Основные этапы получения химических волокон

Несмотря на различие химического состава и отдельных процессов получения различных химических волокон и нитей, в их производстве много общего. Это позволяет выделять сле­дующие этапы в производстве любого химического волокна

• Получение исходного полимера и его предварительная обработка.

Сырье для искусственных волокон, состоящее из природ­ных полимеров, обычно получают на предприятиях других отраслей промышленности — целлюлозных заводах, предпри­ятиях пищевой промышленности — путем выделения из дре­весины, молока, семян и т.д. Предварительная,обработка сы­рья состоит в его очистке и иногда в химическом превращении в новые полимерные материалы.

Сырье для синтетических волокон получают путем синте­за полимеров из мономеров на заводах химического волокна или химических предприятиях.

• Приготовление прядильного раствора или расплава.

При изготовлении химических волокон и нитей необходи­мо из твердого исходного полимера получить длинные и тон­кие нити с продольной ориентацией макромолекул. Для этого следует перевести полимер в жидкое состояние, при котором появится возможность свободного перемещения макромоле­кул относительно друг друга. Если полимер имеет дешевый и доступный растворитель, то его растворяют. Полимер рас­плавляют, если температура его плавления ниже температу­ры разложения.

Одновременно с приготовлением прядильного раствора или расплава выполняют следующие операции: проводят сме­шивание нескольких партий с целью получения большего объ­ема волокна; осуществляют фильтрацию и обезвоздушивание раствора. Последняя операция заключается в удалении пу­зырьков воздуха, которые, попадая в отверстие фильеры, вы­зывают обрыв нити. Обезвоздушивание осуществляют путем выдерживания раствора в течение определенного времени в вакууме.

• Формование волокон и нитей.

Этот процесс заключается в дозированном продавливании раствора или расплава через отверстия фильеры, затвердева­нии вытекающих струек и наматывании полученных нитей на приемные устройства. Существует несколько способов формо­вания нитей.

1. Формование из раствора мокрым способом. Струйки раствора поступают в осадительную ванну, где происходит их химическое или физико-химическое взаимодействие с раство­ром осадительной ванны. В результате струйки затвердевают, превращаясь в нити (рис. 1.14). Этим способом формуют вис­козные, медно-аммиачные, хлориновые, поливинилспиртовые волокна и нити и нитроновое волокно.

2. Формование из раствора сухим способом. Струйки рас­твора поступают в шахту, где обдуваются горячим воздухом и затвердевают в результате испарения из них растворителя, который должен быть легколетучим веществом (например, ацетон). Таким способом формуют ацетатные, триацетатные волокна и нити, нитроновую комплексную нить.

3. Формование из расплавов. Струйки расплава поступают в шахту, где обдуваются холодным воздухом или инертным газом, охлаждаются и затвердевают. Этим способом формуют капроновые, лавсане чые, полиэтиленовые, полипропиленовые волокна и нити.

• Вытягивание и термофиксация.

При вытягивании происходит распрямление макромоле­кул и ориентация их агрегатов в осевом направлении волокна, т.е. образуется более упорядоченная структура. В результа­те нити становятся более прочными, но менее растяжимыми из-за большой распрямленности макромолекул. Поэтому за­тем проводят термообработку с целью релаксации внутрен­них напряжений и частичной усадки нитей (т. е. приобрете­ния макромолекулами изогнутой формы при сохранении их ориентации).

• Отделка.

Целью отделки является удаление примесей, оставшихся после формования на поверхности нитей, и придание им неко­торых свойств, например мягкости, меньшей электризуемости и т. д. После обработки нитей водой или различными раство­рами следует сушка нитей.

• Текстильная переработка.

К этому этапу производства относятся скручивание, вытя­гивание, термофиксация крутки, отбеливание, крашение, пе­ремотка, сортировка, маркировка. Иногда нити из термопла­стичных полимеров (капрон, лавсан) дополнительно подверга­ются текстурированию для придания им повышенной растя­жимости, извитости, объемности. К тек стг хьной переработке жгута относят его гофрировку и резку.