Реферат
натему:
Модифіковані синтетичні волокна
Зміст
1. Загальна характеристикасинтетичних волокон
2. Поняття про модифікаціюхімічних волокон
3. Модифіковані синтетичніволокна
1. Загальна характеристика синтетичних волокон
Синтетичніволокна отримуютьз високомолекулярних речовин, які синтезуються з низькомолекулярних сполук(наприклад, продукти переробки нафти, газу, кам'яного вугілля, такі як фенол,бензол, толуол, етилен тощо). Волокна формують лише з тих синтетичних полімерів,які здатні розчинятися у доступних розчинниках або розплавлятися без руйнуванняі утворювати при цьому в'язкі розчини або розплави. Крім того, як допоміжнівикористовують розчинники, теплоносії, каталізатори, барвники, антистатичніпрепарати, інгібітори та стабілізатори, воду та багато інших речовин тапрепаратів.
Властивостіта якість готових синтетичних волокон значною мірою залежать від складуволокноутворювальних полімерів, умов їх синтезу, формування волокон таособливостей структуроутворення. Порушення або недотримання вимог технологічнихсхем виробництва призводить до появи різних вад готових волокон, зниженняякості.
Залежновід особливостей хімічної будови макромолекул полімерів синтетичні волокнаподіляють на гетероланцюгові та карболанцюгові. До гетероланцюгових відносять волокна, отриманіз полімерів, макромолекули яких, крім атомів вуглецю, містять в головномуланцюгу також атоми кисню, азоту та інших елементів. Полімери, з яких формуютьгетероланцюгові волокна, отримують внаслідок реакції поліконденсації. Волокна,нитки, плівки та інші вироби з цих полімерів формують із розплавів. До цієїгрупи відносять поліамідні, поліефірні, поліуретанові, поліформальдегідніволокна та ін.
Укарболанцюгових полімерів основні ланцюги макромолекул містять лише атомивуглецю. Їх отримують внаслідок реакції полімеризації, а волокна формуютьпереважно з розчинів, інколи — з розплавів. До цієї підгрупи відносятьполіакрилонітрильні, полівінілхлоридні, полівінілспиртові, поліолефінові,фторомісткі та інші волокна.
2. Поняття про модифікацію хімічних волокон
Важливимнапрямом розвитку нових видів хімічних волокон є модифікування – один ізнайбільш простих та перспективних шляхів, який дозволяє отримувати їх ізшироким спектром заданих функціональних властивостей. Для кожного напрямувикористання хімічних волокон створені спеціальні типи волокон з оптимізованимихарактеристиками, широким використанням методів фізичної та хімічноїмодифікації. Основним напрямом розширення і поліпшення асортименту хімічнихниток і волокон є не стільки розробка нового вигляду волокон і ниток, скількимодифікація тих, що існують з метою додання ним нових заздалегідь заданихвластивостей. В даний час для модифікації волокон і ниток запропонована великакількість всіляких методів, частина яких вже застосовується в промисловості нарізних стадіях виробництва і переробки волокон і ниток. Модифікація волокон —один з найбільш простих і перспективних шляхів регулювання їх властивостей. Усіметоди модифікації поділяються на три групи:
— фізичні — без зміни хімічного складу, але зізміною надмолекулярної будови або зовнішньої поверхні волокна. Як правило, цей метод використовується на стадіях формування або подальшої обробкиволокон;
— хімічні — зі зміною хімічного складу шляхомсополімеризації при отриманні вихідного полімеру або введення новихфункціональних груп при обробці вже сформованих волокон, а також у виглядітекстильних полотен або виробів;
— композитні (або методи змішування), коли доосновного полімеру додаються ті чи інші компоненти — носії нових властивостей шляхомвведення добавок на стадії підготовки вихідного розплаву (розчину) доформування або у процесі формування.
Основніметоди модифікації та ефекти, які при цьому досягаються, наведені в табл. 1.
Таблиця 1
Основніметоди модифікації волокон та нитокМетод Ефект, що досягається Зміна умов витягування та термомообробки Зміна фізико-механічних властивостей Текстурування ниток Надання звитості, об'ємності та комфортності виробам Отримання мікроволокон Підвищення криючої здатності, зміна грифа та комфортності виробів Отримання профільованих волокон Те саме, а також підвищення здатності зчіплюватися в текстильних виробах Введення нових активних груп шляхом сополімеризації або подальшої хімічної обробки Надання підвищеної здатності до фарбування, гідрофільності, а також специфічних властивостей (вогнезахищеності, біостійкості та ін.) Введення дисперсних домішок та барвників Отримання матованих, пофарбованих у масі волокон, надання специфічних властивостей виробам Отримання бікомпонентних волокон Надання звитості, об'ємності такомфортності виробам
Пріоритетнимдля розвинених країн є зараз також отримання волокон зі специфічнимивластивостями. Найбільш важливими є такі їх види:
— особливими фізичнимивластивостями, зокрема електропровідні;
— з особливимифізико-хімічними властивостями – сорбуючі, во-логообмінні;
— з особливими хімічними властивостями, наприклад, високохемо-стійкі.
