Модифiкованi синтетичнi волокна
Модиф
iкованi синтетичнi волокна
Змiст
1. Загальна характеристика синтетичних волокон
2. Поняття про модифiкацiю хiмiчних волокон
1. Загальна характеристика синтетичних волокон
тощо). Волокна формують лише з тих синтетичних полiмерiв, якi здатнi розчинятися у доступних розчинниках або розплавлятися без руйнування i утворювати при цьому в'язкi розчини або розплави. Крiм того, як допомiжнi використовують розчинники, теплоносiї, каталiзатори, барвники, антистатичнi препарати, iнгiбiтори та стабiлiзатори, воду та багато iнших речовин та препаратiв.
Властивостi та якiсть готових синтетичних волокон значною мiрою залежать вiд складу волокноутворювальних полiмерiв, умов їх синтезу, формування волокон та особливостей структуроутворення. Порушення або недотримання вимог технологiчних схем виробництва призводить до появи рiзних вад готових волокон, зниження якостi.
Залежно вiд особливостей хiмiчної будови макромолекул полiмерiв синтетичнi волокна подiляють на гетероланцюговi та карболанцюговi. До гетероланцюгових вiдносять волокна, отриманi з полiмерiв, макромолекули яких, крiм атомiв вуглецю, мiстять в головному ланцюгу також атоми кисню, азоту та iнших елементiв. Полiмери, з яких формують гетероланцюговi волокна, отримують внаслiдок реакцiї полiконденсацiї. Волокна, нитки, плiвки та iншi вироби з цих полiмерiв формують iз розплавiв. До цiєї групи вiдносять полiамiднi, полiефiрнi, полiуретановi, полiформальдегiднi волокна та iн.
У карболанцюгових полiмерiв основнi ланцюги макромолекул мiстять лише атоми вуглецю. Їх отримують внаслiдок реакцiї полiмеризацiї, а волокна формують переважно з розчинiв, iнколи — з розплавiв. До цiєї пiдгрупи вiдносять полiакрилонiтрильнi, полiвiнiлхлориднi, полiвiнiлспиртовi, полiолефiновi, фторомiсткi та iншi волокна.
2. Поняття про модифiкацiю хiмiчних волокон
Важливим напрямом розвитку нових видiв хiмiчних волокон є модифiкування – один iз найбiльш простих та перспективних шляхiв, який дозволяє отримувати їх iз широким спектром заданих функцiональних властивостей. Для кожного напряму використання хiмiчних волокон створенi спецiальнi типи волокон з оптимiзованими характеристиками, широким використанням методiв фiзичної та хiмiчної модифiкацiї. Основним напрямом розширення i полiпшення асортименту хiмiчних ниток i волокон є не стiльки розробка нового вигляду волокон i ниток, скiльки модифiкацiя тих, що iснують з метою додання ним нових заздалегiдь заданих властивостей. В даний час для модифiкацiї волокон i ниток запропонована велика кiлькiсть всiляких методiв, частина яких вже застосовується в промисловостi на рiзних стадiях виробництва i переробки волокон i ниток. Модифiкацiя волокон — один з найбiльш простих i перспективних шляхiв регулювання їх властивостей. Усi методи модифiкацiї подiляються на три групи:
— фiзичнi
— хiмiчнi
— зi змiною хiмiчного складу шляхом сополiмеризацiї при отриманнi вихiдного полiмеру або введення нових функцiональних груп при обробцi вже сформованих волокон, а також у виглядi текстильних полотен або виробiв;
— композитнi
(або методи змiшування), коли до основного полiмеру додаються тi чи iншi компоненти — носiї нових властивостей шляхом введення добавок на стадiї пiдготовки вихiдного розплаву (розчину) до формування або у процесi формування.
Основнi методи модифiкацiї та ефекти, якi при цьому досягаються, наведенi в табл. 1.
Основнi методи модифiкацiї волокон та ниток
| Метод
|
Ефект, що досягається
|
|
|
Змiна фiзико-механiчних властивостей
|
| Текстурування ниток
|
|
|
|
Пiдвищення криючої здатностi, змiна грифа та комфортностi виробiв
|
|
|
Те саме, а також пiдвищення здатностi зчiплюватися в текстильних виробах
|
| Введення нових активних груп шляхом сополiмеризацiї або подальшої хiмiчної обробки
|
Надання пiдвищеної здатностi до фарбування, гiдрофiльностi, а також специфiчних властивостей (вогнезахищеностi, бiостiйкостi та iн.)
|
|
|
Отримання матованих, пофарбованих у масi волокон, надання специфiчних властивостей виробам
|
| Отримання бiкомпонентних волокон
|
|
У зв'язку з постiйним зростанням обсягiв випуску хiмiчних волокон, а в перспективi багаторазовим його збiльшення важливого значення набуває проблема розвитку сировинних ресурсiв для виробництва хiмiчних волокон, оскiльки спостерiгається тенденцiя поступового пiдвищення цiн, а в перспективi – дефiцит традицiйних видiв сировини – нафти, кам’яного вугiлля та газу, деревинної целюлози.
