2015-02-24
3415
Синтетичні волокна і нитки підрозділяються на гетероланцюгові та карболанцюгові.
Представниками перших є поліамідні, поліефірні, поліуретанові, а представниками інших – поліакрилонітрильні, полівінілхлоридні, полівінілспиртові, поліолефінові.
Поліамідні волокна (найлон) отримують з продуктів переробки нафти та вугілля. Макромолекули поліамідів є ділянками метиленових груп, які повторюються, -(-СН2-)-n, і з'єднаних амідними групами -CONH-. Із збільшенням числа метиленових груп знижується температура плавлення, зменшується гігроскопічність, підвищується стійкість до згину, світлопогоди, стирання.
Представниками поліамідних волокон є капрон (полікапролактам або найлон-6), анід (полігексаметіленадіпамід або найлон-6,6) і енант (поліенантамид або найлон-7).
Капрон отримують реакцією полімеризації капролактаму:
 |
Анід отримують по реакції поліконденсації:
 |
Анід більш міцніший, ніж капрон, менше розтягується і має температуру плавлення вище на 400 С.
Енант отримують реакцією поліконденсацїї аміноенантової кислоти. Ця речовина менш гігроскопічна, має високу міцність, світлостійкість, стійкість до деформацій.
Переваги поліамідних волокон і ниток:
¨ висока міцність (у вологому стані знижується лише на 10 – 13%);
¨ високе подовження зі значною часткою оборотного компоненту;
¨ стійкість до багатократних деформацій (в 100 разів вище за віскозних, і 10 разів бавовняних);
¨ висока стійкість до стирання (в 10 разів вища за бавовняних, в 20 – вовняних, в 50 – віскозних).
Недоліки поліамідних волокон:
¨ низька гігроскопічність (3,5 – 5 %);
¨ невисока термостійкість (при 1600 С міцність зменшується на 40 – 50%);
¨ низька світлостійкість, швидке старіння, поява жовтизни, ламкість і зниження міцності (за рахунок деструкції полімерів);
¨ гладкість поверхні, мале зчеплення, погано змішуються з іншими волокнами.
Поліефірні волокна та нитки отримують на основі високомолекулярних сполучень, окремі ланки макромолекул яких з'єднані складноефірними групами -СО-О-.
Найбільш застосовуємий поліетилентерефталат, який отримують з діметілового ефіру терефталевої кислоти.
 |
З розплаву цього полімеру отримують поліефірне волокно – лавсан.
Переваги лавсанових волокон:
¨ велика міцність;
¨ висока еластичність;
¨ мала зминальність (добре зберігають форму);
¨ стійкі до стирання (але менш, ніж поліамідні волокна);
¨ стійкі до дії кислот, окислювачів, дії світлопогоди;
¨ здатні витримувати тривалу експлуатацію при підвищених температурах;
¨ властивості не змінюються у вологому стані;
¨ мають вовняноподібний зовнішній вигляд (на дотик м'які, теплі).
Недоліки:
¨ низька гігроскопічність;
¨ не стійкі до дії лугів.
Поліуретанові волокна та нитки отримують на основі полімерів тих, які містять уретанову групу -(-Н-СО-О-)-. Полимеры мають структуру, яка складається зі гнучкого блоку (звичайно це низькомолекулярні аліфатичні поліефіри) і жорсткого блоку (з полімочевинної та ароматичної груп). Найбільш відомий представник поліуретанових ниток – спандекс.
Переваги поліуретанових ниток:
¨ значна еластичність, розривне подовження досягає 800 % (завдяки блочній будові);
¨ висока пружність, незминальність, формостійкість (при подовженні на 300 % частка еластичного відновлення складає 92 – 98 %);
¨ стійкі до світлопогоди та хімічних реагентів;
¨ висока стійкість до стирання;
¨ стійкі до радіації і до дії мікроорганізмів.
Недоліки:
¨ порівняно невелика міцність;
¨ при нагріванні до 1500 С починається термічна деструкція (нитки жовтіють, стають жорсткими).
Поліакрилонітрильні волокна і нитки (нітрон) одержують на основі поліакрилонітрилу.
 |
Переваги ниток з нітрону:
¨ висока міцність і розтяжність (22 – 35%)
¨ незмінність властивостей у вологому стані;
¨ велика світлостійкість (при повному руйнуванні гідратцелюлозних волокон нітрон втрачає лише 15% міцності);
¨ висока термостійкість (при тривалому нагріванні 120 – 1300 С не змінюють, властивостей);
¨ вовняноподібний вигляд, низька теплопровідність;
¨ легко очищуюються від бруду, пил і ін.
Недоліки:
¨ низька гігроскопічність;
¨ велика жорсткість;
¨ мала стійкість до стирання.
Використовуються нітронові волокна як замінник вовни (килими, штучне хутро, теплоізоляційний матеріал, добавка до вовни).
Полівінілхлоридні волокна і нитки отримують або з полівінілхлориду (застосування ускладнено, оскільки важко перевести в рідкий стан із-за обмеженості розчинників), або з перхлорвінілу.
З перхлорвінілу виробляють, модифіковане волокно – хлорин.
 |
Переваги хлоринових волокон:
¨ достатня міцність при розривному подовженні 30 – 40 %;
¨ інертність до багатьох хімічних реагентів;
¨ при терті накопичують статичну електрику (використовуються в медичній білизні);
¨ не горять, не піддаються дії мільки, цвілі.
Недоліки:
¨ низька термостійкість (деформується при 90 – 1000 С температура експлуатації не вище 700 С).
Використовують в спец. одягу, медичній білизні і в техніці (фільтрувальні тканини, риболовецькі снасті, ізоляційні матеріали).
Полівінілспиртові волокна та нитки отримують з полівінілового спирту шляхом обмилення полівінілацетату.
Полівініловий спирт водорозчинен, тому для зниження гігроскопічності проводять його ацетилювання з утворенням поперечних зв'язків. Нерозчинні полівінілспиртові волокна носять назву вінол.
Переваги вінолу – висока стійкість до:
¨ стирання;
¨ світлопогоди;
¨ хімічних реагентів;
¨ багатократних деформацій та розривів;
¨ дії температури (початок розм'якшення 2200 С).
Вінол по гігроскопічності близький до бавовни, а також добре забарвлюється.
Застосовується для виробництва тканин, трикотажу та килимів в суміші (з бавовною та вовною). Водорозчинні різновиди використовують як нитки в медицині, при виробництві ажурних виробів, гіпюру.
Поліолефінові волокна і нитки отримують на основі поліпропілену -[-СН2-СНСН3-]n (має стереорегулярну структуру) і поліетилену -[-CH2-CH2-]-n (низького і середнього тиску з лінійною зигзагоподібною структурою макромолекул без бічних відгалужень).
Переваги поліолефінових волокон:
¨ достатньо високі значення міцності та подовження при розтягуванні;
¨ висока стійкість до дії кислот і лугів;
¨ низька щільність (вироби не тонуть у воді).
Недоліки:
¨ стійкість до стирання нижча, ніж у поліамідних ниток;
¨ низька термостійкість (при 800 С втрачає 80% міцності);
¨ гігроскопічність рівна нулю;
¨ погано забарвлюються;
¨ сильно електризуються.
Використовують в технічних цілях або в суміші з природними волокнами у виробництві матеріалів для верхнього одягу, декоративних тканин.
Характеристики властивостей текстильних волокон приведені в таблиці 3, розчинність в різних хімічних реактивах в таблиці 4 і поведінка при горінні в таблиці 5.
