Синтетические волокна

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 12 Декабря 2013 в 18:00, реферат

Описание работы

Химические волокна, волокна, получаемые из органических природных и синтетических полимеров. В зависимости от вида исходного сырья химические волокна подразделяются на синтетические (из синтетических полимеров) и искусственные (из природных полимеров). Иногда к химическим волокнам относят так же волокна, получаемые из неорганических соединений (стеклянные, металлические, базальтовые, кварцевые). Химические волокна выпускаются в промышленности в виде: 1) моноволокна (одиночное волокно большой длины);

Содержание работы

Введение…………………………………………………………………..3
Последние разработки в области химии синтетических волокон……4
Историческая справка……………………………………………………6
Свойства…………………………………………………………………..6
Производство……………………………………………………………..7
Искусственные волокна………………………………………………….9
Синтетические волокна.……………………………………………..…..10
Шёлк и штапельное волокно…………………………………………....11
Список литературы…………………………………………………...….12

Файлы: 1 файл

Синтетические волокна.doc

— 73.50 Кб (Скачать файл)

Министерство  науки и образования Республики Казахстан

Карагандинский  государственный университет имени  Е.А Букетова

 

 

 

 

 

 

Химический  факультет

Кафедра органической химии и полимеров

 

 

 

 

 

Реферат

Тема: Синтетические волокна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подготовил: студент  группы ХТОВ-32

Рапиков А.Р

Проверила: к.х.н, доцент,

 Кажмуратова  А.Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Караганда 2013                                                                                               

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………..3

Последние разработки в области  химии синтетических волокон……4

Историческая  справка……………………………………………………6

Свойства…………………………………………………………………..6

Производство……………………………………………………………..7

Искусственные волокна………………………………………………….9

Синтетические волокна.……………………………………………..…..10

Шёлк и штапельное волокно…………………………………………....11

Список литературы…………………………………………………...….12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                         

Введение.

   Химические волокна,  волокна, получаемые из органических  природных и синтетических полимеров. В зависимости от вида исходного сырья химические волокна подразделяются на синтетические (из синтетических полимеров) и искусственные (из природных полимеров). Иногда к химическим волокнам относят так же волокна, получаемые из неорганических соединений  (стеклянные, металлические, базальтовые, кварцевые). Химические волокна выпускаются в промышленности в виде: 1) моноволокна (одиночное волокно большой длины); 2) штапельного волокна (короткие отрезки тонких волокон); 3)филаментных нитей (пучок, состоящий из большого числа тонких и очень длинных волокон, соединенных посредством крутки). Филаментные нити в зависимости от назначения разделяются на текстильные и технические, или кордные нити (более толстые нити повышенной прочности и крутки).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Последние разработки в  области  химии синтетических  волокон.

   Последние достижения химической  технологии  позволяют надеяться  на получение полых химических  волокон в самом ближайшем  будущем. Такая технология уже  осваивается для использования новых материалов в мембранных технологиях.

   Голландская химическая  компания «DCM» в начале 80-х годов наладила выпуск нового полимерного сверхпрочного материала - полиэтиленового волокна. При испытаниях его прочность на разрыв оказалась раз в 10 выше, чем у стальной проволоки такой же толщины.

  В 1985 году, согласно  сообщению авторитетного журнала  «Design News», была разработана технология выпуска сверхпрочного волокна, получившего название «Спектр - 900». Оно формируется из желеобразного высокомолекулярного  полиэтилена с помощью центрифуг. Кроме высокой степени прочности, это волокно обладает высокой абразивной стойкостью, влагонепроницаемостью, лёгкостью. Поэтому из него можно сделать и ракетные корпусы, и сосуды высокого давления, и искусственные суставы, и паруса…

   Метод получения  сверхпрочных синтетических волокон  значительной длины из карбида  кремния разработал японский  химик Сейси Ядзима. Эти волокна  прочнее лучших сортов стали  в 1,5 раза. Причём прочность материала  не теряется даже при длительном нагревании до +1200˚С.

   В 1983 году в  мировой прессе появились сообщения  о создании синтетической ткани,  которая оставалась термостойкой  при нагревании до + 1400˚С.

   Ранее был известен  синтетический органический материал, выдерживающий температуру до 10 тыс. градусов. Он был получен ещё в начале 60-х годов и вошёл в историю под названием плутон. Молекула его состояла из атомов углерода, водорода, кислорода и азота. В то же время плутон обладал малой прочностью, уступала капрону в 9-10 раз. Самое термостойкое волокно вырабатывается сегодня в промышленности под торговым названием кевлар. 

