Las principales etapas de la producción de fibras químicas. "Tipos de fibras químicas

El siglo XIX estuvo marcado por importantes descubrimientos en ciencia y tecnología. Un fuerte auge técnico afectó a casi todas las áreas de producción, muchos procesos se automatizaron y se trasladaron a un nivel cualitativamente nuevo. La revolución técnica tampoco pasó por alto a la industria textil: en 1890, se obtuvo por primera vez en Francia una fibra fabricada mediante reacciones químicas. La historia de las fibras químicas comenzó con este evento.

Tipos, clasificación y propiedades de las fibras químicas

Según la clasificación, todas las fibras se dividen en dos grupos principales: orgánicas e inorgánicas. Las fibras orgánicas incluyen fibras artificiales y sintéticas. La diferencia entre ellos es que los artificiales se crean a partir de materiales naturales (polímeros), pero con la ayuda de reacciones químicas. Las fibras sintéticas utilizan polímeros sintéticos como materia prima, mientras que los procesos para obtener tejidos no son fundamentalmente diferentes. Las fibras inorgánicas incluyen un grupo de fibras minerales que se obtienen a partir de materias primas inorgánicas.

La celulosa hidratada, el acetato de celulosa y los polímeros de proteínas se utilizan como materias primas para fibras artificiales, y los polímeros de cadena carbo y heterocadena se utilizan para fibras sintéticas.

Debido al hecho de que se utilizan procesos químicos en la producción de fibras químicas, las propiedades de las fibras, principalmente mecánicas, se pueden cambiar utilizando diferentes parámetros del proceso de producción.

Las principales propiedades distintivas de las fibras químicas, en comparación con las naturales, son:

• alta resistencia;
• la capacidad de estirarse;
• resistencia a la tracción y cargas a largo plazo de diferentes fuerzas;
• resistencia a la luz, humedad, bacterias;
• resistencia a las arrugas

Algunos tipos especiales son resistentes a altas temperaturas y ambientes agresivos.

Hilos químicos GOST

Según el GOST de toda Rusia, la clasificación de las fibras químicas es bastante complicada.

Las fibras e hilos artificiales, según GOST, se dividen en:

• fibras artificiales;
• hilos artificiales para tejidos de cordel;
• hilos artificiales para productos técnicos;
• hilos técnicos para cordeles;
• hilos textiles artificiales.

Las fibras e hilos sintéticos, a su vez, se componen de los siguientes grupos: fibras sintéticas, hilos sintéticos para cordelería, para productos técnicos, film e hilos sintéticos textiles.

Cada grupo incluye una o más subespecies. Cada subespecie tiene su propio código en el catálogo.

Tecnología de obtención, producción de fibras químicas.

La producción de fibras químicas presenta grandes ventajas frente a las fibras naturales:

• en primer lugar, su producción no depende de la temporada;
• en segundo lugar, el propio proceso de producción, aunque bastante complicado, es mucho menos laborioso;
• en tercer lugar, es una oportunidad para obtener una fibra con parámetros preestablecidos.

Desde un punto de vista tecnológico, estos procesos son complejos y siempre constan de varias etapas. Primero, se obtiene la materia prima, luego se convierte en una solución de hilado especial, luego se forman y terminan las fibras.

Se utilizan varias técnicas para formar fibras:

• uso de mortero húmedo, seco o seco-húmedo;
• aplicación de corte de láminas de metal;
• extracción de una masa fundida o dispersión;
• dibujo;
• aplastamiento;
• moldeado de gel

Aplicación de fibras químicas

Las fibras químicas tienen una aplicación muy amplia en muchas industrias. Su principal ventaja es el costo relativamente bajo y la larga vida útil. Las telas hechas de fibras químicas se utilizan activamente para confeccionar ropa especial, en la industria automotriz, para fortalecer los neumáticos. En la técnica de varios tipos, se utilizan con mayor frecuencia materiales no tejidos hechos de fibras sintéticas o minerales.

Fibras químicas textiles

Los productos gaseosos del procesamiento del petróleo y el carbón se utilizan como materia prima para la producción de fibras textiles de origen químico (en particular, para la producción de fibras sintéticas). Así, se sintetizan fibras que difieren en composición, propiedades y método de combustión.

Entre los más populares:

• fibras de poliéster (lavsan, krimplen);
• fibras de poliamida (nailon, nailon);
• fibras de poliacrilonitrilo (nitrón, acrílico);
• fibra de elastano (lycra, dorlastan).

Entre las fibras artificiales, las más comunes son la viscosa y el acetato. Las fibras de viscosa se obtienen de la celulosa, principalmente de abeto. Mediante procesos químicos, a esta fibra se le puede dar una semejanza visual con la seda natural, la lana o el algodón. La fibra de acetato está hecha de desechos de la producción de algodón, por lo que absorbe bien la humedad.

Telas no tejidas de fibras químicas

Los materiales no tejidos se pueden obtener tanto de fibras naturales como químicas. A menudo, los materiales no tejidos se producen a partir de materiales reciclados y desechos de otras industrias.

Se sujeta la base fibrosa, preparada por métodos mecánicos, aerodinámicos, hidráulicos, electrostáticos o de formación de fibras.

