Основните етапи на производството на химически влакна. „Видове химически влакна

22.11.2021 -

19-ти век е белязан от важни открития в науката и технологиите. Остър технически бум засегна почти всички области на производството, много процеси бяха автоматизирани и преместени на качествено ново ниво. Техническата революция не заобиколи и текстилната индустрия – през 1890 г. във Франция за първи път е получено влакно, направено чрез химични реакции. Историята на химическите влакна започва с това събитие.

Видове, класификация и свойства на химическите влакна

Според класификацията всички влакна са разделени на две основни групи: органични и неорганични. Органичните влакна включват изкуствени и синтетични влакна. Разликата между тях е, че изкуствените се създават от естествени материали (полимери), но с помощта на химични реакции. Синтетичните влакна използват синтетични полимери като суровини, докато процесите за получаване на тъкани не са коренно различни. Неорганичните влакна включват група минерални влакна, които се получават от неорганични суровини.

Като суровина за изкуствени влакна се използват хидратирана целулоза, целулозен ацетат и протеинови полимери, за синтетични влакна - карбоверижни и хетероверижни полимери.

Поради факта, че при производството на химични влакна се използват химически процеси, свойствата на влакната, предимно механични, могат да се променят с помощта на различни параметри на производствения процес.

Основните отличителни свойства на химическите влакна, в сравнение с естествените, са:

висока якост;
способността за разтягане;
якост на опън и дълготрайни натоварвания с различна якост;
устойчивост на светлина, влага, бактерии;
устойчивост на гънки.

Някои специални видове са устойчиви на високи температури и агресивни среди.

ГОСТ химически нишки

Според общоруския GOST класификацията на химическите влакна е доста сложна.

Изкуствените влакна и нишки, според GOST, се разделят на:

изкуствени влакна;
Изкуствени конци за кордова тъкан;
Изкуствени конци за технически продукти;
Технически конци за канап;
изкуствени текстилни конци.

Синтетичните влакна и конци от своя страна се състоят от следните групи: синтетични влакна, синтетични нишки за кордови тъкани, за технически продукти, филмови и текстилни синтетични конци.

Всяка група включва един или повече подвидове. Всеки подвид има свой собствен код в каталога.

Технология на получаване, производство на химически влакна

Производството на химически влакна има големи предимства пред естествените влакна:

първо, тяхното производство не зависи от сезона;
второ, самият производствен процес, макар и доста сложен, е много по-малко трудоемък;
трето, това е възможност за получаване на влакно с предварително зададени параметри.

От технологична гледна точка тези процеси са сложни и винаги се състоят от няколко етапа. Първо се получава суровината, след това се превръща в специален разтвор за предене, след това се оформят и завършват влакната.

За образуване на влакна се използват различни техники:

използване на мокър, сух или сухо-мокър хоросан;
прилагане на рязане на метално фолио;
изтегляне от стопилка или дисперсия;
чертеж;
сплескване;
гел формоване.

Приложение на химически влакна

Химическите влакна имат много широко приложение в много индустрии. Основното им предимство е относително ниска цена и дълъг експлоатационен живот. Тъканите, изработени от химически влакна, се използват активно за шиене на специални дрехи, в автомобилната индустрия - за укрепване на гуми. В техниката на различни видове по-често се използват нетъкани материали, изработени от синтетични или минерални влакна.

Текстилни химически влакна

Газообразните продукти от преработката на нефт и въглища се използват като суровина за производството на текстилни влакна с химически произход (по-специално за производството на синтетични влакна). Така се синтезират влакна, които се различават по състав, свойства и метод на горене.

Сред най-популярните:

полиестерни влакна (лавсан, кримплен);
полиамидни влакна (найлон, найлон);
полиакрилонитрилни влакна (нитрон, акрил);
еластанови влакна (ликра, дорластан).

Сред изкуствените влакна най-разпространени са вискоза и ацетат. Вискозните влакна се получават от целулоза – предимно смърч. Чрез химични процеси на това влакно може да се придаде визуална прилика с естествена коприна, вълна или памук. Ацетатните влакна се произвеждат от отпадъци от производството на памук, така че абсорбират добре влагата.

Нетъкан текстил от химически влакна

Нетъканите материали могат да бъдат получени както от естествени, така и от химически влакна. Често нетъканите материали се произвеждат от рециклирани материали и отпадъци от други индустрии.

Фиброзната основа, изготвена по механични, аеродинамични, хидравлични, електростатични или влакнообразуващи методи, се закрепва.

Основният етап в производството на нетъкани материали е етапът на свързване на влакнеста основа, получен по един от следните методи:

Химия или лепило (лепило)- образуваната лента е импрегнирана, покрита или поръсена със свързващ компонент под формата на воден разтвор, чието нанасяне може да бъде непрекъснато или фрагментирано.
Термичен- този метод използва термопластичните свойства на някои синтетични влакна. Понякога се използват влакната, които съставляват нетъкания материал, но в повечето случаи малко количество влакна с ниска точка на топене (двукомпонентни) умишлено се добавят към нетъкания материал на етапа на предене.

