические и физико-химические свойства химических волокон можно изменять в процессах формования, вытягивания, отделки и тепловой обработки, а также путём модификации как исходного сырья (полимера), так и самого волокна. Это позволяет создавать даже из одного исходного волокнообразующего полимера химические волокна, обладающие разнообразными текстильными и другими свойствами. Химические волокна можно использовать в смесях с природными волокнами при изготовлении новых ассортиментов текстильных изделий, значительно улучшая качество и внешний вид последних.

Технологический процесс получения химических волокон

Технологический процесс производства химических волокон, как правило включает три стадии. Исключение составляет только производство полиамидных, полиэтилентерефталатных и некоторых других волокон, где технологический процесс начинается с синтеза волокнообразующего полимера.

Первой стадией процесса является получение прядильного раствора или расплава. На этой стадии исходный полимер переводится в вязкотекучее состояние растворением или плавлением. В отдельных случаях (получение ПВС волокон) перевод полимера в вязкотекучее состояние происходит также в результате пластификации. Полученный прядильный раствор или расплав подвергается смешению и очистке (фильтрация, обезвоздушивание). На этой стадии для придания волокнам определенных свойств в прядильный раствор или расплав иногда вводят различные добавки (термостабилизаторы, красители, матирующие вещества и т. п.).

Вторая стадия – формование волокна – заключается в том, что полученный и подготовленный соответствующим образом прядильный раствор или расплав продавливается через отверстия фильеры в виде тонких струек, из которых образуются бесконечные элементарные нити при застывании расплава или охлаждения полимера из раствора, в результате испарения растворителя или действия коагулянтов.

В зависимости от числа отверстий в фильере (от одного до 100000 более) формуются мононити, комплексные нити бытового или технического назначения или пучок элементарных нитей (жгут), который затем режется на короткие отрезки (волокно) или перерабатывается в нерезаном виде.

Иногда элементарные нити из фильеры поступают на транспортер и выпускаются в виде волокнистого слоя (ватина).

Формование волокон является важнейшим этапом производства химических волокон, так как в процессе застывания расплава или высаживания полимера из раствора образуется надмолекулярная структура волокон с элементами определенных размеров и степени совершенства (фабриллы, сферолиты, кристаллиты) и с различной степенью их ориентации.

При формовании волокон из прядильного раствора формуются пористые волокна. Размер и расположение капилляров и пор зависят от условий осаждения полимера из раствора и сильно влияют на сорбционные свойства волокон (крашение, водопоглощение).

В процессе формования волокна приобретают определенный комплекс физико-механических показателей (разрывная нагрузка, разрывное удлинение и др.), которые можно варьировать в довольно широких пределах, изменяя условия формования волокна.

Проводя формование волокон в свободном состоянии (без натяжения), можно получить мягкие и гибкие волокна с малой усадкой в воде или при нагревании. Такие волокна и нити из них сильно удлиняются при нагружении (обладают небольшим модулем деформации) и отличаются невысокой прочностью в продольном направлении.

При формовании волокон из прядильного раствора или расплава под натяжением или в условиях вытягивания резко изменяются физико-механические свойства волокон и нитей: возрастают прочность и модуль деформации, уменьшаются их гибкость и мягкость. Однако усадка в воде или при нагревании таких волокон возрастает.

Благодаря широким возможностям изменения условий формования из одного и того же исходного полимера можно получит волокна, сильно различающиеся по свойствам, что является одним из основных преимуществ химических волокон перед природными.

Метод формования существенно влияет на свойства получаемых волокон. Волокна, полученные из растворов, часто имеют поперечный срез изрезанной формы. Волокна, полученные из расплава, характеризуются повышенной плотностью упаковки макромолекул, гладкой поверхностью и круглым срезом. Получение волокон из расплава имеет ряд преимуществ, так как отпадает необходимость в использовании больших количеств растворителей и их регенерации. Кроме того, при этом способе значительно уменьшается выброс паров растворителя в атмосферу и попадание его в сточные воды, что имеет существенное значение для решения экологических проблем промышленности химических волокон.

