ru uk en-us af

Категория Химическая энциклопедия  

ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА


2015-06-17 00:00:00

ПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА, синтетич. волокна, формуемые из сложных полиэфиров. Осн. пром. значение имеют полиэфирные волокна из полиэтилентерефталата ПЭТ. Полиэфирные волокна получают также на основе химически модифицированного ПЭТ со-полиэфирные волокна и в значительно меньших кол-вах - из поликарбонатов, полиэтиленоксибензоата, поликсилилен-гликольтерефталата, жидкокристаллич. полиэфиров, поли-гликолидов и др.

Полиэтилентерефталатное волокно лавсан, терилен, дакрон, элана, тревира, тетерон, гризутен, тергаль, слотера, терленка, терел и др..

Получение. Полиэфирные волокна формуют из расплава см. Формование химических волокон, используя ПЭТ с мол. м. 20-25·103 жгут и текстильные нити или с мол. м. 30-40·103 техн. нити. В ПЭТ должно содержаться % по массе: влаги не более 0,01; диэтиленгликоля не более 1,0; сухого остатка не более 0,06; ТiO2 от 0,05 до 2; красителя от 0,4 до 2,0; концевых групп СООН не более 40 г-экв/т; вязкость расплава должна составлять 200-700 Па·с 280 °С.

ПЭТ перерабатывают по периодич. схеме из гранулята и по непрерывной прямое формование из расплава ПЭТ после его синтеза. Обычно гранулят ПЭТ плавят при 280-320 °С в экструдерах, производительность к-рых достигает 1-15 кг/мин.

Расплав от одного экструдера распределяется в зависимости от тонины формуемой нити на 20-100 фильер число отверстий в фильерах при формовании волокон 100-2000, техн. нитей-140-280, текстильных-8-80; диаметр отверстий фильеры 0,2-0,6 мм. Струйки расплава, выходящие из фильеры, интенсивно охлаждаются воздухом в спец. шахте машины формования и затвердевают. Кол-во фильер в одной шахте колеблется от 1 до 16. С целью снятия электростатич. зарядов, улучшения фрикционных св-в волокно обрабатывают замасливателями см. Текстильно-вспомогательные вещества. Затем оно поступает на приемное устройство, конструкция и скорость к-рого зависят от вида вырабатываемой продукции.

Полиэфирные волокна выпускают в виде комплексных техн. здесь и далее линейная плотн. 280-3400 дтекс и текстильных 30-300 дтекс нитей, мононити диаметр 0,1-1,5 мм, резаного волокна 1,1-20 дтекс, жгута [1,7-4,4 дтекс, масса 1 м погонного развес 50-100-103 текс], коврового жгутика 20000-30000 дтекс, нетканых материалов типа "спан-бон".

Резаное волокно и жгут производят гл. обр. прямым формованием с послед. переработкой на спец. агрегате. Сформованные нити, выходящие из 20-50 фильер, объединяются в жгутик, к-рый со скоростью 800-1800 м/мин принимают в контейнер 200-2500 кг жгута. Затем из 20-40 контейнеров собирается общий жгут, подвергаемый последовательно операциям: 1 ориентац. вытягиванию в 3,0-4,5 раза, осуществляемому в одну или две ступени в паровой либо воздушной камере при 120-180°С со скоростью 100-350 м/мин, и стабилизации удлинения при растяжении 2-4% и т-ре 200-220 °С; 2 гофрированию, после чего жгут приобретает извитость 3-6 извитков на 1 см; 3 термообработке в течение 15-20 мин при 110-140°С жгут сушится и фиксируются извитки; волокно при этом усаживается на 15-18%; 4 охлаждению; 5 антистатич. обработке. Затем жгут режут, получая волокно, или направляют в жгутоукладчик. Резаные волокна хлопкового типа длиной 34-40 мм, линейной плотн. 1,1-1,7 дтекс; шерстяного, льняного и мехового типов длиной 60-120 мм, линейной плотн. 3,3-20 дтекс прессуют в кипы.

