Химическая технология полимерных волокон в текстильных материалах

УДК 677.29.27.43

А. Р. Калимуллина, Н. В. Романова

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ВОЛОКОН В ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛАХ

Ключевые слова: полимерные материалы, волокна, текстиль, современная промышленность.

В данной статье рассмотрена специфика текстильных материалов, его качество всегда определял материал, из которого производится продукт. Современные рыночные отношения и совершенствования технологий текстильного производства открывают более широкие перспективы для творчества дизайнера. Одним из основных современных материалов в данной деятельности являются полимеры, успешно применяемые в текстильных волокнах.

Key words: polymers, fibers, textiles, modern industry.

This article discusses the specifics of textile materials, its quality is always determined the material from which the product is made. Modern market economy and improving the technology of textile manufacture offer more opportunities for creative designer. One of the major advanced materials in this activity are polymers have been successfully applied to textile fibers.

Основным исходным материалом для получения текстильных изделий являются волокна. Их можно разделить на две группы. Натуральные волокна или природные волокна разделяются на текстильные волокна растительного (напр., хлопок, лен, пенька), животного (шерсть, натуральный шелк) и минерального (асбест) происхождения.

Химические волокна, получают из продуктов химической переработки природных полимеров (искусственного волокна) или из синтетических полимеров (синтетического волокна). Производство и формование химических волокон обычно заключается в продавливании раствора или расплава полимера через отверстия фильеры в среду, которая вызывает затвердевание образовавшихся тонких волокон. Такой средой при формовании из расплавов служит холодный воздух, из растворов горячий воздух («сухой» способ) или специальный раствор, осадительная ванна («мокрый» способ). Выпускаются в виде мононити, штапельного волокна или пучка из множества тонких нитей, соединенных путем крутки.

Полимерные вещества, молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся звеньев; молекулярная масса полимеров может изменяться от нескольких тысяч до многих миллионов. По происхождению полимеры делят на природные, или биополимеры (напр., белки, нуклеиновые кислоты, натуральный каучук), и синтетические (напр., полиэтилен, полиамиды, эпоксидные смолы), получаемые методами полимеризации и поликонденсации. По форме молекул различают линейные, разветвленные и сетчатые полимеры, по природе органические, элементоорганические, неорганические полимеры. Для линейных и разветвленных полимеров характерен комплекс специфических свойств, такие как, способность образовывать анизотропные волокна и пленки, а также существовать в высоко-эластичном состоянии. Полимеры основа пластмасс, химических волокон, резины, лакокрасочных материалов, клеев, ионитов. Из биополимеров построены клетки всех живых организмов.

С годами природные волокна перестали в полной мере удовлетворять человека, поэтому учёные всего мира трудились над тем, чтобы найти им замену. Более трёхсот лет назад (в 1655 году) выдающийся английский физик Роберт опубликовал трактат, в котором было такое высказывание - «Возможно, найти пути искусственно получить клейкую массу, аналогично тому, как она образуется у шелковичного червя. Если такая масса будет найдена, то, по видимому, более лёгкой задачей будет найти путь вытягивания этой массы в тонкие нити». Но только в 1884 году ученику Луи Пастера французскому изобретателю Илэру де Шардоннэ удалось получить искусственные волокна. Самые распространённые виды

искусственных волокон получают путём переработки целлюлозы. Шардоннэ впервые решил перевести с помощью растворителя целлюлозу в раствор и из этого раствора получить новое волокно. Для этого он продавливал полученною жидкую массу через тонкие отверстия. Для получения волокон раствор или расплав полимера продавливают через тончайшие отверстия прядильной фильеры. Из полученных волокон прядут нити, идущие на изготовление текстильных изделий.

При обработке отходов древесины и опилок выделяется целлюлоза. В процессе получения вискозного волокна целлюлозу обрабатывают реактивами (ЫаОИ и ОБ).