La etapa principal en la producción de materiales no tejidos es la etapa de unión de la base fibrosa, obtenida por uno de los siguientes métodos:

1. Químico o adhesivo (adhesivo)- la tela formada se impregna, recubre o irriga con un componente ligante en forma de solución acuosa, cuya aplicación puede ser continua o fragmentada.
2. Térmico- este método utiliza las propiedades termoplásticas de algunas fibras sintéticas. A veces se utilizan las fibras que componen el material no tejido, pero en la mayoría de los casos, se añade deliberadamente una pequeña cantidad de fibras con un punto de fusión bajo (bicomponente) al material no tejido en la etapa de hilado.

Instalaciones de la industria de fibras químicas

Dado que la producción química cubre varias áreas de la industria, todas las instalaciones de la industria química se dividen en 5 clases según las materias primas y las aplicaciones:

• materia orgánica;
• sustancias inorgánicas;
• materiales de síntesis orgánica;
• sustancias puras y productos químicos;
• grupo farmacéutico y médico.

De acuerdo con el tipo de propósito, las instalaciones de la industria de fibras químicas se dividen en fábrica principal, general y auxiliar.

Fibras naturales y químicas…………………………………………...…….3

Campos de aplicación de las fibras químicas……………….…………………………..5

Clasificación de fibras químicas…………………………………………..…..7

Gestión de calidad de fibras químicas…………………….…………...…9

El proceso tecnológico de obtención de fibras químicas…………...…..10

Flexibilidad productiva………………………………………………………………..14

Lista de literatura utilizada………………………………………………………………………………………………………………15

Fibras naturales y químicas

Todos los tipos de fibras, según el origen, se dividen en dos grupos: naturales y químicos. Entre las fibras naturales, se distinguen las fibras orgánicas (algodón, lino, cáñamo, lana, seda natural) e inorgánicas (amianto).

El desarrollo de la industria de fibras químicas depende directamente de la disponibilidad y accesibilidad de los principales tipos de materias primas. La madera, el petróleo, el carbón, el gas natural y los gases de refinería, que son la materia prima para la producción de fibras químicas, están disponibles en nuestro país en cantidades suficientes.

Hace tiempo que las fibras químicas dejaron de ser solo sustitutos de la seda y otras fibras naturales (algodón, lana). En la actualidad, forman una clase de fibras completamente nueva, que tiene un significado independiente. Los bienes de consumo hermosos, duraderos y generalmente accesibles, así como los productos técnicos de alta calidad que no son inferiores en calidad a los productos hechos de fibras naturales y, en muchos casos, los superan en una serie de indicadores importantes, pueden fabricarse a partir de fibras químicas.

En la industria textil y de géneros de punto, las fibras químicas se utilizan tanto en forma pura como mezcladas con otras fibras. Se utilizan para producir prendas de vestir, vestidos, forros, linos, telas decorativas y de tapicería; pieles artificiales, alfombras, medias, ropa interior, vestidos, prendas exteriores, géneros de punto y otros productos.

El rápido desarrollo de la producción de fibras químicas está estimulado por una serie de razones objetivas:

a) la producción de fibras químicas requiere menos inversión de capital por unidad de producción que la producción de cualquier tipo de fibra natural;

b) los costos de mano de obra requeridos para la producción de fibras químicas son significativamente menores que en la producción de cualquier tipo de fibras naturales;

c) las fibras químicas tienen una variedad de propiedades, lo que asegura productos de alta calidad. Además, el uso de fibras químicas permite ampliar la gama de productos textiles. No menos importante es el hecho de que las propiedades de las fibras naturales pueden cambiarse solo dentro de límites muy estrechos, mientras que las propiedades de las fibras químicas, al variar las condiciones de formación o procesamiento posterior, pueden cambiar direccionalmente en un rango muy amplio.

Campos de aplicación de las fibras químicas

Dependiendo del propósito, las fibras químicas se producen en forma de monofilamentos, filamentos complejos, fibras cortadas y estopa.

Monofilamentos: hilos simples de gran longitud, que no se dividen en la dirección longitudinal y adecuados para la fabricación directa de productos textiles y técnicos. El monofilamento se usa con mayor frecuencia en forma de hilo de pescar, así como para la fabricación de redes de pesca y tamices de harina. A veces, los monofilamentos también se utilizan en varios instrumentos de medición.

Hilos complejos: consisten en dos o más hilos elementales interconectados por torsión, pegado y adecuados para la fabricación directa de productos. Los hilos complejos, a su vez, se dividen en dos grupos: textil y técnico. Los hilos textiles son hilos finos destinados principalmente a la fabricación de bienes de consumo. Los hilos técnicos incluyen hilos con una alta densidad lineal utilizados para la fabricación de productos técnicos y de cordón (neumáticos para automóviles y aviones, cintas transportadoras, correas de transmisión).

Recientemente, los hilos complejos de alta resistencia a la tracción y mínima deformación bajo carga (módulo alto) se han utilizado ampliamente para reforzar plásticos, y los hilos de alta resistencia con propiedades especiales para la fabricación de superficies de carreteras.

La fibra cortada, que consiste en filamentos de varias longitudes de corte, hasta hace poco se usaba solo para la fabricación de hilo en máquinas de hilar algodón, lana y lino. En la actualidad, las fibras con una sección transversal redonda se utilizan ampliamente para la fabricación de alfombras para paredes y pisos y la capa superior de los pisos. Las fibras con una longitud de 2 - 3 mm (fibridas) se utilizan para la fabricación de papel sintético.

Una estopa que consta de un gran número de filamentos plegados longitudinalmente se utiliza para fabricar hilo en máquinas textiles.

Para productos de cierta gama (jersey exterior, calcetería, etc.), se producen hilos texturizados que, mediante un procesamiento adicional, adquieren mayor volumen, rizo o estiramiento.