   Полиэфирные волокна типа  лавсан имеют высокие показатели  по светло -, плесене - и атмосферостойкости. К тому же этот синтетический  материал обладает отличным показателем стойкости и не реагирует на органические растворители. Лавсану принадлежит ещё один рекорд. Его удельное электрическое сопротивление от 10    до  10    Ом·м, выше которого нет у всех других веществ. Именно эти показатели и «виновны» в том, что мировое производство  волокон превысило 6 млн. тонн в год.


   Повышенной  атмосферостойкостью  и наибольшей устойчивостью к  действию сильных кислот обладают  полиакрилонитрильные волокна. Они  широко применяются в производстве  ковров, мехов, брезентов, обивочных и фильтровальных материалов.

    По плесенестойкости  нет равных поликапроамидному  волокну. А поливинилспиртовое  и поливинилхлоридное волокна,  нашедшие достаточное распространение  в практике, отличаются от других  синтетических материалов тем,  что абсолютно не поддаются  никаким разрушительным действиям микроорганизмов.

    Совместными  усилиями специалистов из  Московского  НИИ автотракторных материалов, Ивановского завода «Искож» и  Ивановского НИИ плёночных материалов  в середине 80-х годов был создан новый материал «Теза-М». Это – синтетическая ткань, помещённая между слоями поливинилхлоридной плёнки. Самое главное, что этот материал не боится ни огня, ни воды, ни сильных морозов. Из него не шьют, а сваривают различные изделия, в первую очередь тенты для грузовых машин «КамАЗ».

     Наибольшим  сопротивлением ударным нагрузкам  и предельно низкой гигроскопичностью  обладают полиамидные волокна.  Ценность их повышается ввиду  одновременно высокой прочности,  эластичности и износостойкости.  А полиундеканамидное волокно из этого класса полимеров имеет один  из лучших показателей по электроизоляционности.

     Французскими  исследователями во главе с  Ж.-М. Леном в середине 80-х годов  были созданы электропроводящие  материалы сверхтонкой структуры.  Толщина этих тончайших проводников электрического тока в диаметре намного тоньше человеческого волоса. Длины молекулярной цепочки достаточно, чтобы ею пронизать весь двойной липидный слой мембраны. Подобные электронити на уровне молекулярного масштаба могут быть использованы в качестве элементов связи в микроэлектронике.

      Наибольшую  растяжимость из всех распространённых  синтетических материалов демонстрирует  полиуретановое волокно. Относительное  удлинение его составляет 500-700%, то  есть это волокно способно  растягиваться подобно резиновым нитям, да к тому же имеет ещё более высокие показатели прочности, износостойкости, упругого восстановления и меньшую толщину. Поэтому оно незаменимо в производстве спортивной одежды, купальных, корсетных и других изделий.

     Японские специалисты в 1982 году создали новое синтетическое волокно с необычными свойствами: сшитая из него одежда способна защищать человека от нейтронного излучения. Это достижение стало ответом прогрессивной научной мысли на создание в СССР и США нейтронной бомбы.

     А спецодежда  и технические ткани, изготовленные  из другого синтетического волокна,  предельно устойчивы к действию  гамма-излучения. Это поликарбонатное  волокно. 

      К ионизирующему  излучению более всего устойчив  поли–м-фениленизофталамид, который выпускают в промышленности под названием фенилон. Кроме того, этот материал – один из самых термически стойких. Поэтому он находит применение в производстве особых высокопрочных пластмасс и термостойких волокон.

 

 

 

 

Историческая  справка.

    Возможность получения химических волокон из различных веществ (клей, смолы) предсказывалась ещё в 17-18 веках, но только в 1853 году англичанин Аудемарс впервые предложил формовать бесконечные тонкие нити из раствора нитроцеллюлозы в смеси спирта с эфиром, а в 1891 году французский инженер И. де Шардонне впервые организовал выпуск подобных нитей в производственном масштабе. С этого времени началось быстрое развитие производства химических волокон. В 1893 году освоено производство медноаммиачного волокна из растворов целлюлозы в смеси водного аммиака и гидроокиси меди.  В 1893 году  англичанами Кроссом, Бивеном и Бидлом предложен способ получения вискозных волокон из водно-щелочных растворов ксантогената целлюлозы, осуществлённый в промышленном масштабе в 1905году. В 1918-20 годах разработан способ производства ацетатного волокна из раствора частично омыленной ацетилцеллюлозы в ацетоне, а в 1935 году  организовано производство белковых волокон из молочного казеина. Производство синтетических волокон началось с выпуска в 1932 году поливинилхлоридного волокна (Германия). В 1940 году в промышленном масштабе выпущено наиболее известное синтетическое волокно – полиамидное (США). Производство в промышленном масштабе полиэфирных, полиакрилонитрильных и полиолефиновых синтетических волокон осуществлено в 1954-60 годах.

