химический каталог




ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕ, формуют из органическое полимеров. Различают искусственные волокна, которые получают из природные полимеров, главным образом целлюлозы и ее эфиров (например, вискозные волокна, ацетатные волокна), и синтетические волокна, получаемые из синтетич. полимеров (например, полиамидные волокна, полиакрилонитрильные волокна). К химическим иногда относят также волокна из неорганическое веществ, например стеклянное волокно, борное волокно (см. Бор).

В промышлености ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕх. вырабатывают в виде: 1) штапельных (резаных) волокон дл. 35-120 мм; 2) жгутов и жгутиков (линейная плотность соответственно 30-80 и 2-10 г/м); 3) комплексных нитей (состоят из многих тонких элементарных нитей; в зависимости от линейной плотности и механические свойств подразделяются на текстильные и технические); 4) мононитей (диам. 0,03-1,5 мм). Свойства В. х. и нитей приведены в таблицах 1-4.

Важные преимущества ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕ х. перед волокнами природными - широкая сырьевая база, высокая рентабельность производства и его независимость от климатич. условий. Многие ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕ х. обладают также лучшими механические свойствами (прочностью, эластичностью, износостойкостью) и меньшей сминаемостью. Недостаток некоторых В. х., например полиакрилонитрильных, полиэфирных, - низкая гигроскопичность.

В 60-70-е гг. созданы ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕ х. из полимеров со специфический свойствами, например: термостойкие волокна (из ароматические полиамидов, полиимидов и др.), выдерживающие длительного эксплуатацию при 200-300°С; углеродные, волокна, получаемые карбонизацией ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕ х. и обладающие высокой жаростойкостью (в бескислородных условиях до 2000 °С, в кислородсодержащих средах до 350-400 °С); фторволокна (из фторсодержащих карбоцепных полимеров), устойчивые в агрессивных средах, физиологически безвредные, обладающие хорошими антифрикц. и электроизоляц. свойствами. Некоторые из этих волокон характеризуются также более высокими, чем обычные ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕ х., прочностью, модулем, большей растяжимостью и др. (табл. 4).

Табл. 1.-СВОЙСТВА ШТАПЕЛЬНЫХ ВОЛОКОН ПРИ 20°С И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА 65%

* В мокром состоянии.

Табл. 2.-СВОЙСТВА ХИМИЧЕСКИХ НИТЕЙ ПРИ 20oС И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА 65%

Формование волокон и их структура. К волокнообразующим полимерам предъявляют следующей основные требования: молекулярная масса в пределах 15000-150000 (верх. предел лимитируется вязкостью растворов или расплавов, из которых может быть получено волокно, нижний - необходимыми механические свойствами волокна); сравнительно узкое ММР; способность плавиться без разложения или растворяться в доступных, легко регенерируемых растворителях. ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕ х. формуют из расплавов ( 50-500 Па*с) или растворов (конц. 5-30%, 3-80 Па*с), отфильтрованных от примесей и дегазированных. Расплав или раствор продавливают через отверстия фильеры (диаметр отверстий 50-500 мкм) в среду, в которой струйки полимера затвердевают, превращаясь в волокна.

При формовании из расплава затвердевание струек происходит вследствие их охлаждения воздухом ниже температуры плавления полимера. Этот способ используют в тех случаях, когда полимер плавится без заметного разложения, например в производстве волокон из полиолефинов, полиэфиров, алифатич. полиамидов.

Формование из раствора применяют при получении ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕ х. из полимеров, температура плавления которых лежит выше температуры их разложения или близка к ней. Волокно образуется в результате испарения летучего растворителя ("сухой" способ формования) или осаждения полимера в осадительной ванне ("мокрый" способ), иногда после прохождения струек раствора через воздушную прослойку ("сухо-мокрый" способ). Сухим способом формуют, например, ацетатные и полиакрилонитрильные волокна, мокрым - вискозные, полиакрилонитрильные, поливинилхлоридные и др., сухо-мокрым - волокна из термостойких полимеров. наиболее производителен (скорость 500-1500 м/мин, иногда до 7000 м/мин), прост и экологически безопасен способ формования из расплава, наим. производителен (скорость 5-100 м/мин) и наиболее сложен мокрый способ формования из раствора, требующий регенерации реагентов и очистки выбросов. Скорость формования по сухому способу 300-800 м/мин.

Сформованные ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕх. подвергают ориентационному вытягиванию в 3-10 раз и термообработке (релаксации) с целью повышения их прочности, а также уменьшения деформируемости и усадки в условиях эксплуатации. Оптим. температура этих операций лежит вблизи температуры макс. скорости кристаллизации полимера, их продолжительность определяется скоростями релаксационных процессов и кристаллизации.

