Sợi tổng hợp thu được. Sợi tổng hợp


Sợi tổng hợp bao gồm các loại sợi được làm từ vật liệu cao phân tử thu được bằng cách tổng hợp các chất đơn giản (ethylene, benzen, phenol, propylene) do phản ứng trùng hợp hoặc polycondensation.

Sợi polyamide(nylon, anid, enant) thu được từ caprolactam, hexomethylenediamine, axit adipic và polyenantoamide. Quy trình công nghệ sản xuất sợi polyamit các loại khác nhau không có sự khác biệt đáng kể. Nó bao gồm ba giai đoạn chính: tổng hợp polyme; sợi kéo sợi. 1,2; vẽ và xử lý tiếp theo của sợi. Trong quá trình kéo sợi, sợi tổng hợp mới tạo thành được kéo căng mạnh (2-20 lần) để tăng cơ tính của nó. Sau khi vẽ sơ bộ, các sợi được kéo nguội.

Sợi nhân tạo và sợi tổng hợp, được kết hợp dưới tên chung là sợi hóa học, cùng với sợi tự nhiên, đã trở thành cơ sở quan trọng cho nguyên liệu dệt. Nếu trước đầu thế kỷ này, quần áo hoàn toàn được đáp ứng bằng các sản phẩm tự nhiên, thì đến cuối những năm 70, 70% nhu cầu này sẽ được đáp ứng bằng sợi hóa học.

Một nhánh gần đây hơn của sợi nhân tạo, đã phát triển với tốc độ nhanh chóng bất thường trong 40 năm qua, là sợi tổng hợp. Sợi này là thành quả của sự phát triển của một trong những ngành hóa học hiện đại nhất: hóa học polyme. Sự tổng hợp của chúng chỉ có thể thực hiện được khi nghiên cứu cho thấy các đặc điểm cần thiết cho một polyme đáng tin cậy: có dạng sợi; có khối lượng phân tử phù hợp, có thể định hướng và kết tinh; tan trong dung môi hoặc tan chảy mà không bị phân hủy.

Sợi polyester(lavsan) chiếm vị trí hàng đầu trong số các loại sợi tổng hợp. Ethylene glycol và axit terephthalic được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất sợi lavsan. Phản ứng polycondensation tạo ra nhựa lavsan, và sau đó từ polyme nóng chảy, tương tự như phương pháp sản xuất sợi polyamit, người ta thu được sợi lavsan. Tốc độ tạo hình là 400-1500 m / phút, kéo spinneret - 8-10 lần.

Với sự ra đời của các loại sợi tổng hợp mới, các quy trình kéo sợi mới đã được thêm vào: kéo sợi nóng chảy, và trong thời gian gần đây- nguồn cấp dữ liệu huyền phù, dây tóc bán dẫn, v.v. Nhìn chung, sơ đồ sản xuất sợi tổng hợp. Điều chế polyme kéo sợi.

Theo phương pháp thu được một polyme, chúng ta đã biết. Sợi polyester đặc; Chất xơ thu được bằng phản ứng trùng hợp gốc tự do; Ionic polyme hóa sợi; Chất xơ được chế biến theo những cách khác. Các loại sợi polycondensation được biết đến nhiều nhất là sợi polyamide, sợi polyester và sợi polyurethane.

Sợi polyester mới hình thành có cấu trúc vô định hình, tăng tính dễ vỡ, độ bền thấp, độ giãn dài không thuận nghịch cao, độ co rút cao. Do đó, sợi lavsan được kéo ở nhiệt độ 100-150 ° C bằng 350-500%.

Các sợi kéo dài và xoắn được thiết lập nhiệt. Hơn 50% sợi polyester là sợi chủ yếu.

Trong số các loại sợi polyamit được sử dụng phổ biến nhất là Nylon 6,6 và Nylon Nylon 6, 6 được đặt tên như vậy vì nguyên liệu thô - axit adipic và hexametylenđiamin - có 6 nguyên tử cacbon. Phản ứng cơ bản. Axit hexametylenđiamin. Dễ dàng nhận thấy rằng đối với sự đa tụ này, các vật liệu phải được trình bày theo chất lượng phân tích.

Phản ứng nào khi có thêm nước xúc tác. Có thể thấy rằng trong trường hợp này nhóm axit và nhóm amin không còn ở hai thành phần khác nhau nữa mà là một. Sợi polyester dựa trên phản ứng polycondensation, nhưng giữa một chất diacid và một chất diol. Phản ứng diễn ra qua hai giai đoạn: phản ứng este hóa và phản ứng trùng ngưng. Khó khăn nhất sợi polyester là polyethylene terephthalate. Phản ứng diễn ra bằng cách lắc dưới chân không và cần có chất xúc tác trong cả hai giai đoạn.

Sợi polyacrylonitrile(nitrone) thu được bằng cách trùng hợp acrylonitrile, nhưng thường là với chất đồng trùng hợp của acrylonitrile (vinyl pyridin, vinyl axetat, styren, v.v.), góp phần làm tăng tính linh hoạt, độ đàn hồi và khả năng sơn tốt hơn. Sợi polyacrylonitrileđược tạo thành từ dung dịch theo phương pháp khô và ướt (hòa tan trong đimetylamit).