Вискозное полотно - это искусственное волокно, формируемое из вискозы; и состоит из гидратцеллюлозы. Легко окрашивается, гигроскопично; недостатки большая потеря прочности в мокром состоянии, легкая сминаемость, низкая износостойкость устраняются модифицированием вискозного волокна. Благодаря доступности сырья и низкой стоимости реагентов производство вискозного волокна высокоэкономично. Применяется (иногда в смеси с другими волокнами) для выработки одежных тканей, трикотажа, корда. В процессе получения ацетатных волокон целлюлозу обрабатывают ангидридом уксусной кислоты, полученный ацетат целлюлозы растворяется в ацетоне и продавливается через фильеры. Полинозное волокно также является вискозным волокном специфической структуры. Отличается высокой прочностью и стабильностью формы, мало изменяющимися в воде и щелочах, незначительной сминаемостью; недостаток хрупкость. Применяется вместо тонковолокнистого хлопка для изготовления тканей различного назначения.

Ацетатные волокна - это искусственные волокна, формуемые из растворов триацетата целлюлозы (триацетатное волокно) и продукта его частичного омыления (собственно ацетатные волокна). Мягкие, эластичные, мало сминаются, пропускают ультрафиолетовые лучи; недостатки: невысокая прочность, низкая термо- и износостойкость, значительная электризуемость. Применяются главным образом в производстве изделий народного потребления, например белья.

Сырьём в производстве синтетических волокон являются синтетические волокнообразующие полимеры, которые получают в результате химического синтеза из нефти, каменного угля или природного газа.

Процесс получения синтетических волокон сопровождается образованием высокомолекулярных соединений. Расплавленный полимер или раствор полимера продавливается сквозь мельчайшие отверстия прядильной фильеры. Так выпускаются, например, полимерное полотно синтетическое волокно, формуемое из расплавов или растворов полиамидов. Прочно, эластично, устойчиво к истиранию, многократному изгибу и действию многих химических реагентов; недостатки малая гигроскопичность, повышенная электризуемость, невысокая термо- и светостойкость. Применяется в производстве тканей, трикотажа, шинного корда, фильтровальных материалов и др. Основные торговые названия: из поликапроамида капрон, нейлон-6, перлон, дедерон, амилан, стилон; из полигексаметиленадипинамида анид, нейлон-6,6, родианайлон, ниплон. Полиэфирное волокно, синтетическое волокно, формируемое из расплава полиэтилентерефталата или его производных. Достоинства незначительная сминаемость, отличная свето- и атмосферостойкость, высокая прочность, хорошая стойкость к истиранию и к органическим растворителям; недостатки трудность крашения, сильная электризуемость, жесткость устраняется химическим модифицированием. Применяется, напр., в производстве различных тканей, искусственного меха, канатов, для армирования шин. Основные торговые названия: лавсан, терилен, дакрон, тетерон, элана, тергаль.

Полиакрилонитрильное волокно (акриловое волокно) - это синтетическое волокно, формуемое из растворов полиакрилонитрила или его производных. По многим свойствам близко к шерсти, устойчиво к свету и другим атмосферным агентам, кислотам, слабым щелочам, органическим растворителям. Из полиакрилонитрильного волокна изготовляют

верхний и бельевой трикотаж, ковры, ткани. Основные торговые названия: нитрон, орлон, акрилан, кашмилон, куртель, дралон, вольпрюла.

Актуальными задачами на сегодняшний день является повышение физикомеханических характеристик текстильных волокон, но и совершенствование технического текстиля требует внедрения прорывных наукоемких технологий в текстильное производство.

Литература

1. Хамматова, В.В. Проектирование педагогической системы профессионального обучения дизайнеров / В.В. Хамматова. - Казань: Изд-во. Казан. ун-та, 2004. - 236с.

2. Муртазина, С.А. Области применения полимерных материалов в современном дизайне / С.А. Муртазина // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2010. - № 10. - С. 146-150.

© А. Р. Калимуллина - ст. преп. кафедры дизайна КНИТУ, aysylulu@mail.ru; Н. В. Романова - ст. препод. кафедры дизайна КНИТУ.