Todas las fibras químicas producidas actualmente se pueden dividir en dos grupos en términos de volumen de producción: de gran tonelaje y de bajo tonelaje. Las fibras e hilos de tonelaje múltiple están destinados a la producción en masa de bienes de consumo y productos técnicos. Estas fibras se producen a gran escala a partir de un pequeño número de polímeros iniciales (HC, LC, PA, PET, PAN, PO).

Las fibras de bajo tonelaje o, como también se les llama, fibras para fines especiales, se producen en pequeñas cantidades debido a sus propiedades específicas. Se utilizan en ingeniería, medicina y una serie de sectores de la economía nacional. Estos incluyen calor y resistentes al calor, bactericidas, resistentes al fuego, quimisorción y otras fibras. Según la naturaleza del polímero formador de fibras original, las fibras químicas se dividen en artificiales y sintéticas.

Según la naturaleza del polímero formador de fibras original, las fibras químicas se dividen en artificiales y sintéticas.

Clasificación de las fibras químicas

Las fibras artificiales se producen sobre la base de polímeros naturales y se dividen en celulosa hidratada, acetato y proteína. Las más multitoneladas son fibras de celulosa hidratada obtenidas por el método de viscosa o cobre-amoníaco.

Las fibras de acetato se producen a base de ésteres de ácido acético (acetatos) de celulosa con diferentes contenidos de grupos acetato (fibras VAC y TAC).

Las fibras a base de proteínas de origen vegetal y animal se producen en cantidades muy limitadas debido a su baja calidad y al uso de materias primas alimentarias para su elaboración.

Las fibras sintéticas se producen a partir de polímeros sintetizados en la industria a partir de sustancias simples (caprolactama, acrilonitrilo, propileno, etc.). Dependiendo de la estructura química de las macromoléculas del polímero formador de fibra inicial, se dividen en dos grupos: carbocadena y heterocadena.

Las fibras de cadena de carbohidrato incluyen fibras obtenidas sobre la base de un polímero, cuya cadena macromolecular principal se construye solo a partir de átomos de carbono conectados entre sí. Las fibras de poliacrilonitrilo y poliolefina han recibido la mayor aplicación de este grupo de fibras. En menor medida, pero todavía en cantidades relativamente grandes, se producen fibras a base de cloruro de polivinilo y alcohol de polivinilo. Las fibras que contienen flúor se producen en cantidades limitadas.

Las fibras de heterocadena incluyen fibras obtenidas a partir de polímeros, cuyas principales cadenas macromoleculares, además del nitrógeno de carbono, contienen átomos de oxígeno, nitrógeno u otros elementos. Las fibras de este grupo (tereftalato de polietileno y poliamida) son las de mayor tonelaje de todas las fibras químicas. Las fibras de poliuretano se producen en un volumen relativamente pequeño.

Destaca el grupo de fibras de alto módulo y alta resistencia para fines técnicos - carbono, obtenido a partir de polímeros grafitados o carbonizados, vidrio, metal o fibras obtenidas a partir de nitruros o carburos metálicos. Estas fibras se utilizan principalmente para la fabricación de plásticos reforzados y otros materiales estructurales.

Gestión de calidad de fibras químicas

Las fibras químicas a menudo tienen una alta resistencia a la tracción [hasta 1200 MN/m2 (120 kgf/mm2)], lo que significa alargamiento a la tracción, buena estabilidad dimensional, resistencia a las arrugas, alta resistencia a cargas repetidas y alternas, resistencia a la luz, humedad, moho, bacterias, resistencia a la quimioterapia y al calor. Las propiedades físico-mecánicas y físico-químicas de las fibras químicas pueden cambiarse en los procesos de hilado, trefilado, acabado y tratamiento térmico, así como modificando tanto la materia prima (polímero) como la propia fibra. Esto hace posible crear, incluso a partir de un único polímero formador de fibra inicial, fibras químicas con una variedad de propiedades textiles y de otro tipo. Las fibras sintéticas pueden utilizarse en mezclas con fibras naturales en la fabricación de nuevas gamas de textiles, mejorando considerablemente la calidad y el aspecto de estas últimas.

Proceso tecnológico para la obtención de fibras químicas

El proceso tecnológico para la producción de fibras químicas suele incluir tres etapas. La única excepción es la producción de poliamida, tereftalato de polietileno y algunas otras fibras, donde el proceso tecnológico comienza con la síntesis de un polímero formador de fibras.

La primera etapa del proceso es obtener una solución de hilatura o fusión. En esta etapa, el polímero original se transfiere a un estado viscoso por disolución o fusión. En algunos casos (obtención de fibras de PVA), la transferencia del polímero a un estado viscoso también se produce como resultado de la plastificación. La solución de hilatura o masa fundida resultante se mezcla y purifica (filtración, desaireación). En esta etapa, para impartir ciertas propiedades a las fibras, a veces se introducen varios aditivos (estabilizadores térmicos, tintes, agentes mateantes, etc.) en la solución de hilatura o masa fundida.

Tema: 1.Tecnología para la producción de fibras químicas

2.Propiedades de las fibras químicas

Objetivo:

• estudiar la clasificación de las fibras textiles ; familiarizar a los estudiantes con el proceso de obtención de fibras químicas y sus propiedades; enseñar a los estudiantes cómo usar las propiedades de las fibras en la fabricación de productos a partir de ellas y cuidarlas;
• cultivar el gusto estético, la atención;
• desarrollar el pensamiento lógico.