Табл. 3-СОРБЦИЯ ВОДЯНЫХ ПАРОВ ХИМИЧЕСКИМИ ВОЛОКНАМИ (НИТЯМИ), ИХ НАБУХАНИЕ И СВОЙСТВА В МОКРОМ СОСТОЯНИИ ПРИ 20°С

* Волокна различные видов. ** Вискозное и медноаммиачное волокна различные видов.

Табл. 4.-ХАРАКТЕРИСТИКА НИТЕЙ И ВОЛОКОН СО СПЕЦИФИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ ПРИ 20°С И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА 65%

* Сохранение прочности при ЗОСГС составляет 45-65% от ее исходного значения (после прогрева при этой температуре в течение 100 ч-50-80%). ** В ГПа.

Заключит. операции получения ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕх. или нитей включают их промывку, сушку, обработку замасливателями, антистатиками и др. текстильно-вспомогательными веществами. В число заключит. операций входит иногда и химический модифицирование В. х., например: ацеталирование поливинилспиртовых волокон формальдегидом для придания им водостойкости; прививка на волокна (особенно из полимеров, макромолекулы которых содержат реакционноспособные боковые группы) различные мономеров с целью гидрофилизации ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕ х. или, наоборот, их гидрофобизации и повышения устойчивости в агрессивных средах. См. также Формование химических волокон.

При получении ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕх. из нерастворимых полимеров (например, из ароматические полиимидов) для формования используют их растворимые аналоги, которые на завершающих стадиях процесса подвергают полимераналогичным превращениям (циклизации). К новым методам получения ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕх. относятся, например, фибриллирование (расщепление) одноосно ориентированных пленок, главным образом полиолефиновых, а также формование из дисперсий полимеров.

Большинство ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕх. имеет фибриллярную аморфно-кристаллич. структуру со степенью кристалличности 50-95% и углом среднемолекулярной разориентации 25-10°. В формировании механические, термодинамически, сорбционных и др. свойств волокон важную роль играет строение аморфных областей полимера (число "проходных" макромолекул, их ориентация, разнодлинность). Существ. значение имеет также микроструктура волокон (наличие пор, трещин, характер поверхности), от которой зависят их переработка и эксплуатационных свойства текстильных изделий.

Применение. Перспективы производства. Штапельные волокна и жгуты, перерабатываемые как в чистом виде, так и в смеси с другими химический или природные волокнами, предназначены главным образом для выработки тканей, трикотажа, нетканых материалов. Жгутики, как правило окрашенные и текстурированные (см. Текстурированные нити), применяются в производстве ковровых изделий и искусств. меха. Из текстильных комплексных нитей вырабатывают преимущественно ткани, трикотаж, чулочно-носочные изделия. Техн. комплексные нити используют в производстве изделий, эксплуатируемых при больших нагрузках (шины, РТИ, канаты и др.); мононити - в производстве рыболовных снастей, сеток, сит; фибриллированные нити - как основу ковров, тарных тканей и др. Волокна со специфический свойствами служат армирующими наполнителями композитов, материалами для изготовления спецодежды, тепло- и электроизоляции, фильтров, изделий мед. назначения и др.

Произ-во ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕ х., особенно синтетических, развивается быстрыми темпами (табл. 5).

Табл. 5.-ДИНАМИКА МИРОВОГО ПРОИЗ-ВА ХИМИЧЕСКИХ И ПРИРОДНЫХ ВОЛОКОН (млн. т)
Вид волокон
1960
1980
Прогноз
1990
2000
Химические
3,4*
14,8**
24-26
29-61
Природные
12,2
20,4
16-18
14-20

* В т.ч. 0,7 млн. т синтетических. ** В т.ч. 11,6 млн. т синтетических.

Историческая справка. Первое искусств. волокно было получено из нитрата целлюлозы (его пром. производство было организовано во Франции в 1891). В 1896 в Германии было создано производство гидратцеллюлозных медноаммиачных волокон, в 1905 в Великобритании - вискозных. К 1918-20 относится разработка способа производства ацетатных волокон. Первое синтетич. волокно -поливинилхлоридное - было выпущено в 1932 в Германии, в 1940 там же было организовано производство поликапроамидного волокна. В 50-60-е гг. в разных странах было освоено пром. производство полиакрилонитрильных, полиолефиновых, полиэфирных и др. синтетич. волокон. Начало многотоннажного производства ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕ х. в СССР относится к 1930, когда в Ленинграде была пущена фабрика вискозных волокон. Пром. производство первого отечеств, синтетич. волокна (капрон) было организовано в кон. 40-х гг.

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
помощь по взысканию долгов с физических лиц по факту
сделать обрезание в волгограде цены
Твердотопливные котлы Wattek PYROTEK 30
качели для двора

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)