Fibrele poliuretanice sau firul elastomer poliuretan este un fir sintetic obtinut pe baza de cauciucuri poliuretanice [1] .
Prima producție industrială de fire de poliuretan a început în SUA în 1958, în 1962-1964 au apărut fire de poliuretan în Europa, în 1963 în Japonia.
Prima producție de fibre poliuretanice spandex în URSS a fost organizată în 1975 la Asociația de producție Volga Khimvolokno, conform proiectului Institutului de design All-Union GIPROIV .
Materialul are un dezavantaj serios - este distrus atunci când interacționează cu apa clorurată a piscinei sau sub influența radiațiilor ultraviolete. Prin urmare, de exemplu, un costum de baie în unele locuri devine, parcă, translucid și se întinde.
Poliuretanii liniari au o structură bloc de macromolecule, constând din segmente rigide și flexibile alternante cu lanțuri moleculare foarte curbate: segmente de poliester care asigură deformații elastice mari și segmente rigide care conțin grupări de poliuretan și uree care asigură interacțiunea dintre macromolecule și necesarul, deși limitat, rezistenta la caldura.
Temperatura de tranziție sticloasă a firelor de poliuretan elastomeric este de -40...-60 °C, punctul de topire este de 160-230 °C. Deformabilitatea extrem de ridicată a firelor elastomerice (cu rezistență scăzută) le permite să fie utilizate ca fire auxiliare în combinație cu tipuri convenționale de fire, acestea din urmă protejând în același timp firele elastomerice de distrugerea rapidă în timpul funcționării produsului.
Datorită compoziției sale chimice, firul elastomer este adesea denumit alergen .
Fibrele poliuretanice sunt produse în patru moduri:
Toate metodele industriale de producere a fibrelor poliuretanice au o etapă comună - sinteza de macrodiizocianat (prepolimer) în vrac din poliesterdiol și diizocianat (luat în exces molar) la 60 ° C într-un mediu uscat de azot. Etapele ulterioare - producția de poliuretan prin interacțiunea macrodiizocianatului cu diamina (prelungitor de lanț) și formarea de fire sunt efectuate în diferite moduri.
Reacția macrodiizocianatului cu diamina (reacția de extindere a lanțului) este efectuată într-un mediu solvent (în principal DMF ). Soluția de filare rezultată este dozată printr-o filă într-un arbore de filare încălzit (185-230 ° C) și suflat intens cu aer cald până la 11 m înălțime (metoda uscată) sau într-o baie de apă cu precipitații la temperatura camerei (metoda umedă).
Conform unei alte metode, diamina (până la 3%) este adăugată într-o baie de precipitare cu apă sau un solvent organic, în care macrodiizocianatul (sau soluția sa) este stoarsă în jeturi subțiri prin filare. Formarea și precipitarea ureei poliuretanice are loc în baie, așa că această metodă de obținere a fibrelor poliuretanice se numește reacție sau filare chimică.
Prin metoda de filare uscată, din arborele de filare ies 1-16 fire complexe care, după aplicarea unui lubrifiant în cantitate de 2-7%, sunt înfășurate pe bobine și supuse tratamentului termic într-o cameră la 80 ° C pt. 3 ore pentru a reduce contractia firului in apa clocotita.
În metoda umedă, firele filate sunt spălate cu apă (90–95 °C) în aparate unde sunt trase de aproximativ 1,5 ori, înfășurate pe bobine și supuse unui tratament termic la 120 °C timp de 20–30 de ore pe bobină. , tratat cu apă (40-80°C, presiune 4 MPa) timp de 0,25-8 ore.
Avantajele turnării uscate față de turnarea umedă: concentrație mai mare de soluție de turnare (32% față de 20%), viteză mai mare de turnare (600 m/min față de 150 m/min), regenerare mai ușoară a solventului.
De asemenea, se dezvoltă un procedeu de filare prin topire a fibrelor poliuretanice; poliuretanul în acest caz ar trebui să fie termoplastic, ceea ce se realizează prin utilizarea diolilor - etilenglicol sau butilenglicol ca prelungitor de lanț.
Cea mai răspândită este metoda uscată de formare a fibrelor poliuretanice (80% din producția lor mondială), 15% este produsă prin metode umede și chimice de formare, 5% din fibrele poliuretanice sunt filate prin topire. În metoda uscată pentru sinteza poliuretanului se folosește un polieterdiol obținut prin polimerizarea THF, în alte metode - în principal dioli de poliester, în toate metodele - 4,4'-difenilmetan diizocianat, uneori un amestec de 2,4- și 2 ,6-toluen diizocianaţi.
Gama de fire de poliuretan este determinată de scopul lor. Ele pot servi ca auxiliare la îmbinare (imbinare) sau sunt produse sub formă de fire învelite cu alte tipuri.
Pe baza de fire elastomerice sunt produse diferite structuri textile în combinație cu tipuri obișnuite de fire - fire secundare neomogene răsucite și înfășurate cu componente încărcate neuniform. Din ele sunt realizate țesături elastice și tricotaje de diferite tipuri. Firele elastice și țesăturile elastice sunt un material indispensabil pentru o gamă largă de textile care îmbrățișează corpul, inclusiv sport tricotate, mercerie și medicale.
Fibrele poliuretanice sunt cunoscute sub denumirile comerciale: lycra, vayrin (SUA), espa, neolan (Japonia), spanzel (Marea Britanie), vorin (Italia), etc.
| Fibre textile | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| natural (natural) |
| ||||||
| Chimic |
| ||||||