Волокна.

Натуральные Химические

(полученные химическим

путем)

органические неорганические искусственные синтетические

(асбестовое волокно)

(химическая обработка

природных материалов)

вискозное, медно-аммиачное,

происхождение: ацетатное.

растительное (хлопок, лён);

от животных (шерсть, шёлк). (получают из синтетических полимеров)

капрон, анид, лавсан, полиакрилонитрильные,

полипропиленовые.

Строение волокон характеризуется упорядоченным, ориентированным вдоль оси волокна, расположением линейных молекул. При таком расположении молекул, в волокне возникают большие силы притяжения, что обеспечивает его высокую прочность. Чем больше молекулы, тем больше силы, удерживающие их друг возле друга. Для того, чтобы молекулы могли перемещаться, необходимо ослабить межмолекулярное воздействие. Это достигается либо растворением полимера, либо его плавлением, либо переводом в пластичное состояние путём нагревания. В связи с этим существует два способа формования волокон из полимеров – прядение из раствора и прядение из расплава (или из пластичного соединения).

Волокно капрон

Получают прядением из расплава капролактама. Поликапролактам получают полимеризацией капролоктама при 250-260 оС. Реакция идёт ступенчато. Вначале при реакции капролоктама (циклическое строение) с водой образуется аминокапроновая кислота

HN(CH2)5CO+HOH ¾® H2N(CH2)5COOH

Аминокапроновая кислота соединяется с другой молекулой капролактама, образуя димер:

H2N(CH2)COOH + HN(CH2)5СО ¾® H2N(CH2)5CO – NH(CH2)5COOH.

Далее димер вступает с новой молекулой капролактама, образуя тример, и т.д. до образования поликапролактама.

В качестве стабилизатора молекулярного веса полимера применяют уксуснокислый бутиламин. Для предотвращения окисления полимера процесс полимеризации ведут в атмосфере азота. Полученный полиамид (капрон) перерабатывают в крошку, которая затем продавливается через фильеры. Полученные тонкие капроновые нити обдувается воздухом и застывают. Затем нити скручивают в нить и вытягивают.

В химическом отношении капроновые волокна нестойкие. Под действием кислот и щелочей, даже малой концентрации, они растворяются. Плотность их 140 кг/м3. Тпл.=208-215 оС, при 300 оС волокно начинает разлагаться с выделением различных продуктов разложения. Волокно легко воспламеняется, в расплавленном состоянии интенсивно горит с выделением большого количества дыма, в котором содержатся много продуктов разложения. К тепловому самовозгоранию волокно не склонно.

Применение: добавки в шерстяные изделия, искусственные меха, капроновые карды в шинной промышленности, тяжёлые транспортные ленты, приводные ремни, спасательные верёвки, рыболовные снасти.

Волокно лавсан.

Получение – 2 стадии:

1. Получение дигликолевого эфира терефталевой кислоты

O O

II II ацетаты Co, Mn, Zn

H3C-O-C- -C-O-CH3 + 2HO(CH2)2OH <===============>

избыток

O O

II II

<=> HO-(CH2)2-O-C- -C-O-(CH2)2-OH + 2CH3OH

200 оС отгонка.

2. Получение полиэтилентерефталата путём поликонденсации дигликолевого эфира терефталевой кислоты:

O O O O

II II 270 0C II II

HO-(CH2)2-O-C- -C-O-(CH2)2OH <===> -О-C- -C-O(CH2)2-O- n +

(n-1)C2H5OH.

Лавсан (терилен) по своим свойствам близок к натуральной шерсти. Он имеет самую высокую прочность, изделия из него не сминаются. Из всех видов синтетических волокон, волокно лавсан наиболее термически стойкое. Только при 1800 С оно теряет 50% первоначальной прочности. Оно может работать в диапазоне температур от –70 до +1750С. Изделия из лавсана имеют высокую светостойкость. Диэлектрик.

Лавсан относится к химически устойчивым волокнам. Он стоек к действию органических и минеральных кислот. Твоспл. =390 оС. В расславленном состоянии интенсивно горит ярким, сильно коптящим пламенем. К тепловому возгоранию волокно не склонно.

Применение: гибкие рукава, корд, транспортные ленты, приводные ремни, заменитель шерстяного волокна.

Волокно нитрон.

Полиакрилонитрил получают полимеризацией акрилонитрила

[ДМФА - диметилформамид НСО—N(CH3)2.]

Волокно очень прочное, упругое, эластичное. Термостойкость удовлетворительное: при 120-130 оC его можно эксплуатировать в течение нескольких недель, снижения прочности при этом не происходит.

Нитрон достаточно светоустойчив. Устойчивость к истиранию ниже, чем у полиамидных волокон.

Волокно легко воспламеняется под действием пламени (Твоспл.=200 оС). При 220-230 оС оно размягчается и одновременно разлагается. Горит ярким, коптящим пламенем. К тепловому самовозгоранию не склонно.

В химическом отношении нитрон менее стоек, чем лавсан, но более стоек, чем капрон. По внешнему виду напоминает шерсть. Нитрон дешевле капрона и лавсана.

Применение: верхний трикотаж, техничные изделия, ткани, специальная одежда, рукава и т. д.

Волокно хлорин.

Получение

[CH2=CH]n ¾® [-CH2-CH-]n n=50000-1500000

I I

Cl Cl

Волокно получают методом прядения из растворов. Растворитель: ацетон, ДМФА.