Polyme được đúc từ một chất nóng chảy và cũng từ polyamit. Chất xơ thu được bằng cách lọc nóng chảy. Trong số các loại sợi thu được bằng quá trình trùng hợp triệt để, có hai loại có tầm quan trọng đặc biệt: sợi acrylic và sợi polyvinyl alcohol. Sợi acrylic thu được bằng cách trùng hợp acrylonitrile.

Trên thực tế, sợi acrylic dựa trên chất đồng trùng hợp của acrylonitril với vinyl axetat, metyl metacrylat, v.v. chất đồng trùng hợp được hòa tan trong dung môi thích hợp và nhúng bằng cách kéo sợi ướt hoặc khô. Rượu polyvinyl thu được bằng cách trùng hợp vinyl axetat, sau đó thủy phân polyme với xút ở dạng rượu metylic.

Các hoạt động hoàn thiện là quan trọng nhất đối với sợi nitron, trong đó sợi nitron có được các đặc tính cần thiết - kéo và thiết lập nhiệt. Việc vẽ sợi nitron mới hình thành được thực hiện 8-12 lần. Sau khi kéo, sợi được xử lý nhiệt, uốn nếp để tạo độ uốn. Nitron chủ yếu có ở dạng sợi ngắn.

Polyme được hòa tan trong nước nóng và đổ vào natri sunfat. Điều này làm cho polyme không thấm nước. Sợi điển hình bằng cách trùng hợp hoặc đồng trùng hợp vinyl clorua có tầm quan trọng ít hơn do nhiệt độ nóng chảy thấp của chúng. Quá trình trùng hợp ion được sử dụng để sản xuất sợi polypropylene và polyethylene. Sợi polypropylene được phát triển năng động trong những năm trước do khả năng kháng hóa chất và kháng hóa chất cũng như trọng lượng riêng rất thấp của chúng. Để được sử dụng cho sợi, polypropylene phải isotactic, tức là có cấu trúc kiểu lập thể.

Sợi polyvinyl clorua(PVC, clo), thu được từ các polime và đồng trùng hợp của vinyl clorua. Nguyên liệu để sản xuất vinyl clorua là nguyên liệu thô có sẵn và rẻ - axetylen, etylen và hiđro clorua. Vinyl clorua bị trùng hợp. Kết quả là một loại nhựa PVC. Polyme được hòa tan trong hỗn hợp axeton và cacbon disunfua. Từ một dung dịch nhớt, sợi được hình thành bằng phương pháp khô và ướt. Để cải thiện các tính chất cơ lý của sợi, chúng được kéo (2-8 lần) và xử lý nhiệt.

Cấu trúc này chỉ thu được bằng phản ứng trùng hợp ion. Sợi tổng hợp có một số đặc tính tuyệt vời đối với sợi tự nhiên, bao gồm: độ bền cơ học rất tốt, khả năng chống hóa chất tuyệt vời, khả năng chống sâu mọt và chống phân hủy. Các đặc tính không tự nhiên có thể được truyền cho sợi tổng hợp: không cháy, chịu nhiệt độ cao, v.v. tuy nhiên, cũng có những đặc tính không đạt yêu cầu: độ hút ẩm thấp, tích điện nhiều, hiệu ứng xước, tạo màu phức tạp hơn.


Sợi rượu polyvinyl ( Vinol) được làm từ rượu polyvinyl, thu được từ các sản phẩm của quá trình chế biến axetylen và axit axetic. Vinyl axetat tạo thành bị trùng hợp, polyvinyl axetat tạo thành được xà phòng hóa để tạo thành rượu polyvinyl. Sợi rượu được hình thành bằng cách ép một dung dịch nước 15-18% của rượu polyvinyl qua các ống quay. Đối với quá trình đông tụ sợi, một bể kết tủa được sử dụng, bao gồm dung dịch natri sulfat và kẽm sulfat. Nhưng chất xơ này có thể hòa tan trong nước. Để làm cho rượu vang không tan trong nước, nó được xử lý bằng formaldehyde.

V lần cuối cùng cofilation cũng rất phổ biến. Các sợi xoắn ốc có hai cấu trúc: "lõi" và "một cạnh nhau". Sợi lõi đồng có một lõi polyme, tạo ra độ bền của sợi, độ đàn hồi, v.v. Và cũng có một vỏ bọc polyme khác để giảm tải tĩnh, tăng độ bóng, giảm lượng vón, v.v. Ví dụ, cấu trúc cạnh nhau có thể chứa sợi cao nếu hai polyme có độ co khác nhau.

Mặc dù gần một nửa số loại vải chống len được sản xuất trên thế giới hiện nay được thu thập thông qua quá trình oxy hóa, chúng thường được thay thế nhanh chóng bằng quá trình xử lý polyme, có ưu điểm là loại bỏ hoàn toàn sự thoái hóa của sợi.

Sợi polyurethane(spandex) thu được bằng cách cho diisocyanat phản ứng với glycol. Quá trình hình thành sợi có thể được thực hiện khô hoặc ướt. Khi các khối dẻo được đưa vào polyme, các sợi có độ đàn hồi cao sẽ thu được với các đặc tính vốn chỉ có ở các vật liệu giống như cao su, với độ giãn dài lên đến 800%.

Sợi polyolefin(polypropylene và polyethylene) thu được bằng cách trùng hợp các nguyên liệu thô tương đối rẻ - propylene và ethylene, các sản phẩm nứt từ dầu mỏ - và hình thành từ quá trình nung chảy. Các dòng nóng chảy, rơi từ spinneret vào trục, được làm mát và chuyển thành các sợi, được kéo 6-7 lần để cải thiện các tính chất cơ lý của sợi.