Узв'язку з постійним зростанням обсягів випуску хімічних волокон, а вперспективі багаторазовим його збільшення важливого значення набуває проблемарозвитку сировинних ресурсів для виробництва хімічних волокон, оскільки спостерігаєтьсятенденція поступового підвищення цін, а в перспективі – дефіцит традиційнихвидів сировини – нафти, кам’яного вугілля та газу, деревинної целюлози.
Томуна зміну або як доповнення до традиційних мають прийти нові сировинні ресурсидля одержання мономерів і/або волокноутворюючих полімерів на їх основі,засновані на рослинних ресурсах, які відтворюються, продуктах біотехнології тазв'язуванні вуглекислого газу і азоту з атмосфери. Внаслідок цього вже сьогодніпроводяться дослідження нових сировинних джерел для одержання волокон іволокнистих матеріалів на їх основі.
3. Модифіковані синтетичні волокна
синтетичний волокно модифікація властивість
Проводитьсяактивна робота в галузі модифікації хімічних волокон. Поліпропіленові волокна ранішевикористовувалися тільки для килимових виробів, зараз це волокно — лідер серед синтетичних волокон затемпами зростання виробництва. Активно використовується для«розумного» текстилю («smart textile»)— наприклад, волокно permafresh — бактерицидної та антимікробної дії для виготовленняпанчішно-шкарпеткових виробів і білизни. У композиціях з віскозним волокномвикористовується в інтегрованому трикотажі.
Шелон- структурно-модифіковане поліамідне легке волокно, використовується привиготовленні шовкових блузових і суконних тканин.
Мегалон- модифіковане поліамідне волокно, близьке по гігроскопічності до бавовни, алеперевершує його по міцності і зносостійкості в три рази.
Трілобал- профільовані поліамідні нитки, що імітують натуральний шовк. Тригранніпрофільовані поліамідні нитки і нитки плоского перетину додають виробаммерехтливий блиск.
ФірмаDu Pont випускає у великих обсягах волокна дляутеплювачів — термолофт, тинсулейт. Завдякикомбінації поліамідних та поліпропіленових волокон їх структура наближаєтьсядо структуринатурального пуху; добревідновлює об'ємпісля стискання. На цій основі випускається матеріал полартекс.
Сьогодніу світі існує досить багато модифікацій поліефірних волокон. Так, наприклад,волокно Sophista – прохолодне на дотик (маєохолоджуючий ефект), швидко вбирає вологу за рахунок нової системи мікропор,відноситься до нового покоління ПЕ-волокон для клімат-контролю тіла людини. Panapack — мікроволокно, яке швидкосохне після вологих обробок і прання. Основна перевага – стійкість до пілінгу.Використовується в композиції з бавовною, вовною і віскозою у спортивному одязі та білизні. AirStretch — модифікований ПЕ, який має високуеластичність в усіх напрямках. Волокно дуже легке, собівартість йоговиробництва дешевша, ніж виробництво поліуретанових еластичних волокон. Trevira — нове антибактеріальне волокно наоснові ПЕ, яке виробляється з 2003 р. у Німеччині.Містить біоактивні інгредієнти, які не зазнають впливу води, не зникають припранні й тривалому носінні одягу. Застосовується для виготовлення білизни,зимового та літнього одягу. Ціна порівняно зі звичайним ПЕ набагато вища. Michron — нове мікроволокно, отримане на основісополімеризації поліефіру та еластану. Екологічно чисте, легке, повітро- іпаропроникне, прирівнюється за властивостями до штучних волокон.
Еластомірніволокна (мононитки) називають символом сучасноїмоди та моди майбутнього. їх застосовують у всіх асортиментних групах тканин іполотен: від білизняних тканин до матеріалів пальтово-костюмного асортименту.Змішані тканини з добавкою лайкри мають підвищену еластичність, формостійкість,комфортність і використовуються для виготовлення спортивного одягу, суконьтощо.
Розмаїтістьхімічних волокон і ниток, які виробляються нині, дуже велика. Вони мають різнівластивості, що відповідають потребам людини.
