химический каталог




ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА, синтетич. волокна, формуемые из сложных полиэфиров. Осн. пром. значение имеют ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА в. из полиэтилентерефталата (ПЭТ). ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА в. получают также на основе химически модифицированного ПЭТ (со-полиэфирные волокна) и в значительно меньших количествах - из поликарбонатов, полиэтиленоксибензоата, поликсилилен-гликольтерефталата, жидкокристаллич. полиэфиров, поли-гликолидов и др.

Полиэтилентерефталатное волокно (лавсан, терилен, дакрон, элана, тревира, тетерон, гризутен, тергаль, слотера, терленка, терел и др.).

Получение. ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА в. формуют из расплава (см. Формование химических волокон), используя ПЭТ с мол. м. (20-25)•103 (жгут и текстильные нити) или с молекулярная масса (30-40)•103 (техн. нити). В ПЭТ должно содержаться (% по массе): влаги не более 0,01; диэтиленгликоля не более 1,0; сухого остатка не более 0,06; ТiO2 от 0,05 до 2; красителя от 0,4 до 2,0; концевых групп СООН не более 40 г-экв/т; вязкость расплава должна составлять 200-700 Па•с (280 °С).

ПЭТ перерабатывают по периодической схеме (из гранулята) и по непрерывной (прямое формование из расплава ПЭТ после его синтеза). Обычно гранулят ПЭТ плавят при 280-320 °С в экструдерах, производительность которых достигает 1-15 кг/мин.

Расплав от одного экструдера распределяется в зависимости от тонины формуемой нити на 20-100 фильер (число отверстий в фильерах при формовании волокон 100-2000, техн. нитей-140-280, текстильных-8-80; диа метр отверстий фильеры 0,2-0,6 мм). Струйки расплава, выходящие из фильеры, интенсивно охлаждаются воздухом в спец. шахте машины формования и затвердевают. Кол-во фильер в одной шахте колеблется от 1 до 16. С целью снятия электростатич. зарядов, улучшения фрикционных свойств волокно обрабатывают замасливателями (см. Текстильно-вспомогательные вещества). Затем оно поступает на приемное устройство, конструкция и скорость которого зависят от вида вырабатываемой продукции.

ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА в. выпускают в виде комплексных техн. (здесь и далее линейная плотность 280-3400 дтекс) и текстильных (30-300 дтекс) нитей, мононити (диаметр 0,1-1,5 мм), резаного волокна (1,1-20 дтекс), жгута [1,7-4,4 дтекс, масса 1 м погонного (развес) (50-100)-103 текс], коврового жгутика (20000-30000 дтекс), нетканых материалов (типа "спан-бон").

Резаное волокно и жгут производят главным образом прямым формованием с последующей переработкой на спец. агрегате. Сформованные нити, выходящие из 20-50 фильер, объединяются в жгутик, который со скоростью 800-1800 м/мин принимают в контейнер (200-2500 кг жгута). Затем из 20-40 контейнеров собирается общий жгут, подвергаемый последовательно операциям: 1) ориентац. вытягиванию (в 3,0-4,5 раза), осуществляемому в одну или две ступени в паровой либо воздушной камере при 120-180°С со скоростью 100-350 м/мин, и стабилизации удлинения при растяжении 2-4% и температуре 200-220 °С; 2) гофрированию, после чего жгут приобретает извитость (3-6 извитков на 1 см); 3) термообработке в течение 15-20 мин при 110-140°С (жгут сушится и фиксируются извитки; волокно при этом усаживается на 15-18%); 4) охлаждению; 5) антистатич. обработке. Затем жгут режут, получая волокно, или направляют в жгутоукладчик. Резаные волокна (хлопкового типа длиной 34-40 мм, линейной плотность 1,1-1,7 дтекс; шерстяного, льняного и мехового типов длиной 60-120 мм, линейной плотность 3,3-20 дтекс) прессуют в кипы.

