Kemiske fibre
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den
version , der blev gennemgået den 27. januar 2022; checks kræver
3 redigeringer .
Kemiske fibre - tekstilfibre fremstillet af naturlige eller syntetiske organiske polymerer såvel som uorganiske forbindelser.
Historie
For første gang er ideen om, at en person kan skabe en proces, der ligner processen med at opnå naturlig silke , hvor en tyktflydende væske produceres i kroppen af en silkeormslarve, som hærder i luft med dannelsen af en tynd stærk tråd , blev udtrykt af den franske videnskabsmand R. Reaumur tilbage i 1734 [1] .
Produktionen af verdens første kemiske (kunstige) fiber blev organiseret i Frankrig i byen Besançon i 1890 og var baseret på forarbejdning af en opløsning af celluloseether (cellulosenitrat ) , der blev brugt i industrien til at opnå røgfrit pulver og nogle typer af plastik.
De vigtigste stadier i udviklingen af kemiske fibre
- I den første fase, fra slutningen af det 19. århundrede til 1940'erne og 1950'erne, blev processer udviklet og forbedret til at opnå kunstige fibre baseret på naturlige polymerer fra deres opløsninger ved vådspinningsmetoden. Produktionen af viskosefibre udviklede sig . Der er sket en vis udvikling i tørspinding af acetatfibre . Naturlige fibre spillede dog en dominerende rolle i fremstillingen af tekstiler; kemiske fibre betragtes kun som et supplement til naturlige fibre. Produkter fra kemiske fibre blev fremstillet i meget små mængder.
- På anden fase - 1940'erne-1970'erne - blev processerne til syntese af fiberdannende monomerer, polymerer og teknologier til opnåelse af fibre fra smelter af syntetiske polymerer udviklet. Samtidig blev produktionen af fibre ved vådspinding opretholdt og forbedret. Fremstilling af kemiske fibre udviklet i industrialiserede lande. I denne periode blev hovedtyperne af kemiske fibre skabt, som kan kaldes "traditionelle" eller "klassiske". Kemiske fibre blev set som komplementære og kun delvist erstatte naturlige fibre. Fibermodifikationsprocesser begyndte at udvikle sig.
- På den tredje fase - 1970-1990'erne - steg produktionen af kemiske fibre betydeligt. Metoder til at modificere dem for at forbedre forbrugeregenskaber er blevet bredt udviklet. Kemiske fibre har fået selvstændig betydning for en lang række typer af produkter og anvendelser. Derudover er de meget brugt i blandinger med naturlige fibre. I samme periode blev der skabt "tredje generations fibre" med fundamentalt nye specifikke egenskaber i industrialiserede lande: superstærke og ultrahøje modul, varmebestandige og langsomt brændende, kemikalieresistente, elastomere osv.
- På det fjerde trin - fra 1990'erne til i dag - er der et moderne stadium i udviklingen af produktionen af kemiske fibre, fremkomsten af nye modifikationsmetoder, skabelsen af nye typer fibre med stor tonnage: "fibre af fremtidige" eller "fjerde generations fibre". Blandt dem er nye fibre baseret på reproducerbare planteråmaterialer ( lyocell , polylactid ), nye monomerer og polymerer opnået ved biokemisk syntese og fibre baseret på dem. Der forskes i anvendelsen af nye principper for fremstilling af polymerer og fibre baseret på genteknologi og biomimetik .
Klassificering af kemiske fibre
I Rusland er følgende klassificering af kemiske fibre blevet vedtaget afhængigt af typen af råmateriale:
- kunstige fibre (fra naturlige polymerer): hydratiseret cellulose, celluloseacetat, protein
- syntetiske fibre (fra syntetiske polymerer): kulstofkæde, heterokæde
Nogle gange inkluderer kemiske fibre mineralfibre opnået fra uorganiske forbindelser (glas, metal, basalt, kvarts).
Menneskeskabte fibre
- Hydreret cellulose
- Acetylcellulose
- Protein
Syntetiske fibre
(handelsnavne i parentes)
- Carbochain (indeholder kun carbonatomer i makromolekylekæden):
- Polyacrylonitril ( nitron , orlon, acrylan, kashmilon, kurtel, dralon, volprula)
- Polyvinylchlorid (chlorin, saran, vignon, rovil, teviron)
- Polyvinylalkohol (vinol, mtilan, vinylon, curalon, vinalon)
- Polyethylen (spektrum, dynema, tekmilon)
- Polypropylen (herkulon, ulstrene, fundet, meraklon)
- Heterokæde (indeholder i kæden af makromolekyler, udover carbonatomer, atomer af andre grundstoffer):
- Polyester ( lavsan , terylen, dacron, teteron, elana, tergal, tesil)
- Polyamid ( kapron , nylon -6, perlon, dederon, amylan, anid, nylon-6,6, rhodia-nylon, niplon, nomex, carmel)
- Polyurethan ( spandex , lycra , vayrin, espa, neolan, spanzel, vorin)
Uorganiske fibre
En kort beskrivelse af metoderne til at opnå
I industrien fremstilles kemiske fibre i form [2] :
- korte fibre (skåret længde 35-120 mm);
- bundter og flageller (lineær tæthed, henholdsvis 30-80 og 2-10 g/m);
- komplekse tråde (består af mange tynde filamenter);
- monofilamenter (diameter 0,03-1,5 mm).
