![]() |
|
|
ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНАПОЛИЭФИРНЫЕ 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, 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] |
|
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.
|
|