Техн. нить формуют из ПЭТ, предварительно подвергнутого дополнительной поликонденсации в расплаве или твердой фазе, и со скоростью 400-1000 м/мин принимают на бобины (масса нити на бобине, т.е. паковки, 10-20 кг). Последующей ориентац. вытягивание (в 4,5-6 раз) осуществляют на кру-тильно-вытяжных машинах со скоростью 150-300 м/мин сначала при 70-90 °С, затем при 150-200 °С; масса паковки 2-6 кг. При получении малоусадочной (усадка до 4% при 150 °С) техн. нити совмещают операции вытягивания и термообработки. Так, на горизонтальных агрегатах нити (одновременно 150-250) подвергают двустадийному вытягиванию в 3,0-3,5 и 2,0-1,5 раза при 90-100 и 150-250 °С соответственно и термообработке в свободный состоянии при 200-240 °С (усадка нити 4-10%). Готовая нить принимается со скоростью около 200 м/мин на паковку массой до 20 кг. Техн. нить с линейной плотность 1110 дтекс подвергают трощению (сложению 2-6 нитей вместе) и крутке (50-100 витков на 1 м) чаще всего на машинах с веретенами двойного кручения со скоростью около 50 м/мин. На свежесформованные нити, предназначенные для производства РТИ или шин, наносят адгезионную композицию (содержит эпоксидную смолу и отвердитель аминного типа) в кол-ве 0,4-0,8% от массы нити.

Экономичны схемы производства техн. нитей, совмещающие стадии формования, вытягивания, а иногда и термообработки на одной машине, на которой нить со скоростью 2500-3000 м/мин принимается на паковку массой до 20 кг.

Текстильную нить в гладком виде получают обычно по классич. схеме (формование и вытягивание на отдельных машинах) или совмещенной (на одной машине проводятся формование и вытяжка нити со скоростью 3000-4000 м/мин). По первой из них нить формуют со скоростью 1200-2000 м/мин и принимают на паковку массой 5-10 кг. Вытягивают в 3,5-5 раз со скоростью 600-1800 м/мин сначала при 70-90 °С, затем при 120-160°С; масса паковки 1,0-3,0 кг. Если нити подвергают крутке (100-200 витков на 1 м), их обрабатывают затем паром при 110-140°С в течение 0,5-1 ч с целью фиксации крутки, при которой происходит также снижение усадки (до 2-4%), после чего перематывают со скоростью 900-1200 м/мин на товарную паковку массой 1,5-3,0 кг.

Совр. технология производства текстильных текстурир. нитей включает две основные стадии: высокоскоростное формование (до 6000 м/мин) и совмещенный процесс ориентац. вытягивания с текстурированием. Последний проводят на машинах, снабженных механизмом ложной крутки фрикционного типа, со скоростью 600-1000 м/мин; масса паковки 3-5 кг. Текстурир. нить можно подвергать дополнительно трощению, крутке (60-100 витков на 1 м) и поверхностному крашению. Производятся также пневмосоединенные и пневмотекстурир. однородные и неоднородные нити. Интенсивно развивается производство пряжеподобных нитей, состоящих из 60-100 элементарных нитей, профилированных, комбинированных, фасонных, разноусадочных и др. нитей (см. Текстурированные нити).

Мононить получают на горизонтальных агрегатах по непрерывной технол. схеме, включающей формование в охладит. водную ванну (50-70°С) одновременно 20-60 мононитей, двустадийное ориентац. вытягивание в 4-5 раз в паровых или воздушных камерах при 120-160°С, термообработку под натяжением (2-10%) или в свободный состоянии при 180-220 °С и приемку со скоростью 80-120 м/мин; масса паковки 1-2 кг.

Свойства волокон приведены в таблице.