Съоръжения за производство на химически влакна

Тъй като химическото производство обхваща няколко области на индустрията, всички съоръжения на химическата промишленост са разделени на 5 класа в зависимост от суровините и приложенията:

органична материя;
неорганични вещества;
материали за органичен синтез;
чисти вещества и химикали;
фармацевтична и медицинска група.

Според вида на предназначението съоръженията на производството на химически влакна се разделят на основни, общозаводски и спомагателни.

Естествени и химически влакна…………………………………………………………….3

Области на приложение на химичните влакна……………………………………………………………..5

Класификация на химичните влакна……………………………………………..7

Управление на качеството на химичните влакна…………………….…………...9

Технологичен процес на получаване на химични влакна………………………………..10

Гъвкавост на производството………………………………………………………………………..14

Списък на използваната литература………………………………………………………………………………………………………………15

Естествени и химически влакна

Всички видове влакна, в зависимост от произхода, се делят на две групи – естествени и химически. Сред естествените влакна се разграничават органични (памук, лен, коноп, вълна, естествена коприна) и неорганични (азбест) влакна.

Развитието на производството на химически влакна е в пряка зависимост от наличието и достъпността на основните видове суровини. Дървесината, нефтът, въглищата, природният газ и газовете от рафинериите, които са изходна суровина за производството на химически влакна, са налични у нас в достатъчни количества.

Химическите влакна отдавна са престанали да бъдат само заместители на коприна и други естествени влакна (памук, вълна). В момента те образуват напълно нов клас влакна, който има самостоятелно значение. От химически влакна могат да бъдат направени красиви, издръжливи и общодостъпни потребителски стоки, както и висококачествени технически продукти, които не отстъпват по качество на продуктите от естествени влакна и в много случаи ги превъзхождат по редица важни показатели.

В текстилната и трикотажната промишленост химическите влакна се използват както в чист вид, така и в смеси с други влакна. Използват се за производство на дрехи, рокли, подплата, бельо, декоративни и тапицерски тъкани; изкуствени кожи, килими, чорапи, бельо, рокли, връхни дрехи, трикотаж и други продукти.

Бързото развитие на производството на химически влакна се стимулира от редица обективни причини:

а) производството на химически влакна изисква по-малко капиталови инвестиции за единица продукция, отколкото производството на всеки вид естествени влакна;

б) разходите за труд, необходими за производството на химически влакна, са значително по-ниски, отколкото при производството на всеки вид естествени влакна;

в) химическите влакна имат разнообразни свойства, което гарантира високо качество на продуктите. В допълнение, използването на химически влакна ви позволява да разширите гамата от текстилни продукти. Не по-малко важен е фактът, че свойствата на естествените влакна могат да се променят само в много тесни граници, докато свойствата на химическите влакна, чрез промяна на условията на образуване или последваща обработка, могат да се променят насочено в много широк диапазон.

Области на приложение на химически влакна

В зависимост от предназначението, химическите влакна се произвеждат под формата на монофиламенти, сложни влакна, щапелни влакна и кълчища.

Монофиламенти - единични нишки с голяма дължина, неразделящи се в надлъжна посока и подходящи за директно производство на текстилни и технически продукти. Монофиламентът се използва най-често под формата на въдица, както и за производството на риболовни мрежи и сита за брашно. Понякога монофиламентите се използват и в различни измервателни уреди.

Сложни нишки - състоят се от две или повече елементарни нишки, свързани помежду си чрез усукване, залепване и подходящи за директно производство на продукти. Сложните нишки от своя страна са разделени на две групи: текстилни и технически. Текстилните нишки са тънки нишки, предназначени предимно за производство на потребителски стоки. Техническите нишки включват нишки с висока линейна плътност, използвани за производството на технически и кордови продукти (автомобилни и самолетни гуми, конвейерни ленти, задвижващи ремъци).

Напоследък сложни нишки с висока якост на опън и минимална деформация при натоварване (висок модул) се използват широко за армиране на пластмаси и високоякостни нишки със специални свойства за производството на пътни настилки.

Щапелното влакно, състоящо се от нишки с различна дължина на нарязване, доскоро се използваше само за производството на прежди на машини за предене на памук, вълна и лен. Понастоящем влакната с кръгло напречно сечение се използват широко за производството на стенни и подови килими и горния слой на подовете. За производството на синтетична хартия се използват влакна с дължина 2 - 3 mm (фибриди).

Влакче, състоящо се от голям брой надлъжно сгънати нишки, се използва за направата на прежда на текстилни машини.

За продукти от определена гама (външно трико, трикотаж и др.) се произвеждат текстурирани нишки, на които чрез допълнителна обработка се придава увеличен обем, нагъване или разтягане.

Всички произвеждани в момента химически влакна могат да се разделят на две групи по обем на производството – голямотонажни и нискотонажни. Многотонажните влакна и нишки са предназначени за масово производство на потребителски стоки и технически продукти. Такива влакна се произвеждат в голям мащаб на базата на малък брой изходни полимери (HC, LC, PA, PET, PAN, PO).