Polyme được sử dụng theo hai cách. Một phương pháp bao gồm việc phun một lớp nhựa mỏng lên mỗi sợi để che đi lớp vảy và cho phép các sợi len di chuyển qua lại tự do. Nhờ đó, khi giặt, chúng có thể trở lại vị trí ban đầu, tránh làm hỏng sợi vải. Sau khi trung hòa bằng natri bisulfit, một polyme bao bọc sợi được sử dụng. Quá trình này tuy tốn thời gian nhưng có thể thực hiện trên các máy chuyên dụng với hiệu suất cao.

Quy trình xử lý polyme thứ hai có nguyên tắc hoàn toàn trái ngược với quy trình đầu tiên. Nó giữ chặt các sợi trong vải bằng cách sử dụng các cầu nối siêu nhỏ bằng nhựa để chúng không di chuyển hoặc vướng vào. Do đó, mặc dù cấu trúc vô hướng của các sợi không thay đổi nhưng chúng không thể di chuyển tương đối với nhau. Một số ưu điểm là: quy trình này không yêu cầu xử lý trước sợi, cấu trúc và đặc tính của nó được giữ nguyên vẹn, và việc xử lý được áp dụng cho vải hoặc thậm chí cho lớp hoàn thiện, chỉ đơn giản bằng cách ngâm chúng trong dung dịch polyme hoặc nhũ tương.

Sợi flo hóa(flo, polyphene) thu được bằng cách trùng hợp tetrafluoroethylen. Polyme phân tán trong nước, bao gồm chất làm đặc (rượu polyvinyl), được ép qua khuôn vào một trục mà không khí nóng đi vào. Sợi được gia nhiệt và kéo thêm 300-500% ở nhiệt độ 360-400 ° C, nó rất bền với tác dụng của thuốc thử hóa học (không hòa tan trong nước cường toan).

Cho đến nay, một số loại polyme đã được thử nghiệm cho hoạt động này. Quan trọng nhất là những loại có chứa các nhóm cho phép hình thành liên kết hóa học giữa các chuỗi phân tử, tạo thành cầu nối nhựa không hòa tan nhưng mềm và đàn hồi, giúp loại bỏ nguy cơ cứng mô.

Đây là lý do tại sao gần đây đã có xu hướng hạn chế sử dụng các loại vải dễ cháy trong sản xuất quần áo trẻ em, thảm, nệm, vải bọc, v.v. Hàng dệt đã qua sử dụng có khả năng chống cháy cao.

Gần đây, các sợi polyformaldehyde, polybutyl enterephthalate, biocomponent, dẫn điện, modacrylic, polybenzimide, polyvinyl sulfide, polyester ketone, v.v. đã xuất hiện.

Tính chất của sợi tổng hợp khác nhau đối với các loại sợi khác nhau. Sợi tổng hợp có độ bền khá cao và vượt qua sợi tự nhiên và nhân tạo về chỉ tiêu này. Chiều dài đứt dao động từ 18 đến 70 km, cường độ tối đa - từ 20 đến 75 cN / tex. Sợi tổng hợp nhẹ hơn sợi tự nhiên và nhân tạo, trọng lượng riêng dao động từ 0,92 đến 1,6. Nhược điểm của các loại sợi này là độ hút ẩm thấp, ngoại trừ vinol.

Ngày nay trên thế giới có khoảng 4-5 triệu kg len được ủ hàng năm. Len đã qua xử lý có thể được giặt hoặc giặt khô mà không làm mất khả năng chống cháy và thậm chí còn vượt qua các tiêu chuẩn về độ bền nhiệt khắt khe nhất đối với hàng dệt may.

Khi răng lạnh kêu lên, những lớp quần áo “bình thường” không đủ để bảo vệ cơ thể khỏi nhiệt độ lạnh. Những tình trạng này cần thêm một lớp bảo vệ nhiệt giúp "chặn" nhiệt độ cơ thể giống như túi ngủ, giữ ấm không khí xung quanh cơ thể. Loại bảo vệ nhiệt đặc biệt này có thể có được bằng cách chần áo bằng một lớp hoặc sợi tổng hợp.

Sợi polyamide được đặc trưng bởi khả năng chống mài mòn và biến dạng rất cao. Theo chỉ số này, chúng vượt qua tất cả các loại sợi dệt (ví dụ, visco - 100 lần, bông - 10 lần). Lavsan, vinol, polypropylene, spandex có đủ khả năng chống mài mòn, nitrone, clo, v.v. không chịu được.

Bọng nước giống như một cái chốt. Không có lớp lót nào khác có đặc tính cách nhiệt tuyệt vời như một miếng xốp, không có lớp lót nào khác đơn giản đến vậy và không thể đóng gói với kích thước nhỏ như vậy, nhưng mặt khác, không có lớp lót nào khác lại nhạy như vậy.

Vụ nổ là Loại đặc biệt của các loài chim nước. Cấu trúc của nó tương tự như cấu trúc của bông tuyết và có hình dạng ba chiều... Cấu trúc này và khả năng duy trì hình dạng của nó hầu như luôn luôn có nghĩa là ống phồng có thể chứa một lượng lớn không khí so với trọng lượng của nó. Một giọt chất lượng có tới 2 triệu chân lông cản nhau. Điều này tạo ra một lớp ngăn không khí nóng bên trong và đồng thời bảo vệ khỏi cái lạnh.

