Sünteeskiud. Sünteetiline polüamiidkiud

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Sünteetilisi kiude hakati tööstuslikult tootma 1938. aastal. Hetkel on neid juba mitukümmend. Neil kõigil on ühine, et lähteaineks on madala molekulmassiga ühendid, mis muudetakse keemilise sünteesi teel polümeerideks. Saadud polümeeride lahustamisel või sulatamisel valmistatakse ketrus- või ketruslahus. Need vormitakse mördist või sulatist ja seejärel viimistletakse.

Sordid

Sõltuv alt makromolekulide struktuuri iseloomustavatest tunnustest jagatakse sünteetilised kiud tavaliselt heteroahelateks ja karboahelateks. Esimeste hulka kuuluvad need, mis on saadud polümeeridest, mille makromolekulides on lisaks süsinikule ka muid elemente - lämmastik, väävel, hapnik ja teised. Nende hulka kuuluvad polüester, polüuretaan, polüamiid japolüuurea. Süsinikahela sünteetilisi kiude iseloomustab asjaolu, et nende põhiahel on üles ehitatud süsinikuaatomitest. Sellesse rühma kuuluvad polüvinüülkloriid, polüakrüülnitriil, polüolefiin, polüvinüülalkohol ja fluori sisaldavad.

Polümeerid, mis on aluseks heteroahelaliste kiudude saamiseks, saadakse polükondensatsiooni teel ja toode vormitakse sulamitest. Karboahelaid saadakse ahelpolümerisatsioonil ja moodustumine toimub tavaliselt lahustest, harvadel juhtudel sulamistest. Võite kaaluda ühte sünteetilist polüamiidkiudu, mida nimetatakse sibloniks.

Loo ja kasuta

Selline sõna nagu siblon osutub paljudele täiesti võõraks, kuid varem võis rõivasiltidel näha lühendit VVM, mille alla oli peidetud suure mooduliga viskooskiud. Toona tundus tootjatele, et selline nimi näeb ilusam välja kui siblon, mida võiks seostada nailoni ja nailoniga. Seda tüüpi sünteeskiud on valmistatud jõulupuust, hoolimata sellest, kui vapustav see välja näeb.

Funktsioonid

Siblon ilmus eelmise sajandi 70. aastate alguses. See on täiustatud viskoos. Esimeses etapis saadakse tselluloos puidust, see eraldatakse puhtal kujul. Suurim kogus on seda puuvillas - umbes 98%, kuid suurepäraseid niite saadakse puuvillakiududest ka ilma selleta. Seetõttu tselluloosi tootmisekssagedamini kasutatakse puitu, eriti okaspuitu, kus see sisaldab 40–50% ja ülejäänud on mittevajalikud komponendid. Need tuleb sünteetiliste kiudude tootmise ajal utiliseerida.

Loomisprotsess

Sünteetilisi kiude toodetakse etapiviisiliselt. Esimeses etapis viiakse läbi keetmisprotsess, mille käigus kantakse kõik üleliigsed ained puitlaastudest lahusesse ja pikad polümeeriahelad lõhustatakse eraldi fragmentideks. Loomulikult ei piisa siin ainult kuumast veest, lisatakse erinevaid reaktiive: natroneid jt. Ainult tselluloosimassi sulfaatide lisamisega saadakse paberimass, mis sobib sibloni tootmiseks, kuna hoiab vähem lisandeid.

Kui tselluloos on juba seeditud, saadetakse see pleegitamiseks, kuivatamiseks ja pressimiseks ning seejärel viiakse sinna, kus seda vaja on – see on paberi, tsellofaani, papi ja kiudude tootmine ehk põhitoodang.. Mis temaga järgmiseks saab?

Järeltöötlus

Kui soovite saada sünteetilisi ja looduslikke kiude, peate esm alt valmistama ketruslahuse. Tselluloos on tahke aine, mida ei ole lihtne lahustada. Seetõttu muundatakse see tavaliselt vees lahustuvaks ditiokarbonhappe estriks. Selleks aineks muutumise protsess on üsna pikk. Esiteks töödeldakse tselluloosi kuuma leelisega, seejärel pigistatakse ja samal ajalmittevajalikud esemed. Pärast pigistamist mass purustatakse ja asetatakse seejärel spetsiaalsetesse kambritesse, kus algab eelküpsemine - tselluloosi molekulid vähenevad oksüdatiivse lagunemise tõttu peaaegu poole võrra. Seejärel reageerib leelistselluloos süsinikdisulfiidiga, mis võimaldab saada ksantaadi. See on oranži värvi taignataoline mass, ditiokarbonhappe ester ja lähteaine. Seda lahust nimetati viskoossuse tõttu "viskoosiks".

Järgneb viimaste lisandite eemaldamiseks filtreerimine. Lahustunud õhk vabaneb eetri "keetmisel" vaakumis. Kõik need toimingud viivad selleni, et ksantaat muutub nagu noor mesi - kollaseks ja viskoosseks. Sel hetkel on ketruslahendus täiesti valmis.