Третьей стадией является последующая обработка свежесформированных волокон, к которой относится промывка, сушка, нанесение замасливающих и антистатических препаратов, тестурирование волокон, кручение и т.д.

На этой стадии происходит закрепление и совершенствование образующейся при формовании надмолекулярной структуры. Наибольшую роль в этом процессе играют дополнительное вытягивание, термообработка после отделки и сушка. Эти операции также существенно влияют на физико-механические и эксплуатационные свойства готовых волокон. В зависимости от условий вытягивания и термообработки значительно изменяются прочность, модуль деформации, усадка, устойчивость к многократным деформациям и другие характеристики волокон.

Помимо вышеперечисленных стадий получения химических волокон в ряде случаев технологический процесс дополняется четвертой стадией – модификацией волокна. Модификацию свежесформированных волокон можно проводить физическими и химическими методами. В результате модификации можно изменить химическое строение и структуру волокон (прививка боковых цепей различного состава, создание поперечных сшивок между макромолекулами), ввести различные добавки в состав волокон (красители, люминофоры, оптические отбеливатели, бактерицидные вещества и т.п.), изменить форму волокон (профилирование сечения, извитость, шероховатость, объемность и т.п.). Все это позволяет в широких пределах изменять свойства волокон и получать волокна с заранее заданными свойствами. Благодаря этому появляется возможность значительно расширить ассортимент изделий из химических волокон и получать волокна с определенными свойствами, необходимыми для той или иной отрасли переработки. При использовании различных методов модификации были поучены бактерицидные, хемосорбционные, огнестойкие, высокоэластичные, объемные, формоустойчивые и другие волокна.

Гибкость производства

Современный уровень научно-технического прогресса предполагает соблюдение гибкости организации производства.

Гибкость производства означает выпуск широкой номенклатуры продукции, унификацию технологического процесса, групповые технологии, быструю переналаживаемость оборудования.

Для настоящего периода характерно расширение номенклатуры химических волокон на основе существующих видов за счет улучшения их свойств. Применение химических волокон значительно увеличило объем производства и расширило ассортимент тканей и других текстильных изделий. Перспективными являются выпуск пиллингоустойчивых волокон с повышенной накрашиваемостью; волокон с пониженной горючестью, бактерицидных волокон и др. Ассортимент продукции совершенствуется за счет выпуска высокомодульных малоусадочных нитей для шинного корда, технических тканей, композиционных материалов и др.

В современных же условиях быстрого обновления номенклатуры продукции должна меняться и технология производства.

Развитие процессов получения химических волокон приводит к созданию весьма совершенных технологий получения волокон и волокнистых материалов с необходимыми функциональными характеристиками. Разрабатываются новыеметоды получения волокон на основе принципов биомиметики и генной инженерии. Биотехнологические процессы получения волокнообразующих мономеров и полимеров наименее энергоемки, экологически менее опасны по сравнению с традиционными химическими технологиями и позволяют получать заданные продукты с высокими выходами.

Список используемой литературы

1. Ряузов А. Н., Груздев В. А., Бакшеев И. П. Технология производства химических волокон: Учебник для техникумов. – М.: Химия, 1980. – с. 29-36

2. Юркевич В. В., Пакшвер А. Б. Технология производства химических волокон. М.: Химия, 1987. – с. 8-16

Материаловедение

Выполнила учитель технологии

Кирчикова А.Н.

Цели урока:

Образовательные:

дать представление о видах химических волокон, познакомить со способами их получения, свойствами и применении в окружающей жизни;

обобщить и систематизировать знания учащихся о классификации волокон;

научить определять вид волокна по внешним признакам, на ощупь и по характеру горения

Развивающие:

развитие логического мышления

Воспитательные:

Способствовать формированию эстетического вкуса и практичности

Способствовать формированию познавательного интереса к предмету

Способствовать развитию доброжелательных отношений в коллективе

Вы любите красиво одеваться? Как вы считаете, с чего начинается создание одежды? Чем вы обычно руководствуетесь при покупке ткани?