Nitron được phân biệt bởi khả năng chống ánh sáng và thời tiết cao nhất. Sau khi tiếp xúc với ánh sáng và bầu không khí trong một năm, sợi tự nhiên và sợi hóa học gần như mất hoàn toàn độ bền, trong khi độ bền của sợi nitron giảm 20%. Độ bền ánh sáng thấp là đặc trưng của clorin, nylon, polypropylene, v.v.

Lavsan vượt qua tất cả các loại sợi tổng hợp về khả năng chịu nhiệt. Nitron và fluoron có khả năng chống nóng. Các sợi nhẹ nhất là polyolefin, trọng lượng riêng của nó thấp hơn trọng lượng riêng của nước (0,92-0,94).

Bình rất dẻo, có thể bóp mạnh rồi lắc mạnh cho hơi trở lại hình dạng ban đầu. Những đặc điểm này dẫn đến kết luận rằng bánh pudding là vật liệu lý tưởngđể cách nhiệt. Có một số loại tấm lót xuống, mỗi loại có các đặc tính cách nhiệt khác nhau. Tỷ lệ thắt chặt càng cao thì áo khoác càng có nhiều lớp cách nhiệt.

Đặc điểm của chất lượng siết là lực điền đầy được biểu thị bằng inch khối. Đơn vị đo lường này cho biết khối lượng mỗi ounce phồng. Khả năng lấp đầy càng cao, chất lượng của lớp và chỉ số thoải mái nhiệt của quần áo càng cao. Các lớp cách nhiệt, như chúng tôi đã nói trước đó, chỉ khi chúng khô. Khi xéc măng bị ướt, nó bị co lại, đặc lại và mất khả năng giữ không khí giữa các sợi chỉ và tác dụng cách nhiệt. Làm khô lớp mạ là một quá trình lâu dài và phức tạp, đòi hỏi nhiều sự chú ý để đạt được chất lượng như trước khi tưới nước.

Nhược điểm của sợi tổng hợp là nhiễm điện mạnh, kém cổ, khả năng đóng vón. Sợi polyolefin trở nên giòn ở nhiệt độ thấp (10-15 ° C).

đây là những sợi nhân tạo được làm từ polyme tổng hợp. Sợi tổng hợp được kéo thành sợi từ polyme nóng chảy (polyamit, polyeste, polyolefin) hoặc từ dung dịch polyme (polyacrylonitril, polyvinyl clorua, polyvinyl alcohol) bằng phương pháp khô hoặc ướt.

Nên phơi áo khoác ngoài nắng. Trong số các loại vải lót, sợi tổng hợp là công nhân mạnh mẽ. Không có tấm ốp nào khác chắc chắn đến mức sợi tổng hợp không bền và dễ bảo dưỡng như vậy. Tuy nhiên, sợi tổng hợp nặng hơn đáng kể so với sợi phồng và có kích thước gói hàng lớn hơn.

Lợi ích của sợi tổng hợp.

  • Chúng có đặc tính cách nhiệt ngay cả khi ẩm ướt.
  • Bền và dễ bảo trì.
  • Làm khô nhanh chóng và tạo ra một khí hậu trong nhà dễ chịu.
  • Chúng nặng hơn một cái phồng và cũng không thể ép được.
  • Chúng có tác dụng cách nhiệt thấp hơn một chút so với ống phồng.
Nó được làm từ sợi nhỏ polyester siêu mềm, tạo ra cấu trúc tương tự như cấu trúc của một lớp tự nhiên. Sợi nhỏ có tác dụng khử mùi khó chịu, chúng có thể dễ dàng làm sạch và tạo không khí trong nhà thoải mái.

Chúng được sản xuất dưới dạng sợi dệt và sợi dây, sợi đơn và sợi kim loại. Sự đa dạng về tính chất của các polyme tổng hợp ban đầu làm cho chúng ta có thể thu được các loại sợi tổng hợp với các đặc tính khác nhau, trong khi khả năng thay đổi các tính chất sợi nhân tạo rất hạn chế, vì chúng thực tế được hình thành từ một polyme (xenluloza hoặc các dẫn xuất của nó). Sợi tổng hợp được đặc trưng bởi độ bền cao, chống nước, chống mài mòn, đàn hồi và khả năng chống lại thuốc thử hóa học.

Việc sản xuất sợi tổng hợp đang phát triển với tốc độ nhanh hơn quá trình sản xuất sợi nhân tạo. Điều này là do nguồn nguyên liệu sẵn có và sự phát triển nhanh chóng của cơ sở nguyên liệu, cường độ lao động của quá trình sản xuất thấp hơn và đặc biệt là sự đa dạng về tính chất và chất lượng cao của sợi tổng hợp. Vì vậy, sợi tổng hợp đang dần thay thế không chỉ sợi tự nhiên mà còn cả sợi nhân tạo trong sản xuất một số mặt hàng tiêu dùng và sản phẩm kỹ thuật.

Lit .: Công nghệ sản xuất sợi hóa học. M., 1965.

