Συνθετικές ίνες. Συνθετική ίνα πολυαμιδίου

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Οι συνθετικές ίνες άρχισαν να παράγονται βιομηχανικά το 1938. Αυτή τη στιγμή υπάρχουν ήδη αρκετές δεκάδες από αυτούς. Όλοι τους έχουν κοινό ότι η πρώτη ύλη είναι ενώσεις χαμηλού μοριακού βάρους που μετατρέπονται σε πολυμερή μέσω χημικής σύνθεσης. Διαλύοντας ή τήκοντας τα προκύπτοντα πολυμερή, παρασκευάζεται ένα διάλυμα περιδίνησης ή περιδίνησης. Χυτεύονται από κονίαμα ή λιώνουν και στη συνέχεια τελειώνουν.

Ποικιλίες

Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά που χαρακτηρίζουν τη δομή των μακρομορίων, οι συνθετικές ίνες διακρίνονται συνήθως σε ετεροαλυσίδα και καρμποαλυσίδα. Τα πρώτα περιλαμβάνουν αυτά που λαμβάνονται από πολυμερή, στα μακρομόρια των οποίων, εκτός από τον άνθρακα, υπάρχουν και άλλα στοιχεία - άζωτο, θείο, οξυγόνο και άλλα. Αυτά περιλαμβάνουν πολυεστέρα, πολυουρεθάνη, πολυαμίδιο καιπολυουρία. Οι συνθετικές ίνες άνθρακα-αλυσίδας χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι η κύρια αλυσίδα τους αποτελείται από άτομα άνθρακα. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει πολυβινυλοχλωρίδιο, πολυακρυλονιτρίλιο, πολυολεφίνη, πολυβινυλική αλκοόλη και που περιέχουν φθόριο.

Τα πολυμερή που χρησιμεύουν ως βάση για τη λήψη ινών ετεροαλυσίδων λαμβάνονται μέσω πολυσυμπύκνωσης και το προϊόν χυτεύεται από τήγματα. Οι καρβοαλυσίδες λαμβάνονται με πολυμερισμό αλυσίδας και ο σχηματισμός συνήθως συμβαίνει από διαλύματα, σε σπάνιες περιπτώσεις από τήγματα. Μπορείτε να εξετάσετε μια συνθετική ίνα πολυαμιδίου, η οποία ονομάζεται siblon.

Δημιουργία και χρήση

Μια τέτοια λέξη όπως το siblon αποδεικνύεται ότι είναι εντελώς άγνωστη για πολλούς, αλλά νωρίτερα στις ετικέτες ρούχων μπορούσε κανείς να δει τη συντομογραφία VVM, κάτω από την οποία κρυβόταν μια ίνα βισκόζης υψηλού συντελεστή. Εκείνη την εποχή, φαινόταν στους κατασκευαστές ότι ένα τέτοιο όνομα θα φαινόταν πιο όμορφο από το siblon, το οποίο θα μπορούσε να συσχετιστεί με το νάιλον και το νάιλον. Αυτός ο τύπος συνθετικής ίνας είναι κατασκευασμένος από χριστουγεννιάτικο δέντρο, ανεξάρτητα από το πόσο υπέροχο φαίνεται.

Λειτουργίες

Το Siblon εμφανίστηκε στις αρχές της δεκαετίας του '70 του περασμένου αιώνα. Είναι μια βελτιωμένη βισκόζη. Στο πρώτο στάδιο, η κυτταρίνη λαμβάνεται από ξύλο, απομονώνεται στην καθαρή της μορφή. Η μεγαλύτερη ποσότητα του βρίσκεται στο βαμβάκι - περίπου το 98%, αλλά εξαιρετικά νήματα λαμβάνονται από ίνες βαμβακιού ακόμη και χωρίς αυτό. Επομένως, για την παραγωγή κυτταρίνηςΤο ξύλο χρησιμοποιείται συχνότερα, ιδιαίτερα το κωνοφόρο, όπου περιέχει 40-50%, και το υπόλοιπο είναι περιττά συστατικά. Πρέπει να απορρίπτονται κατά την παραγωγή συνθετικών ινών.

Διαδικασία δημιουργίας

Οι συνθετικές ίνες παράγονται σταδιακά. Στο πρώτο στάδιο, πραγματοποιείται η διαδικασία μαγειρέματος, κατά την οποία όλες οι περίσσιες ουσίες μεταφέρονται από τα ροκανίδια ξύλου στο διάλυμα και οι μακριές αλυσίδες πολυμερούς διασπώνται σε ξεχωριστά θραύσματα. Φυσικά, μόνο ζεστό νερό δεν αρκεί εδώ, προστίθενται διάφορα αντιδραστήρια: natrons και άλλα. Μόνο η πολτοποίηση με την προσθήκη θειικών έχει ως αποτέλεσμα έναν πολτό που είναι κατάλληλος για την παραγωγή siblon, καθώς διατηρεί λιγότερες ακαθαρσίες.