Техн. нить формуют из ПЭТ, предварительно подвергнутого дополнит. поликонденсации в расплаве или твердой фазе, и со скоростью 400-1000 м/мин принимают на бобины масса нити на бобине, т.е. паковки, 10-20 кг. Послед. ориентац. вытягивание в 4,5-6 раз осуществляют на кру-тильно-вытяжных машинах со скоростью 150-300 м/мин сначала при 70-90 °С, затем при 150-200 °С; масса паковки 2-6 кг. При получении малоусадочной усадка до 4% при 150 °С техн. нити совмещают операции вытягивания и термообработки. Так, на горизонтальных агрегатах нити одновременно 150-250 подвергают двустадийному вытягиванию в 3,0-3,5 и 2,0-1,5 раза при 90-100 и 150-250 °С соотв. и термообработке в своб. состоянии при 200-240 °С усадка нити 4-10%. Готовая нить принимается со скоростью ок. 200 м/мин на паковку массой до 20 кг. Техн. нить с линейной плотн. 1110 дтекс подвергают трощению сложению 2-6 нитей вместе и крутке 50-100 витков на 1 м чаще всего на машинах с веретенами двойного кручения со скоростью ок. 50 м/мин. На свежесформованные нити, предназначенные для произ-ва РТИ или шин, наносят адгезионную композицию содержит эпоксидную смолу и отвердитель аминного типа в кол-ве 0,4-0,8% от массы нити.

Экономичны схемы произ-ва техн. нитей, совмещающие стадии формования, вытягивания, а иногда и термообработки на одной машине, на к-рой нить со скоростью 2500-3000 м/мин принимается на паковку массой до 20 кг.

Текстильную нить в гладком виде получают обычно по классич. схеме формование и вытягивание на отдельных машинах или совмещенной на одной машине проводятся формование и вытяжка нити со скоростью 3000-4000 м/мин. По первой из них нить формуют со скоростью 1200-2000 м/мин и принимают на паковку массой 5-10 кг. Вытягивают в 3,5-5 раз со скоростью 600-1800 м/мин сначала при 70-90 °С, затем при 120-160°С; масса паковки 1,0-3,0 кг. Если нити подвергают крутке 100-200 витков на 1 м, их обрабатывают затем паром при 110-140°С в течение 0,5-1 ч с целью фиксации крутки, при к-рой происходит также снижение усадки до 2-4%, после чего перематывают со скоростью 900-1200 м/мин на товарную паковку массой 1,5-3,0 кг.

Совр. технология произ-ва текстильных текстурир. нитей включает две осн. стадии: высокоскоростное формование до 6000 м/мин и совмещенный процесс ориентац. вытягивания с текстурированием. Последний проводят на машинах, снабженных механизмом ложной крутки фрикционного типа, со скоростью 600-1000 м/мин; масса паковки 3-5 кг. Текстурир. нить можно подвергать дополнительно трощению, крутке 60-100 витков на 1 м и поверхностному крашению. Производятся также пневмосоединенные и пневмотекстурир. однородные и неоднородные нити. Интенсивно развивается произ-во пряжеподобных нитей, состоящих из 60-100 элементарных нитей, профилированных, комбинированных, фасонных, разноусадочных и др. нитей см. Текстурированные нити.

Мононить получают на горизонтальных агрегатах по непрерывной технол. схеме, включающей формование в охладит. водную ванну 50-70°С одновременно 20-60 мононитей, двустадийное ориентац. вытягивание в 4-5 раз в паровых или воздушных камерах при 120-160°С, термообработку под натяжением 2-10% или в своб. состоянии при 180-220 °С и приемку со скоростью 80-120 м/мин; масса паковки 1-2 кг.

Свойства волокон приведены в таблице.