Các nhóm quan trọng nhất sợi tổng hợp được tìm thấy trong ngành công nghiệp dệt may, là polyamit, polyeste, polyacrylics, polypropenes và sợi clorua. Các đặc tính chung của sợi tổng hợp là nhẹ, bền và chống mài mòn. Chúng có thể được uốn cong dưới tác động của nhiệt, ép lại và có hình dạng ổn định mong muốn. Sợi tổng hợp hấp thụ rất ít hoặc không có độ ẩm, vì vậy các sản phẩm làm từ chúng rất dễ giặt và nhanh khô. Do khả năng hút ẩm kém nên chúng không được thoải mái khi mặc trên người như sợi tự nhiên.

Nguyên mẫu của quá trình lấy sợi hóa học quá trình hình thành sợi tơ của tằm trong quá trình cuộn kén phục vụ. Giả thuyết tồn tại vào những năm 80 của thế kỷ 19 cho rằng con tằm vắt kiệt chất dịch tạo sợi thông qua các tuyến tơ và do đó kéo sợi tơ đã hình thành nên cơ sở quy trình công nghệ sự hình thành các chủ đề hóa học.

Nguồn tài liệu cho bài viết này:
Đại bách khoa toàn thư của Liên Xô;
Kalmykova E.A., Lobatskaya O.V. Khoa học vật liệu sản xuất may: SGK. Phụ cấp, Minsk: Vysh. shk., 2001412 giây.
Maltseva E.P., Khoa học vật liệu sản xuất hàng may mặc, - xuất bản lần thứ 2, đã sửa đổi. và Moscow bổ sung: Công nghiệp nhẹ và thực phẩm, 1983, 232.
Buzov B.A., Modestova T.A., Alymenkova N.D. Khoa học vật liệu sản xuất may: SGK. cho các trường đại học, xuất bản lần thứ 4, sửa đổi và mở rộng., M., Legprombytizdat, 1986 - 424.

Từ lịch sử của tổng hợp

Việc sản xuất sợi tổng hợp bắt đầu với sự ra đời của sợi polyvinyl clorua (Đức) vào năm 1932. Năm 1940, sợi tổng hợp nổi tiếng nhất là polyamide (Mỹ) được sản xuất ở quy mô công nghiệp. Công nghiệp sản xuất sợi tổng hợp polyester, polyacrylonitrile và polyolefin diễn ra trong giai đoạn 1954-60.

Kể từ năm 1931, ngoài cao su butadien, không có sợi tổng hợp và polyme, và để sản xuất sợi, vật liệu duy nhất được biết vào thời điểm đó dựa trên polyme tự nhiên - xenlulo - đã được sử dụng.

Những thay đổi mang tính cách mạng diễn ra vào đầu những năm 60, khi sau khi công bố một chương trình nổi tiếng về hóa nền kinh tế quốc dân, ngành công nghiệp nước ta bắt đầu làm chủ được việc sản xuất các loại sợi trên cơ sở polycaproamit, polyeste, polyetylen, polyacrylonitril, polypropylene và các polyme khác.

Vào thời điểm đó, polyme chỉ được coi là sản phẩm thay thế rẻ tiền cho các nguyên liệu thô tự nhiên khan hiếm - bông, lụa, len. Nhưng chẳng bao lâu sau sự hiểu biết rằng polyme và sợi dựa trên chúng đôi khi tốt hơn các vật liệu tự nhiên được sử dụng truyền thống - chúng nhẹ hơn, mạnh hơn, chịu nhiệt hơn, có khả năng làm việc trong môi trường khắc nghiệt. Do đó, các nhà hóa học và công nghệ đã hướng mọi nỗ lực của họ vào việc tạo ra các polyme mới với các đặc tính hiệu suất cao và các phương pháp xử lý của chúng. Và họ đã đạt được kết quả trong lĩnh vực kinh doanh này, đôi khi vượt quá kết quả của các hoạt động tương tự của các hãng nổi tiếng nước ngoài.

Vào đầu những năm 70, sợi Kevlar (Mỹ), gây ấn tượng với trí tưởng tượng bằng sức mạnh của chúng, đã xuất hiện ở nước ngoài, muộn hơn một chút - Twaron (Hà Lan), Technora (Nhật Bản) và những loại khác, được làm từ polyme thơm, được gọi chung là aramids. Trên cơ sở các sợi như vậy, các vật liệu composite khác nhau đã được tạo ra, được sử dụng thành công để sản xuất các bộ phận quan trọng của máy bay và tên lửa, cũng như dây lốp, áo giáp, quần áo chống cháy, dây thừng, dây đai truyền động, băng tải và nhiều loại sản phẩm khác.

Tổng hợp hiện đại

Polyamide

Sợi tổng hợp lâu đời nhất là nylon, một phương pháp đã được cấp bằng sáng chế vào năm 1938 tại Hoa Kỳ. Do sức mạnh và khả năng chống mài mòn của nó, polyamide được sử dụng để có được những sợi chỉ cần thiết như vậy, ví dụ, để mài mòn. Polyamide thường được sử dụng trong một hỗn hợp với len hoặc polyacrylic, và tỷ lệ của nó là khoảng 20-30%. Trong trường hợp này, độ bền mài mòn của sản phẩm dệt kim từ hỗn hợp này cao hơn gấp bốn lần so với sản phẩm dệt kim từ 100% len.

Tên thương mại: Nylon, Antron, Enkalon.

Polyester

Một loại sợi dai, không nhăn, nhẹ, chủ yếu được sử dụng trong vải may sẵn, vải bọc và tấm lót nhân tạo.

Tên thương mại: Dacron, Diolen, Crimplene, Terylene, Trevira.

