Лекция 14. Классификация химических волокон, их значение и свойства

Все многообразие волокнистого сырья, используемое в различных отраслях народного хозяйства для производства тканей бытового и технического назначения, трикотажа, ремней, сетей, для производства армированных пластиков подразделяется на две большие группы — нити и волокна (по ГОСТу 13784—70).

Нитьюназывается гибкое и прочное тело с малыми попереч­ными размерами, значительной длины, используемое для изготовления текстильных изделий.

Волокном называется протяженное тело, гибкое и прочное с малыми поперечными размерами, ограниченной длины, пригодное для изготовления пряжи, текстильных и технических из­делий.

Волокна в зависимости от их происхождения подразделяются на натуральные и химические.

Натуральные волокна , образующиеся в природе без непосред­ственного участия человека, в зависимости от их состава могут быть подразделены на органические (хлопок, шелк и т. д.) и не­органические (асбест). В свою очередь натуральные органические волокна и нити подразделяются на волокна и нити растительного и животного происхождения.

В подгруппе растительного происхождения наиболее распро­странен хлопок (волокна, покрывающие семена хлопчатника) и лубяные волокна (лен, пенька, джут и др.).

Благодаря своим пенным эксплуатационным свойствам хлопок широко используется для выработки самых разнообразных тка­ней— от тончайших бельевых и плательных тканей до грубых технических тканей. Лен применяется в текстильной промышлен­ности для получения такого же широкого ассортимента тканей (простынное полотно и грубые брезенты). Джут и другие лубяные волокна (пенька, рами) используются в основном для производ­ства тары и канатных изделий.

Волокна и нити животного происхождения — шерсть, шелк — используются в основном для изготовления плательных и белье­вых тканей, а шерсть еще и для верхней одежды и трикотажа.

Изделия из шерсти и шелка отличаются красивым внешним видом, хорошей носкостью и другими ценными свойствами. Одна­ко высокая стоимость, большие трудовые затраты при производ­стве волокон этих видов и ограниченность сырьевых ресурсов пре­пятствуют их широкому применению в народном хозяйстве. Кро­ме того, натуральные волокна уже не в состоянии удовлетворить все возрастающий спрос населения на предметы одежды и быта, а также потребность техники в новых материалах со специфиче­скими свойствами.

Химические волокна получают в основном из природных и син­тетических полимеров. В зависимости от природы исходного ма­териала все виды химических волокон подразделяются на два класса: искусственные и синтетические.

Искусственные волокна вырабатывают из природных высокомо­лекулярных соединений — целлюлозы и белков. Искусственные волокна подразделяются на три группы: гидратцеллюлозные, ацетатные и белковые.

Гидратцеллюлозные волокна. К этой группе отно­сятся волокна из регенерированной целлюлозы. В зависимости от метода производства они подразделяются на вискозные и медно- аммиачные.

При обработке целлюлозы едким натром и затем сероуглеродом получается растворимое в воде и слабой щелочи соединение , называемое ксантогенатом целлюлозы. Вязкий раствор этого единения в едком натре называется вискозой, а получаемые волокна — вискозными.

Целлюлозу можно растворять также в медноаммиачном растворе. Искусственное волокно, полученное этим методом, называется медноаммиачным.

Ацетатные волокна. Если целлюлозу обработать смесью уксусной кислоты и уксусного ангидрида, то получается ацетат, целлюлозы (ацетилцеллюлоза)—растворимый в некоторых органических растворителях, например ацетоне. Волокна, получаемые из ацетилцеллюлозы, называются ацетатными. В отличие от вискозного и медноаммиачного волокон ацетатные волокна состоя из уксуснокислого эфира целлюлозы.

Белковые волокна. Производство этих волокон, вырабатываемых из казеина и зеина, из-за низкого качества и малой сырьевой базы не получило широкого развития.

Из всех искусственных волокон и нитей наибольшее распространение получили вискозные, за ними идет группа ацетатных.

Синтетические волокна производят из полимеров, получаемых в промышленности путем синтеза из различных химических веществ. В зависимости от строения молекул синтетические волокна разделяются на две большие группы: гетероцепные и карбоцепные.

К гетероцепным относятся волокна, полученные из синте­тических органических полимеров, основные цепи макромолекул которых построены из атомов углерода, кислорода, азота и дру­гих элементов. К этой наиболее многочисленной группе относятся: полиамидные, полиэфирные и полиуретановые волокна. Наиболее распространенными представителями полиамидных волокон и нитей являются капрон (найлон 6) и анид (найлон 6,6), полиэфирных — лавсан (терилен), вырабатываемые промышлен­ностью в значительных количествах.

Эти волокна в чистом виде и в смеси с другими в настоящее время широко применяются для изготовления одежды и белья, а также при производстве изделий, используемых в различных областях техники. Например, высокопрочные нити или ткани из капрона и найлона применяются для изготовления каркаса авто­мобильных и авиационных резиновых шин. Такие шины обладают повышенной ходимостью и надежностью.

К карбоцепным относятся волокна, вырабатываемые из синтетических органических веществ, основные цепи молекул ко­торых построены только из атомов углерода. Наиболее перспек­тивными волокнами и нитями этой группы являются полиакрилонитрилъные и полипропиленовые.

Сырьем для получения исходных материалов для производ­ства синтетических волокон и нитей служат продукты переработ­ки каменного угля и нефти: этилен, ацетилен, бензол, фенол.

В зависимости от области использования химические волокна выпускаются в виде комплексных нитей, волокна, техническо­го жгута и мононитей.

Элементарной нитью называется одиночная нить, не делящая­ся в продольном направлении без разрушения.

Комплексная нить состоит из двух и более элементарных ни­тей, соединенных между собой скручиванием или склеиванием, пригодная для непосредственного использования в текстильных изделиях.

Волокно (старое название — «штапельное волокно») представ­ляет собой короткие отрезки (штапельки) большого числа элемен­тарных нитей.

Технический жгут представляет собой комплекс большого числа продольно сложенных элементарных нитей, предназначенных для изготовления пряжи.

Мононить — одиночная нить, не делящаяся в продольном на­правлении без разрушения и пригодная для непосредственного использования в текстильных и технических изделиях.

Комплексные нити в свою очередь подразделяются на три группы: текстильные, технические и кордные. К текстильным от­носятся тонкие нити, используемые преимущественно для изготов­ления изделий народного потребления, к техническим — нити, ис­пользуемые для изготовления технических изделий. К кордным относятся толстые кру­ченые нити повышенных прочности и крутки, применяемые для армирования резиновых технических изделий (шины, ленты).

Текс — единица линейной плотности (г/км), применяемая для измерения толщины волокон и нитей. Текс определяет вес одного километра нити.

Вопросы для закрепления

1.Нить-это?

2.Волокно-это?

3.Отличие натуральных и химических волокон?

4.Отличие искусственных и синтетических волокон?

5.Комплексная нить-это?

6.Текс-это?