Искусственные волокна – это химические волокна, получаемые из природных полимеров, главным образом целлюлозы, получаемой из дерева и соломы. Ткани из искусственных волокон, также как и из натуральных, обладают высокими гигиеническими и иными качествами.

Искусственные волокна классифицируются следующим образом: гидратцеллюлозные, ацетилцеллюлозные, белковые.

Гидратцеллюлозные искусственные волокна

Сюда относятся вискоза, лиоцелл, а также медно-аммиачные волокна.

Вискозные ткани изготавливаются исходя из их назначения. Им можно придать внешний вид хлопка, льна, шерсти или шелка. Кроме того, вискоза применяется для прядения вискозных неволокнистых изделий (целлюлозной пленки, целлофана), а также для производства искусственной кожи (кирзы). Вискоза обладает некоторыми достоинствами по сравнению с традиционными натуральными тканями. Так, вискоза лучше впитывает влагу, чем хлопок. Изделия из вискозы обладают приятным шелковистым блеском, при этом легко окрашиваются и обладают высокой светостойкостью (в отличие от шелка). Из недостатков необходимо назвать сильную сминаемость, высокую степень усадки и невысокую прочность (особенно во влажном состоянии). Поэтому стирать вискозу необходимо в щадящем режиме. Отжимать лучше вручную и не сильно, либо вообще не отжимать, а сразу вешать сушиться. Гладить ее рекомендуется в таком же режиме, как и шелк.

Лиоцелл также изготавливается из целлюлозных волокон. Лиоцелл выпускается под различными коммерческими названиями: Tencel, Орцел. Ткани из лиоцелла обладают следующими преимуществами: они приятные на ощупь, прочные, гигиеничные и экологически чистые. Кроме того, они эластичнее и гигроскопичнее хлопка.

Медно-аммиачное волокно вырабатывается из хлопковой целлюлозы. Имеет ограниченное применение в силу больших производственных затрат. Применяется в основном при производстве трикотажа, а в смеси с шерстью – при изготовлении тканей и ковров. В целом свойства медно-аммиачных волокон близки к вискозным. Но их прочность, упругость и эластичность немного выше.

Производство искусственных волокон

К искусственным относятся волокна, вырабатываемые из целлюлозы и ее производных.

Вискозное волокно — одно из наиболее распространенных искусственных волокон. Для выработки вискозного волокна используют древесную целлюлозу и короткое хлопковое волокно. Краткая схема получения вискозного волокна состоит в следующем. Чистую целлюлозу об­рабатывают 18 % -ным раствором едкого натра при температуре 18-20 °С в течение 1ч — мерсеризуют. Образующаяся целлюлоза выдерживается в течение 12-14 ч при установленной температуре (процесс предсозревания). Созревшая целлюлоза обрабатывается сероуглеродом — образуется ксантогенат, который растворяют в разбавленном растворе едкого натра и получают вязкий продукт — вискозу, который фильтруют и выдерживают в течение 20-40 ч. Затем он поступает на прядильные машины и продавливается с помощью насосиков через фильеры (цилиндр из золота, платины, нержавеющей стали), на дне которых имеются отверстия различного диаметра (рис. 1.1).

Струйки вискозы через фильеры попадают в ванну с водяным раствором 4-5%-ной серной кислоты и сернокислых солей, где происходит осаждение (коагуляция) твердой части, а также омыление простого эфира до чистой целлюлозы. После продавливания через фильеры волокно подвергается вытяжке и тепловой обработке в горячей воде.

После формования вискозная нить отмывается от кислот и солей и подвергается отделке: удалению серы, отбелке, замасливанию, сушке, перемотке,

По химическому составу вискозное волокно представляет собой чистую целлюлозу. Степень полимеризации целлюлозы вискозного волокна равна 300-600.

Полинозное волокно — разновидность вискозного, для выработки которого используют ксантогенат с высокой степенью этерификации. Принцип получения этого волокна основан на образовании при формовании более однородной гидратцеллюлозы вследствие разложения ксантогената целлюлозы одновременно по всей толщине волокна. Такое волокно имеет более однородную и плотную структуру, а в результате — меньшую потерю прочности в мокром состоянии.