Polyacryl

Sợi mềm, nhẹ, ấm có tầm quan trọng lớn trong sản xuất sợi để may vá. Các sản phẩm làm bằng polyacrylic mềm mại và trông như "len". Chúng ấm vì vật liệu mềm mại có thể giữ được nhiều không khí. Sợi polyacrylic có giá thành tương đối rẻ nên được sử dụng nhiều với len.

Tên thương mại: Dralon, Courtelle, Orion, Acrilan.

Polypropylene

Trước đây, sợi chỉ được sử dụng để sản xuất vải xếp nếp, nhưng trong những năm gần đây, lĩnh vực ứng dụng đã lan rộng sang sản xuất quần bó và quần áo thể thao cũng như sợi để may vá. Sợi polypropene có độ bền cao, chăm sóc tốt, không hút ẩm và dẫn hơi ẩm tỏa ra từ nhiệt vào các lớp trên của quần áo, để lại cảm giác khô thoáng liên tục. Do đó, polypropene cách tốt nhất thích hợp để làm quần áo thể thao.

Tên thương mại: Meraklon.

Sợi clorua

Sợi clorua co lại mạnh dưới tác dụng của nhiệt. Đặc tính này được sử dụng trong sản xuất sợi để may vá. 3-5% sợi clorua được thêm vào sợi, và sau khi kéo sợi, khi sợi được xử lý bằng hơi nước nóng, sợi clorua sẽ co lại nhiều hơn so với các loại sợi khác, và kéo sợi, làm cho sợi này bị bông. Sợi clorua của họ được sản xuất bởi cái gọi là. đồ lót chống lại bệnh thấp khớp, vì điện tích tĩnh của sợi đã được chứng minh là có tác dụng giảm đau.

Tên thương mại: Rhovyl, Thermovyl.

Dung dịch polyme hoặc chất tan chảy được sử dụng để tạo thành:

  • monofilament - sợi đơn
  • các sợi phức tạp, bao gồm một số sợi giới hạn (từ 3 đến 200 sợi), được sử dụng để sản xuất mô và hàng dệt kim
  • kéo, bao gồm một số lượng rất lớn các sợi (hàng trăm nghìn), được sử dụng để thu được các loại xơ chủ yếu có độ dài nhất định (từ 30 đến 200 mm), từ đó sợi được sản xuất
  • vật liệu phim
  • sản phẩm có tem (chi tiết quần áo, giày dép)

Lấy nguyên liệu thô để sản xuất chất tổng hợp

Nguyên liệu cho sợi nhân tạođược thu được bằng cách phân lập từ các chất hình thành trong tự nhiên: (ví dụ: xenlulozơ được phân lập từ gỗ, cazein được phân lập từ sữa, v.v.). Tiền xử lý nguyên liệu thô bao gồm việc làm sạch nó khỏi các tạp chất cơ học và đôi khi trong quá trình xử lý hóa học để chuyển đổi một polyme tự nhiên thành một hợp chất polyme mới.

Để có được sợi visco tại các nhà máy giấy và bột giấy, gỗ được nghiền nhỏ và đun sôi trong dung dịch kiềm. Kết quả là bột giấy màu xám được tẩy trắng và ép thành các tấm bìa cứng. Các tông được gửi đến các nhà máy sợi hóa học để xử lý thêm và sản xuất sợi.

Nguyên liệu cho sợi tổng hợp thu được bằng các phản ứng tổng hợp (trùng hợp và trùng ngưng) các polyme từ các chất đơn giản (monome) tại các xí nghiệp hóa chất. Nguyên liệu này không cần sơ chế.

Sự trùng hợp là một quá trình thu được các polyme bằng cách gắn liên tiếp các phân tử của một chất có trọng lượng phân tử thấp (monome) vào một trung tâm hoạt động ở cuối chuỗi đang phát triển. Phân tử monome, là một phần của chuỗi, tạo thành hạt monome của nó. Số lượng các đơn vị như vậy trong đại phân tử được gọi là mức độ trùng hợp.

Polycondensation- là một quá trình thu được các polyme từ các hợp chất hai chức hoặc đa chức (monome), kèm theo việc giải phóng một chất phân tử thấp bên cạnh (nước, rượu, hydro halogenua, v.v.).

Giải pháp kéo sợi

Dung dịch hoặc sự nóng chảy của polyme mà từ đó các sợi được hình thành được gọi là dung dịch kéo sợi.

Trong sản xuất sợi hóa học, cần phải thu được các sợi dài mỏng với sự định hướng theo chiều dọc của các đại phân tử từ polyme rắn ban đầu, tức là cần phải định hướng lại các đại phân tử polyme. Đối với điều này, polyme ban đầu được chuyển thành trạng thái chảy nhớt (dung dịch hoặc nóng chảy). Ở trạng thái lỏng (dung dịch) hoặc mềm (nóng chảy), tương tác giữa các phân tử bị xáo trộn, khoảng cách giữa các phân tử tăng lên và chúng có thể chuyển động tự do so với nhau.

Quá trình hòa tan polyme được thực hiện đối với các polyme có dung môi rẻ và sẵn có. Dung dịch được sử dụng cho sợi nhân tạo và một số sợi tổng hợp (polyacrylonitril, polyvinyl alcohol, polyvinyl clorua).

Polyme nóng chảy được sử dụng cho các polyme có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn nhiệt độ phân hủy. Chất tan chảy được chuẩn bị cho các sợi polyamide, polyester và polyolefin.

