Polyurethanfibre eller polyurethanelastomertråd er en syntetisk tråd fremstillet på basis af polyurethangummi [ 1] .
Den første industrielle produktion af polyurethan tråde begyndte i USA i 1958, i 1962-1964 dukkede polyurethan tråde op i Europa, i 1963 i Japan.
Den første produktion af spandex polyurethanfibre i USSR blev organiseret i 1975 ved Volga Production Association Khimvolokno i henhold til projektet fra All-Union Design Institute GIPROIV .
Materialet har en alvorlig ulempe - det ødelægges, når det interagerer med kloreret poolvand eller under påvirkning af ultraviolet stråling. Derfor bliver for eksempel en badedragt nogle steder sådan set gennemskinnelig og strækker sig.
Lineære polyurethaner har en blokstruktur af makromolekyler, bestående af alternerende stive og fleksible segmenter med stærkt buede molekylære kæder: polyestersegmenter, der giver høje elastiske deformationer, og stive segmenter indeholdende polyurethan- og urinstofgrupper, der giver interaktion mellem makromolekyler og de nødvendige, omend begrænsede, varmemodstand.
Glasovergangstemperaturen for elastomere polyurethangarner er −40...−60 °C, smeltepunktet er 160-230 °C. Den ekstremt høje deformerbarhed af elastomertråde (med lav styrke) gør det muligt at bruge dem som hjælpetråde i kombination med konventionelle typer tråde, sidstnævnte beskytter samtidig elastomertråde mod hurtig ødelæggelse under produktdrift.
På grund af sin kemiske sammensætning omtales elastomertråd ofte som et allergen .
Polyurethanfibre fremstilles på fire måder:
Alle industrielle metoder til fremstilling af polyurethanfibre har et fælles stadium - syntesen af makrodiisocyanat (præpolymer) i bulk fra polyesterdiol og diisocyanat (taget i et molært overskud) ved 60 ° C i et tørt nitrogenmiljø. De efterfølgende trin - produktionen af polyurethan ved interaktion af makrodiisocyanat med diamin (kædeforlænger) og dannelsen af tråde udføres på forskellige måder.
Reaktionen af makrodiisocyanatet med diaminen (kædeforlængelsesreaktion) udføres i et opløsningsmiddel (hovedsageligt DMF ). Den resulterende spindeopløsning doseres gennem en spindedyse ind i en opvarmet (185-230 ° C) og intensivt blæst varmluftsspinningsaksel op til 11 m høj (tør metode) eller i et udfældningsvandbad ved stuetemperatur (våd metode).
Ifølge en anden metode tilsættes diamin (op til 3%) til et udfældningsbad med vand eller et organisk opløsningsmiddel, hvori makrodiisocyanat (eller dets opløsning) presses ud i tynde stråler gennem spindedyser. Dannelsen og udfældningen af polyurethanurinstof sker i badet, så denne metode til at opnå polyurethanfibre kaldes reaktion eller kemisk spinding.
Med tørspindemetoden kommer der 1-16 komplekse garner ud af spindeakslen, som efter påføring af et smøremiddel i en mængde på 2-7% vikles på spoler og underkastes varmebehandling i et kammer ved 80 °C for 3 timer for at reducere krympningen af garnet i kogende vand.
I den våde metode vaskes de spundne tråde med vand (90–95 °C) i apparater, hvor de trækkes cirka 1,5 gange, vikles på spoler og udsættes for varmebehandling ved 120 °C i 20–30 timer på spolen. , behandlet med vand (40-80 °C, tryk 4 MPa) i 0,25-8 timer.
Fordele ved tør støbning frem for våd støbning: højere koncentration af støbeopløsning (32 % versus 20 %), højere støbehastighed (600 m/min versus 150 m/min), lettere regenerering af opløsningsmiddel.
En proces til smeltespinding af polyurethanfibre er også under udvikling; polyurethan i dette tilfælde skal være termoplastisk, hvilket opnås ved at bruge dioler - ethylenglycol eller butylenglycol som kædeforlænger.
Den mest udbredte er den tørre metode til at danne polyurethanfibre (80% af deres verdensproduktion), 15% er produceret ved våde og kemiske metoder til formning, 5% af polyurethanfibre er smeltespinde. I den tørre metode til syntese af polyurethan anvendes en polyetherdiol opnået ved polymerisation af THF, i andre metoder - hovedsageligt polyesterdioler, i alle metoder - 4,4'-diphenylmethan diisocyanat, nogle gange en blanding af 2,4- og 2 ,6-toluendiisocyanater.
Udvalget af polyurethan-tråde bestemmes af deres formål. De kan tjene som hjælpemidler ved splejsning (sammenføjning) eller fremstilles i form af tråde omviklet med andre typer.
Forskellige tekstilstrukturer fremstilles på basis af elastomere garner i kombination med almindelige typer garn - sekundære inhomogene snoede og omviklede garner med ujævnt belastede komponenter. Elastiske stoffer og strikvarer af forskellige typer fremstilles af dem. Elastiske tråde og elastiske stoffer er et uundværligt materiale til en bred vifte af kropsnære tekstiler, herunder strikket sport, sybetræk og medicinsk.
Polyurethanfibre er kendt under handelsnavnene: lycra, vayrin (USA), espa, neolan (Japan), spanzel (Storbritannien), vorin (Italien) osv.
| Tekstilfibre | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Naturlig (naturlig) |
| ||||||
| Kemisk |
| ||||||