• Зачем вам все это нужно знать?
• Чтобы научиться разбираться в тканях, необходимо знать их свойства, тогда вы научитесь правильно ухаживать за своими вещами и будете всегда самыми модными, красивыми и практичными.
• В 5-м и 6-м классе вы познакомились с тканями растительного и животного происхождения.
• Давайте вспомним, что это за ткани.

Химические волокна.

Химические текстильные волокна получают путем переработки разного по происхождению сырья. По этому признаку они делятся на искусственные и синтетические . Сырьем для производства искусственных волокон служит целлюлоза, получаемая из древесины ели и отходов хлопка. Сырьем для производства синтетических волокон являются газы- продукты переработки каменного угля и нефти.

Технология производства химических волокон делится на три этапа:

• Получение прядильного раствора. (Все химические волокна производят из вязких растворов ил расплавов).
• Формование волокна. (Вязкий прядильный раствор пропускают через фильеры- колпачки с мельчайшими отверстиями. Количество отверстий в фильере колеблется от 24 до 36 тыс. Струйки раствора, вытекая из фильер, затвердевают, образуя твердые тонкие нити. Далее нити из одной фильеры на прядильных машинах соединяются в одну общую нить, вытягиваются и наматываются на бобину.
• Отделка волокна. (Полученные нити проходят промывку, сушку, крутку и термическую обработку (для закрепления крутки) Некоторые волокна отбеливают, красят и для придания мягкости обрабатывают раствором мыла).

ИСКУССТВЕННЫЕ ВОЛОКНА

Вискозное волокно представляет собой целлюлозу, полученную из еловой древесины, без каких-либо примесей. В зависимости от назначения вискоза может иметь блестящую или матовую поверхность. Изменяя блеск, толщину, извитость волокон, вискозной ткани можно придать вид льна, шёлка, хлопка или шерсти.

Ацетат не переносит сильный нагрев и плавится при температуре 210 градусов. Триацетат обладает большей теплостойкостью, температура его плавления 300 градусов.

Ацетатные и триацетатные волокна горят быстро и при этом сворачиваются в маленькие бурые шарики, пахнущие уксусом. Если

подожжённую

нитку вынести

из пламени,

прекращается.

СИНТЕТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА

• это химические волокна, получаемые из синтетических полимеров. Синтетические волокна формуют либо из расплава полимера (полиамида, полиэфира, полиолефина), либо из раствора полимера (полиакрилонитрила, поливинилхлорида, поливинилового спирта) по сухому или мокрому методу.

НЕТКАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИЗ ХИМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

ТЕРМОКЛЕЕВЫЕ ПРОКЛАДОЧНЫЕ ТКАНИ

Термопрокладка – корсаж предназначена для укрепления пояса брюк или юбки, чтобы в процессе эксплуатации он не мог растянуться, скрутиться и принять неопрятный вид.

Вопросы для контроля

• А) крапивы
• Б) льна
• В) шерсти
• Г) хлопка
• Д) шелка
• А) изменяет свою длину
• Б) не изменяет своей длины
• А) прядением
• Б) ткачеством
• В) отделкой
• А) прочность
• Б) намокаемость
• В) драпируемость
• Г) воздухопроницаемость
• Д) Пылеемкость

• А) прочность
• Б) драпируемость
• В) раздвижка нитей в швах
• Г) усадка
• Д) осыпаемость
• В) химические
• Г) синтетические
• Д) искусственные

Вопросы для контроля

• 1.Волокна растительного происхождения получают из:
• А) крапивы
• Б) льна
• В) шерсти
• Г) хлопка
• Д) шелка
• 2.Долевая нить при растяжении:
• А) изменяет свою длину
• Б) не изменяет своей длины
• 3.Процесс получения ткани из ниток путем их переплетения называется:
• А) прядением
• Б) ткачеством
• В) отделкой
• 4.К гигиеническим свойствам тканей относятся:
• А) прочность
• Б) намокаемость
• В) драпируемость
• Г) воздухопроницаемость
• Д) Пылеемкость

