Fibre chimice

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 27 ianuarie 2022; verificările necesită 3 modificări .

Fibre chimice  - fibre textile obținute din polimeri organici naturali sau sintetici , precum și compuși anorganici.

Istorie

Pentru prima dată, ideea că o persoană poate crea un proces similar cu procesul de obținere a mătăsii naturale , în care în corpul unei omizi de vierme de mătase se produce un lichid vâscos, care se întărește în aer cu formarea unui fir subțire și puternic. , a fost exprimat de omul de știință francez R. Reaumur încă din 1734 [1 ] .

Producția primei fibre chimice (artificiale) din lume a fost organizată în Franța în orașul Besançon în 1890 și s-a bazat pe prelucrarea unei soluții de eter de celuloză ( nitrat de celuloză ), folosită în industrie pentru a obține pulbere fără fum și unele tipuri de materiale plastice.

Principalele etape în dezvoltarea fibrelor chimice

• În prima etapă, de la sfârșitul secolului al XIX-lea până în anii 1940 și 1950, au fost dezvoltate și îmbunătățite procedee de obținere a fibrelor artificiale pe bază de polimeri naturali din soluțiile acestora prin metoda filării umede. S-a dezvoltat producția de fibre de viscoză . A existat o anumită dezvoltare în filarea uscată a fibrelor de acetat . Cu toate acestea, fibrele naturale au jucat un rol dominant în fabricarea textilelor; fibrele chimice sunt considerate doar ca un plus la fibrele naturale. Produsele din fibre chimice au fost realizate în cantități foarte mici.
• În a doua etapă - anii 1940-1970 - au fost dezvoltate procesele de sinteză a monomerilor formatori de fibre, a polimerilor și a tehnologiilor de obținere a fibrelor din topituri de polimeri sintetici. În același timp, producția de fibre prin filare umedă a fost menținută și îmbunătățită. Fabricarea fibrelor chimice dezvoltată în țările industrializate. În această perioadă au fost create principalele tipuri de fibre chimice, care pot fi numite „tradiționale” sau „clasice”. Fibrele chimice au fost văzute ca fiind complementare și înlocuind doar parțial fibrele naturale. Procesele de modificare a fibrelor au început să se dezvolte.
• La a treia etapă - 1970-1990 - producția de fibre chimice a crescut semnificativ. Metodele de modificare a acestora pentru a îmbunătăți proprietățile consumatorilor au fost dezvoltate pe scară largă. Fibrele chimice au dobândit o semnificație independentă pentru o mare varietate de tipuri de produse și aplicații. În plus, sunt utilizate pe scară largă în amestecuri cu fibre naturale. În aceeași perioadă, în țările industrializate au fost create „fibre de a treia generație” cu proprietăți specifice fundamental noi: super-puternice și ultra-high-modulus, rezistente la căldură și cu ardere lentă, rezistente la substanțe chimice, elastomerice etc.
• În a patra etapă - din anii 1990 până în prezent - există o etapă modernă în dezvoltarea producției de fibre chimice, apariția unor noi metode de modificare, crearea de noi tipuri de fibre de mare tonaj: „fibrele din viitor” sau „fibre de a patra generație”. Printre acestea se numără fibre noi pe bază de materii prime vegetale reproductibile ( lyocell , polilactidă ), noi monomeri și polimeri obținuți prin sinteză biochimică și fibre pe baza acestora. Se efectuează cercetări privind aplicarea de noi principii pentru producerea de polimeri și fibre bazate pe inginerie genetică și biomimetică .

Clasificarea fibrelor chimice

În Rusia, a fost adoptată următoarea clasificare a fibrelor chimice în funcție de tipul de materie primă:

• fibre artificiale (din polimeri naturali): celuloza hidratata, acetat de celuloza, proteine
• fibre sintetice (din polimeri sintetici): catenă de carbon, heterocatenă

Uneori, fibrele chimice includ fibre minerale obținute din compuși anorganici (sticlă, metal, bazalt, cuarț).

Fibre artificiale

• Celuloza hidratata
  • Vâscoză, lyocell
  • Cupru-amoniac
• Acetilceluloza
  • Acetat
  • Triacetat
• Proteină
  • Cazeină
  • Cereale

Fibre sintetice

(numele comerciale între paranteze)

• Carbochain (conține numai atomi de carbon în lanțul de macromolecule):
  • Poliacrilonitril ( nitron , orlon, acrilan, kashmilon, kurtel, dralon, volprula)
  • Policlorură de vinil (clor, saran, vignon, rovil, teviron)
  • Alcool polivinilic (vinol, mtilan, vinylon, curalon, vinalon)
  • Polietilenă (spectru, dynema, tekmilon)
  • Polipropilenă (herkulon, ulstrene, găsit, meraklon)
• Heterolanț (conțin în lanțul de macromolecule, pe lângă atomi de carbon, atomi ai altor elemente):
  • Poliester ( lavsan , terylene, dacron, teteron, elana, tergal, tesil)
  • Poliamidă ( kapron , nailon -6, perlon, dederon, amilan, anid, nailon-6,6, rhodia-nylon, niplon, nomex, carmel)
  • Poliuretan ( spandex , lycra , vayrin, espa, neolan, spanzel, vorin)

Fibre anorganice

O scurtă descriere a metodelor de obținere

În industrie, fibrele chimice sunt produse sub forma [2] :

• fibre discontinue (lungime tăiată 35-120 mm);
• fascicule și flageli (densitate liniară, respectiv, 30-80 și 2-10 g/m);
• fire complexe (constă din multe filamente subțiri);
• monofilamente (diametru 0,03-1,5 mm).

