Меню

Технология. 7 класс. Авторский коллектив: Е. С. Глозман, Е. Н. Кулакова, Ю. Л. Хотунцев, О. А. Кожина, И. В. Воронин, В. В. Воронина, А. Е. Глозман

§ 24. Свойства химических волокон и тканей из них

Искусственные волокна

К искусственным волокнам относятся вискозные, ацетатные, триацетатные, белковые волокна.

Вискозные волокна. Вискозные волокна, впервые полученные в 1892 г., являются наиболее распространенными искусственными волокнами. Сырьем для производства вискозного волокна служит природная целлюлоза из древесины ели, сосны, пихты, бука. В результате химической обработки целлюлозы получают вязкий прядильный раствор — вискозу, из которой мокрым способом формуют волокно.

Вискозные волокна обладают хорошей гигроскопичностью, светостойкостью, мягкостью, растяжимостью, устойчивостью к истиранию. Однако при увлажнении волокна сильно набухают, что приводит к повышенной усадке материалов и значительной потере прочности (до 50%). Поэтому химическая промышленность постоянно работает над улучшением свойств вискозных волокон: повышением их прочности, гигроскопичности, светостойкости, устойчивости к истиранию, уменьшением потери прочности во влажном состоянии. Ткани из этих волокон внешне напоминают шелк, шерсть, хлопок или лён. Например, вискозное волокно мтилон отличается повышенной устойчивостью к действию микроорганизмов, светостойкостью и износостойкостью. По внешнему виду и на ощупь мтилон очень похож на шерсть, что и определило его применение как заменителя шерсти при производстве ковров.

На основе сложных химических процессов можно получать вискозные волокна с разнообразными специфическими свойствами: огнестойкие, бактерицидные, кислотостойкие, масло- и водоупорные и т. п.

Ацетатные и триацетатные волокна. Основным сырьём для получения ацетатных и триацетатных волокон служат отходы хлопка, которые обрабатывают смесью уксусной и серной кислот. Ацетатные и триацетатные волокна существенно отличаются по своим свойствам от вискозных волокон. Прежде всего они обладают сравнительно низкими гигроскопическими свойствами, поэтому влияние влаги на них незначительно. Триацетатные волокна обладают высокой упругостью, устойчиво сохраняют форму изделий, не усаживаются при влажной и тепловой обработке. Ацетатные и триацетатные волокна характеризуются высокой устойчивостью к действию микроорганизмов, светостойкостью и хорошими диэлектрическими свойствами, при нагревании способны размягчаться. Ткани из этих волокон мягкие, эластичные, мало сминаются, пропускают ультрафиолетовые лучи. Ацетатные ткани используются для производства нижнего белья, блузок, платьев и т. д. Ацетат применяют в трикотажном производстве. К основным недостаткам таких тканей следует отнести невысокую прочность, низкую термо- и износостойкость, значительную электризуемость.

Белковые волокна. Основным сырьём для производства белковых искусственных волокон служат молоко (творог), белки арахиса, сои, кукурузы и др. По некоторым свойствам белковые волокна (казеиновое, зеиновое) близки к натуральной шерсти. На ощупь они мягкие, тёплые, хорошие теплоизоляторы. По показателям растяжимости и гигроскопичности белковые волокна приближаются к шерсти, однако прочность их невелика и значительно снижается при намокании. Термостойкость этих волокон небольшая, они боятся горячей воды, особенно с примесью щёлочи. Белковые волокна используют в смеси с шерстью в ограниченном количестве, что связано с низкими механическими свойствами и с тем, что сырьём для их изготовления являются ценные пищевые продукты.

Синтетические волокна

Свойства различных синтетических волокон зависят от состава и структуры молекул, их образующих. К ним относятся полиамидные, полиэфирные, полиуретановые, полиакрилонитрильные волокна и др.