• 5.Природный цвет волокон шерсти бывает:
• А) белый Б) черный В) оранжевый Г) коричневый Д) серый
• 6. К технологическим свойствам тканей относятся:
• А) прочность
• Б) драпируемость
• В) раздвижка нитей в швах
• Г) усадка
• Д) осыпаемость
• 7. Текстильные волокна делятся на натуральные и:
• А) растительные Б) минеральные
• В) химические
• Г) синтетические
• Д) искусственные

– развитое направление промышленности. Его продукция пользуется большим спросом, так как активно применяется в различных сферах. В зависимости от материала, используемого при производстве, они приобретают различные свойства и характеристики.

Классификация и свойства химических волокон

Изделия данной отрасли подразделяются на три основные группы:

1. Искусственные – в качестве исходного сырья выступают органические высокомолекулярные соединения, получаемые путем оказания воздействия на природные вещества и извлечения из них полимеров.


2. Синтетические – используют для изготовления низкомолекулярные соединения, из которых путем синтеза извлекаются органические полимеры.


3. Минеральные – группа, значительно отличающаяся от предыдущих, так как изготавливается из неорганических соединений и обладает особыми характеристиками и свойствами.

Производство химических волокон имеет ряд преимуществ по сравнению с натуральными. Оно не зависит от сезона, погоды и является менее трудоемким. Кроме того, такие нити изготавливают с заранее определенными физико-механическими характеристиками.

Химические волокна обладают отличными показателями устойчивости к разрывам, действиям бактерий и плесени, формоустойчивостью, несминаемостью, стойкостью к неблагоприятным воздействиям (свету, влаге и т.п.), нагреванию, многократным нагрузкам. Их физико-механические и химические свойства могут быть изменены путем модификации используемого полимера или уже готового изделия. Это позволяет производить из одного исходного сырья волокна с различными характеристиками. Кроме того, химические волокна различной структуры могут смешиваться для создания новых моделей и расширения ассортимента товаров.

Специфика изготовления

Процесс производства химических волокон достаточно сложный и состоит из нескольких этапов: получение исходного материала, преобразование его в специальный прядильный раствор, формирование волокон через фильеры, их отделка. Формование нитей – этап, который имеет центральное значение для определения характеристик изделия. Оно может проводиться несколькими методами:

• с помощью мокрого или сухого раствора;


• с использованием сухо-мокрого раствора;


• резкой металлической фольги;


• из расплава;


• волочением;


• плющением;


• из дисперсии;


• гель-формованием.

При производстве химических волокон используют фильтры, которые очищают прядильный расплав или раствор от механических примесей. Они изготавливаются из палладия, платины, золота или их сплавов.

Освещение химических волокон и оборудования для их изготовления на выставке «Химия»

Для специалистов и компаний, заинтересованных в изучении специфики производства химических волокон , расширении ассортимента товаропроизводителей и представлении изделий своих предприятий, лучшим местом станет выставка «Химия». Это событие, организуемое отраслью с целью освещения её достижений в различных областях, налаживания контактов между компаниями, специалистами, регионами и странами. Оно охватывает все отрасли промышленности и предоставляет предприятиям возможность организовать свою выставочную деятельность и поместить стенд на площадке столичного комплекса «Экспоцентр».

Этот центр широко известен за пределами России, и многие компании принимают участие в международных мероприятиях, проводимых в его павильонах. За счет этого обеспечивается налаживание контактов с зарубежными партнерами и привлечение новых спонсоров в отрасль. Инвестиции имеют большое значение для химической промышленности, так как она нуждается в серьезных вливаниях, в том числе зарубежных. Сфера производства химических волокон, как и многие другие отрасли, заинтересована в привлечении инвестиций, которые способствовали бы её развитию и модернизации. Для экспонентов в свою очередь это отличная возможность представить свои предприятия в наиболее выгодном свете и повысить их привлекательность.

Выставка «Химия» заинтересована в создании наиболее комфортных условий для участников, а также привлечении максимального количества посетителей. Поэтому её организаторы выбрали местом проведения мероприятия комплекс «Экспоцентр».