Prima etapă a procesului de producție a oricărei fibre chimice este prepararea unei mase de filare (soluție de filare sau topitură), care, în funcție de proprietățile fizico-chimice ale polimerului inițial, se obține prin dizolvarea acesteia într-un solvent adecvat sau transferarea acestuia în o stare topită.

Soluția de turnare vâscoasă rezultată este complet purificată prin filtrare repetată și particulele solide și bulele de aer sunt îndepărtate. Dacă este necesar, soluția (sau topitura) este procesată suplimentar - se adaugă coloranți, supuși la „maturare” (în picioare), etc. Dacă oxigenul atmosferic poate oxida o substanță cu greutate moleculară mare, atunci „maturarea” se efectuează într-un gaz inert atmosfera.

A doua etapă este filarea fibrelor . Pentru turnare, soluția de polimer sau topitura este introdusă într-o așa-numită filă folosind un dispozitiv special de dozare. Fila este un vas mic realizat din material durabil, rezistent la căldură și chimic, cu un fund plat, care are un număr mare (până la 25 mii) de găuri mici, al căror diametru poate varia de la 0,04 la 1,0 mm.

La filarea unei fibre dintr-o topitură de polimer, fluxuri subțiri de topitură din găurile filarei intră într-un arbore special, unde sunt răcite de un flux de aer și se întăresc. Dacă fibra este formată dintr-o soluție de polimer, atunci se pot aplica două metode: formarea uscată, atunci când fluxurile subțiri intră într-un ax încălzit, unde, sub acțiunea circulației aerului cald, solventul scapă și fluxurile se întăresc în fibre; formare umedă, când fluxurile de soluție de polimer din filă cad în așa-numita baie de precipitare, în care, sub acțiunea diferitelor substanțe chimice conținute în aceasta, fluxurile de polimer se întăresc în fibre.

În toate cazurile, formarea fibrelor se realizează sub tensiune. Acest lucru se face pentru a orienta (aranja) moleculele liniare ale unei substanțe macromoleculare de-a lungul axei fibrei. Dacă acest lucru nu se face, atunci fibra va fi semnificativ mai puțin durabilă. Pentru a crește rezistența fibrei, aceasta este de obicei întinsă în continuare după ce s-a solidificat parțial sau complet.

După filare, fibrele sunt colectate în mănunchiuri sau mănunchiuri, formate din multe fibre fine. Dacă este necesar, firele rezultate sunt spălate, supuse unui tratament special - ungere, aplicare de preparate speciale (pentru a facilita prelucrarea textilelor) și uscate. Firele finite sunt înfășurate pe bobine sau bobine. În producția de fibre discontinue, filamentele sunt tăiate în bucăți (capse). Fibrele discontinue sunt colectate în baloturi.

Link -uri

• Fibre  sintetice
• Proprietățile fibrelor artificiale

Literatură

1. Perepelkin K. E. Fibre chimice: dezvoltarea producției, metode de producție, proprietăți, perspective - Sankt Petersburg: Ediția SPGUTD, 2008. - 354 pagini.
2. Rogovin 3.A. Fundamentele de chimie și tehnologie a fibrelor chimice, ed. a IV-a, vol. 1-2, M., 1974.
3. Papkov S.P. Fundamente teoretice pentru producerea fibrelor chimice. Moscova: Chimie, 1990. 390 p.
4. Yurkevich VV, Pakshver AB Tehnologia producției de fibre chimice. Moscova: Chimie, 1987. 304 p.
5. Zazulina ZA, Druzhinina TV, Konkin AA Fundamentele tehnologiei fibrelor chimice. Moscova: Chimie, 1985. 343 p.
6. Buzov B. A., Modestova T. A., Alymenkova N. D. Știința materialelor producției de cusut: Proc. pentru universități, - ed. a IV-a, revizuită și suplimentară, - M., Legprombytizdat, 1986-424.
7. K. E. Perepelkin. Fibre chimice moderne și perspective pentru utilizarea lor în industria textilă. Ros. chimic. și. (J. Russian Chemical Society numită după D. I. Mendeleev), 2002, v. XLVI, nr. 1, p. 31-48. [unu]

Note

1. ↑ Galbraich, L. S. Fibre chimice // Articole din Soros Educational Journal în format text, 1996
2. ↑ Fibre și fire

Vezi și

• Filarea fibrelor chimice

Fibre textile
natural (natural)	vegetal Abac Agavă Bambus Iută Kenaf nucă de cocos Lenjerie Lenjerie Cânepă ramy Sisal Bumbac Animale Trăit Catgut Păr de cal Web Lână Mohair Caşmir Pashmina Mătase mineral Azbest
Chimic	artificial Viscoză Lyocell Modal Siblon Bambus Acetat Sintetic Acril Aramidă Arcelon Dyneema (spectre) Kevlar Lavsan microfibră Monocril Nailon Poliuretan Poliester Prolene Anorganic Fibra de sticla carbon Bazalt