Нискотонажните влакна или, както още ги наричат, влакна за специални цели, се произвеждат в малки количества поради специфичните им свойства. Използват се в техниката, медицината и редица сектори на националната икономика. Те включват топло- и топлоустойчиви, бактерицидни, огнеустойчиви, хемосорбционни и други влакна. В зависимост от естеството на първоначалния полимер, образуващ влакна, химическите влакна се делят на изкуствени и синтетични.

В зависимост от естеството на първоначалния полимер, образуващ влакна, химическите влакна се делят на изкуствени и синтетични.

Класификация на химическите влакна

Изкуствените влакна се произвеждат на базата на естествени полимери и се делят на хидратирана целулоза, ацетат и протеин. Най-многотонажните са хидратираните целулозни влакна, получени по вискозен или медно-амонячен метод.

Ацетатните влакна се произвеждат на базата на естери на оцетна киселина (ацетати) на целулоза с различно съдържание на ацетатни групи (VAC и TAC влакна).

Фибрите на базата на протеини от растителен и животински произход се произвеждат в много ограничени количества поради ниското им качество и използването на хранителни суровини за тяхното производство.

Синтетичните влакна се произвеждат от полимери, синтезирани в промишлеността от прости вещества (капролактам, акрилонитрил, пропилен и др.). В зависимост от химичната структура на макромолекулите на първоначалния полимер, образуващ влакна, те се разделят на две групи: въглеродна верига и хетероверига.

Карбоверижните влакна включват влакна, получени на базата на полимер, чиято основна макромолекулна верига е изградена само от въглеродни атоми, свързани помежду си. Полиакрилонитрилните и полиолефиновите влакна са получили най-голямо приложение от тази група влакна. В по-малка степен, но все пак в относително големи количества, се произвеждат влакна на основата на поливинилхлорид и поливинил алкохол. Флуор-съдържащите влакна се произвеждат в ограничени количества.

Хетероверижните влакна включват влакна, получени от полимери, чиито главни макромолекулни вериги, в допълнение към въглеродния азот, съдържат атоми на кислород, азот или други елементи. Влакната от тази група - полиетилен терефталат и полиамид - са най-многотонажните от всички химически влакна. Полиуретановите влакна се произвеждат в относително малък обем.

Особено внимание заслужава групата високоякостни високомодулни влакна за технически цели - въглеродни, получени от графитизирани или овъглени полимери, стъкло, метал или влакна, получени от метални нитриди или карбиди. Тези влакна се използват главно за производството на подсилени пластмаси и други конструкционни материали.

Управление на качеството на химическите влакна

Химическите влакна често имат висока якост на опън [до 1200 MN/m2 (120 kgf/mm2)], което означава удължение на опън, добра стабилност на размерите, устойчивост на гънки, висока устойчивост на повтарящи се и редуващи се натоварвания, устойчивост на светлина, влага, мухъл, бактерии, химио- и топлоустойчивост. Физико-механичните и физико-химичните свойства на химическите влакна могат да се променят в процесите на предене, изтегляне, довършителна и термична обработка, както и чрез модифициране както на суровината (полимер), така и на самото влакно. Това прави възможно създаването, дори от един-единствен първоначален полимер, образуващ влакна, химически влакна с различни текстилни и други свойства. Изкуствените влакна могат да се използват в смеси с естествени влакна при производството на нови серии текстил, което значително подобрява качеството и външния вид на последния.

Технологичен процес за получаване на химически влакна

Технологичният процес за производство на химически влакна обикновено включва три етапа. Единственото изключение е производството на полиамид, полиетилентерефталат и някои други влакна, където технологичният процес започва със синтеза на влакнообразуващ полимер.

Първият етап от процеса е получаването на въртящ се разтвор или стопилка. На този етап оригиналният полимер се прехвърля във вискозно състояние чрез разтваряне или топене. В някои случаи (получаване на PVA влакна) прехвърлянето на полимера във вискозно състояние се получава и в резултат на пластификацията. Полученият въртящ се разтвор или стопилка се подлага на смесване и пречистване (филтриране, обезвъздушаване). На този етап, за да се придадат определени свойства на влакната, различни добавки (термични стабилизатори, багрила, матиращи агенти и др.) понякога се въвеждат в разтвора за предене или стопилката.

Тема: 1. Технология на производство на химически влакна

2.Свойства на химическите влакна

Цел:

изучаване на класификацията на текстилните влакна ; да запознае учениците с процеса на получаване на химични влакна и техните свойства; да научи учениците как да използват свойствата на влакната при производството на продукти от тях и да се грижат за тях;
култивиране на естетически вкус, внимание;
развиват логическото мислене.

Изучаване на нов материал.

Словесна и илюстративна история.

В продължение на много векове хората са използвали за производството на онези влакна, които природата им е дала - влакна от диви растения, животински косми, ленени и конопени влакна. С развитието на селското стопанство хората започват да отглеждат памук, който дава много добро и издръжливо влакно.