Det første trin i fremstillingsprocessen af enhver kemisk fiber er fremstillingen af en spindemasse (spinningsopløsning eller smelte), som, afhængigt af den oprindelige polymers fysisk-kemiske egenskaber, opnås ved at opløse den i et passende opløsningsmiddel eller overføre den til en smeltet tilstand.
Den resulterende viskøse formopløsning renses grundigt ved gentagen filtrering, og faste partikler og luftbobler fjernes. Om nødvendigt behandles opløsningen (eller smelten) yderligere - farvestoffer tilsættes, udsættes for "modning" (stående) osv. Hvis atmosfærisk oxygen kan oxidere et højmolekylært stof, udføres "modning" i en inert gas stemning.
Den anden fase er fiberspinding . Til støbning føres polymeropløsningen eller smelten ind i en såkaldt spindedyse ved hjælp af en speciel doseringsanordning. Spindedysen er en lille beholder lavet af holdbart varmebestandigt og kemisk resistent materiale med en flad bund, som har et stort antal (op til 25 tusinde) små huller, hvis diameter kan variere fra 0,04 til 1,0 mm.
Når man spinder en fiber fra en polymersmelte, kommer tynde strømme af smelte fra spindedysens huller ind i en speciel aksel, hvor de afkøles af en luftstrøm og hærder. Hvis fiberen er dannet af en polymeropløsning, kan to metoder anvendes: tør dannelse, når tynde strømme kommer ind i en opvarmet aksel, hvor opløsningsmidlet undslipper under påvirkning af cirkulerende varm luft, og strømmene hærder til fibre; våd dannelse, når strømmene af polymeropløsningen fra spindedysen falder ned i det såkaldte udfældningsbad, hvori, under påvirkning af forskellige kemikalier indeholdt i det, strømmene af polymeren hærder til fibre.
I alle tilfælde udføres fiberdannelse under spænding. Dette gøres for at orientere (arrangere) de lineære molekyler af et makromolekylært stof langs fiberens akse. Hvis dette ikke gøres, så vil fiberen være væsentligt mindre holdbar. For at øge styrken af fiberen strækkes den normalt yderligere, efter at den er delvist eller helt størknet.
Efter spinding samles fibrene i bundter eller bundter, der består af mange fine fibre. Om nødvendigt vaskes de resulterende tråde, udsættes for særlig behandling - oliering, påføring af specielle præparater (for at lette tekstilbehandling) og tørres. Færdige tråde vikles på spoler eller spoler. Ved fremstilling af korte fibre skæres filamenterne i stykker (staples). Stapelfibre opsamles i baller.
Links
Litteratur
- Perepelkin K. E. Kemiske fibre: udvikling af produktion, produktionsmetoder, egenskaber, udsigter - St. Petersburg: Udgave af SPGUTD, 2008. - 354 sider.
- Rogovin 3.A. Fundamentals of chemistry and technology of chemical fibers, 4. udgave, bind 1-2, M., 1974.
- Papkov S.P. Teoretisk grundlag for produktion af kemiske fibre. Moskva: Kemi, 1990. 390 s.
- Yurkevich VV, Pakshver AB Teknologi til fremstilling af kemiske fibre. Moskva: Kemi, 1987. 304 s.
- Zazulina ZA, Druzhinina TV, Konkin AA Grundlæggende om teknologi af kemiske fibre. Moskva: Kemi, 1985. 343 s.
- Buzov B. A., Modestova T. A., Alymenkova N. D. Materialevidenskab for syning: Proc. for universiteter, - 4. udg., revideret og supplerende, - M., Legprombytizdat, 1986-424.
- K. E. Perepelkin. Moderne kemiske fibre og muligheder for deres anvendelse i tekstilindustrien. Ros. chem. og. (J. Russian Chemical Society opkaldt efter D. I. Mendeleev), 2002, v. XLVI, nr. 1, s. 31-48. [en]
Noter
- ↑ Galbraich, L. S. Chemical fibers // Artikler fra Soros Educational Journal i tekstformat, 1996
- ↑ Fibre og tråde
Se også