Сучасніволокна і тканині відрізняються біостійкістю, термостійкістю, молестійкістю,безусадочністю, незминальністю, гідрофобністю, антистатичними, вогнезахисними,кислотозахисними, іонообмінними, водо- та брудовідштовхуючими властивостямитощо. Ціла група спеціальних волокнистих матеріалів знаходить застосування длямедичних цілей, наприклад, кровозупинні, бактерицидні (антимікробні) та ін.Широкого поширення набули волокна, до складу яких входять мікрокапсули іздезодоруючими речовинами, з порцеляною, перламутром, кришталем, з лікарськимирослинами, вітаміном Е. Антимікробні текстильні матеріали, обсяг випуску якихнеухильно зростає, знаходять застосування у різних галузях народногогосподарства як оббивні, декоративні, ізоляційні та інші матеріали і вироби,які можуть зазнавати ушкодження мікроорганізмами. У медицині антимікробніматеріали застосовуються як перев'язні, шовні, лікувально-профілактичні засоби,що зупиняють розвиток хвороботворних бактерій і грибків, а в ряді випадківмають і лікувальну дію. Здатність антимікробних волокон припиняти розвитокпатогенної мікрофлори визначає доцільність виготовлення з них хірургічних нитокдля попередження післяопераційних ускладнень. У хірургічній практицізастосовуються антимікробні протези кровоносних судин і антимікробний шовнийматеріал, отриманий з синтетичних волокон.
Заразрозроблені і випускаються термостійкі і важкозаймисті синтетичні волокна різноїхімічної природи — поліамідні, поліефірні,поліакрилонітрильні, полівінілхлоридні та ін. Тканини, виготовлені зтермостійких волокон, за деякими своїми експлуатаційними і споживчимивластивостями мають багато переваг порівняно з тканинами з натуральних волоконз вогнезахисною обробкою. Вони набагато міцніші, мають високу хімічну стійкістьдо дії лугів, кислот і багатьох органічних розчинників.
УРадянському Союзі було синтезоване волокно фенилон — ароматичне поліамідневолокно (фениленізофталамід), стійке до дії іонізуючих випромінювань, з високоюхімічною стійкістю до дії кислот і лугів, органічних розчинників,нафтопродуктів, збереженням фізико-механічних властивостей при підвищенихтемпературах (до 400°С); воно рекомендується для технічних і побутових цілей,особливо для тканин із суміші з натуральними волокнами. Інше волокно — лола —найбільш термостійке синтетичне волокно, яке рекомендується використовувати дляспецодягу льотчиків, пожежників, космонавтів, декоративно-оздоблювальнихматеріалів, фільтрувальних тканин для пальних газів.
Значнимнауково-технічним досягненням XX століттястало відкриття американською фірмою «Дюпон» нового класу синтетичнихволокон на основі ароматичних поліамідів, скорочено названих арамідами. У 1972 р. на основі арамідів фірмою булоотримано високоміцне волокно кевлар (міцність кевлара в 5 разів вища за міцність сталі). Пізніше арамідніволокна двох різновидів почали випускати й в інших країнах: у СРСР — фенилон(про яке було сказано вище), ірамід і аримід Т, оксалон, терилон, у Японії —конекс і НМ-50, у Франції кермель (за властивостями аналог кевлару). Японськетермостійке волоки корделан — сополімер полівінілхлориду і вінілхлоридуполівініловим з спиртом рекомендується для виробів побутового призначення, утому числі для дитячого одягу, драпірувальних тканин і килимових виробів.Корделан досить стійкий до стирання, має властивості самозагасання і не виділяєтоксичних газів. Арамідні волокна однієї групи (фенилон, номекс, конекс) використовуютьсятам, де необхідна стійкість до відкритого полум'я і термічних впливів; волокнадругої групи (кевлар, терлон) мають високу механічну міцність у сполученні зневеликою масою і використовуються там, де необхідний одяг, що захищає відмеханічних впливів (куленепробивні жилети та ін.).
Сучасніхімічні волокна застосовуються для одержання волокнистих матеріалів і виробівпобутового, технічного, гігієнічного і медичного призначення.
Список використаної літератури:
1. Бузов Б.А. и др. Материаловедение швейного производства/Б.А. Бузов, Т.А. Модестова, Н.Д. Алыменкова.— 4-е изд., перераб. и доп.— М.:Легпромбытиздат, 1986.— 424 с.
2. Патлашенко О.А. Матеріалознавство швейноговиробництва: Навч. пос. — 2-ге видання. — К.: Арістей, 2007. — 288 с.
3.Савостицкий И.А., Амирова Э.К. Материаловедение швейногопроизводства: Учеб. Пособие для студ. Учреждений сред. проф. образования. – М.:Изд. Центр «Академия»: Мастерство: Высшая школа, 2000, — 240 с.
4. Супрун Н.П. Матеріалознавство швейних виробів:волокна та нитки: Підручник. — К.:Знання, 2008. — 183 с.