Синтетические волокна — классификация, характеристика и свойства

Синтетические волокна – это нити из не натуральных, не встречающихся в природе полимерных материалов. Для получения волокнообразующего вещества, первоначальным сырьем служат нефть и сопутствующие газы, каменноугольные смолы.

Для химического производства исходной массы необходимы базовые компоненты: этилен, фенолы, бензол и подобные. Образуемые высокомолекулярные заготовки производятся в виде раствора или расплава. В отдельных случаях требуется защитная среда инертных газов.

Синтетические волокна — классификация, характеристика и свойства

Для образования собственно волокна используется фильера. Станок представляет собой емкость с перфорированным днищем, откуда выдавливаются нити с нужным сечением.

Далее расплав охлаждается для затвердения. Из растворов может просто удаляться жидкая составляющая путем выпаривания (сухой способ). При мокром формировании заготовка помещается в среду отвердителей.

Синтетические волокна — классификация, характеристика и свойства

Для получения правильной внутренней структуры процесс происходит с вытягиванием. Только в этом случае обеспечивается ориентация молекулярных цепочек по оси, что критично влияет на прочностные свойства продукта. В зависимости от требуемого товарного вида нити режутся или наматываются на катушки.

Классификация волокон

Синтетические волокна — классификация, характеристика и свойства

Различаются по химическому составу:

  • Гетероцепные волокна — в макромолекулах имеют кроме углерода и другие элементы (N, O, S). Вырабатываются из расплавов смол, поэтому при плавлении в процессе эксплуатации не разлагаются. Вытягивание возможно при нормальной температуре. Обычно используются для промышленных и бытовых тканых изделий.

  • Карбоцепные волокна — содержат в молекулах основной цепи исключительно углерод (C). Производятся обычно из ацетоновых растворов и насыщенных гелей. Исключение составляют полнолефиновые составы. Натягивание производится при температуре от 100°C. Чаще всего используются для изготовления монолитных деталей.

  • Гетероцепные

    В промышленных объемах изготавливаются описанные ниже полиамидные и полиэфирные волокна.

    Полиуретановые волокна

    Изготавливаются из диизоцианата и диамина. Торговые названия: спандекс, лайкра, неолан. По механическим свойствам напоминают резину. Держат нагрузки до 120°C. 

    Синтетические волокна — классификация, характеристика и свойства

    Спандекс

    Применяются для изготовления эластичных тканей с возможным добавлением иных искусственных нитей.

    Достоинства:

    • эластичны, с высокой растяжимостью;

    • быстро восстанавливаются до первоначальных размеров;

    • высокая химическая стойкость.

    Недостатки:

    • низкая термостойкость;

    • при интенсивном освещении желтеют.

    Полиэфирные волокна

    Готовятся из расплава полиэтилентерефталата. Марки: лавсан (терилен), тесил, дакрон. Сохраняют ½ прочности при 180°C. 

    Синтетические волокна — классификация, характеристика и свойства

    Лавсан

    Растворяются в сильных кислотах и феноле. Не переносят нагрева в щелочах.

    Достоинства:

    • механическая прочность;

    • устойчивы к растворителям;

    • не разрушаются бактериями, насекомыми, грибками.

    Недостатки:

    • плохо поддаются окраске;

    • легко электризуются;

    • склонны к образованию катышков;

    • высокая жесткость.

    Полиамидные волокна

    Торговые марки: капрон (перлон), найлоны (аниды), этант. Работоспособны при температурах до 90…160°C. С начала 70-х годов прошлого века производятся термостойкие (до 400…600°C) алифатические составы. 

    Синтетические волокна — классификация, характеристика и свойства

    Капрон

    Не стойки к минеральным кислотам, трихлорэтану, фенолу и подобным соединениям. Слабо гигроскопичны.

    Достоинства:

    • высокая механическая прочность;

    • стойкость к циклическому изгибу, истиранию и низким температурам;

    • хорошо переносят большинство химикатов и микрофлору.

    Недостатки:

    • плохо переносят солнечный свет (кроме специальных модификаций);

    • склонны к термоокислению;

    • легко электризуются.

    Карбоцепные

    Выделяются высокой стойкостью к кислотам и щелочам. Часто применяются как электрические изоляторы.

    Полиакрилонитрильные волокна

    Торговые наименования: нитрон, акрилан. Обладают свойствами, сходными с шерстью. Прочные, со средней износостойкостью.

    Синтетические волокна — классификация, характеристика и свойства

    Нитрон

    Достоинства:

    • не теряют качеств под воздействием воды;

    • эластичны;

    • не разрушаются от радиации и света;

    • ценны, как теплоизолятор;

    • не боятся насекомых и бактерий.

    Недостатки: высокая электризуемость.

    Полиолефиновые волокна

    Включают полиэтиленовые (спектра, текмилнон) и полипропиленовые (геркулон, мераклон). Последние имеют плотность меньше воды (до 920 кг/м3), поэтому используются для плетения нетонущих веревок.

    Синтетические волокна — классификация, характеристика и свойства


    Достоинства:

    • легкость;

    • высокие прочность и эластичность;

    • стойкие химически, не боятся микроорганизмов;

    • диэлектрик.

    Недостатки: низкая термостойкость (до 110°C).

    Поливинилхлоридные волокна

    К списку торговых марок относятся хлорин, виньон, тевирон. Синтезируются и сухим, и мокрым способами. 

    Синтетические волокна — классификация, характеристика и свойства

    Обладают средними прочностью, износостойкостью, эластичностью.

    Достоинства:

    • термостойки, пожаробезопасны;

    • хороший тепло- и электроизолятор;

    • химически устойчивы;

    • не боятся микроорганизмов и грибков.

    Недостатки:

    • гигроскопичны;

    • под воздействием влаги дают значительную усадку.

    Поливинилспиртовые волокна

    Марки: винол, мтилан, виналон. В зависимости от компонентов могут обладать бактерицидными качествами и повышенной гигроскопичностью.

    Синтетические волокна — классификация, характеристика и свойства

    Достоинства:

    • высокая прочность, стойкость к износу;

    • мало реагируют на химически активные вещества, растворители, яркий свет.

    Недостатки: опаливаются под воздействием огня.

    Заключение

    Синтетические волокна выгодно отличаются от естественных и искусственных в части прочности, эластичности, стабильности в агрессивных средах, отсутствия склонности к гниению. Но уступают последним в гигроскопичности, что ограничивает их использование, например, в качестве материала для одежды. 

    Синтетика относительно дешева, что делает ее применение массовым.

    Беликова Ирина

    Учитель физики, информатики и вычислительной техники. Победитель конкурса лучших учителей Российской Федерации в рамках Приоритетного Национального Проекта "Образование".

    Оцените автора
    Добавить комментарий

    Вставить формулу как
    Блок
    Строка
    Дополнительные настройки
    Цвет формулы
    Цвет текста
    #333333
    Используйте LaTeX для набора формулы
    Предпросмотр
    \({}\)
    Формула не набрана
    Вставить
    Adblock
    detector