ru uk en-us af

Категория Химическая энциклопедия  

ПОЛИУРЕТАНОВЫЕ ВОЛОКНА


2017-05-03 00:00:00

ПОЛИУРЕТАНОВЫЕ ВОЛОКНА спандекс, эластон, клирспан, глоспан, эспа, фуджибо, кингспан, лубелл, моби-лон, опелон, ройка, дорластан, лайнел, викспан, спандэвен, ацелан, высокоэластичные синтетич. нити, получаемые из сегментир. полиуретанов преим. полиуретанмочевин. Повторяющееся звено полиуретана включает гибкий и жесткий сегменты:

4005-24.jpg

R-макрорадикал мол. м. 1000-3000 простого полиэфира преим. состава [—СН2СН2СН2СН2О—]n или сложного полиэфира —R:—О—[—OCR:`COOR:O—]„ где R:-этилен, пропилен, бутилен, изоамилен; R:`- бутилен; R` -этилен, 1,2-пропилен или —СН2—Аr—СН2—, Аr = —С6Н4— либо —С6Н4СН2С6Н4—. В пром-сти используют преим. блокполиуретан, у к-рого х = у = 0.

Протяженные участки макромолекул, содержащие гибкие сегменты, имеют свернутые конформации спираль, клубок, а группы, находящиеся в них, обладают малой энергией межмол. взаимодействия, напр. кДж/моль: 2,8 СН2, 4,2 О и 12,1 СОО; т. стекл. соед., содержащих такие сегменты, от —40 до — 60 °С. Более высокие энергии межмол. взаимодействия уретановых и карбамидных групп коротких жестких сегментов 36 и 59 кДж/моль соотв. обеспечивают образование т. наз. физических поперечных связей и небольших участков кристаллизации. Сочетание гибких и жестких сегментов в макромолекулах создает каучукопо-добную структуру, способную к высокоэластичной деформации при небольшом усилии, а относит. удлинение при разрыве достигает 400-700%. Эластич. св-ва и макс. значения деформации растяжения нити можно регулировать, меняя структуру сегментов в полиуретане.

Получение. Все пром. способы произ-ва полиуретановых волокон имеют общую стадию - синтез макродиизоцианата форполимера в массе из полиэфирдиола и диизоцианата берется в молярном избытке при 60 °С в среде сухого N2. Послед. стадии -получение полиуретана взаимод. макродиизоцианата с диамином удлинитель цепи и формование нитей проводят разл. способами. Р-цию макродиизоцианата с диамином р-ция удлинения цепи осуществляют в среде р-рителя в осн. ДМФА. Полученный формовочный р-р дозируют через фильеру в обогреваемую 185-230 °С и интенсивно обдуваемую горячим воздухом прядильную шахту высотой до 11 м сухой способ или в осадит. водную ванну при комнатной т-ре мокрый способ. По др. способу диамин до 3% добавляют в осадит. ванну с водой или орг. р-рителем, в к-рую через фильеры выдавливают тонкими струями макродиизоцианат или его р-р. Образование и осаждение полиуретанмочевины происходит в ванне, поэтому этот способ получения полиуретановых волокон называют реакционным или химическим формованием.

При сухом методе формования из прядильной шахты выходят 1-16 комплексных нитей, к-рые после нанесения замасливателя в кол-ве 2-7% см. Текстильно-вспомогательные веществанаматывают на бобины и подвергают термообработке в камере при 80 °С в течение 3 ч для снижения усадки нити в кипящей воде.

При мокром методе сформованные нити промывают водой 90-95 °С в аппаратах, где они вытягиваются примерно в 1,5 раза, наматывают на бобины и подвергают термообработке при 120 °С в течение 20-30 ч. При хим. формовании нить, намотанную на шпулю, обрабатывают водой 40-80 °С, давление 4 МПа в течение 15 мин-8 ч. Преимущества сухого способа формования перед мокрым: более высокая концентрация формовочного р-ра 32% против 20%, большая скорость формования 600 м/мин против 150 м/мин, проще регенерация р-рителя.