Όταν ο πολτός έχει ήδη χωνευτεί, αποστέλλεται για λεύκανση, ξήρανση και συμπίεση και στη συνέχεια μεταφέρεται εκεί όπου χρειάζεται - αυτή είναι η παραγωγή χαρτιού, σελοφάν, χαρτονιού και ινών, δηλαδή η κύρια παραγωγή. Τι θα συμβεί στη συνέχεια;

Μετά την επεξεργασία

Αν θέλετε να αποκτήσετε συνθετικές και φυσικές ίνες, τότε πρέπει πρώτα να προετοιμάσετε ένα διάλυμα κλώσματος. Η κυτταρίνη είναι ένα στερεό που δεν διαλύεται εύκολα. Ως εκ τούτου, συνήθως μετατρέπεται σε υδατοδιαλυτό εστέρα διθειοκαρβονικού οξέος. Η διαδικασία μετατροπής σε αυτή την ουσία είναι αρκετά χρονοβόρα. Αρχικά, η κυτταρίνη επεξεργάζεται με ζεστό αλκάλιο, ακολουθείται από συμπίεση και ταυτόχρονα,περιττά αντικείμενα. Μετά τη συμπίεση, η μάζα συνθλίβεται και στη συνέχεια τοποθετείται σε ειδικούς θαλάμους, όπου αρχίζει η προωρίμανση - τα μόρια της κυτταρίνης έχουν σχεδόν μειωθεί στο μισό λόγω της οξειδωτικής αποδόμησης. Στη συνέχεια, η αλκαλική κυτταρίνη αντιδρά με δισουλφίδιο του άνθρακα, γεγονός που καθιστά δυνατή τη λήψη ξανθικού. Πρόκειται για μια πορτοκαλί μάζα που μοιάζει με ζύμη, ένας εστέρας του διθειοκαρβονικού οξέος και της πρώτης ύλης. Αυτό το διάλυμα ονομάστηκε "βισκόζη" για το ιξώδες του.

Ακολουθεί διήθηση για την αφαίρεση των τελευταίων ακαθαρσιών. Ο διαλυμένος αέρας απελευθερώνεται με το «βρασμό» του αιθέρα στο κενό. Όλες αυτές οι λειτουργίες οδηγούν στο γεγονός ότι το ξανθικό γίνεται σαν νεαρό μέλι - κίτρινο και παχύρρευστο. Σε αυτό το σημείο, το περιστρεφόμενο διάλυμα είναι εντελώς έτοιμο.

Λήψη ινών

Το διάλυμα πιέζεται μέσω των κλωστών. Οι τεχνητές συνθετικές ίνες δεν περιστρέφονται απλώς με τον παραδοσιακό τρόπο. Αυτή η λειτουργία είναι δύσκολο να συγκριθεί με ένα απλό ύφασμα, θα ήταν πιο σωστό να πούμε ότι είναι μια χημική διαδικασία που επιτρέπει σε εκατομμύρια ρεύματα υγρής βισκόζης να γίνουν στερεές ίνες. Στο έδαφος της Ρωσίας, η βισκόζη και η σιμπλούνα λαμβάνονται από κυτταρίνη. Ο δεύτερος τύπος ίνας είναι μιάμιση φορά ισχυρότερος από τον πρώτο, χαρακτηρίζεται από μεγαλύτερη αντοχή στα αλκάλια, τα υφάσματα που κατασκευάζονται από αυτό είναι υγροσκοπικά, λιγότερο συρρικνωμένα και τσαλακωμένα. Και οι διαφορές στις διαδικασίες παραγωγής βισκόζης και σιμπλονίου εμφανίζονται τη στιγμή που οι νεογέννητες συνθετικές ίνες βρίσκονται στο λουτρό καθίζησης μετά τα κλωστήρια.

Η χημεία για βοήθεια

Για να ληφθεί βισκόζη, χύνεται θειικό οξύ στο λουτρό. Είναι σχεδιασμένο να αποσυνθέτει τον αιθέρα, με αποτέλεσμα καθαρές ίνες κυτταρίνης. Εάν είναι απαραίτητο να ληφθεί ένα siblon, προστίθεται θειικός ψευδάργυρος στο λουτρό, ο οποίος εμποδίζει εν μέρει την υδρόλυση του αιθέρα, οπότε τα νήματα θα περιέχουν υπολειμματικό ξανθικό. Και τι δίνει; Στη συνέχεια, οι ίνες τεντώνονται και διαμορφώνονται. Όταν υπάρχουν υπολείμματα ξανθικού στις ίνες πολυμερούς, αποδεικνύεται ότι τεντώνουν τις αλυσίδες πολυμερούς κυτταρίνης κατά μήκος του άξονα της ίνας και δεν τις διατάσσουν τυχαία, κάτι που είναι χαρακτηριστικό για τη συνηθισμένη βισκόζη. Μετά το σχέδιο, η δέσμη των ινών κόβεται σε σπάτουλες μήκους 2-10 χιλιοστών. Μετά από μερικές ακόμη διαδικασίες, οι ίνες συμπιέζονται σε μπάλες. Ένας τόνος ξύλου είναι αρκετός για να παραχθούν 500 κιλά χαρτοπολτού, από τον οποίο θα παραχθούν 400 κιλά ίνας siblon. Η κλώση του πολτού διαρκεί περίπου δύο ημέρες.