Để chuẩn bị dung dịch kéo sợi, các thao tác sau cũng được thực hiện:

    Trộn các polyme từ các lô khác nhau. Nó được thực hiện để tăng độ đồng nhất của dung dịch để thu được các sợi có tính chất đồng nhất trong suốt. Có thể trộn cả sau khi nhận được dung dịch và ở dạng khô trước khi hòa tan (nóng chảy) polyme.

    Lọc dung dịch. Nó bao gồm việc loại bỏ các tạp chất cơ học và các hạt polyme không hòa tan bằng cách cho dung dịch đi qua các bộ lọc nhiều lần. Việc lọc là cần thiết để ngăn chặn sự tắc nghẽn của các vòi phun và để cải thiện chất lượng của các sợi.

    Giải pháp khử không khí. Người ta tiến hành vớt bọt khí ra khỏi các bọt khí rơi vào lỗ của ống quay làm đứt các sợi đã hình thành. Khử khí được thực hiện bằng cách giữ dung dịch trong chân không. Sự nóng chảy không bị khử khí, vì thực tế không có không khí trong khối nóng chảy.

    Giới thiệu các chất phụ gia khác nhau. Việc bổ sung một lượng nhỏ các chất có trọng lượng phân tử thấp với các đặc tính cụ thể có thể làm thay đổi tính chất của sợi tạo thành. Ví dụ, để tăng độ trắng, chất làm sáng quang học được thêm vào, và titanium dioxide được thêm vào để thu được sương mù. Sự ra đời của các chất phụ gia có thể mang lại khả năng diệt khuẩn, chống cháy và các đặc tính khác cho sợi. Các chất phụ gia, không tham gia vào tương tác hóa học với polyme, nằm giữa các phân tử của nó.

Định hình sợi

Quy trình kéo sợi bao gồm các bước sau:

  • buộc giải pháp quay vòng qua các lỗ của các con quay,
  • làm cứng dòng chảy,
  • cuộn các luồng nhận được trên các thiết bị nhận.

Dung dịch kéo sợi được đưa vào máy kéo sợi để kéo sợi. Cơ quan lao động trực tiếp thực hiện quá trình hình thành sợi hóa học trên máy kéo sợi là các vòi kéo sợi. Khuôn được làm bằng kim loại chịu lửa - bạch kim, thép không gỉ, v.v. - ở dạng nắp hình trụ hoặc đĩa có lỗ.

Tùy thuộc vào mục đích và tính chất của sợi được kéo thành sợi, số lượng lỗ trên khuôn, đường kính và hình dạng của chúng có thể khác nhau (tròn, vuông, dạng sao, hình tam giác, v.v.). Khi sử dụng khuôn có lỗ định hình, sẽ thu được các sợi định hình có cấu hình mặt cắt ngang khác nhau hoặc với các kênh bên trong. Để hình thành các sợi bicomponent (từ hai hoặc nhiều polyme), các lỗ của các ống tơ được chia theo vách ngăn thành nhiều (hai hoặc nhiều) phần, mỗi phần được cung cấp dung dịch kéo sợi riêng.

Khi tạo thành các sợi phức tạp, các khuôn dập với một số lỗ nhỏ được sử dụng: từ 12 đến 100. Các sợi được tạo thành từ một spinneret được kết hợp thành một sợi (filament) phức tạp và được quấn trên suốt. Khi sản xuất sợi kim loại, người ta sử dụng các ống tơ có số lỗ lên đến hàng chục nghìn. Các sợi được thu thập cùng nhau từ một số con tơ tạo thành một bó, sau đó được cắt thành các sợi chủ yếu có độ dài nhất định.

Dung dịch kéo sợi được định lượng qua các lỗ của các ống quay. Các dòng chảy ra ngoài rơi vào môi trường, làm cho polyme đông đặc lại ở dạng sợi mịn. Tùy thuộc vào môi trường mà polyme đông đặc, người ta phân biệt giữa phương pháp đúc khô và ướt.

Khi sợi được kéo thành từ dung dịch polyme trong dung môi không bay hơi (ví dụ, sợi visco, đồng-amoniac, polyvinyl alcohol), sợi cứng lại, rơi vào bể kết tủa, nơi chúng tương tác về mặt hóa học hoặc hóa lý với một dung dịch đặc biệt có chứa thuốc thử khác nhau. Đây là một quá trình đúc "ướt" (Hình 2a).

Nếu kéo sợi được thực hiện từ dung dịch polyme trong dung môi dễ bay hơi (ví dụ, đối với sợi axetat và triacetat), thì môi trường đông đặc là không khí nóng, trong đó dung môi bay hơi. Đây là một quá trình đúc "khô" (Hình 2b).

Khi được đúc từ một polyme (ví dụ, polyamit, polyeste, sợi polyolefin), môi trường làm cho polyme đông đặc là không khí lạnh hoặc khí trơ (Hình 2c).

Tốc độ kéo sợi phụ thuộc vào độ dày và mục đích của sợi, cũng như vào phương pháp kéo sợi.

Dung dịch kéo sợi được rút ra đồng thời trong quá trình chuyển các dòng chất lỏng nhớt thành các sợi mỏng, quá trình này được gọi là quá trình kéo sợi.

Sợi hóa học và các sợi ngay sau khi tạo thành không thể được sử dụng để sản xuất vật liệu dệt. Chúng yêu cầu xử lý bổ sung.