4009-11.jpg

Влагопоглощение при 20 °С и 65%-ной относит.- влажности воздуха составляет 0,3-0,4%. Сохранение прочности в мокром состоянии 100%, в петле 80-90%, в узле 70-85%; модуль сдвига при кручении 80-150 МПа. Эластич. восстановление после деформации полиэфирного волокна на 5% равно 85-95%. Усадка в кипящей воде полиэфирного волокна, не подвергнутого термообработке, составляет 5-15%, термообработанного-1-4%. Устойчивость к истиранию полиэфирных волокон в 4-5 раз ниже, чем у полиамидных волокон. Сопротивление многократным изгибам также ниже, чем у полиамидных волокон, но в 2,5 раза выше, чем у гидратцеллюлозных. Ударная прочность полиэфирного корда в 4 раза выше, чем у полиамидного корда, и в 20 раз выше, чем у вискозного.

Интервал рабочих т-р полиэфирных волокон от —60 до 170°С: т. пл. 260 b 2 °С; т-ра нулевой прочности 248 °С; 1,13 кДж/кг·К. Под действием огня волокно плавится,4009-12.jpgно загорается с трудом, после удаления из огня самозатухает. Для снижения горючести полиэфирные волокна обрабатывают антипиренами в массе или поверхностно, в кол-ве до 10% от массы волокна. Полиэфирное волокно сравнительно атмосферо- и светостойко: после пребывания на солнце в течение 600 ч теряет прочность на 60% полиамидные волокна в этих условиях разрушаются. Электрич. св-ва: e 2,8-3,2 25°С; 50·106 Гц, rs 1014 Ом.

Полиэфирное волокно раств. в крезоле и др. 2SO4 выше 83%-ной и HNO3, полностью разрушается при кипячении в конц. р-рах щелочей, обработке водяным паром при 220 °С в течение 1 ч. Обработка паром при 100°С, ввиду частичного гидролиза ПЭТ, сопровождается уменьшением прочности. Устойчиво в ацетоне, СС14,

Осн. недостатки полиэфирных волокон-трудность крашения, гидрофоб-ность, электризуемость, склонность к пиллингу образование на пов-сти изделия скрученных волоконец-"шариков", жесткость изделий, плохая драпируемость.

Применение. Техн. нить используют для изготовления транспортерных лент, приводных ремней, канатов, парусов, рыболовных сетей и тралов, бензо- и нефтестойких шлангов, электроизоляц. и фильтровальных материалов и др. Из мононити вырабатывают сетки для бумагоделат. машин, щетки для хлопкоуборочных комбайнов и зерноочистит. машин, застежки "молния", струны ракеток, фильтры и т. д. Техн. нить низкой линейной плотн. 40 - 50 дтекс применяют для обмотки электропроводов малого сечения и в медицине синтетич. кровеносные сосуды и хирургич. нити.

Из гладких текстильных нитей вырабатывают трикотаж, ткани типа тафты, жоржета, крепа, пике, твида, атласа, фасонные ткани трико-кружево, гардинно-тюлевые изделия, плащевые и зонтичные ткани, из текстурированных -плательные и костюмные ткани, трикотажные изделия, мужские и дамские сорочки, детскую одежду, чулки, носки и мн. др.

Резаные волокна применяют в осн. в смеси с шерстью, хлопком или льном 33-67%. Присутствие полиэфирных волокон повышает износостойкость и прочность, понижает сминаемость и усадочность ткани, позволяет сохранить красивый внеш. вид и устойчивость формы готовых изделий при эксплуатации. Из полиэфирного резаного волокна в чистом виде или в смеси с др. природными и хим. волокнами выпускают костюмные, пальтовые, сорочечные, плательные ткани, техн. сукна, нетканые материалы.

Сополиэфирные волокна дилана, велана, тесил, викрон, грилен и др.. Недостатки полиэтилентерефталатного волокна во многом устраняются хим. модификацией ПЭТ, напр. алифатич. и ароматич. дикарбоновыми к-тами или их эфирами, гидроксикислотами, диолами, содержащими также др. функц. группы, полигликолями, соед., содержащими сульфо- или карбоксильную группу, фосфор, галоген. Мо-дифицир. добавки вводят на стадии синтеза ПЭТ.

