что такое синтетические волокна

Классификация искусственных и синтетических волокон, их преимущества и недостатки

На протяжении столетий человек использовал для создания одежды и других предметов обихода натуральные ткани из шерсти, хлопка, льна, шелка, но со временем возникла необходимость в искусственных материалах, более прочных и надежных. Так появились искусственные волокна, обладающие качественно иными характеристиками по сравнению с органикой.

Под волокном понимается гибкая нить из натуральных или искусственных полимеров, используемая для изготовления текстильной продукции или пряжи.

Виды волокон

Если говорить о натуральных волокнах, то они могут быть минерального, животного или растительного происхождения.

Неорганические волокна создаются с использованием различных химических процессов.

Классификация на группы:

В современной промышленности для создания текстильной продукции широко производятся обе группы. Рассмотрим особенности каждой из них подробнее.

Искусственные волокна

Для получения искусственных волокон используются далеко не все полимеры, а только обладающие линейным строением. Их расплавляют или делают жидкими с помощью специальных растворителей. Получившуюся жидкость пропускают тонкой струей через сито с очень мелким плетением, в результате образуются длинные нити. Также можно добывать полимеры синтетическим способом, а потом укладывать в определенном порядке молекулы.

Самыми популярными искусственными волокнами являются ацетатное и вискозное. В роли исходного полимера выступает вискоза, полученная из древесины или же хлопчатобумажный пух, получаемый из семян хлопка. Для разжижения целлюлозы используют различные виды химических растворов, в зависимости от которых получаются разные волокна (ацетатные, казеиновые, медно-ацетатные, штапельные, вискозные). Искусственные волокна характеризуются сравнительно небольшой гигроскопичностью, но тем не менее они достаточно прочные.

Ацетатное волокно

Как получают ацетатное волокно:

Впервые ацетатную ткань добыл в 1889 году француз Шардоне.

Ацетатное волокно широко используется в текстильной промышленности благодаря отличной износостойкости. Ткани из него практически не мнутся, не деформируются после стирки, хорошо сохраняют тепло, тактильно приятны.

К недостаткам можно отнести невысокую гигроскопичность и склонность к накоплению статических электрических зарядов. Из ацетатного волокна производят ткань для детской одежды, белья, платьев и блузок, мужских рубашек. Также применяют его и для изготовления изоляционного материала.

Вискозное волокно

Для получения вискозного полотна целлюлозу обрабатывают раствором сероуглерода и щелочи. Вискоза — тип ткани, мягкий на ощупь, гигроскопичный, воздухопроницаемый. Она равномерно и насыщенно окрашивается и долго сохраняет свои потребительские характеристики.

Наряду с достоинствами вискозное волокно имеет и ряд недостатков: ткани из него сильно мнутся и быстро истираются, что приводит изделия в негодность. Основное применение вискозы – пошив женской одежды, ведь из нее получаются воздушные юбки и невесомые топы.

Полиамидные – стойки к истиранию и устойчивы к растяжению, однако они сильно электризуются и практически не сохраняют тепло. Данный вид используется для изготовления тончайшего кружева, эластичных ниток, белья, канатов.

Интересен тот факт, что полиамидное волокно крайне неустойчиво к термическому воздействию. Так, при нагреве до 160 градусов, оно теряет прочность в два раза.

Полиэфирные волокна

К полиэфирным относятся лавсан, терилен, дакрон. Их общим недостатком является повышенная жесткость и электризуемость. Лавсан применяют для производства бытовых материалов.

Синтетические волокна

С развитием промышленности возникла потребность в новых, более прочных и практичных, тканях, которые будут выдерживать агрессивные среды. Во второй половине 30-х годов прошлого века были созданы методы синтеза волокнообразующих полимеров, а спустя несколько лет появились первые волокна синтетического происхождения.

Виды синтетических волокон:

Самым распространенным синтетическим волокном, используемым для создания тканей, является капрон, добываемый из капролактама. Смолу сперва расплавляют, а потом пропускают через фильеры, после чего стволы смолы охлаждают и добывают из них волокно.

Капрон. Капрон известен своей износостойкостью (по прочности его можно сравнить со сталью), химической устойчивостью, эластичностью. Капрон не подвержен гниению из-за того, что практически не впитывает влагу. Однако капрон не устойчив к термическому воздействию (плавится уже при 250 градусах по Цельсию), а также к влиянию концентрированной кислоты.