Развивается также способ формования полиуретановых волокон из расплава; полиуретан в этом случае должен быть термопластичным, что достигается применением в качестве удлинителя цепи диолов - этиленгликоля или бутиленгликоля.

Наиб. распространение получил сухой способ формования полиуретановых волокон 80% от их мирового произ-ва, 15% производится по мокрому и хим. способам формования, 5% полиуретановых волокон формуют из расплава. В сухом способе для синтеза полиуретана применяют простой полиэфирдиол, получаемый полимеризацией ТГФ, в др. способах-преим. сложные полиэфирдиолы, во всех способах -4,4`-дифенилметандиизоцианат, иногда-смесь 2,4- и 2,6-толуилендиизоцианатов.

Свойства и применение. Линейная плотн. комплексных нитей, формуемых по сухому способу, преим. 2,2-125 текс; число элементарных нитей в них 3-110 и более, их линейная плотн. 0,7-1,2 текс. Относит. прочность нитей 8-10 сН/текс, относит. удлинение при разрыве 500-800%; степень эластич. восстановления 95-96%; модуль деформации при 300%-ном растяжении 1,2-2,4 сН/текс; влагосодержание 1,0-1,3% 20 °С, относит. влажность воздуха 55-65%; плотн. 1,1-1,3 г/см3; т. размягч. 175-200 °С.

В случае мокрого и реакционного методов формования показатели прочности и удлинения при разрыве несколько меньше, а модуля деформации растяжения несколько больше, чем при сухом формовании, меньше устойчивость к истиранию и стирке, стойкость к УФ облучению и хим. стойкость.

Полиуретановое волокно обладает удовлетворит. стойкостью к действию масел, хлорсодержащих орг. р-рителей, разбавленных к-т и щелочей. Полиуретановое волокно из стабилизир. полиуретана свето- и атмос-феростойко. По растяжимости полиуретановые волокна равноценны резиновым нитям, к тому же обладают меньшей толщиной, более высокими прочностью и упругим восстановлением, износостойкостью, лучшей окрашиваемостью катионными, кислотными и дисперсными красителями.

Благодаря этим преимуществам они практически вытеснили нити из резины, к-рые ранее использовались при получении текстильных изделий. Из полиуретановых волокон изготовляют спортивные костюмы, женскую галантерею, купальники, мед. корсеты, эластичные бинты, лечебный трикотаж, костюмы, плащи, рубашки и ряд техн. изделий. Эластичные полотна, ткани, тесьму, чулочно-носочные изделия и колготки изготовляют из пряжи, содержащей 5-50% полиуретановых волокон, что придает изделиям необходимую эластичность.

Мировое произ-во полиуретановых волокон достигло 20 тыс. т 1988. Доля тонких 20-140 денье нитей постоянно возрастает.

Первое пром. произ-во полиуретановых нитей, к-рые по-прежнему занимают ведущую позицию в мире, начато в США в 1958, в 1962-64 полиуретановые нити появились в Европе, в 1963-в Японии. В России полиуретановые нити производят с 1975.

Лит.: Домброу Б. А., Полиуретаны, пер. с апгл., М., 1961; Фурне Ф., Синтетические волокна. Получение и переработка, пер. с нем., М., 1970; Чеголя А. С., Радушкевич Б. В., "Хим. волокна", 1981, №4, с. 9-12; №5, с. 12-16; Monroe Couper, High technology fibres, pt A, N.Y.-Basel, 1985, p. 51-85. См также лит. при ст. Полиуретаны. Г. Д. Михайлов.


Отправить сообщение об ошибке
Если нашли ошибку в тексте выделите ее мышкой и нажмите сочетание клавиш Ctrl+ENTER, укажите правильный текст без ошибки.





Похожие статьи

 ХЛОРОФОРМ
 ЯДЕРНОЕ ГОРЮЧЕЕ
 ЕНАМИНЫ
 РАДИОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
 



Сайт является частным собранием материалов и представляет собой любительский информационно-образовательный ресурс. Вся информация получена из открытых источников. Администрация не претендует на авторство использованных материалов. Все права принадлежат их правообладателям