Но естествените суровини имат своите недостатъци. Естествените влакна, например, са твърде къси, недостатъчно здрави и изискват сложна обработка. И хората започнаха да търсят суровини, от които биха могли да се получат тъкани по евтин начин, топли като вълна, леки и красиви, като коприна, евтини и практични, като памук.

Напредъкът в съвременната химия направи възможно създаването на такова химическо влакно от естествени материали, главно целулоза, получена от дърво и слама. Такова влакно се нарича изкуствено, а влакното и влакното, направени от синтетични полимери, се наричат синтетични.

Химическите влакна са влакна, създадени изкуствено чрез физични и химични процеси.

Сега нито един специалист не е в състояние да изброи целия огромен набор от химически влакна, които се използват за производството на тъкани. А в лабораториите се синтезират все повече техни видове.

Практическите предпоставки за създаването на изкуствена коприна са създадени от изобретенията на 19 век.

Памучните и ликови влакна съдържат целулоза. Разработени са няколко метода за получаване на разтвор на целулоза, прокарването му през тесен отвор (матрица) и отстраняване на разтворителя, след което се получават нишки, подобни на коприна. Като разтворители се използват оцетна киселина, разтвор на алкален меден хидроксид, натриев хидроксид и въглероден дисулфид. Получените нишки се наричат съответно ацетат, меден амоний и вискоза.

Голямата група нишки, излизащи от филаментите, се изтеглят, усукват се заедно и се навиват като сложна нишка върху патрон.

За да се получи щапелно влакно, сложната нишка след довършителни операции се нарязва на влакна с определена дължина.

Синтетичните влакна са направени от полимерни материали. Полимерите, образуващи влакна, се синтезират от такива широко използвани петролни продукти като бензол, фенол, амоняк и др. Чрез промяна на състава на суровината и методите на нейната обработка, синтетичните влакна могат да получат уникални свойства, които естествените влакна нямат. Синтетичните влакна се получават главно от стопилка, например влакна от полиестер, полиамид, пресовани чрез финерета.

В зависимост от вида на химическата суровина и условията на нейното образуване е възможно да се произвеждат влакна с различни предварително определени свойства. Например, колкото по-силно дърпате струята в момента, в който тя излиза от центрофугата, толкова по-силно е влакното. Понякога химическите влакна са дори по-здрави от стоманената тел със същата дебелина.

Синтетичните влакна се предлагат и под формата на монофиламенти, мултифиламентни и текстурирани прежди и щапелни влакна.

Влакната от един и същи тип имат различни търговски наименования в различните страни. И така, полиамидното влакно в Русия се нарича капрон, в САЩ - найлон, в Германия - перлон.

Помислете за свойствата на някои изкуствени и синтетични влакна. (По време на обяснението учениците разглеждат проби от влакна от визуалната помощ за текстилни влакна и проби от тъкани.

Вискозна влакна.

Суровините за производството на вискозни влакна са дървесна маса (смърчови стърготини, дървени стърготини) и химикали. Вискозните влакна са много подобни на естествените копринени влакна. Дължината и дебелината (тънкостта) на влакната могат да бъдат всякакви, цветът зависи от багрилата, добавени към разтвора.

Вискозните влакна са меки, гладки, прави, със силен блясък, по-малко издръжливи от естествените копринени влакна, имат ниска еластичност, така че тъканите, направени от тези влакна, са много набръчкани. Вискозното влакно абсорбира добре влагата и изсъхва бързо. Вискозното влакно гори като памук с жълт, бързо движещ се пламък. След изгаряне остава сива пепел и миризма на изгоряла хартия.

Ацетатни влакна.

Ацетатните влакна се получават чрез комбиниране на отпадъци от памук с химикали. Ацетатните влакна също имат произволна дължина. Те са прави, тънки, меки, издръжливи, устойчиви на износване, еластични, така че тъканите от тях почти не се набръчкват, имат остър блясък или изобщо нямат блясък. Ацетатните влакна не абсорбират добре влагата. Цветът на влакната зависи от багрилата, добавени към разтвора.

Ацетатното влакно изгаря бавно, с жълт пламък, в края се образува разтопена топка и се усеща специална кисела миризма.

Свойствата на тъканите от изкуствена коприна зависят от свойствата на влакното. Тези тъкани са гладки, с остър блясък или матови, по-тежки, по-дебели, по-твърди от естествените копринени тъкани, имат ниско свиване и топлинна защита. Тези тъкани са издръжливи, но когато са мокри, здравината им намалява, драпират се добре, не пропускат добре въздуха и абсорбират влагата. Измива се добре в сапунена вода. Те дават леко свиване, имат голям разрез при шиене на продукти, а конците се разместват в шевовете при износване. Необходимо е много внимателно да се гладят тъкани от изкуствена коприна, особено от ацетатна коприна - тъканта пожълтява от силно нагряване.

Полиестерни влакна (лавсан, кримплен и др.)

Тези влакна имат гладка, матова повърхност. Те са издръжливи, устойчиви на износване. В пламък те първо се топят, след това бавно изгарят с жълтеникав пламък, отделяйки черни сажди. След охлаждане се образува твърда черна топка.