Тому на змiну або як доповнення до традицiйних мають прийти новi сировиннi ресурси для одержання мономерiв i/або волокноутворюючих полiмерiв на їх основi, заснованi на рослинних ресурсах, якi вiдтворюються, продуктах бiотехнологiї та зв'язуваннi вуглекислого газу i азоту з атмосфери. Внаслiдок цього вже сьогоднi проводяться дослiдження нових сировинних джерел для одержання волокон i волокнистих матерiалiв на їх основi.
3. Модифiкованi синтетичнi волокна
Проводиться активна робота в галузi модифiкацiї хiмiчних волокон. Полiпропiленовi волокна ранiше використовувалися тiльки для килимових виробiв, зараз це волокно — лiдер серед синтетичних волокон за темпами зростання виробництва. Активно використовується для "розумного" текстилю ("smart textile") — наприклад, волокно permafresh — бактерицидної та антимiкробної дiї для виготовлення панчiшно-шкарпеткових виробiв i бiлизни. У композицiях з вiскозним волокном використовується в iнтегрованому трикотажi.
Шелон - структурно-модифiковане полiамiдне легке волокно, використовується при виготовленнi шовкових блузових i суконних тканин.
Мегалон - модифiковане полiамiдне волокно, близьке по гiгроскопiчностi до бавовни, але перевершує його по мiцностi i зносостiйкостi в три рази.
Трiлобал - профiльованi полiамiднi нитки, що iмiтують натуральний шовк. Триграннi профiльованi полiамiднi нитки i нитки плоского перетину додають виробам мерехтливий блиск.
Фiрма Du Pont випускає у великих обсягах волокна для утеплювачiв — термолофт, тинсулейт. Завдяки комбiнацiї полiамiдних та полiпропiленових волокон їх структура наближається до структури натурального пуху; добре вiдновлює об'єм пiсля стискання. На цiй основi випускається матерiал полартекс.
Сьогоднi у свiтi iснує досить багато модифiкацiй полiефiрних волокон. Так, наприклад, волокно Sophista – прохолодне на дотик (має охолоджуючий ефект), швидко вбирає вологу за рахунок нової системи мiкропор, вiдноситься до нового поколiння ПЕ-волокон для клiмат-контролю тiла людини. Panapack — мiкроволокно, яке швидко сохне пiсля вологих обробок i прання. Основна перевага – стiйкiсть до пiлiнгу. Використовується в композицiї з бавовною, вовною i вiскозою у спортивному одязi та бiлизнi. AirStretch — модифiкований ПЕ, який має високу еластичнiсть в усiх напрямках. Волокно дуже легке, собiвартiсть його виробництва дешевша, нiж виробництво полiуретанових еластичних волокон. Trevira — нове антибактерiальне волокно на основi ПЕ, яке виробляється з 2003 р. у Нiмеччинi. Мiстить бiоактивнi iнгредiєнти, якi не зазнають впливу води, не зникають при праннi й тривалому носiннi одягу. Застосовується для виготовлення бiлизни, зимового та лiтнього одягу. Цiна порiвняно зi звичайним ПЕ набагато вища. Michron — нове мiкроволокно, отримане на основi сополiмеризацiї полiефiру та еластану. Екологiчно чисте, легке, повiтро- i паропроникне, прирiвнюється за властивостями до штучних волокон.
Еластомiрнi волокна (мононитки) називають символом сучасної моди та моди майбутнього. їх застосовують у всiх асортиментних групах тканин i полотен: вiд бiлизняних тканин до матерiалiв пальтово-костюмного асортименту. Змiшанi тканини з добавкою лайкри мають пiдвищену еластичнiсть, формостiйкiсть, комфортнiсть i використовуються для виготовлення спортивного одягу, суконь тощо.