        

 

Свойства.

   Химические волокна  часто обладают высокой разрывной  прочностью (до1200 Мн/кв. м(120 кгс/кв.мм)), значительным разрывным удлинением, хорошей формоустойчивостью, несминаемостью, высокой устойчивостью к многократным и знакопеременным нагружениям, стойкостью к действиям света, влаги, плесени, бактерий, хемо -, и термостойкостью. Физико-механические и физико-химические свойства химических волокон можно изменять в процессах формования, вытягивания, отделки и тепловой обработки, а так же путём модификации, как исходного сырья (полимера), так и самого волокна. Это позволяет создавать даже из одного исходного волокнообразующего полимера химические волокна, обладающие разнообразными текстильными и другими свойствами (смотри таблицу №1). Химические волокна можно использовать в смесях с природными волокнами при изготовлении новых ассортиментов текстильных изделий, значительно улучшая качество и внешний вид последних.

 

 

 

 

 

 

 

Производство.

   Для производства химических волокон из большого числа существующих полимеров применяют лишь те, которые состоят из гибких и длинных макромолекул, линейных или слаборазветвлённых, имеют достаточно высокую молекулярную массу и обладают способностью плавиться без разложения или растворяться в доступных растворителях. Такие полимеры принято называть волокнообразующими. Процесс складывается из следующих операций: 1) приготовления прядильных растворов или расплавов; 2) формования волокна; 3) отделки сформованного волокна.

     Приготовление прядильных  растворов (расплавов). Этот процесс  начинают с перевода исходного  полимера в вязкотекучее состояние  (раствор или расплав). Затем раствор  (расплав) очищают от механических  примесей и пузырьков воздуха  и вводят в него различные добавки для термо - или светостабилизации волокон, их матировки и т. п. Подготовленный таким образом раствор или расплав подаётся на прядильную машину для формования волокон.

    Формование  волокон заключается в продавливании  прядильного раствора (расплава) через  мелкие отверстия фильеры в  среду, вызывающую затвердевание  полимера в виде тонких волокон.  В зависимости от назначения  и толщины формируемого волокна  количество отверстий в фильере и их диаметр могут быть различными. При формовании химических волокон из расплава полимера (например, полиамидных волокон) средой, вызывающей затвердевание полимера, служит холодный воздух. Его формование проводят из раствора полимера в летучем растворителе (например, для ацетатных волокон), такой средой является горячий воздух, в котором от толщины и назначения волокон, а также от метода формования. При формовании из расплава растворитель испаряется (так называемый «сухой» способ формования). При формовании  волокна из раствора полимера в нелетучем растворе (например, вискозного волокна) нити затвердевают, попадая после фильеры в специальный раствор, содержащий различные реагенты, так называемую осадительную ванну («мокрый» способ формования). Скорость формования зависит скорость достигает 600-1200 м/мин, из раствора по «сухому» способу – 300-600 м/мин, по «мокрому» способу – 30-130 м/мин. Прядильный раствор (расплав) в процессе превращения струек вязкой жидкости в тонкие волокна одновременно вытягивается (фильерная вытяжка). В некоторых случаях волокно дополнительно вытягивается непосредственно после выхода с прядильной машины, (астификационная вытяжка), что приводит к увеличению прочности химических волокон и улучшению их текстильных свойств.

    Отделка химических  волокон заключается в обработке  свежесформованных волокон различными  реагентами. Характер отделочных  операций зависит от условий  формования и вида волокна.  При этом из волокон удаляются  низкомолекулярные соединения (например, из полиамидных волокон), растворители (например, из полиакрилонитрильных волокон), отмываются кислоты, соли и другие вещества, увлекаемые волокнами из осадительной ванны (например, вискозными волокнами). Для придания волокнам таких свойств, как мягкость, повышенное скольжение, поверхностная склеиваемость одиночных волокон и других, их после промывки и очистки подвергают авиважной обработке или замасливанию. Затем волокна сушат на сушильных роликах, цилиндрах или в сушильных камерах. После отделки и сушки некоторые химические волокна подвергают дополнительной тепловой обработке – термофиксации  (обычно в натянутом состоянии при 100-180˚С), в результате которой стабилизируется форма пряжи, а также снижается последующая усадка, как самих волокон, так и изделий из них во время сухих и мокрых обработок при повышенных температурах.

Информация о работе Синтетические волокна