Значителен недостатък на полиестерните влакна са ниските хигиенни свойства.

Полиамидни влакна (капрон, найлон, дедерон).

Тези влакна имат гладка лъскава повърхност, добре се намокрят от вода, но изсъхват бързо. Полиамидните влакна са чувствителни към топлина, вече при температура от 65 градуса губят здравина, така че гладенето на продукт, направен от тези влакна, трябва да се извършва внимателно.

Полиамидните влакна са здрави и устойчиви на износване.

Хигиенните свойства са ниски.

Влакното гори със слаб синкаво-жълт пламък с бяла мъгла. Когато се охлади, в края се образува твърда тъмна топка.

Полиакрилонитрилни влакна (нитрон, акрил, перла и др.).

Тези влакна са пухкави, матови и приличат на вълна, поради което често се наричат „изкуствена вълна“. Силата и устойчивостта на износване на полиакрилонитрилните влакна са по-ниски от тези на полиамида и полиестера.

Хигиенните свойства на влакното също са ниски.

Влакното изгаря на светкавици, отделяйки големи количества сажди. След охлаждане се образува наплив, който може да се смачка с пръсти.

Еластаново влакно.

Ликра, дорластан принадлежат към еластановите влакна. Тези влакна най-често се използват в смес с други влакна. Еластановите влакна са много еластични, способни да увеличат дължината си при разтягане 7 пъти и след това да се свият до първоначалното си състояние.

Тъканите, изработени от синтетични влакна, са гладки, лъскави, с висока якост. След измиване често не се изисква гладене.

Недостатъци на тъканите: ниски хигиенни свойства, хлъзгане, протриване, удължаване на конеца.

Където и да сме: вкъщи, в училище или на улицата – дрехите ни абсорбират замърсяванията както от околната среда, така и директно от тялото. Човек през порите на кожата отделя значително количество пот и други вещества, следи от които можем да видим например по яката и маншетите на дрехите му.

Как да се грижим за нашите рокли, костюми и якета, на първо място, зависи от материала, от който са ушити. Или по-скоро от състава на суровината на тъканта.

Вискозните продукти могат да се перат ръчно или в пералня на щадящ цикъл и ниска температура (30-40 градуса). За пране използвайте препарати за деликатни тъкани. Неща, изработени от вискоза, не трябва да се изцеждат, усукват и сушат в центрофуга. След измиване продуктът, без да се изстисква, се окачва или подрежда върху чист чаршаф или кърпа, навива се с тръба заедно с подплатената кърпа и внимателно се изстисква. Погладете вискозата с топла ютия (позицията на термостата е „коприна“), когато е мокра или през влажна ютия. В този случай продуктът не трябва да се пресушава. Вискозните дрехи могат да се почистват на химическо чистене.

Ацетатните продукти се перат на ръка или в пералня при температура 30 градуса и нежен режим. Закачете да изсъхне. Ацетатът изсъхва бързо и не изисква гладене. Ако е необходимо, продуктите се гладят от грешната страна през суха ютия със слабо нагряване на ютията. Сушилните не се препоръчват.

Триацетатът може да се пере в пералня при температура 70 градуса и да се глади с гореща ютия (позиция на термостата - "коприна - вълна").

Продуктите от полиестерни влакна се перат в пералня при температура 40-60 градуса. За пране на продукти от бели тъкани се използват универсални препарати, за цветни - препарати за тънки или цветни тъкани.

Полиестерът може да се центрофугира в пералната машина на нежен цикъл и да се суши на въздух. Не използвайте програмата за сушене, тъй като пресушеният полиестер е лошо гладен. Продуктите от тази тъкан се гладят с умерено загрята ютия (позицията на термостата е „коприна“) и през влажна ютия. Нещата от полиестер понасят добре химическо чистене.

Полиамидните продукти се перат и сушат по същия начин като полиестерните продукти, но трябва да се има предвид, че температурата на водата по време на пране не трябва да надвишава 40 градуса. Железни изделия от полиамидни влакна при минимална температура без влага.

Акрилните продукти се перат при температура на водата не повече от 30 градуса. Автоматично сушене не е позволено.

Продуктите, изработени от тъкани, съдържащи еластан, се перат

Ученически доклад "Интересно е!" (Приложение № 1)

2. Скициране на схемата "Химически влакна" (Приложение No 2).

3. Работа с учебника

Учениците записват в работна тетрадка основните етапи от производствения процес на химически влакна (параграф 12, стр. 47-48.) (Приложение 3)

Заявление No1

Докладвайте "Интересно е!"

Важна стъпка в научната и технологичната революция на 20-ти век беше откриването от американската компания DuPont на нов клас синтетични влакна на базата на ароматни полиамиди, съкратено арамиди. Серийното производство на ново високоякостно кевларово влакно стартира от компанията през 1972 г. По-късно в други страни започват да се произвеждат арамидни влакна от две разновидности.