Trong quá trình kéo sợi, cấu trúc cơ bản của sợi được hình thành. Trong dung dịch hoặc nóng chảy, các đại phân tử có hình dạng cong mạnh. Vì mức độ kéo dài của chỉ trong quá trình kéo sợi là nhỏ, các đại phân tử trong chỉ nằm với một tỷ lệ nhỏ trong quá trình duỗi thẳng và định hướng dọc theo trục của chỉ. Để làm thẳng và định hướng lại các đại phân tử theo hướng trục của dây tóc, quá trình kéo dài hóa dẻo được thực hiện, do đó các liên kết giữa các phân tử bị suy yếu và cấu trúc sợi có trật tự hơn được hình thành. Đang kéo dẫn đến tăng cường độ bền và cải thiện tính chất dệt của chỉ.

Nhưng do sự duỗi thẳng lớn của các đại phân tử, các sợi trở nên kém co giãn hơn. Các loại sợi và sản phẩm làm từ chúng như vậy có thể bị co rút sau đó trong quá trình chế biến khô và ướt ở nhiệt độ cao. Do đó, nó trở nên cần thiết để phơi bày các chủ đề nhiệt rắn nhiệt luyện ở trạng thái dãn. Kết quả của quá trình thiết lập nhiệt, sự co lại một phần của các sợi sợi xảy ra do các đại phân tử thu được hình dạng cong trong khi vẫn duy trì định hướng của chúng. Hình dạng của sợi được ổn định, giảm độ co rút sau đó của cả bản thân sợi và các sản phẩm làm từ chúng trong thời gian gia nhập WTO.

Hoàn thiện sợi

Kết thúc phụ thuộc vào điều kiện kéo sợi và loại sợi.

  • Việc loại bỏ tạp chất và tạp chất là cần thiết khi sản xuất ren bằng phương pháp ướt. Thao tác này được thực hiện bằng cách rửa các sợi chỉ trong nước hoặc các dung dịch khác nhau.
  • Việc tẩy trắng các sợi hoặc sợi được thực hiện bằng cách xử lý với chất làm sáng quang học * để nhuộm các sợi sau đó thành màu sáng và sáng.
  • Xử lý bề mặt (rửa sạch, thay băng, bôi dầu) là cần thiết để làm cho các sợi có khả năng xử lý hàng dệt tiếp theo. Với quá trình xử lý như vậy, độ trượt và độ mềm tăng lên, độ bám dính bề mặt của các sợi và sự đứt gãy của chúng giảm, độ điện hóa giảm, v.v.
  • Việc làm khô sợi sau khi kéo sợi ướt và xử lý với các chất lỏng khác nhau được thực hiện trong máy sấy đặc biệt.
  • Chế biến hàng dệt bao gồm các quy trình sau:
    Xoắn và cố định xoắn - để kết nối các chủ đề và tăng độ bền của chúng.
    Tua lại - để tăng khối lượng các gói sợi.
    Sắp xếp - để đánh giá chất lượng của các chủ đề.

Chất tăng trắng quang học

Chất tăng trắng quang học là chất tăng trắng huỳnh quang, các hợp chất hữu cơ không màu hoặc có màu yếu có khả năng hấp thụ tia cực tím trong phạm vi 300-400 mmk và chuyển chúng thành ánh sáng xanh lam hoặc tím với bước sóng 400-500 mmk, bù đắp cho sự thiếu hụt tia xanh trong ánh sáng phản chiếu của vật liệu. Vật liệu không màu có độ trắng cao, trong khi vật liệu có màu có độ sáng và độ tương phản.

Lựa chọn của người biên tập
Toàn bộ cuộc sống của người nguyên thủy rơi vào thời kỳ đồ đá, bắt đầu khoảng 2,5 triệu năm trước và kết thúc 3 nghìn năm trước ...

Trong tác phẩm của A.N. "Của hồi môn" của Ostrovsky có một nhân vật phụ thú vị. Anh ta có một cái tên khá bất thường. Bị ướt ...

Honore de Balzac - tiểu thuyết gia nổi tiếng người Pháp, sinh ngày 20/5/1799 tại Tours, mất ngày 18/8/1850 tại Paris. Trong năm năm, anh ấy đã được trao cho ...

Cơ sở giáo dục chuyên nghiệp ngân sách nhà nước khu vực "Trường kỹ thuật công nghệ công nghiệp Zelenogorsk và ...
> Tiểu sử các nghệ sĩ Tiểu sử tóm tắt của Viktor Vasnetsov Vasnetsov Viktor Mikhailovich - một họa sĩ xuất sắc của Nga; một trong...
Bài tập về nhà: 1. Tác phẩm tự chọn: "Dostoevsky miêu tả thủ đô của Đế quốc Nga như thế nào"; "Lịch sử của gia đình Marmeladov" .2 ....
Valentina Ramzaeva Valentina Alexandrovna RAMZAEVA (1968) - giáo viên dạy văn tại trường trung học số 101 ở Samara. Roman George ...
Hamlet là một trong những bi kịch vĩ đại nhất của Shakespeare. Những câu hỏi muôn thuở được nêu ra trong văn bản được nhân loại quan tâm cho đến ngày nay. Yêu quý ...
Văn học Tây Ban Nha Saavedra Miguel Cervantes Tiểu sử SERVANTES SAAVEDRA, Miguel de (1547-1616), ...