Сиблоновое волокно — модифицированное вискозное волокно. Для выработки его используют однородную по свойствам древесную целлюлозу со степенью полимеризации 500-600. Волокно сиблон формуется из вискозы, в состав которой входят модификаторы (полиэтиленгликоль и др.), что позволяет получить более однородный прядильный раствор.

Мтилон В — химически модифицированное вискозное волокно, представляет собой привитый сополимер целлюлозы (60-65 %) и акрилонитрила (35-40 %).

Кроме рассмотренных выше вискозных волокон, в настоящее время выпускаются бактерицидные волокна, полые вискозные волокна, масло и грязестойкие, которые получают в результате прививки к целлюлозе фторсодержащих полимеров, Медно-аммиачное волокно получают растворением целлюлозы в медно-аммиачном растворе. Образующийся вязкий раствор фильтруют и формируют, продавливая через фильеры в осадительную ванну с водой, а затем во второй ванне разлагают 2-3%-ным раствором серной кислоты. Полученное гидратцеллюлозное волокно вытягивают, промывают, замасливают и сушат.

Ацетатное волокно. Особенность ацетатного волокна заключается в том, что его получают из сложного уксусного эфира целлюлозы — ацетата целлюлозы. Ацетатное волокно вырабатывается двух видов: диацетатное (ацетатное) и триацетатное. Хлопковую или облагороженную древесную целлюлозу, содержащую не менее 0,7 % а-целлюлозы, обрабатывают смесью уксусной кислоты, уксусного ангидрида с использованием в качестве катализатора серной кислоты. В результате образуется триацетат целлюлозы, который растворяется в метиленхлориде со спиртом. Его используют для получения триацетатного волокна. При частичном омылении триацетата целлюлозы получают диацетат целлюлозы, который растворяется в ацетоне со спиртом, для получения ацетатного волокна.

Формование ацетатных волокон осуществляется из растворов сухим и мокрым способами. Выходящие из фильеры струйки раствора попадают в шахты, куда подается сухой подогретый воздух. Летучие растворители быстро испаряются и волокно затвердевает.

Ацетилцеллюлозные искусственные волокна

К этой группе относятся ацетатные и триацетатные волокна. Такие волокна мягкие и внешне похожи на натуральный шелк. Они хорошо сохраняют форму, не мнутся, светоустойчивы. Но их прочность ниже, чем у вискозы. Из недостатков необходимо отметить невысокую гигроскопичность, низкую устойчивость к истиранию, плохую окрашиваемость и электризуемость.

Ацетатные волокна обладают низкой теплопроводностью. Поэтому их применяют при пошиве теплого белья. Термостойкость у них низкая (80-90 °С). Такие ткани стираются в щадящем режиме при температуре 30 °С.

Триацетатные волокна обладают высокой упругостью. Благодаря этому изделия из них сохраняют плиссе и гофре даже после стирки. Кроме того, их не требуется гладить. В отличие от ацетатных, триацетатные волокна лучше окрашиваются и термостойки (150-160 °С). Поэтому стирать ткани из них можно в обычном режиме при температуре 70 °С. Но гигроскопичность у них еще ниже, чем у ацетатных.

§ 12. Химические волокна

Вы уже знакомы с материалами, изготовленными из натуральных волокон, — это хлопок, лен, шерсть, шелк. Но в современном мире все больше и больше тканей производят из искусственного волокна. Уже в XVII в. англичанин Роберт Гук высказал мысль о возможности получения искусственного волокна. Однако промышленным путем искусственное волокно для изготовления тканей получили только в конце XIX в. В России первый завод по производству искусственного шелка был построен в 1913 г. в подмосковном городе Мытищи.

В гардеробе современного человека редко можно найти вещь, изготовленную из натурального волокна. Сегодня почти все натуральные ткани содержат добавки, которые улучшают их свойства.