Сложността на процеса на получаване на арамидни влакна и в резултат на това високата цена, досега ограничаваха растежа на тяхното производство, но, разбира се, това са влакна с голямо бъдеще. За да видите това, просто погледнете техните уникални свойства. Арамидни влакна от една група (номекс, конекс, фенилон) се използват там, където се изисква устойчивост на пламък и термични ефекти, втората група (кевлар, терлон) има висока механична якост, съчетана с ниско тегло. Влакната тип Nomex тлеят в открит пламък с температура над 400 градуса по Целзий и бързо избледняват от пламъка. Ниската им топлопроводимост осигурява надеждна защита срещу въздействието на мощни топлинни потоци. Защитното облекло от арамидни влакна изпълнява функциите си дори в среда, обогатена с кислород.

Силата на друга група арамидни влакна (Кевлар) е 5 пъти по-висока от здравината на стоманата, освен това те нямат корозия.Арамидите практически не се влияят от дългосрочни температурни ефекти от -40 градуса до +130 градуса по Целзий, те запазват здравината си при краткотрайно излагане на температури от -196 до +500 градуса по Целзий. Композитните материали на базата на арамид са с 22 процента по-леки и с 46 процента по-здрави от материалите на базата на фибростъкло. Арамидите се използват и за производството на тъкани, които предпазват от механично натоварване. Защитните свойства на бронираната тъкан от кевлар са 2 пъти по-високи от тъканите с подобно предназначение, изработени от найлон, а жилетките, изработени от такава тъкан, тежат почти 2 пъти по-малко от найлоновите бронежилетки.

Сред новите влакна, които вече се появиха, могат да се отбележат и така наречените влакна - хамелеони, тоест влакна, някои от чиито свойства се променят в съответствие с промените в околната среда. Например, разработени са кухи влакна, в които се излива течност, съдържаща цветни магнити. С помощта на магнитна показалка можете да промените модела на плат, изработен от такива влакна.

Термореактивните влакна променят обема си при промяна на температурата, което води до промяна в топлопреминаването на тъканта. Създадени са нови изкуствени влакна, подобни на памук, които практически не се различават от памучните влакна по отношение на потребителските свойства.

Неорганичните химически влакна включват силикатни и метални влакна, а първата група включва стъклени, кварцови, базалтови, керамични и някои други видове влакна.

Тайната на производството на стъклени влакна е открита от древните египтяни около 2000 г. пр. н. е., по-късно изгубена и преоткрита от венецианците през 16 век. Технологията за производство на стъклени влакна е описана за първи път от Réaumur през 1734 г.

Около 1850 г. французинът дьо Брунфау успява да създаде финерета, подходяща за производство на стъклени нишки с диаметър 6-10 микрометра.

Стъклените влакна не горят, устойчиви са на корозия и биологични влияния, имат висока якост на опън, отлични оптични, електрически, топло- и звукоизолационни свойства. Например продуктите, изработени от щапелни стъклени влакна, са 3,5 пъти по-топлоизолационни от азбеста. Слой от фибростъкло с дебелина 5 сантиметра съответства по топлинна устойчивост на тухлена стена с дебелина 1 метър.

Силиконовите влакна имат много интересни свойства, продуктите от които могат да се използват при температура от 1000 градуса С.

Висока механична якост и добра устойчивост на химикали са керамичните влакна, чиято основна форма се състои от смес от силициев оксид и алуминиев оксид. Керамичните влакна могат да се използват при температури около 1250 градуса С. Те се характеризират и с изключително висока химическа устойчивост. Радиационната устойчивост им позволява да се използват в космонавтиката.

Чрез топлинна обработка (900 - 3000 градуса по Целзий) на органични влакна, като полиакрилонитрил, се получават въглеродни влакна, които имат много висока якост. Горната температурна граница за тези влакна е по-висока от тази за керамичните влакна. Въглеродните влакна се получават по непрекъснат начин, но поради високата им цена, използването им досега е било ограничено само до няколко специални области.

Приложение №2

Класификация на химическите влакна

Приложение №3

Производствен процес на химически влакна

1. Получаване на разтвор за предене.Всички химически влакна, с изключение на минералните, се произвеждат от вискозни разтвори или стопилки, които се наричат предене. Например, изкуствените влакна се получават от целулозна маса, разтворена в алкали, а синтетичните влакна се получават чрез добавяне на химични реакции на различни вещества.

2. Формиране на влакна.Вискозен разтвор за предене се прекарва през финерети - капачки с малки дупчици. Броят на дупките в матрицата варира от 24 до 36 хиляди. Струите от разтвора, изтичащи от центрофугата, се втвърдяват, образувайки твърди тънки нишки. След това нишките от една финерета се комбинират в една обща нишка на предачни машини, издърпват се и се навиват на калерче.

3. Довършителни работи с влакна.Получените нишки се измиват, сушат, усукват, термично се обработват (за фиксиране на усукването). Някои влакна са избелени, боядисани и обработени със сапунен разтвор за мекота.