Aprendiendo material nuevo.

Relato verbal e ilustrativo.

Durante muchos siglos, las personas utilizaron en la producción de aquellas fibras que la naturaleza les dio: fibras de plantas silvestres, pelo de animales, fibras de lino y cáñamo. Con el desarrollo de la agricultura, la gente comenzó a cultivar algodón, que da una fibra muy buena y duradera.

Pero las materias primas naturales tienen sus inconvenientes. Las fibras naturales, por ejemplo, son demasiado cortas, no lo suficientemente fuertes y requieren un procesamiento complicado. Y la gente comenzó a buscar materias primas a partir de las cuales se pudiera obtener tela de manera barata, cálida como la lana, liviana y hermosa como la seda, barata y práctica como el algodón.

Los avances de la química moderna han hecho posible crear una fibra química de este tipo a partir de materiales naturales, principalmente celulosa obtenida de la madera y la paja. Tal fibra se llama artificial, y la fibra, y la fibra hecha de polímeros sintéticos, se llama sintética.

Las fibras químicas son fibras creadas artificialmente a través de procesos físicos y químicos.

Ni un solo especialista es ahora capaz de enumerar toda la amplia gama de fibras químicas que se utilizan para la producción de tejidos. Y en los laboratorios se sintetizan cada vez más de sus tipos.

Los prerrequisitos prácticos para la creación de seda artificial fueron creados por los inventos del siglo XIX.

Las fibras de algodón y líber contienen celulosa. Se desarrollaron varios métodos para obtener una solución de celulosa, forzándola a través de un orificio estrecho (troquel) y eliminando el solvente, después de lo cual se obtuvieron hilos similares a la seda. Se utilizaron como disolventes ácido acético, solución alcalina de hidróxido de cobre, hidróxido de sodio y disulfuro de carbono. Los hilos resultantes se denominan respectivamente acetato, cobre amonio y viscosa.

El gran grupo de filamentos que emergen de las hileras se estira, se retuerce y se enrolla como un filamento complejo en un cartucho.

Para obtener una fibra cortada, el hilo complejo después de las operaciones de acabado se corta en fibras de una longitud determinada.

Las fibras sintéticas están hechas de materiales poliméricos. Los polímeros formadores de fibras se sintetizan a partir de productos derivados del petróleo ampliamente utilizados, como el benceno, el fenol, el amoníaco, etc. Al cambiar la composición de la materia prima y los métodos de su procesamiento, las fibras sintéticas pueden adquirir propiedades únicas que las fibras naturales no tienen. Las fibras sintéticas se obtienen principalmente de la masa fundida, por ejemplo, fibras de poliéster, poliamida, prensadas a través de hileras.

Dependiendo del tipo de materia prima química y las condiciones de su formación, es posible producir fibras con una variedad de propiedades predeterminadas. Por ejemplo, cuanto más fuerte tire del chorro en el momento en que sale de la hilera, más fuerte será la fibra. A veces, las fibras químicas son incluso más fuertes que el alambre de acero del mismo grosor.

Las fibras sintéticas también están disponibles en forma de monofilamentos, multifilamentos e hilos texturizados, y fibras discontinuas.

Las fibras del mismo tipo tienen diferentes nombres comerciales en diferentes países. Entonces, la fibra de poliamida en Rusia se llama capron, en los EE. UU. - nylon, en Alemania - perlon.

Considere las propiedades de algunas fibras artificiales y sintéticas. (Durante la explicación, los estudiantes observan muestras de fibras de la ayuda visual Textile Fibers y muestras de telas.

fibra viscosa.

Las materias primas para la producción de fibra de viscosa son pulpa de madera (astillas de abeto, aserrín) y productos químicos. La fibra de viscosa es muy similar a la fibra de seda natural. La longitud y el grosor (delgadez) de las fibras pueden ser cualquiera, el color depende de los tintes agregados a la solución.

Las fibras de viscosa son suaves, lisas, rectas, con un fuerte brillo, menos duraderas que las fibras de seda natural, tienen poca elasticidad, por lo que los tejidos elaborados con estas fibras se arrugan mucho. La fibra viscosa absorbe bien la humedad y se seca rápidamente. La fibra de viscosa arde como el algodón con una llama amarilla y rápida. Después de la combustión, quedan cenizas grises y olor a papel quemado.

Fibra de acetato.

La fibra de acetato se obtiene combinando residuos del algodón con productos químicos. Las fibras de acetato también tienen una longitud arbitraria. Son rectos, delgados, suaves, duraderos, resistentes al desgaste, elásticos, por lo que las telas de ellos apenas se arrugan, tienen un brillo intenso o no tienen brillo. Las fibras de acetato no absorben bien la humedad. El color de las fibras depende de los tintes agregados a la solución.

La fibra de acetato se quema lentamente, con una llama amarilla, se forma una bola derretida al final y se siente un olor agrio especial.

Las propiedades de los tejidos de seda artificial dependen de las propiedades de la fibra. Estas telas son suaves, con un brillo intenso o mate, más pesadas, más gruesas, más rígidas que las telas de seda natural, tienen poca contracción y resistencia al calor. Estas telas son duraderas, pero cuando se mojan, su resistencia disminuye, cubren bien, no dejan pasar bien el aire y absorben la humedad. Se lava bien en agua jabonosa. Se encogen ligeramente, tienen un gran corte al coser productos y los hilos se separan en las costuras cuando se desgastan. Es necesario planchar con mucho cuidado las telas hechas de seda artificial, especialmente de seda de acetato; la tela se vuelve amarilla debido al fuerte calentamiento.