Kiudude hankimine

Lahus surutakse läbi vurride. Kunstlikke sünteetilisi kiude ei kedrata ainult traditsioonilisel viisil. Seda toimingut on raske võrrelda lihtsa tekstiiliga, õigem oleks öelda, et see on keemiline protsess, mis võimaldab miljonitel vedela viskoosi voogudel muutuda tahketeks kiududeks. Venemaa territooriumil saadakse tselluloosist viskoosi ja sibloni. Teist tüüpi kiud on poolteist korda tugevamad kui esimene, seda iseloomustab suurem vastupidavus leelistele, sellest valmistatud kangad on hügroskoopsed, vähem kokkutõmbuvad ja kortsuvad. Ja viskoosi ja sibloni tootmisprotsesside erinevused ilmnevad hetkel, kui äsja "sündinud" sünteetilised kiud on sadevannis pärast ketrust.

Keemia abiks

Viskoosi saamiseks valatakse vanni väävelhape. See on ette nähtud eetri lagundamiseks, mille tulemuseks on puhtad tselluloosikiud. Kui on vaja saada sibloon, lisatakse vannile tsinksulfaati, mis takistab osaliselt eetri hüdrolüüsi, nii et niidid sisaldavad ksantaadi jääke. Ja mida see annab? Seejärel kiud venitatakse ja vormitakse. Kui polümeerkiududes on ksantaadi jääke, venib see polümeertselluloosi ahelaid piki kiu telge, mitte ei paiguta neid juhuslikult, mis on tüüpiline tavalisele viskoosile. Pärast tõmbamist lõigatakse kiukimp 2-10 millimeetri pikkusteks spaatliteks. Pärast veel paari protseduuri pressitakse kiud pallideks. Tonnist puidust piisab 500 kilogrammi tselluloosi tootmiseks, millest toodetakse 400 kilogrammi siblonkiudu. Tselluloosi ketramine võtab aega umbes kaks päeva.

Mis saab Siblonist järgmiseks?

1980ndatel kasutati neid sünteetilisi kiude puuvilla lisandina, et niidid oleks paremini kedratud ega puruneks. Siblonist valmistati substraate kunstnahale, seda kasutati ka asbestitoodete valmistamisel. Sel ajal ei olnud tehnoloogid huvitatud millegi uue loomisest, plaani elluviimiseks oli vaja võimalikult palju kiudaineid.

Ja läänes kasutati sel ajal kõrge mooduliga viskooskiude, et toota kangaid, mis olid odavad ja vastupidavad.puuvillane, kuid samal ajal imavad hästi niiskust ja hingavad. Nüüd pole Venemaal oma puuvillapiirkondi, nii et suured lootused on pandud siblonile. Ainult nõudlus selle järele ei ole veel väga suur, kuna peaaegu keegi ei osta kodumaise toodangu kangaid ja rõivaid.

Polümeerkiud

Need jagunevad tavaliselt looduslikeks, sünteetilisteks ja tehislikeks. Looduslikud on need kiud, mille moodustumine toimub looduslikes tingimustes. Tavaliselt liigitatakse nad päritolu järgi, mis määrab nende keemilise koostise, loomadeks ja taimedeks. Esimesed koosnevad valkudest, nimelt karoteenist. See on siid ja vill. Viimased koosnevad tselluloosist, ligniinist ja hemitselluloosist.

Kunstlikud sünteetilised kiud saadakse looduses eksisteerivate polümeeride keemilisel töötlemisel. Nende hulka kuuluvad atsetaat, viskoos, alginaat ja proteiinkiud. Nende tootmise tooraineks on sulfaat- või sulfitpuitmass. Keemilisi kiude toodetakse tekstiil- ja nöörniitidena, aga ka staapelkiu kujul, mida töödeldakse koos teiste kiududega erinevate kangaste valmistamisel.

Sünteetiline polüamiidkiud saadakse kunstlikult saadud polümeeridest. Selle protsessi lähteainena kasutatakse polümeerkiude, mis on moodustatud kergelt hargnenud või lineaarse struktuuriga painduvatest makromolekulidest, millel on märkimisväärne mass - üle 15 000 aatomi.massiühikud, aga ka väga kitsas molekulmassi jaotus. Sõltuv alt tüübist on sünteetilised kiud võimelised omama suurt tugevust, märkimisväärset venivust, elastsust, vastupidavust mitmele koormusele, madalaid jääkdeformatsioone ja kiiret taastumist pärast koormuse eemaldamist. Seetõttu kasutati neid lisaks tekstiilis kasutamisele ka armeerimiselementidena komposiitide valmistamisel ning see kõik võimaldas luua sünteetiliste kiudude eriomadusi.

Järeldus

Viimastel aastatel on uute polümeerkiudude, eelkõige para-aramiidkiudude, polüetüleenist, kuumakindlate, kombineeritud südamiku ja kesta struktuuride väljatöötamisel tehtud edusammude arvu väga pidevat kasvu., heterotsüklilised polümeerid, mis sisaldavad erinevaid osakesi, nagu hõbe või muud metallid. Nüüd ei ole nailon enam inseneriteaduse tipp, kuna nüüd on saadaval tohutult palju uusi kiude.