Влакната са тела, чиято дължина е многократно по-голяма от техните много малки размери на напречното сечение, обикновено измерени в микрони. Влакнести материали, т.е. широко се използват вещества, състоящи се от влакна. Това са различни текстилни изделия, кожа, кожа, хартия и др. Почти до началото на 20-ти век за производството на влакна и тъкани на негова основа се използват само естествени влакнести материали: памук, лен, естествена коприна и др.

За първи път производството на изкуствени влакна е извършено чрез прокарване на целулозен нитратен етер в алкохолно-ацетонова смес през тесни отвори. В н.в. вече са известни повече от 500 различни вида химически влакна, от които са усвоени и се произвеждат от индустрията над 40. Според произхода си всички влакна могат да се разделят на естествени и химически. Химическите от своя страна се делят на изкуствени, направени от спирали, които са в природата в завършен вид (целулоза, казеин) и синтетични влакна, получени от високополимери, предварително синтезирани от мономери.

Ако свойствата на естествените влакна варират в тесни граници, тогава химическите влакна могат да имат набор от предварително определени свойства в зависимост от тяхното бъдещо предназначение. Потребителските стоки се произвеждат от химически влакна: платове, трикотаж, дрехи, обувки и др. Има много прилики в производството на различни видове изкуствени влакна, както от естествени полимери, така и от смоли, въпреки че всеки метод има свои собствени характеристики.

Схематичните диаграми на производството на химически влакна, независимо от суровината, са разделени на четири етапа.

1. Получаване на изходния материал (полуфабрикат). В случай, че суровините са естествени спирали, те първо трябва да бъдат почистени от примеси. За синтетичните влакна това е синтезът на полимери - производството на смола. С цялото разнообразие от изходни полимерни материали към тях се налагат следните общи изисквания, които осигуряват възможността за образуване на влакно и неговата достатъчна здравина:

– линейна структура на молекулите, която позволява разтваряне или стопяване на изходния материал за предене на влакното и ориентиране на молекулите във влакното;

- ограничено молекулно тегло, тъй като с малка молекула здравината на влакното не се постига, а ако е твърде голямо, възникват трудности при образуването на влакното поради ниската подвижност на молекулите;

- полимерът трябва да е чист, тъй като примесите намаляват здравината на влакното.

2. Приготвяне на въртящата се маса. Не всички естествени и синтетични материали могат да служат като основа за производството на влакна. Получаването на вискозни концентрирани разтвори – високи полимери в наличните разтворители или прехвърлянето на смолата в разтопено състояние е предпоставка за осъществяване на процеса на предене. Само в разтвор или в разтопено състояние могат да се създадат условия, които позволяват да се намали енергията на взаимодействието на макромолекулите и след преодоляване на междумолекулните връзки да се ориентират молекулите по оста на бъдещото влакно.

3. Преденето на влакна е най-критичната операция и се състои във факта, че въртящата се маса се подава в центрофугата (образувател на нишки), която има голям брой малки дупчици в дъното, в зависимост от метода на предене. Сноповете от фини влакна, образувани от потоците, непрекъснато се изтеглят през серия от направляващи устройства към приемащото устройство и след това се изтеглят от устройства за навиване: макара, валяк, центрофуга. По време на предене, линейните макромолекули са ориентирани по оста на влакното. Чрез промяна на условията на предене и изтегляне могат да се получат различни свойства на влакната.

4. Завършването се състои в придаване на влакното на различни свойства, необходими за по-нататъшна обработка. За да направите това, влакната се почистват чрез старателно измиване от всякакви примеси. Освен това влакното се избелва, в някои случаи се боядисва и се обработва със сапунен или съдържащ грес разтвор, за да бъде по-хлъзгаво, което подобрява способността му да се обработва в текстилни фабрики.

Вискозният метод за производство на изкуствени влакна от целулоза е най-широко използвания метод. Производството на вискозни влакна под формата на коприна, шнур и щапелни изделия е приблизително 76% от всички химически влакна.

За да се приготви разтвор за предене, целулозата със съдържание на влага 5-6% под формата на листове с размери 600 * 800 mm се обработва с 18-20% разтвор на натриев хидроксид (процес на мерсеризация). В същото време целулозата, абсорбираща разтвор на сода каустик, набъбва силно. По-голямата част от хемицелулозата се измива от нея, междумолекулните връзки се разрушават частично и в резултат се образува ново химично съединение - алкална целулоза.