Fibras de poliéster (lavsan, krimplen, etc.)

Estas fibras tienen una superficie lisa y mate. Son duraderos, resistentes al desgaste. En una llama, primero se derriten, luego se queman lentamente con una llama amarillenta, liberando hollín negro. Después de enfriar, se forma una bola negra sólida.

Una desventaja significativa de las fibras de poliéster son sus bajas propiedades higiénicas.

Fibras de poliamida (kapron, nylon, dederon).

Estas fibras tienen una superficie lisa y brillante, se humedecen bien con agua, pero se secan rápidamente. Las fibras de poliamida son sensibles al calor, ya a una temperatura de 65 grados pierde fuerza, por lo que el planchado de un producto fabricado con estas fibras debe hacerse con cuidado.

Las fibras de poliamida son fuertes y resistentes al desgaste.

Las propiedades higiénicas son bajas.

La fibra arde con una llama débil de color amarillo azulado con una neblina blanca. Cuando se enfría, se forma una bola oscura sólida al final.

Fibras de poliacrilonitrilo (nitrón, acrílico, perla, etc.).

Estas fibras son esponjosas, mate y parecen lana, por lo que a menudo se las llama "lana artificial". La fuerza y ​​la resistencia al desgaste de las fibras de poliacrilonitrilo son inferiores a las de la poliamida y el poliéster.

Las propiedades higiénicas de la fibra también son bajas.

La fibra se quema en destellos, liberando grandes cantidades de hollín. Después de enfriar, se forma una afluencia, que se puede aplastar con los dedos.

Fibra de elastano.

Lycra, dorlastan pertenecen a la fibra de elastano. Estas fibras se usan con mayor frecuencia en una mezcla con otras fibras. Las fibras de elastano son muy elásticas, capaces de aumentar su longitud cuando se estiran 7 veces y luego se encogen a su estado original.

Las telas hechas de fibras sintéticas son suaves, brillantes y de alta resistencia. Después del lavado, a menudo no es necesario planchar.

Desventajas de las telas: bajas propiedades higiénicas, deslizamiento, deshilachado, extensión del hilo.

Estésemos donde estemos: en casa, en la escuela o en la calle, nuestra ropa absorbe la contaminación tanto del medio ambiente como directamente del cuerpo. Una persona a través de los poros de la piel libera una cantidad importante de sudor y otras sustancias, cuyos rastros podemos ver, por ejemplo, en el cuello y los puños de su ropa.

Cómo cuidar nuestros vestidos, trajes y chaquetas, en primer lugar, depende del material del que están cosidos. O más bien, de la composición de la materia prima del tejido.

Los productos de viscosa se pueden lavar a mano o en lavadora en un ciclo suave y temperatura baja (30-40 grados). Para el lavado utilice detergentes para tejidos delicados. Las cosas hechas de viscosa no deben exprimirse, torcerse y secarse en una centrífuga. Después del lavado, el producto, sin apretar, se cuelga o se extiende sobre una sábana o toalla limpia, se enrolla con un tubo junto con el paño forrado y se escurre suavemente. Frote la viscosa con una plancha caliente (la posición del termostato es "seda") cuando esté húmeda o con una plancha húmeda. En este caso, el producto no debe secarse en exceso. Las prendas de viscosa se pueden lavar en seco.

Los productos de acetato se lavan a mano o en lavadora a una temperatura de 30 grados y modo suave. Colgar para secar. El acetato se seca rápidamente y no requiere planchado. Si es necesario, los productos se planchan desde el lado equivocado a través de una plancha seca con un calentamiento débil de la plancha. No se recomiendan las secadoras.

El triacetato se puede lavar en una lavadora a una temperatura de 70 grados y planchar con una plancha caliente (posición del termostato - "seda - lana").

Los productos hechos de fibras de poliéster se lavan en una lavadora a una temperatura de 40-60 grados. Para lavar productos hechos de telas blancas, se utilizan detergentes universales, para los de color, detergentes para telas finas o de colores.

El poliéster se puede hilar en la lavadora en ciclo suave y secar al aire. No utilice el programa de secado, ya que el poliéster demasiado seco se plancha mal. Los productos de este tejido se planchan con una plancha moderadamente caliente (la posición del termostato es "seda") y con una plancha húmeda. Las cosas hechas de poliéster toleran bien la limpieza en seco.

Los productos de poliamida se lavan y secan de la misma manera que los productos de poliéster, pero hay que tener en cuenta que la temperatura del agua durante el lavado no debe superar los 40 grados. Productos de hierro hechos de fibras de poliamida a una temperatura mínima sin humedad.

Los productos acrílicos se lavan a una temperatura del agua que no exceda los 30 grados. No se permite el secado automático.

Los productos fabricados con tejidos que contienen elastano se lavan

Informe del estudiante "¡Es interesante!" (Anexo No. 1)

2. Dibujar el esquema "Fibras químicas" (Anexo No. 2).

3. Trabajar con el libro de texto

Los estudiantes escriben en un cuaderno de trabajo las principales etapas del proceso de producción de fibras químicas (párrafo 12, pp. 47-48). (Apéndice 3)

Solicitud No. 1

Informe "¡Es interesante!"

Un paso importante en la revolución científica y tecnológica del siglo XX fue el descubrimiento por parte de la empresa estadounidense DuPont de una nueva clase de fibras sintéticas basadas en poliamidas aromáticas, abreviadas como aramidas. La empresa lanzó la producción en serie de una nueva fibra Kevlar de alta resistencia en 1972. Más tarde, en otros países comenzaron a producirse fibras de aramida de dos variedades.