При покупке тканей, текстильных и трикотажных изделий нельзя ориентироваться только на их внешний вид

Чтобы правильно ухаживать за вещью, очень важно знать сырьевой состав и свойства данного материала

Технология производства химических волокон

Химические текстильные волокна получают путем переработки разного по происхождению сырья. По этому признаку они делятся на искусственные и синтетические. Сырьем для производства искусственных волокон служит целлюлоза, получаемая из древесины ели и отходов хлопка. Сырьем для производства синтетических волокон являются газы — продукты переработки каменного угля и нефти.

Производство химических волокон делится на три этапа:

1. Получение прядильного раствора. Все химические волокна, кроме минеральных, производят из вязких растворов или расплавов, которые называют прядильными. Например, искусственные волокна получают из растворенной в щелочи целлюлозной массы, а синтетические волокна — путем сложения химических реакций различных веществ.
2. Формование волокна. Вязкий прядильный раствор пропускают через фильеры — колпачки с мельчайшими отверстиями. Количество отверстий в фильере колеблется от 24 до 36 тыс. Струйки раствора, вытекая из фильер, затвердевают, образуя твердые тонкие нити. Далее нити из одной фильеры на прядильных машинах соединяются в одну общую нить, вытягиваются и наматываются на бобину.
3. Отделка волокна. Полученные нити проходят промывку, сушку, крутку, термическую обработку (для закрепления крутки). Некоторые волокна отбеливают, красят и для придания мягкости обрабатывают раствором мыла.

Контрольные вопросы

1. Какова технология производства химических текстильных волокон? 2. Что является сырьем для производства химических волокон?

Белковые искусственные волокна

Эту группу представляют казеиновые и зеиновые волокна.

Казеин – сложный белок, который образуется в результате расщепления пептидных связей в процессе свертывания молока.

Зеин – белок растительного происхождения. Содержится в зернах кукурузы.

Белковые волокна обладают мягкостью, низкой теплопроводностью. По показателям гигроскопичности и растяжимости приближаются к шерстяным. Однако их прочность невелика, особенно во влажном состоянии. Кроме того, они обладают низкой термостойкостью. Потому боятся горячей воды. В целом производство белковых волокон широко не распространено в силу их низких механический свойств, а также потому, что сырьем служат ценные пищевые продукты.

Виды волокон

Если говорить о натуральных волокнах, то они могут быть минерального, животного или растительного происхождения.

Неорганические волокна создаются с использованием различных химических процессов.

Классификация на группы:

1. Искусственные волокна (добытые путем химической переработки из различного сырья). Для их производства чаще всего используются целлюлоза и пух.
2. Синтетические волокна. Эта разновидность добывается из синтезированных полимеров, а сырьем выступают циклогексан, фенол, этилен, бензол.

В современной промышленности для создания текстильной продукции широко производятся обе группы. Рассмотрим особенности каждой из них подробнее.

План индивидуального гардероба

Получите мои бесплатные рекомендации по стилю по электронной почте:

Понравилась статья? Рейтинг 3.33 (6 голосов)

А ЧТО ВЫ ДУМАЕТЕ ПО ЭТОЙ ТЕМЕ?

Сравнение

Главное отличие искусственных волокон от синтетических в том, что в качестве сырья для производства первых используются природные вещества. Выпуск вторых предполагает задействование низкомолекулярных неорганических веществ, в естественном виде встречающихся редко, а также получение соединений, которые в природе практически не образуются.

Стоит отметить, что искусственные и синтетические волокна в любом случае принято обособлять от натуральных при классификации тех или иных товаров, поскольку в готовом виде ни первые, ни вторые не имеют прямых природных аналогов, которые могли бы применяться в качестве третьих.

Но искусственные ткани в целом считаются в определенной степени более натуральными, чем синтетические, поскольку, как мы отметили выше, в качестве сырья для их производства используются вещества, присутствующие в природе.