Τι είναι επόμενο για τη Siblon;

Στη δεκαετία του 1980, αυτές οι συνθετικές ίνες χρησιμοποιήθηκαν ως προσθήκες στο βαμβάκι για να κάνουν τα νήματα να κλωστούν καλύτερα και να μην σπάνε. Το Siblon χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή υποστρωμάτων για τεχνητό δέρμα, και χρησιμοποιήθηκε επίσης στην κατασκευή προϊόντων αμιάντου. Εκείνη την εποχή, οι τεχνολόγοι δεν ενδιαφέρθηκαν να δημιουργήσουν κάτι νέο, απαιτούνταν όσο το δυνατόν περισσότερες ίνες για την εφαρμογή του σχεδίου.

Και στη Δύση εκείνη την εποχή, οι ίνες βισκόζης υψηλού συντελεστή χρησιμοποιήθηκαν για την παραγωγή υφασμάτων που ήταν φθηνά και ανθεκτικά σε σύγκριση μεβαμβάκι, αλλά ταυτόχρονα απορροφούν καλά την υγρασία και αναπνέουν. Τώρα η Ρωσία δεν έχει τις δικές της περιοχές βαμβακιού, επομένως οι μεγάλες ελπίδες εναποτίθενται στο siblon. Μόνο που η ζήτηση για αυτό δεν είναι ακόμη πολύ υψηλή, αφού σχεδόν κανείς δεν αγοράζει υφάσματα και ρούχα εγχώριας παραγωγής.

Πολυμερικές ίνες

Συνήθως χωρίζονται σε φυσικά, συνθετικά και τεχνητά. Φυσικές είναι εκείνες οι ίνες, ο σχηματισμός των οποίων πραγματοποιείται σε φυσικές συνθήκες. Συνήθως ταξινομούνται ανάλογα με την προέλευσή τους, που καθορίζει τη χημική τους σύσταση, σε ζώα και φυτά. Τα πρώτα αποτελούνται από πρωτεΐνη, δηλαδή καροτίνη. Είναι μετάξι και μαλλί. Τα τελευταία αποτελούνται από κυτταρίνη, λιγνίνη και ημικυτταρίνη.

Οι τεχνητές συνθετικές ίνες λαμβάνονται με χημική επεξεργασία πολυμερών που υπάρχουν στη φύση. Αυτές περιλαμβάνουν οξικές, βισκόζη, αλγινικές και πρωτεϊνικές ίνες. Η πρώτη ύλη για την παραγωγή τους είναι θειικός ή θειώδης ξυλοπολτός. Οι τεχνητές ίνες παράγονται με τη μορφή κλωστών υφασμάτων και κορδονιού, καθώς και με τη μορφή μη συνεχών ινών, οι οποίες επεξεργάζονται μαζί με άλλες ίνες για την παραγωγή διαφόρων υφασμάτων.

Η συνθετική πολυαμιδική ίνα λαμβάνεται από τεχνητά προερχόμενα πολυμερή. Ως πρώτη ύλη σε αυτή τη διαδικασία, χρησιμοποιούνται πολυμερείς ίνες, που σχηματίζονται από εύκαμπτα μακρομόρια ελαφρώς διακλαδισμένης ή γραμμικής δομής, τα οποία έχουν σημαντική μάζα - πάνω από 15.000 ατομικέςμονάδες μάζας, καθώς και μια πολύ στενή κατανομή μοριακού βάρους. Ανάλογα με τον τύπο, οι συνθετικές ίνες μπορούν να έχουν υψηλό βαθμό αντοχής, σημαντική τιμή σε σχέση με την επιμήκυνση, την ελαστικότητα, την αντοχή σε πολλαπλά φορτία, τις χαμηλές υπολειμματικές παραμορφώσεις και τη γρήγορη ανάκτηση μετά την αφαίρεση του φορτίου. Γι' αυτό, εκτός από τη χρήση τους στα κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα, χρησιμοποιήθηκαν ως ενισχυτικά στοιχεία κατά την κατασκευή σύνθετων υλικών, και όλα αυτά επέτρεψαν να γίνουν οι ειδικές ιδιότητες των συνθετικών ινών.

Συμπέρασμα

Τα τελευταία χρόνια, μπορεί κανείς να παρατηρήσει μια πολύ σταθερή αύξηση στον αριθμό των προόδων στην ανάπτυξη νέων πολυμερών ινών, ειδικότερα, παρα-αραμιδίου, πολυαιθυλενίου, ανθεκτική στη θερμότητα, συνδυασμένη, δομή πυρήνα-κέλυφος, ετεροκυκλικά πολυμερή, τα οποία περιλαμβάνουν διάφορα σωματίδια, όπως άργυρο ή άλλα μέταλλα. Τώρα το νάιλον δεν είναι πλέον το ύψος της μηχανικής, καθώς υπάρχει τώρα ένας τεράστιος αριθμός νέων ινών.