La complejidad del proceso de obtención de las fibras de aramida y, en consecuencia, el elevado coste, han limitado hasta el momento el crecimiento de su producción, pero, desde luego, se trata de fibras con un gran futuro. Para ver esto, basta con mirar sus propiedades únicas. Las fibras de aramida de un grupo (nomex, conex, fenilona) se utilizan cuando se requiere resistencia a las llamas y los efectos térmicos, el segundo grupo (kevlar, terlon) tiene una alta resistencia mecánica combinada con un peso reducido. Las fibras tipo Nomex arden sin llama en una llama abierta con una temperatura de más de 400 grados centígrados y se desvanecen rápidamente de la llama. Su baja conductividad térmica proporciona una protección fiable contra los efectos de fuertes flujos de calor. La ropa de protección hecha de fibras de aramida cumple sus funciones incluso en un ambiente enriquecido con oxígeno.

La resistencia de otro grupo de fibras de aramida (Kevlar) es 5 veces mayor que la resistencia del acero, además, no tienen corrosión.Las aramidas prácticamente no se ven afectadas por los efectos de temperatura a largo plazo de -40 grados a +130 grados Celsius, retener la fuerza durante la exposición a corto plazo a temperaturas de -196 a +500 grados centígrados. Los materiales compuestos a base de aramida son un 22 % más ligeros y un 46 % más resistentes que los materiales a base de fibra de vidrio. Las aramidas también se utilizan para la fabricación de tejidos que protegen contra el estrés mecánico. Las propiedades protectoras de la tela antibalas hecha de Kevlar son 2 veces más altas que las telas de propósito similar hechas de nailon, y los chalecos hechos de esa tela pesan casi 2 veces menos que los chalecos antibalas de nailon.

Entre las nuevas fibras que ya han aparecido, también se pueden observar las llamadas fibras: camaleones, es decir, fibras, algunas de cuyas propiedades cambian de acuerdo con los cambios en el medio ambiente. Por ejemplo, se han desarrollado fibras huecas en las que se vierte un líquido que contiene imanes de colores. Usando un puntero magnético, puede cambiar el patrón de una tela hecha de tales fibras.

Las fibras termoendurecibles cambian su volumen cuando cambia la temperatura, lo que provoca un cambio en la transferencia de calor de la tela. Se han creado nuevas fibras artificiales similares al algodón, que prácticamente no difieren de las fibras de algodón en términos de propiedades de consumo.

Las fibras químicas inorgánicas incluyen fibras de silicato y metal, y el primer grupo incluye fibras de vidrio, cuarzo, basalto, cerámica y algunos otros tipos.

El secreto de la fabricación de fibras de vidrio fue descubierto por los antiguos egipcios alrededor del año 2000 aC, más tarde perdido y redescubierto por los venecianos en el siglo XVI. La tecnología para producir fibras de vidrio fue descrita por primera vez por Réaumur en 1734.

Alrededor de 1850, el francés de Brunfau logró crear una hilera adecuada para la producción de hilos de vidrio con un diámetro de 6 a 10 micrómetros.

La fibra de vidrio no se quema, es resistente a la corrosión y a las influencias biológicas, tiene una alta resistencia a la tracción, excelentes propiedades de aislamiento óptico, eléctrico, térmico y acústico. Por ejemplo, los productos fabricados con fibra cortada de vidrio son 3,5 veces más aislantes térmicos que el amianto. Una capa de fibra de vidrio de 5 centímetros de espesor corresponde en resistencia térmica a una pared de ladrillos de 1 metro de espesor.

Las fibras de silicona tienen propiedades muy interesantes, cuyos productos se pueden utilizar a una temperatura de 1000 grados C.

Las fibras cerámicas son de alta resistencia mecánica y buena resistencia a los productos químicos, cuya forma principal consiste en una mezcla de óxido de silicio y óxido de aluminio. Las fibras cerámicas se pueden utilizar a temperaturas de alrededor de 1250 grados C. También se caracterizan por una resistencia química extremadamente alta. La resistencia a la radiación les permite ser utilizados en astronáutica.

Por tratamiento térmico (900 - 3000 grados Celsius) de fibras orgánicas, como el poliacrilonitrilo, se obtienen fibras de carbono que tienen una resistencia muy alta. El límite superior de temperatura para estas fibras es más alto que el de las fibras cerámicas. Las fibras de carbono se obtienen de forma continua, sin embargo, debido a su alto costo, su uso hasta el momento se ha limitado a unas pocas áreas especiales.

Aplicación №2

Clasificación de las fibras químicas

Aplicación №3

Proceso de fabricación de fibras químicas.

1. Obtención de una solución de hilado. Todas las fibras químicas, excepto las minerales, se producen a partir de soluciones viscosas o fundidos, que se denominan hilado. Por ejemplo, las fibras artificiales se obtienen a partir de masa de celulosa disuelta en álcali, y las fibras sintéticas se obtienen mediante la adición de reacciones químicas de diversas sustancias.

2. Formación de fibras. Se pasa una solución de hilatura viscosa a través de hileras, tapas con pequeños orificios. El número de orificios en el troquel varía de 24 a 36 mil. Los chorros de la solución, que salen de las hileras, se endurecen y forman hilos finos y sólidos. A continuación, los hilos de una hilera se combinan en un hilo común en las máquinas de hilar, se extraen y se enrollan en una bobina.