Сучаснi волокна i тканинi вiдрiзняються бiостiйкiстю, термостiйкiстю, молестiйкiстю, безусадочнiстю, незминальнiстю, гiдрофобнiстю, антистатичними, вогнезахисними, кислотозахисними, iонообмiнними, водо- та брудовiдштовхуючими властивостями тощо. Цiла група спецiальних волокнистих матерiалiв знаходить застосування для медичних цiлей, наприклад, кровозупиннi, бактерициднi (антимiкробнi) та iн. Широкого поширення набули волокна, до складу яких входять мiкрокапсули iз дезодоруючими речовинами, з порцеляною, перламутром, кришталем, з лiкарськими рослинами, вiтамiном Е. Антимiкробнi текстильнi матерiали, обсяг випуску яких неухильно зростає, знаходять застосування у рiзних галузях народного господарства як оббивнi, декоративнi, iзоляцiйнi та iншi матерiали i вироби, якi можуть зазнавати ушкодження мiкроорганiзмами. У медицинi антимiкробнi матерiали застосовуються як перев'язнi, шовнi, лiкувально-профiлактичнi засоби, що зупиняють розвиток хвороботворних бактерiй i грибкiв, а в рядi випадкiв мають i лiкувальну дiю. Здатнiсть антимiкробних волокон припиняти розвиток патогенної мiкрофлори визначає доцiльнiсть виготовлення з них хiрургiчних ниток для попередження пiсляоперацiйних ускладнень. У хiрургiчнiй практицi застосовуються антимiкробнi протези кровоносних судин i антимiкробний шовний матерiал, отриманий з синтетичних волокон.
Зараз розробленi i випускаються термостiйкi i важкозаймистi синтетичнi волокна рiзної хiмiчної природи — полiамiднi, полiефiрнi, полiакрилонiтрильнi, полiвiнiлхлориднi та iн. Тканини, виготовленi з термостiйких волокон, за деякими своїми експлуатацiйними i споживчими властивостями мають багато переваг порiвняно з тканинами з натуральних волокон з вогнезахисною обробкою. Вони набагато мiцнiшi, мають високу хiмiчну стiйкiсть до дiї лугiв, кислот i багатьох органiчних розчинникiв.
У Радянському Союзi було синтезоване волокно фенилон — ароматичне полiамiдне волокно (фениленiзофталамiд), стiйке до дiї iонiзуючих випромiнювань, з високою хiмiчною стiйкiстю до дiї кислот i лугiв, органiчних розчинникiв, нафтопродуктiв, збереженням фiзико-механiчних властивостей при пiдвищених температурах (до 400°С); воно рекомендується для технiчних i побутових цiлей, особливо для тканин iз сумiшi з натуральними волокнами. Інше волокно — лола — найбiльш термостiйке синтетичне волокно, яке рекомендується використовувати для спецодягу льотчикiв, пожежникiв, космонавтiв, декоративно-оздоблювальних матерiалiв, фiльтрувальних тканин для пальних газiв.
"Дюпон" нового класу синтетичних волокон на основi ароматичних полiамiдiв, скорочено названих арамiдами. У 1972 р. на основi арамiдiв фiрмою було отримано високомiцне волокно кевлар (мiцнiсть кевлара в 5 разiв вища за мiцнiсть сталi). Пiзнiше арамiднi волокна двох рiзновидiв почали випускати й в iнших країнах: у СРСР — фенилон (про яке було сказано вище), iрамiд i аримiд Т, оксалон, терилон, у Японiї — конекс i НМ-50, у Францiї кермель (за властивостями аналог кевлару). Японське термостiйке волоки корделан — сополiмер полiвiнiлхлориду i вiнiлхлориду полiвiнiловим з спиртом рекомендується для виробiв побутового призначення, у тому числi для дитячого одягу, драпiрувальних тканин i килимових виробiв. Корделан досить стiйкий до стирання, має властивостi самозагасання i не видiляє токсичних газiв. Арамiднi волокна однiєї групи (фенилон, номекс, конекс) використовуються там, де необхiдна стiйкiсть до вiдкритого полум'я i термiчних впливiв; волокна другої групи (кевлар, терлон) мають високу механiчну мiцнiсть у сполученнi з невеликою масою i використовуються там, де необхiдний одяг, що захищає вiд механiчних впливiв (куленепробивнi жилети та iн.).
Сучаснi хiмiчнi волокна застосовуються для одержання волокнистих матерiалiв i виробiв побутового, технiчного, гiгiєнiчного i медичного призначення.
Список використаної лiтератури
:
1. Бузов Б. А. и др. Материаловедение швейного производства /Б. А. Бузов, Т. А. Модестова, Н. Д. Алыменкова.— 4-е изд., перераб. и доп.— М.: Легпромбытиздат, 1986.— 424 с.
с.
4. Супрун Н. П. Матерiалознавство швейних виробiв: волокна та нитки: Пiдручник. — К.: Знання, 2008. — 183 с.
|