Сополиэфирные волокна получают по тем же технол. схемам, что и полиэтилентерефталатные, к-рым они близки также по св-вам и областям применения, хотя имеют и ряд особенностей. Напр., волокно, модифицированное добавкой 6-10% по массе смеси диметилизофталата и диметил-ортофталата, отличается повыш. усадкой 25-70%, что делает его ценным для получения высокообъемной пряжи в смеси с др. малоусадочными волокнами, а также для получения нетканых материалов и основы искусств. кожи.

Производятся также легко окрашиваемые, неэлектризующиеся, мало пиллингующиеся и др. виды сополиэфир-ных волокон и нитей.

Прочие полиэфирные волокна. Волокно из продукта поликонденсации терефталевой к-ты или ее диметилового эфира и 1,4-бмс-гидроксиметилциклогексана кодель, вес-тан; ф-ла I плавится при более высокой т-ре ок. 295 °С, обладает меньшими пиллингом распушиванием и плотн. 1,220 г/см3, лучшей накрашиваемостью, более высокой теплостойкостью, чем волокно из ПЭТ.

4009-13.jpg

Волокно из полибутилентерефталата ПБТ имеет меньшую плотн. 1,320 г/см3, чем из ПЭТ, хорошо окрашивается дисперсными красителями, отличается высокой хим. стойкостью.

Текстильные нити из полиэтиленоксибензоата А-Телл; ф-ла И, получаемого поликонденсацией этилового эфира n-гидроксибензойной к-ты, стойки к УФ облучению. По сравнению с волокном из ПЭТ они более устойчивы в воде, к-тах и щелочах, обладают высокой усадкой в кипящей воде до 30%, лучшей накрашиваемостью, однако размягчаются и плавятся соотв. при 185 и 223 °С при более низких т-рах; модуль деформации растяжения 4-8 ГПа.

Волокна из полиэтиленнафталата - продукта поликонденсации 2,6-нафталиндикарбоновой к-ты и алифатич. гликолей с числом групп СН2 от 2 до 6 ПЭН; ф-ла III - отличаются высокими прочностью 80 сН/текс, модулем деформации растяжения 30 ГПа и термостойкостью. Они сохраняют до 100% прочности при нагр. в течение 96 ч при 200 °С, устойчивы в горячей воде в течение 10 сут, их усадка в кипящей воде менее 2%.

Полиэфирные волокна получают также из полигликолида и полилактида используют как рассасывающийся шовный материал в хирургии, поликарбонатов мол. м. 30000-50000, перспективны волокна из жидкокристаллич. полиэфиров.

Мировое произ-во полиэфирных волокон преим. на основе ПЭТ в 1987 составило 8,4 млн. т, в т.ч. 57% волокон и 43% нитей. В СССР произ-во полиэфирных волокон 1990 достигло 270 тыс. т. Выпуск волокон из модифицир. ПЭТ, преим. окрашивающихся катионными красителями, составляет ок. 15% от мирового произ-ва, трудногорючих - более 10%.

Первое пром. произ-во полиэтилентерефталатного волокна организовано в США в 1953, первое сополиэфирное волокно дакрон Т-64 получено в США в 1962.

Лит.: Петухов Б. В., Полиэфирные волокна, М., 1976; Полиэфирные волокна из химически модифицированного полиэтилентерефталата, М., 1977 Обзорная информация НИИТЭхим. Сер. Промышленность химических волокон; Айзенштейн Э. М., в кн.: Технология производства химических волокон, 3 изд., М., 1980, с. 326-414; Грибанов С. А., Айзенштейн Э. М., "Хим. волокна", 1981, № 3, с. 18-23.

Э. М. Айзенштейн.


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

 БИКОМПОНЕНТНЫЕ НИТИ
 БИОХИМИЯ
 БУТАДИЕНОВЫЕ КАУЧУКИ
 ТУРБИДИМЕТРИЯ
 



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