3.Fiber acabado. Los hilos resultantes se lavan, se secan, se tuercen, se tratan térmicamente (para arreglar el giro). Algunas fibras se blanquean, tiñen y tratan con una solución jabonosa para suavizarlas.

Las fibras son cuerpos cuya longitud es muchas veces mayor que las diminutas dimensiones de su sección transversal, generalmente medidas en micras. Materiales fibrosos, es decir, las sustancias que consisten en fibras son ampliamente utilizadas. Estos son varios productos textiles, pieles, cuero, papel, etc. Casi hasta principios del siglo XX, solo se utilizaban materiales fibrosos naturales para la fabricación de fibra y tejidos a base de ella: algodón, lino, seda natural, etc.

Por primera vez, la producción de fibra artificial se llevó a cabo forzando el éter de nitrato de celulosa en una mezcla de alcohol y acetona a través de orificios estrechos. en nv Ya se conocen más de 500 tipos diferentes de fibras químicas, de las cuales más de 40 han sido dominadas y están siendo producidas por la industria.Según su origen, todas las fibras se pueden dividir en naturales y químicas. Los químicos, a su vez, se dividen en artificiales, elaborados a partir de DIU que se encuentran en la naturaleza en forma acabada (celulosa, caseína) y fibras sintéticas obtenidas a partir de polímeros elevados, presintetizados a partir de monómeros.

Si las propiedades de las fibras naturales varían dentro de límites estrechos, entonces las fibras químicas pueden tener un conjunto de propiedades predeterminadas dependiendo de su propósito futuro. Los bienes de consumo se producen a partir de fibras químicas: tejidos, géneros de punto, ropa, calzado, etc. Existen muchas similitudes en la producción de varios tipos de fibras químicas, tanto a partir de polímeros naturales como a partir de resinas, aunque cada método tiene sus propias características.

Diagramas esquemáticos de la producción de fibras químicas, independientemente de la materia prima se divide en cuatro etapas.

1. Obtención del material de partida (producto semielaborado). En el caso de que la materia prima sean DIU naturales, primero se deben limpiar de impurezas. Para las fibras sintéticas, esta es la síntesis de polímeros, la producción de resina. Con toda la variedad de materiales poliméricos iniciales, se les imponen los siguientes requisitos generales, que aseguran la posibilidad de formar una fibra y su suficiente resistencia:

– estructura lineal de las moléculas, que permite disolver o fundir el material de partida para hilar la fibra y orientar las moléculas en la fibra;

- peso molecular limitado, ya que con una molécula pequeña no se consigue la resistencia de la fibra, y si es demasiado grande surgen dificultades en la formación de la fibra debido a la baja movilidad de las moléculas;

- el polímero debe ser puro, ya que las impurezas reducen la resistencia de la fibra.

2. Preparación de la masa giratoria. No todos los materiales naturales y sintéticos pueden servir como base para la producción de fibras. La obtención de soluciones concentradas viscosas - polímeros altos en solventes disponibles o la transferencia de la resina a un estado fundido es un requisito previo para la implementación del proceso de hilado. Solo en una solución o en estado fundido se pueden crear condiciones que permitan reducir la energía de interacción de las macromoléculas y, después de superar los enlaces intermoleculares, orientar las moléculas a lo largo del eje de la futura fibra.

3. La hilatura de fibras es la operación más crítica y radica en el hecho de que la masa de hilatura se alimenta a la hilera (formadora de filamentos), que tiene una gran cantidad de pequeños orificios en el fondo, según el método de hilatura. Los paquetes de fibras finas formados a partir de las corrientes se retiran continuamente a través de una serie de dispositivos de guía hasta el dispositivo receptor y luego se extraen mediante dispositivos de bobinado: un carrete, un rodillo, una centrífuga. Durante el hilado, las macromoléculas lineales se orientan a lo largo del eje de la fibra. Al variar las condiciones de hilado y estirado, se pueden obtener diferentes propiedades de la fibra.

4. El acabado consiste en dar a la fibra varias propiedades necesarias para su posterior procesamiento. Para ello, las fibras se limpian mediante un lavado a fondo de cualquier impureza. Además, la fibra se blanquea, en algunos casos se tiñe y se trata con una solución jabonosa o que contiene grasa para que sea más resbaladiza, lo que mejora su capacidad para ser procesada en las fábricas textiles.

El método viscoso para la producción de fibra artificial a partir de celulosa es el método más utilizado. La producción de fibras de viscosa en forma de seda, cordón y fibra corta es aproximadamente el 76% de todas las fibras químicas.

Para preparar una solución de hilado, la celulosa con un contenido de humedad del 5-6% en forma de láminas que miden 600 * 800 mm se trata con una solución de hidróxido de sodio al 18-20% (proceso de mercerización). Al mismo tiempo, la celulosa, al absorber una solución de sosa cáustica, se hincha fuertemente. La mayor parte de la hemicelulosa se elimina por lavado, los enlaces intermoleculares se destruyen parcialmente y, como resultado, se forma un nuevo compuesto químico: la celulosa alcalina.