[C 6 H 7 O 2 (OH) 3] n + nNaOH ↔ [C 6 H 7 O 2 (OH) 2 OH * NaOH] n

Реакцията между целулоза и концентриран разтвор на натриев хидроксид е обратима. В зависимост от използваното оборудване и формата на целулозата, процесът се извършва при 20-50 0 С за 10-60 минути. След това алкалната целулоза се изстисква от излишния натриев хидроксид, който се изпраща на регенерация, където се филтрира, укрепва, утаява и след това се връща към мерсеризация. След това алкалната целулоза се раздробява и се държи при определени условия (20-22 0 С). При този процес, наречен предварително зреене, в резултат на окисляване в алкална среда с атмосферен кислород, степента на полимеризация на целулозата се намалява, което прави възможно регулирането на вискозитета на получения впоследствие разтвор за предене в широк диапазон. След това разрушената алкална целулоза се обработва с въглероден дисулфид (ксантогениране на целулоза). В резултат на реакцията се получава оранжево-жълт целулозен ксантат, който за разлика от оригиналната целулоза се разтваря добре в 4-7% разтвор на натриев хидроксид. Полученият вискозен разтвор се нарича вискоза. Съставът и свойствата на получения целулозен ксантат до голяма степен зависят от продължителността и температурата на процеса, както и от количеството въглероден дисулфид. Всички горепосочени операции се извършват последователно в 4-5 отделни устройства или се извършват до окончателното разтваряне в едно устройство.

Наличността и ниската цена на суровините допринасят за широкото производство на вискозни влакна. Вискозните влакна са устойчиви на органични разтворители, издържат на продължително излагане на температура. Сред недостатъците трябва да се отбележи слабата устойчивост на влакното към алкали и значителна загуба на якост във мокро състояние.

От вискоза, в допълнение към коприна и скоби, се получават целофан, шнур, каракули, изкуствена коса и капачки за бутилки.

Когато целулозата реагира с оцетен анхидрид в присъствието на оцетна киселина и като катализатор се използва сярна или перхлорна киселина, се образува целулозен ацетатен естер и от него се образува ацетатно влакно. Полиамидно влакно - найлонът се получава от найлонова смола, изходната част за която е капролактам. Последният се произвежда като бял прах от фенол, бензен или циклохексан.

- развита индустрия. Неговите продукти са много търсени, тъй като се използват активно в различни области. В зависимост от материала, използван при производството, те придобиват различни свойства и характеристики.

Класификация и свойства на химическите влакна

Продуктите в тази индустрия са разделени на три основни групи:

Изкуствени - като суровини действат органични високомолекулни съединения, получени чрез въздействие върху естествените вещества и извличане на полимери от тях.

Синтетичен - използва се за производството на съединения с ниско молекулно тегло, от които чрез синтез се извличат органични полимери.

Минерал - група, която се различава значително от предишните, тъй като е направена от неорганични съединения и има специални характеристики и свойства.

Производство на химически влакнаима редица предимства пред естествените. Не зависи от сезона, времето и е по-малко трудоемък. В допълнение, такива нишки се произвеждат с предварително определени физични и механични характеристики.

Химическите влакна имат отлична устойчивост на разкъсване, бактерии и мухъл, стабилност на размерите, устойчивост на гънки, устойчивост на неблагоприятни въздействия (светлина, влага и др.), топлина и многократни натоварвания. Техните физико-механични и химични свойства могат да се променят чрез модифициране на използвания полимер или на готовия продукт. Това прави възможно производството на влакна с различни характеристики от една и съща суровина. Освен това могат да се смесват химически влакна с различни структури, за да се създадат нови модели и да се разшири гамата от продукти.

Специфика на производството

Производствен процес на химически влакнадоста сложен и се състои от няколко етапа: получаване на изходния материал, превръщането му в специален разтвор за предене, образуване на влакна чрез финерета и тяхното довършване. Оформянето на резба е стъпка, която е от централно значение за определяне на характеристиките на продукта. Може да се направи по няколко начина:

използване на мокър или сух разтвор;

използване на сух-мокър разтвор;

остро метално фолио;

от стопилката;

чертеж;

сплескване;

от дисперсия;

гел формоване.

При производството на химически влакна се използват филтри, които пречистват въртящата се стопилка или разтвор от механични примеси. Изработват се от паладий, платина, злато или техни сплави.

Осветление на химически влакна и оборудване за тяхното производство на изложение "Химия"

За специалисти и компании, които се интересуват от изучаване на спецификата производство на химически влакна, разширявайки асортимента от производители и представяйки продукти на техните предприятия, изложението Химия ще бъде най-доброто място. Това е събитие, организирано от индустрията с цел открояване на постиженията й в различни области, установяване на контакти между фирми, специалисти, региони и държави. Той обхваща всички индустрии и предоставя на предприятията възможност да организират изложбената си дейност и да поставят щанд на територията на комплекса на Московския Експоцентър.

Този център е широко известен извън Русия и много компании участват в международни събития, провеждани в неговите павилиони. Това гарантира установяване на контакти с чуждестранни партньори и привличане на нови спонсори в бранша. Инвестициите са от голямо значение за химическата индустрия, която се нуждае от сериозни инжекции, включително и чужди. Сферата на производство на химически влакна, подобно на много други индустрии, се интересува от привличане на инвестиции, които биха допринесли за нейното развитие и модернизация. За изложителите от своя страна това е отлична възможност да представят своите предприятия в най-благоприятна светлина и да повишат тяхната привлекателност.

Изложението "Химия" се интересува от създаването на максимално комфортни условия за участниците, както и от привличането на максимален брой посетители. Затова организаторите му избраха за място на събитието комплекс Експоцентър.