Влагопоглощение при 20 °С и 65%-ной относит.- влажности воздуха составляет 0,3-0,4%. Сохранение прочности в мокром состоянии 100%, в петле 80-90%, в узле 70-85%; модуль сдвига при кручении 80-150 МПа. Эластич. восстановление после деформации ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА в. на 5% равно 85-95%. Усадка в кипящей воде ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА в., не подвергнутого термообработке, составляет 5-15%, термообработанного-1-4%. Устойчивость к истиранию ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА в. в 4-5 раз ниже, чем у полиамидных волокон. Сопротивление многократным изгибам также ниже, чем у полиамидных волокон, но в 2,5 раза выше, чем у гидратцеллюлозных. Ударная прочность полиэфирного корда в 4 раза выше, чем у полиамидного корда, и в 20 раз выше, чем у вискозного.

Интервал рабочих температур ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА в. от —60 до 170°С: температура плавления 260 b 2 °С; температура нулевой прочности 248 °С; 1,13 кДж/(кг•К). Под действием огня волокно плавится,но загорается с трудом, после удаления из огня самозатухает. Для снижения горючести ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА в. обрабатывают антипиренами (в массе или поверхностно, в кол-ве до 10% от массы волокна). ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА в. сравнительно атмосферо- и светостойко: после пребывания на солнце в течение 600 ч теряет прочность на 60% (полиамидные волокна в этих условиях разрушаются). Электрич. свойства: e 2,8-3,2 (25°С; 50•106 Гц), rs 1014 Ом.

ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА в. растворим в крезоле и др. фенолах; частично разрушается, растворяясь в конц. H2SO4 (выше 83%-ной) и HNO3, полностью разрушается при кипячении в конц. растворах щелочей, обработке водяным паром при 220 °С в течение 1 ч. Обработка паром при 100°С, ввиду частичного гидролиза ПЭТ, сопровождается уменьшением прочности. Устойчиво в ацетоне, СCl4, дихлорэтане и др. растворителях, используемых в химический чистке, к действию окислителей и восстановителей, микроорганизмов, моли, коврового жучка.

Осн. недостатки ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНАв.-трудность крашения, гидрофоб-ность, электризуемость, склонность к пиллингу (образование на поверхности изделия скрученных волоконец-"шариков"), жесткость изделий, плохая драпируемость.

Применение. Техн. нить используют для изготовления транспортерных лент, приводных ремней, канатов, парусов, рыболовных сетей и тралов, бензо- и нефтестойких шлангов, электроизоляц. и фильтровальных материалов и др. Из мононити вырабатывают сетки для бумагоделат. машин, щетки для хлопкоуборочных комбайнов и зерноочистит. машин, застежки "молния", струны ракеток, фильтры и т. д. Техн. нить низкой линейной плотность (40 - 50 дтекс) применяют для обмотки электропроводов малого сечения и в медицине (синтетич. кровеносные сосуды и хирургич. нити).

Из гладких текстильных нитей вырабатывают трикотаж, ткани типа тафты, жоржета, крепа, пике, твида, атласа, фасонные ткани (трико-кружево), гардинно-тюлевые изделия, плащевые и зонтичные ткани, из текстурированных -плательные и костюмные ткани, трикотажные изделия, мужские и дамские сорочки, детскую одежду, чулки, носки и многие др.

Резаные волокна применяют в основные в смеси с шерстью, хлопком или льном (33-67%). Присутствие ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА в. повышает износостойкость и прочность, понижает сминаемость и усадочность ткани, позволяет сохранить красивый внешний вид и устойчивость формы готовых изделий при эксплуатации. Из полиэфирного резаного волокна в чистом виде или в смеси с другими природными и химический волокнами выпускают костюмные, пальтовые, сорочечные, плательные ткани, техн. сукна, нетканые материалы.

Сополиэфирные волокна (дилана, велана, тесил, викрон, грилен и др.). Недостатки полиэтилентерефталатного волокна во многом устраняются химический модификацией ПЭТ, например алифатич. и ароматические дикарбоновыми кислотами или их эфирами, гидроксикислотами, диолами, содержащими также др. функциональных группы, полигликолями, соединение, содержащими сульфо- или карбоксильную группу, фосфор, галоген. Мо-дифицир. добавки вводят на стадии синтеза ПЭТ.