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

La reacción entre la celulosa y la solución concentrada de hidróxido de sodio es reversible. Según el equipo utilizado y la forma de la celulosa, el proceso se realiza a 20-50 0 C durante 10-60 minutos. Luego, se exprime la celulosa alcalina del exceso de hidróxido de sodio, que se envía a regeneración, donde se filtra, se fortalece, se sedimenta y luego se vuelve a mercerizar. A continuación, la celulosa alcalina se tritura y se mantiene en determinadas condiciones (20-22 0 C). En este proceso, denominado premaduración, como consecuencia de la oxidación en medio alcalino con oxígeno atmosférico, se reduce el grado de polimerización de la celulosa, lo que permite regular en un amplio rango la viscosidad de la disolución de hilatura obtenida posteriormente. Después de eso, la celulosa alcalina destruida se trata con disulfuro de carbono (xantogenación de celulosa). Como resultado de la reacción, se obtiene xantato de celulosa de color amarillo anaranjado que, a diferencia de la celulosa original, se disuelve bien en una solución de hidróxido de sodio al 4-7%. La solución viscosa resultante se llama viscosa. La composición y las propiedades del xantato de celulosa resultante dependen en gran medida de la duración y la temperatura del proceso, así como de la cantidad de disulfuro de carbono introducido. Todas las operaciones anteriores se llevan a cabo secuencialmente en 4-5 dispositivos separados o se llevan a cabo hasta la disolución final en un dispositivo.

La disponibilidad y el bajo costo de las materias primas contribuyen a la producción generalizada de fibra de viscosa. La fibra de viscosa es resistente a los disolventes orgánicos, soporta la exposición prolongada a la temperatura. Entre las desventajas, cabe señalar la débil resistencia de la fibra a los álcalis y una importante pérdida de resistencia en estado húmedo.

De la viscosa, además de la seda y las grapas, se obtienen celofán, cordón, piel de astracán, cabello artificial y chapas de botellas.

Cuando la celulosa reacciona con anhídrido acético en presencia de ácido acético y se usa ácido sulfúrico o perclórico como catalizador, se forma éster de acetato de celulosa y fibra de acetato a partir de él. Fibra de poliamida: el nailon se obtiene de la resina de nailon, cuya materia prima es la caprolactama. Este último se produce como un polvo blanco a partir de fenol, benceno o ciclohexano.

- Industria desarrollada. Sus productos tienen una gran demanda, ya que se utilizan activamente en varios campos. Dependiendo del material utilizado en la producción, adquieren diferentes propiedades y características.

Clasificación y propiedades de las fibras químicas

Los productos en esta industria se dividen en tres grupos principales:

1. Artificial: los compuestos orgánicos de alto peso molecular obtenidos al influir en las sustancias naturales y extraer polímeros de ellas actúan como materias primas.


2. Sintético: se utiliza para la fabricación de compuestos de bajo peso molecular, de los cuales se extraen polímeros orgánicos por síntesis.


3. Mineral: un grupo que difiere significativamente de los anteriores, ya que está hecho de compuestos inorgánicos y tiene características y propiedades especiales.

Fabricación de fibras químicas tiene una serie de ventajas sobre los naturales. No depende de la temporada, el clima y requiere menos mano de obra. Además, dichos hilos se fabrican con unas características físicas y mecánicas predeterminadas.

Las fibras químicas tienen una excelente resistencia al desgarro, bacterias y moho, estabilidad dimensional, resistencia a las arrugas, resistencia a los efectos adversos (luz, humedad, etc.), calor y cargas repetidas. Sus propiedades físico-mecánicas y químicas se pueden cambiar modificando el polímero utilizado o el producto terminado. Esto hace posible producir fibras con diferentes características a partir de la misma materia prima. Además, se pueden mezclar fibras químicas de diferentes estructuras para crear nuevos modelos y ampliar la gama de productos.

Detalles de fabricación

Proceso de fabricación de fibras químicas. bastante complejo y consta de varias etapas: obtener el material de origen, convertirlo en una solución de hilado especial, formar fibras a través de hileras y terminarlas. La formación de hilos es un paso de importancia central para determinar las características del producto. Se puede hacer de varias formas:

• usando una solución húmeda o seca;


• utilizando una solución seca y húmeda;


• hoja de metal afilado;


• del derretimiento;


• dibujo;


• aplastamiento;


• de la dispersión;


• moldeado de gel

En la producción de fibras químicas, se utilizan filtros que purifican la masa fundida o la solución de hilado de impurezas mecánicas. Están hechos de paladio, platino, oro o sus aleaciones.

Iluminación de fibras químicas y equipos para su fabricación en la exposición "Química"

Para especialistas y empresas interesadas en estudiar los detalles. producción de fibras químicas, ampliando la gama de productores y presentando productos de sus empresas, la exposición Química será el mejor lugar. Este es un evento organizado por la industria con el objetivo de destacar sus logros en diversos campos, estableciendo contactos entre empresas, especialistas, regiones y países. Cubre todas las industrias y brinda a las empresas la oportunidad de organizar sus actividades de exhibición y colocar un stand en el sitio del complejo Expocentre de Moscú.

Este centro es muy conocido fuera de Rusia y muchas empresas participan en eventos internacionales que se celebran en sus pabellones. Esto asegura establecer contactos con socios extranjeros y atraer nuevos patrocinadores a la industria. Las inversiones son de gran importancia para la industria química, ya que necesita serias inyecciones, incluso extranjeras. El ámbito de producción de fibras químicas, como muchas otras industrias, está interesado en atraer inversiones que contribuyan a su desarrollo y modernización. Para los expositores, a su vez, esta es una excelente oportunidad para presentar sus empresas bajo la luz más favorable y aumentar su atractivo.

La exposición "Química" está interesada en crear las condiciones más cómodas para los participantes, así como atraer al máximo número de visitantes. Por ello, sus organizadores eligieron el complejo Expocentre como sede del evento.