Эмиль Вознесенский - Химическая технология текстильных материалов

Различие в химическом составе определяет особенность свойств ацетатных и триацетатных волокон. Последние имеют пониженную адсорбционную способность, более высокую термостойкость (выдерживают нагревание до температуры 180 оС), еще менее гигроскопичны и труднее окрашиваются.

Химические свойства ацетатных волокон, в отношении действия кислот, окислителей, восстановителей, близки к гидратцеллюлозным волокнам. Они неустойчивы к действию минеральных кислот и особенно чувствительны к действию щелочей, которые вызывают гидролиз эфирных связей и омыление волокна вплоть до образования гидратцеллюлозы. При этом оно полностью теряет ценные свойства, присущие ацетатным волокнам. Триацетатное волокно к действию щелочей более устойчиво. Существенным недостатком ацетатных волокон является низкая прочность к истиранию.

Диацетатные волокна, благодаря хорошим эластическим свойствам, мягкости, приятному внешнему виду и невысокой гидрофобности особенно пригодны для трикотажа. Ткани из ацетатных волокон выпускают в широком ассортименте, преимущественно бытового назначения. Большое распространение получили также шелковые ткани, выработанные из смеси ацетатных нитей с вискозными, полиамидными и полиэфирными волокнами. Этим достигается высокая стабильность размеров, легкость ухода за изделиями, более низкая электризуемость, что делает подобные смеси пригодными для изготовления тканей бельевой группы.

Синтетические волокна

Синтетические полимеры – это высокомолекулярные вещества, полученные из низкомолекулярных продуктов в процессе химического синтеза. Волокна из синтетических полимеров обладают рядом свойств отличных от натуральных и искусственных, такие как: управляемый размер волокон, высокая прочность, низкая гигроскопичность, блеск и др.

Полиакрилонитрильные волокна

В качестве основного синтетического заменителя шерстяных волокон используются полиакрилонитрильные (ПАН-волокна). Они обладают рядом свойств, выделяющих их из среды других синтетических волокнообразующих полимеров. По внешнему виду они напоминают шерсть, по разрывной нагрузке и стойкости к истиранию – близки к натуральным волокнам. ПАН-волокна обладают высокой устойчивостью к поражению молью, к действию света и атмосферных условий. Изделия из них быстро высыхают, требуют минимального ухода и хорошо сохраняют форму.

К недостаткам полиакрилонитрильных волокон следует отнести низкую гигроскопичность, повышенную электризуемость, пиллингуемость, загрязняемость и сложность окрашивания.

Для устранения этих недостатков ряд фирм выпускает модифицированные химическими и физическими методами ПАН-волокна с улучшенными свойствами.

В России выпускается сополимерное ПАН-волокно – нитрон-3. Его получают радикальной цепной полимеризацией из нитрила акриловой кислоты путем формования из раствора диметилформамида. В качестве сополимеров используют метакриловую и итаконовую кислоты. Схематично строение этого волокна можно представить следующим образом:

При нагревании выше 165 оС волокно желтеет, но не теряет механической прочности; при 235–250 оС – размягчается, а при 250– 300 оС – происходит необратимое изменение его химической структуры.

Волокно устойчиво к действию кислот и разбавленных растворов щелочей и окислителей. При нагревании в щелочах наблюдается пожелтение волокна по причине омыления нитрильных групп.

В настоящее время ряд зарубежных фирм выпускает полиакрилонитрильные нити с улучшенными свойствами. Например, гидрофильная ПАН – нить «Данова» покрыта плотной оболочкой с тонкими каналами, по которым вода поступает вглубь пористого сердечника. Нити «Долан-40» и «Долан-44» отличаются низкой пиллингуемостью, а нити «Дайлен» и «Лафнен» – повышенной устойчивостью к горению. Указанные волокна хорошо перерабатываются в смесях с шерстяными и хлопковыми волокнами.

Полиэфирные волокна

Полиэфирные волокна (лавсан, тесил, терилен, дакрон) выпускают на основе полиэтилентерефталата.

Наряду с целлюлозными волокнами полиэфирные (ПЭФ) волокна являются основным текстильным сырьем в мировой практике. В производстве многих видов одежды они находятся вне конкуренции, для некоторых типов ассортимента доля потребления ПЭФ достигает 70 %.

Высокий спрос на полиэфирные волокна обусловлен созданием материалов нового типа, обладающих комплексом свойств, за счет которых они составляют конкуренцию природным волокнам и могут имитировать шерсть, хлопок и натуральный шелк.

Полиэфирные волокна обладают высокой эластичностью, свето- и термостойкостью, а по прочностным показателям и по устойчивости к истиранию уступают лишь полиамидным волокнам.

К недостаткам полиэфирных волокон следует отнести крайне низкую гигроскопичность, высокую электризуемость и степень кристалличности. Это затрудняет процесс их крашения, который, как правило, проводят при температурах порядка 130 оС, на работающем под давлением оборудовании. Однако в настоящее время выпускаются полиэфирные волокна нового поколения, способные окрашиваться при температурах ниже 100 оС, что решает проблемы колорирования тканей из смеси полиэфирных и натуральных волокон.

Полиэфирные волокна устойчивы к действию высоких температур и химических реагентов. Они размягчаются при 230–240 оC, устойчивы к действию разбавленных растворов кислот, щелочей, окислителей, восстановителей. Только концентрированные минеральные (серная, азотная) и некоторые органические кислоты, а также концентрированные растворы щелочей (NaOH 40 %) способны разрушать волокно.

Важнейшей тенденцией совершенствования ассортимента тканей из полиэфирных волокон является использование текстурированных комплексных нитей. Изделия из них имеют достаточно хорошие гигиенические и эксплуатационные свойства. При этом на качество готовых изделий в основном влияет линейная и поверхностная плотность, а также объемность нитей.

Полиамидные волокна

Полиамидные волокна состоят из линейных гетероцепных макромолекул, включающих различное сочетание метиленовых (–СН 2–) и карбамидных (–СО–NH–) групп. Особенно широкое применение в шелковой промышленности получило полиамидное волокно – капрон. Его общую формулу можно представить как:

Полиамидные волокна характеризуются высокой степенью кристалличности. Отдельные макромолекулы соединены между собой водородными связями и силами Ван-дер-Ваальса. Основными функциональными группами являются амино- (–NH 2) и карбоксильные (–СООН). В этой связи капроновое волокно приближено к натуральному шелку.