Из капрона шьют колготки, шарфы, носки, блузки, изготавливают искусственный мех и ковровые изделия, прочные рыболовные сети, производят специальный материал – каркас для авиа- и автопокрышек, фильтры.

Капроновая смола служит основой для деталей техники, подверженной повышенному износу. Капроновые нити используются в хирургии. Такая нить невероятно легкая, так, всего 1 грамм весят 9 километров волокна.

Нитрон. Не менее прочным и эластичным является нитрон. К его преимуществам относятся низкая теплопроводность и великолепная светостойкость. Нитрон не чувствителен к кислотам, но легко разлагается под влиянием концентрированного щелочного раствора. Из волокна изготавливают искусственный мех с ворсом и ковровое покрытие.

Лавсан, напоминающий шерсть, отличается от нее высокой прочностью. Пошитые из него изделия не нуждаются в глажке. Лавсан устойчив к органическим растворителям, но подвержен действию щелочи и кислоты. Часто лавсановые нити смешивают с другими волокнами, например, хлопком, льном, шерстью, для повышения их потребительских качеств. В промышленности его используют для изготовления декоративной ткани, искусственного меха, трикотажа, электроизоляционных материалов, шин, нефте- и бензиностойких шлангов.

Помимо вышеперечисленных волокон существуют и другие, не так широко применяемые виды узкого назначения (жаростойкие, биологически активные, полупроводниковые, сверхпрочные и т.д.). Так, перлон прочнее проволоки, хлорин не горит и не подвержен воздействию кислот и щелочей. Такие качества незаменимы при создании спецодежды из синтетических и искусственных волокон, прокладок в химических аппаратах, лечебного белья.

Широко известный эластан очень прочный, но подвержен выцветанию и деформации, поэтому его используют не в чистом виде, а в сочетании с другими материалами для повышения их качества.

Синтетическое волокно «Лола» уникально тем, что не горит, а лишь накаляется при температуре 1200 градусов Цельсия, поэтому его используют для пошива огнезащитной одежды.

Основные отличия искусственных и синтетических волокон

Несмотря на то, что обе разновидности волокон имеют ненатуральное происхождение, они различны между собой:

Но, в целом искусственные ткани более близки к природе, нежели синтетические, поскольку, как было отмечено выше, в их основе лежат органические вещества. Так, исходным сырьем для вискозы является целлюлоза, подвергнутая воздействию гидроксида натрия и полимеризованная.

Химический состав синтетических волокон бывает чрезвычайно сложным, в нем зачастую трудно выделить один основной компонент. В этом и состоит основное различие между двумя большими группами химических волокон.

Источник

Первое синтетическое волокно было получено в 1890 году во Франции, но со временем производство совершенствуется, появляются новые методы – рассмотрим виды, материалы и основные принципы технологии синтеза.

Свойства

Главный элемент состава – волокна. Они являются исходным сырьем, применяются в смешанном и обычном типе. Их качество влияет на процесс создания изделия. Важно знать все технические характеристики – длину, толщину. Тонкая нить способствует образованию пиллинга, а длинная делает пряжу прочной, ровной. Различия бывают по химическому составу и структуре.

Классифицируются они следующим образом:

Искусственные. Их образуют из природных соединений целлюлозного происхождения (дерево, солома). Получают вискозу и ацетат. Они хорошо пропускают воздух и всегда остаются сухими, но сильно мнутся.

Синтетические – это переработанные отходы нефти, каменного угля и природного газа. Имеют способность пропускать воду.

Вещи из таких материалов обладают следующими преимуществами:

Легкие, не впитывают влагу, быстро сохнут.

Низкая стоимость за счет дешевого сырья.

Долговечность и износостойкость, специальные технологии обеспечивают стойкость цвета.

Простая стирка, ткань быстро сохнет.

Используется для изготовления:

Каждый год появляется всё новое сырье, его характеристики зависят от компонентов. Выделяют следующие группы:

1. Гетероцепная – углерод и водород.

Полиуретановые

Создаются химическим методом из растворов, сплавов. Применяют в строительстве, декоре, шьют различную обувь, спортивные вещи, полотно для мебели.

Способность растягиваться в несколько раз, возвращаясь в начальное состояние.

Износостойкие, упругие, дышащие.

При высокой температуре теряют эластичность.

Стирку следует проводить без отжима, при минимальном режиме.

Полиамидные

Органическое сырье (нефть уголь, газ), капрон, нейлон. Применяют в медицине, автопроме, производстве рыболовных сетей, туристического снаряжения. Потребители, которые не совсем понимают, что такое синтетика, и какая это ткань, полагают, что такие изделия имеют лишь слабые стороны, но это не так.