Исходное природное сырье для искусственной ткани — например, целлюлоза — является, так или иначе, основой для формирования соответствующего продукта. К примеру, целлюлоза, обработанная посредством гидроксида натрия с последующей полимеризацией, превращается в вискозу.

В свою очередь, химический состав синтетических тканей может быть существенно более сложным. Из компонентов сырья, используемых для их производства, иногда непросто выделить основной.

Определив, в чем разница между искусственными и синтетическими волокнами, отразим выводы в небольшой таблице.

Общие свойства синтетических волокон

Несмотря на все свое разнообразие, большинство искусственных материалов обладают общими особенностями. К достоинствам синтетических тканей относятся следующие качества.

• Долговечность. Искусственные ткани имеют повышенную износостойкость, не подвержены гниению, порче вредителями и плесневыми грибками. Специальная технология отбеливания и последующего окрашивания волокна обеспечивает стойкость цвета. Некоторые группы синтетических тканей неустойчивы к воздействию солнечных лучей.
• Легкость. Одежда из синтетики весит намного меньше, чем ее натуральные аналоги.
• Быстро сохнут. Большинство синтетических волокон не впитывают влагу или имеют водоотталкивающие свойства, то есть обладают низкой гигроскопичностью.
• Благодаря масштабному промышленному производству и дешевизне исходного сырья большинство искусственных тканей имеют низкую стоимость. При производстве получают высокую производительность труда и низкую себестоимость, что стимулирует развитие отрасли. Многие производители регулируют технологические характеристики материала в соответствии с пожеланиями крупных заказчиков.

Недостатки обуславливаются тем фактором, что искусственный материал может плохо влиять на живой организм.

• Синтетика накапливает статическое электричество (электризуется).
• Возможно возникновение аллергии, индивидуальная непереносимость химических компонентов.
• Большинство искусственных тканей плохо впитывают влагу – соответственно, не впитывают пот и обладают низкими гигиеническими свойствами.
• Не пропускают воздух – это также имеет значение для производства одежды и белья.

Некоторые свойства синтетических тканей могут иметь как положительный, так и отрицательный смысл в зависимости от того, как применяется материал. Например, если ткань не пропускает воздух, это негигиенично для повседневной одежды. Но верхняя спецодежда из такого материала будет весьма уместна для защиты от неблагоприятных погодных условий.

Акрил: полиакрилонитрильные материалы

По механическим свойствам близок к волокнам шерсти, поэтому акрил иногда называют «искусственной шерстью». Синтетика устойчива к солнечным лучам, она термостойкая, прекрасно держит форму. Не впитывает влагу, жесткая, электризуется, истирается.

Применяют в комбинации с шерстью для производства ткани для мебели, детских матрасов, пошива верхней одежды и изготовления искусственного меха. Акрил не образует катышков, что делает его незаменимой добавкой в шерстяную пряжу для вязания. Вещи из комбинированной пряжи меньше растягиваются, они более прочные и легкие.

Торговые названия полиакрилонитрильных материалов: акрилан, нитрон, кашмилон, дралон, долан, орлон.

Разновидности синтетики

В настоящее время изобрели несколько тысяч химических волокон, и каждый год появляются новые материалы. По химической структуре все виды синтетических тканей делятся на две группы: карбоцепная и гетероцепная. Каждая группа подразделяется на подгруппы, обладающие сходными физическими и эксплуатационными свойствами.

Карбоцепная синтетика

Химическая цепочка макромолекулы карбоцепных синтетических тканей состоит в основном из атомов углерода (углеводородов). В группе выделяют следующие подгруппы:

• полиакрилонитрильную;
• поливинилхлоридную;
• поливинилспиртовую;
• полиэтиленовую;
• полипропиленовую.

Гетероцепная синтетика

Это ткани из синтетических волокон, в молекулярный состав которых, кроме углерода, включены атомы других элементов: кислорода, азота, фтора, хлора, серы. Такие включения придают исходному материалу дополнительные свойства.

Виды синтетических тканей гетероцепной группы:

• полиэфирные;
• полиамидные;
• полиуретановые.