Полиамидные волокна. Полиамидные волокна (капрон, нейлон, дедерон, анид, энант) получают на химических заводах из продуктов переработки нефти и угля. Полиамидные волокна широко применяют для производства чулочно-носочных изделий, трикотажа, верхней одежды и ковровых изделий. Эти волокна характеризуются высокой прочностью, что позволяет их использовать для технических целей (изготовление канатов, сетей, автомобильного корда и др.). Высокая эластичность полиамидных волокон обеспечивает их значительную устойчивость к многократным изгибам и истиранию. К недостаткам полиамидных волокон следует отнести их низкую гигроскопичность (3,5—5%), что значительно снижает гигиенические свойства тканей, изготовленных из этих волокон. Полиамидные волокна обладают невысокой теплостойкостью: уже при нагревании до температуры 160 °C их прочность снижается на 40—50%. Недостатком можно считать чрезмерную гладкость поверхности полиамидных волокон и высокую осыпаемость срезов.

Полиэфирные волокна. Полиэфирные волокна лавсан (он же дакрон, ланон, элан, терилен), полиэстер вырабатывают из продуктов переработки нефти. Полученный в виде крошки полимер плавят и формуют из расплава в виде волокна, которое в дальнейшем подвергается значительному вытягиванию.

Подобно полиамидным волокнам, лавсан обладает высокой прочностью и эластичностью. При растяжении на 5—7% деформация его полностью обратима. Поэтому материалы из лавсановых волокон малосминаемы. По устойчивости к истиранию полиэфирные волокна уступают только полиамидным, но они гораздо более устойчивы к действию солнечного света и кислотам.

Полиэфирные волокна обладают высокой термостойкостью, превосходя по этому показателю все природные волокна и большинство химических волокон. Они способны выдерживать длительную эксплуатацию при повышенных температурах, способны сохранять форму в условиях носки. Полиэфирные волокна имеют очень низкую гигроскопичность, поэтому во влажных условиях их механические свойства практически не меняются. C этим же связана малая сминаемость тканей из лавсана во влажном состоянии. Лавсановые волокна по внешнему виду похожи на шерсть, на ощупь мягкие, тёплые, объёмные, используются как в чистом виде, так и в смеси с другими волокнами.

Таблица 5.1

Свойства тканей из натуральных и химических волокон

Полиуретановые волокна. На основе полиуретанов разработаны синтетические волокна спандекс (эластан), лайкра, бифлекс. Отличительная особенность полиуретановых волокон — высокая эластичность и несминаемость. Полиуретановые волокна достаточно устойчивы к солнечному свету и химическим реагентам, однако прочность и термостойкость их невелика. При нагревании до температуры 150 °C волокна желтеют, повышается их жёсткость и ломкость. Полиуретановые волокна используют при изготовлении тканей и трикотажа для спортивных, корсажных, лечебных эластичных изделий, чулочных изделий.

Полиакрилонитрильные волокна. Полиакрилонитрильные волокна (акрил, нитрон, анилан, ветрелон и др.) производят из продуктов переработки нефти, угля и газа.

Волокна акрила обладают достаточно высокой прочностью, сравнительно большой растяжимостью (22—35%), высокой термостойкостью, низкой гигроскопичностью, по механическим свойствам близки к шерсти. В условиях комбинированного воздействия солнечного света, дыма, копоти, воды, кислот их прочность снижается всего на 15%, и они становятся жёсткими. К недостаткам акриловых волокон относят электризуемости, низкую воздухопроницаемость и малую устойчивость к истиранию (скатываются в процессе носки).

Акриловые волокна обладают высокими теплозащитными свойствами, поэтому их используют как заменители шерсти при производстве свитеров, носков, перчаток, обуви, ковров, искусственного меха, как теплоизоляционный материал и добавку к шерстяным волокнам.

Вопросы и задания:

1. Чтo является сырьём для производства искусственных волокон?

2. Что является сырьём для производства синтетических волокон?

3. Перечислите ткани, получаемые из химических волокон.

4. Назовите преимущества и недостатки химических волокон по сравнению с натуральными.

Задание

Используя Интернет, подготовьте материал о производстве химических волокон.