Прочные, не теряют форму.

Не склонны к гниению.

Влага не впитывается.

Стирка должна проходить в деликатном режиме без отжима и сушки с использованием специальных моющих средств.

Полиэфирные

Получается путем переработки нефтяных продуктов и использованной тары. Продукция становится более выгодной из-за низких цен – лавсан, полиэстер. Это самые распространенные и востребованные синтетические волокна (и ткани) в промышленности.

Источник

Синтетические волокна

В современной легкой промышленности активно используются ткани из синтетических волокон. Как можно понять из названия, они создаются с помощью синтеза, в ходе которого природные мономеры преобразуются в полимеры. В их основе лежат переработанные на химических заводах нефть, газ, каменный уголь. Главными плюсами этих тканей считаются прочность, легкость в окрашивании и нечувствительность к воздействию микроорганизмов. Главным общим минусом является высокая электризуемость.

Содержание

Получение синтетических волокон

Производство синтетических тканей началось еще в конце девятнадцатого века. Однако популярность синтетика начала приобретать лишь в семидесятых годах двадцатого столетия. С тех пор технологии производства все больше и больше развиваются, ткани становятся качественнее и разнообразнее, появляются новые возможности модификации волокон. Теперь в производство волокон внедряются современные способы, основанные на достижениях генной инженерии и бионики.

При классическом производстве волокно создается в три стадии. На первой, в ходе химической обработки, из мономеров получают полимеры. На второй — формируют и осушивают волокна. И только на третьей стадии они проходят текстильную обработку, необходимую для последующей эксплуатации тканей.

Виды синтетических волокон

Как правило, среди синтетических тканей чаще всего встречаются три основные: полиэстер, акрил и нейлон. Рассмотрим каждый из материалов в отдельности, потому что несмотря на общие свойства и единый принцип производства, все-таки они различаются между собой как по качеству, так и по сферам применения.

Можно сделать вывод о том, что из синтетических тканей делается большинство вещей вокруг, у них очень много достоинств, но есть и свои недостатки. Надо учитывать, что изделия из натуральной ткани более легкие, лучше пропускают воздух и зачастую комфортнее ощущаются на теле. Однако такого эффекта можно добиться, например, сочетанием натуральных волокон с синтетическими, что позволяет добиться лучших свойств материала и его большей функциональности.

Источник

Синтетические

Синтетикой называют любой продукт, полученный методом химического синтеза, чаще всего синтетическую ткань.

Синтетические волокна — это волокна, производимые из полимеров, которые не встречаются в природе, а синтезируются из мономеров. Сырьем для их производства являются продукты переработки нефти, каменного угля и газа. Их относят к классу химических (наряду с искусственными).

История

Из чего делают ткани, известно всем — из разных видов волокон. До середины прошлого столетия мы использовали исключительно натуральные ткани: хлопок, лен, шелк и т. д. В 1940—1950-х годах научились производить искусственные волокна (вискозу, ацетат).

Производство волокон из расплавленных синтетических полимеров начало развиваться в странах с развитой промышленностью в 1940—1970-х годах. В этот период такие волокна лишь частично заменяли натуральные, использовались в качестве добавки.

С 70-х годов прошлого столетия производство синтетики сильно возросло, и холст из синтетических волокон стал широко применяться в качестве самостоятельного материала.

Виды и свойства

Общие характеристики и преимущества синтетических волокон и тканей любого вида:

прочность; устойчивость к воздействию бактерий и микроорганизмов; износостойкость; несминаемость.

Недостатками является то, что волокна плохо впитывают воду и сильно электризуются.

Вид и название зависит от того, какой продукт был использован в качестве исходного (к его названию добавляется приставка поли-). Ткани, выработанные из таких волокон имеют различные торговые названия (зачастую в каждой стране есть свое). Все они делятся на две большие группы:

гетероцепные. Макромолекулы содержат атомы углерода и других элементов. К ним относятся полиамидные, полиуретановые и полиэфирные волокна; карбоцепные. Макромолекулы содержат только атомы углерода. Все остальные синтетические волокна.

Полиамидные

Прочные при растяжении, устойчивы к истиранию и многократным изгибам, не подвергаются воздействию многих химических веществ, низких температур, плесени, бактерий. Имеют низкий показатель термо- и светостойкости. Распространенные торговые названия: нейлон, капрон, анид.

