Термостойкость волокон

* Термостабилизированное волокно.

Тепло- и термостойкость химических волокон может быть повышена путем их стабилизации. Стабилизация волокон может быть осуществлена кипячением в воде, действием насыщенного или перегретого пара, горячего воздуха или газа, соприкосновением с горячей металлической поверхностью, инфракрасными лучами, токами высокой частоты и другими способами.

Процесс стабилизации предусматривает снятие остаточных напряжений в волокнах, которые возникли при вытягивании или при переработке волокон в пряжу и изделия. В результате волокна не могут самопроизвольно релаксировать при воздействии на них повышенных температур, что предупреждает усадку изделий, образование перекосов, складок, морщин, которые невозможно устранить даже при разутюживании. Сущность стабилизации заключается в ослаблении молекулярных связей полимера под действием высокой температуры с последующим-закреплением их после охлаждения в таких положениях, которые обеспечивают стабильность размеров волокна при тепловых обработках.

Синтетические нити можно стабилизировать в свободном или натянутом состоянии. При стабилизации в натянутом состоянии нити вытягиваются, происходит повышение степени ориентации макромолекул, вследствие чего увеличивается их прочность и уменьшается удлинение.

Стабилизация волокон осуществляется в несколько стадий. Например, капроновые нити в первый раз стабилизируются при промывке в кипящей воде. Если затем нить получает крутку, то необходима повторная стабилизация при температуре на 10 - 20 'С выше, чем первая. Однако стабилизация нитей и штапельных волокон не всегда оказывается достаточной, поэтому стабилизации подвергают и ткани.

В табл. 7 приведены рекомендуемые температуры стабилизации различных волокон.

Температура стабилизации волокон

Продолжительность стабилизации колеблется от 1 до 90 мин в зависимости от температуры, среды и вида стабилизируемого волокна или изделия. Так, в кипящей воде стабилизацию волокон проводят в течение 30 - 90 мин, в насыщенном паре - 10 - 60 мин (для триацетатного волокна 1 - 3 мин), в горячем воздухе - 5 - 30 мин. После тепловой обработки волокна рекомендуется проводить охлаждение, причем чем ниже температура среды, тем эффективнее стабилизация. В результате стабилизации фиксируется форма ткани, уменьшается усадка при стирке, предупреждается усадка при влажно-тепловой обработке, уменьшается набухание волокна в воде, увеличивается теплостойкость волокон и стойкость ткани к сминанию, улучшается внешний вид изделий и изменяются механические свойства волокон, в ряде случаев повышается степень кристалличности волокна.

Стойкость химических волокон к действию высоких температур может быть повышена и введением в полимер небольших добавок термостабилизаторов (соединений меди, хрома и магния, а также гидрохинона, салициловой кислоты и др.). Например, при введении в поликапролактам (капрон) небольшого количества оксифенилбензоксазола после нагревания в течение 2 ч при температуре 200 'С разрывная нагрузка волокна падает только на 20 - 22 %, в то время как то же волокно без стабилизатора снижает свою разрывную нагрузку на 80 %. Кроме того, теплостойкость волокна может быть повышена добавлением небольшого (12 - 15 %) количества иных полимеров. Например, теплостойкость поливинилхлоридных волокон может быть повышена добавлением диацетилцеллюлозы, нитроцеллюлозы и др.

При воздействии на нестабилизированные химические волокна повышенной температуры или при превышении температуры стабилизации проявляется тепловая усадка, что очень важно учитывать при влажно-тепловой обработке швейных изделий во избежание искажения формы изделия. Из натуральных волокон только шерсть способна к небольшой тепловой усадке при действии температур выше 240 С. Однако уже при 120 'С начинается разложение шерстяного волокна, которое особенно интенсивно происходит при 170 - 180 'С.

В связи с тем что влажно-тепловая обработка изделий проводится кратковременно (в течение долей минуты), ее режим может быть значительно выше теплостойкости волокон.

К пониженным температурам различные волокна имеют неодинаковую устойчивость. Хорошо выдерживают пониженные температуры натуральные и искусственные волокна. Синтетические волокна в этом отношении менее устойчивы. Например, хлорин уже при - 20 С теряет эластичность, начиная с - 25 'С становится хрупким; капрон становится хрупким при - 40, винол при - 50, лавсан при - 70 'С.

СВЕТОСТОЙКОСТЬ

Светостойкость волокон имеет большое значение при определении возможности их использования для изготовления различных текстильных изделий. Длительное воздействие света (инсоляция) в атмосферных условиях вызывает понижение прочности, уменьшение удлинения и других свойств вследствие фотохимического распада основного вещества. Чем выше температура и влажность воздуха, тем быстрее происходит разрушение волокна. Различные волокна обладают неодинаковой устойчивостью к действию света По устойчивости к действию света волокна можно расположить в следующий ряд: нитрон, поливинилхлоридное, шерсть, лавсан, винол, лен, хлопок, триацетатное, ацетатное, полинозное, вискозное, капрон, спандекс, натуральный шелк, хлорин.

Светостойкость волокон может быть увеличена крашением и стабилизацией пигментами. Так, светостойкость капрона увеличивают, добавляя к нему соли марганца или хрома. Матирование химических волокон двуокисью титана также несколько понижает светостойкость волокон. Светостойкость натуральных волокон характеризуется следующими цифрами: разрывная нагрузка волокон понижается на 50 % после инсоляции хлопка в течение 940 ч, льна - после 990 ч, шерсти - после 1120 ч, натурального шелка - после 200 ч.

ХЕМОСТОЙКОСТЬ

Хемостойкость волокон - это их стойкость к действию химических реагентов. Хемостойкость волокон обусловливает возможность их применения для изделий того или иного назначения, а также режимы процессов отделки (отваривания, карбонизации, крашения), стирки и химической чистки.

Основными химическими реагентами, определяющими хемостойкость волокон, являются кислоты, щелочи, окислители и органические растворители.

Кислоты оказывают на большую часть волокон вредное воздействие. Особенно чувствительны к ним целлюлозные волокна. Наиболее устойчивыми к действию кислот являются хлорин и поливинилхлорид. Шерсть и натуральный шелк при действии кислот могут улучшать свои свойства.

Щелочи в меньшей степени повреждают волокна, чем кислоты, а в некоторых случаях даже улучшают качество волокон (например, хлопка). Устойчивость волокон к действию кислот и щелочей приведена в табл. 8.