Сополиэфирные волокна получают по тем же технол. схемам, что и полиэтилентерефталатные, к-рым они близки также по свойствам и областям применения, хотя имеют и ряд особенностей. Например, волокно, модифицированное добавкой 6-10% (по массе) смеси диметилизофталата и диметил-ортофталата, отличается повыш. усадкой (25-70%), что делает его ценным для получения высокообъемной пряжи в смеси с другими малоусадочными волокнами, а также для получения нетканых материалов и основы искусств. кожи.

Производятся также легко окрашиваемые, неэлектризующиеся, мало пиллингующиеся и др. виды сополиэфир-ных волокон и нитей.

Прочие полиэфирные волокна. Волокно из продукта поликонденсации терефталевой кислоты или ее диметилового эфира и 1,4-бмс-(гидроксиметил)циклогексана (кодель, вес-тан; формула I) плавится при более высокой температуре (около 295 °С), обладает меньшими пиллингом (распушиванием) и плотность (1,220 г/см3), лучшей накрашиваемостью, более высокой теплостойкостью, чем волокно из ПЭТ.

Волокно из полибутилентерефталата (ПБТ) имеет меньшую плотность (1,320 г/см3), чем из ПЭТ, хорошо окрашивается дисперсными красителями, отличается высокой химический стойкостью.

Текстильные нити из полиэтиленоксибензоата (А-Телл; формула И), получаемого поликонденсацией этилового эфира n-гидроксибензойной кислоты, стойки к УФ облучению. По сравнению с волокном из ПЭТ они более устойчивы в воде, кислотах и щелочах, обладают высокой усадкой в кипящей воде (до 30%), лучшей накрашиваемостью, однако размягчаются и плавятся (соответственно при 185 и 223 °С) при более низких температурах; модуль деформации растяжения 4-8 ГПа.

Волокна из полиэтиленнафталата - продукта поликонденсации 2,6-нафталиндикарбоновой кислоты и алифатич. гликолей с числом групп СН2 от 2 до 6 (ПЭН; формула III) - отличаются высокими прочностью (80 сН/текс), модулем деформации растяжения (30 ГПа) и термостойкостью. Они сохраняют до 100% прочности при нагревании в течение 96 ч при 200 °С, устойчивы в горячей воде в течение 10 сут, их усадка в кипящей воде менее 2%.

ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА в. получают также из полигликолида и полилактида (используют как рассасывающийся шовный материал в хирургии), поликарбонатов (молекулярная масса 30000-50000), перспективны волокна из жидкокристаллич. полиэфиров.

Мировое производство ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА в. (преимущественно на основе ПЭТ) в 1987 составило 8,4 млн. т, в т.ч. 57% волокон и 43% нитей. В СССР производство ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА в 1990 достигло 270 тысяч т. Выпуск волокон из модифицир. ПЭТ, преимущественно окрашивающихся катионными красителями, составляет около 15% от мирового производства, трудногорючих - более 10%.

Первое пром. производство полиэтилентерефталатного волокна организовано в США в 1953, первое сополиэфирное волокно (дакрон Т-64) получено в США в 1962.

Литература: Петухов Б. В., Полиэфирные волокна, М., 1976; Полиэфирные волокна из химически модифицированного полиэтилентерефталата, М., 1977 (Обзорная информация НИИТЭхимический Сер. Промышленность химических волокон); Айзенштейн Э. М., в кн.: Технология производства химических волокон, 3 изд., М., 1980, с. 326-414; Грибанов С. А., Айзенштейн Э. М., "Химическая волокна", 1981, № 3, с. 18-23.

Э. М. Айзенштейн.


Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей


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

 

 

Реклама
что означает желтый
Компания Ренессанс наборная лестница - оперативно, надежно и доступно!
стул kf
Предложение от KNSneva.ru Lenovo ThinkPad X1 Carbon - КНС СПБ - мы дорожим каждым клиентом!

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
(10.12.2016)