Полиуретановые

Широко известные спандекс, лайкра, неолан. Главным преимуществом является высокая степень эластичности без потери прочностных характеристик. Стойкие к истиранию. Эластичное, упругое и устойчивое к воздействию химических реагентов волокно обладает существенным недостатком — малой теплостойкостью.

Поливинилспиртовые

Обладают прочностью и устойчивостью к истиранию и воздействию микроорганизмов, света кислот и щелочей. Торговые названия: винол, куралон, мтилан. Отличительная черта винола — высокая гигроскопичность.

Полиэфирные (полиэстер)

Лавсан. Достоинства: упругость, термостойкость, низкая теплопроводность и малая степень усадки. Недостатки: разрушается при действии кислот и щелочей, жесткий, плохо впитывает воду и сильно электризуется.

Полиакрилонитрильные

Обладают менее высокой стойкостью к истиранию, чем полиамид и полиэфир. Устойчивы к воздействию микроорганизмов (и моли), обладают формоустойчивостью, изделия из них практически не мнутся. По внешнему виду очень напоминают натуральную шерсть. Наиболее известны нитрон и акрилан.

Полиолефиновые

Сырьем для их изготовления являются полиэтилен и полипропилен. Очень легкие, прочные и устойчивые к износу, воздействию химических реагентов и микроорганизмов. Обладают низкой гигроскопичностью, неустойчивы к воздействию температур. Даже при 50—60 градусах изделия из них дают значительную усадку. Затраты на производство минимальные.

Применение

В чистом виде некоторые виды синтетических волокон не используются, в основном их добавляют к другим волокнам (натуральному хлопку, льну, шерсти), чтобы получить ткани с улучшенными характеристиками.

Так, добавление даже небольшого процента эластана или лайкры сделает ткань более эластичной. Их таких тканей и трикотажных полотен изготавливают женскую и мужскую повседневную, спортивную и верхнюю одежду, чулки и другие изделия. Из полиакрилонитрильного волокна делают искусственный мех, трикотажное полотно, ковры и напольные покрытия, одеяла. Из полиэстеровой нити изготавливают ткани и трикотажи для производства одежды, домашнего текстиля и материалов технического назначения. Штапельное волокно добавляют к хлопку, льну, шерсти и получают прочные материалы, из которых производят все группы одежды, ковровые изделия, искусственный мех. Войлок из полиэстера во многом превосходит по качеству натуральный шерстяной войлок.

Об одном из лучших натуральных наполнителей для постельных принадлежностях читайте здесь.

Уход за изделиями

Стирают изделия из синтетических волокон при температуре 30—40 градусов. Полиэстер — до 60 градусов. Для белых вещей используют универсальные порошки, для цветных — специальные для тонких и цветных тканей. Режим стирки можно выбирать любой в зависимости от степени загрязнения и вида ткани. Отжимать можно в стиральной машине, количество оборотов уменьшить до минимума. Сушить в машине такие изделия нельзя, так как образующиеся складки потом будет очень сложно разгладить. Предпочтительна сушка на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении. Запрещено сушить синтетику на батареях. Гладят синтетику на режиме «шелк». Нейлон гладят при минимальной температуре, не увлажняя.

Публикации о синтетических тканях

Источник

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.

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.

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

Различаются по химическому составу:

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.

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

эластичны, с высокой растяжимостью;

быстро восстанавливаются до первоначальных размеров;

высокая химическая стойкость.

при интенсивном освещении желтеют.

Полиэфирные волокна

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

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

устойчивы к растворителям;

не разрушаются бактериями, насекомыми, грибками.

плохо поддаются окраске;

склонны к образованию катышков;

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.

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

высокая механическая прочность;

стойкость к циклическому изгибу, истиранию и низким температурам;

хорошо переносят большинство химикатов и микрофлору.

плохо переносят солнечный свет (кроме специальных модификаций);

склонны к термоокислению;

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.

не теряют качеств под воздействием воды;

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/м 3 ), поэтому используются для плетения нетонущих веревок.

высокие прочность и эластичность;

стойкие химически, не боятся микроорганизмов;

Недостатки: низкая термостойкость (до 110°C).

Поливинилхлоридные волокна

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

Обладают средними прочностью, износостойкостью, эластичностью.

хороший тепло- и электроизолятор;

не боятся микроорганизмов и грибков.

под воздействием влаги дают значительную усадку.

Поливинилспиртовые волокна

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

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.

Источник