Понятие о технологии изготовления химических волокон. Первая стадия процесса производства любого химического волокна заключается в приготовлении прядильной массы, которую в зависимости от физико-химических свойств исходного полимера получают растворением его в подходящем растворителе или переводом его в расплавленное состояние.
Полученную вязкую жидкость тщательно очищают многократным фильтрованием и удаляют твердые частицы и пузырьки воздуха. В случае необходимости раствор или расплав дополнительно обрабатывают добавляют красители, подвергают созреванию выстаиванию и др. Если кислород воздуха может окислить высокомолекулярное вещество, то созревание проводят в атмосфере инертного газа. Вторая стадия заключается в формировании волокна. Для формирования раствор или расплав полимера с помощью специального дозирующего устройства подается в так называемую фильеру.
Фильера представляет собой небольшой сосуд из прочного теплостойкого и химически стойкого материала с плоским дном, имеющим большое число до 25 тыс. маленьких отверстий, диаметр которых может колебаться от 0,04 до 1,0 мм. При формировании волокна из расплава полимера тонкие струйки расплава из отверстий фильеры попадают в пространство, где они охлаждаются и затвердевают. Если формирование волокна производится из раствора полимера, то могут быть применены два метода сухое формирование, когда тонкие струйки поступают в обогреваемую шахту, где под действием циркулирующего теплого воздуха растворитель улетучивается, и струйки затвердевают в волокна мокрое формирование, когда струйки раствора полимера из фильеры попадают в так называемую осадительную ванну, в которой под действием различных содержащихся в ней химических веществ струйки полимера затвердевают в волокна.
Во всех случаях формирование волокна ведется под натяжением. Это делается для того, чтобы ориентировать расположить линейные молекулы высокомолекулярного вещества вдоль оси волокна.
Если этого не сделать, то волокно будет значительно менее прочным. Для повышения прочности волокна его обычно дополнительно вытягивают после того, как оно частично или полностью отвердеет. После формирования волокна собирают в пучки или жгуты, состоящие из многих тонких волокон. Полученные нити промывают, подвергают специальной обработке мыловке или замасливанию для облегчения текстильной переработки или высушивают.
Готовые нити наматывают на катушки или шпули. При производстве штапельного волокна нити режут на отрезки штапельки. Штапельное волокно собирают в кипы. 2. Природные волокна Природные волокна это натуральные текстильные волокна, образующиеся в природных условиях прочные и гибкие тела малых поперечных размеров и ограниченной длины, пригодные для изготовления пряжи или непосредственно текстильных изделий например, нетканых.
Одиночные волокна, не делящиеся в продольном направлении без разрушения, называются элементарными волокна большой длины элементарными нитями несколько волокон, продольно скрепленных например, склеенных между собой, называются техническими. По происхождению, которое определяет и химический состав волокон, различают волокна растительного, животного и минерального происхождения. 2.1. Волокна растительного происхождения Волокна растительного происхождения формируются на поверхности семян хлопок, в стеблях растений тонкие стеблевые волокна лн, рами грубые джут, пенька из конопли, кенаф и др. и в листьях жесткие листовые волокна, например, манильская пенька абака, сизаль.
Общее название стеблевых и листовых волокон лубяные. Растительные волокна представляют собой одиночные клетки с каналом в центральной части. При их формировании образуется сначала наружный слой первичная стенка, внутри которого постепенно откладываются несколько десятков слов синтезирующейся целлюлозы вторичная стенка.
Такая структура волокон определяет особенности их свойств относительно высокую прочность, небольшое удлинение, значительную влагомкость, а также хорошую накрашиваемость, обусловленную большой пористостью 30 и более. Важнейшее текстильное волокно хлопок. Семена хлопчатника, опушенные волокном, называются хлопком сырцом. При его первичной обработке от семян последовательно отрывают хлопок волокно длина 20 мм, более короткие волокна пух, или линт и подпушек делинт, длина до 5 мм. Состав хлопка-волокна по массе целлюлоза до 96, пентозаны 1,5-2,0, жиры и воски 1, азотсодержащие и белковые вещества 0,3, зола 0,2-0,4. Пряжу из этого волокна применяют иногда в смеси с другими природными или химическими волокнами для выработки тканей бытового и технического назначения, трикотажа преимущественно бельевого и чулочного, гардинно-тюлевых изделий, веревок, канатов, швейных ниток и др. Непосредственно из хлопка-волокна изготовляют нетканые и ватные изделия.
Хлопок низших сортов, пух и подпушек применяют для получения эфиров целлюлозы.
Основные хлопководческие страны страны СНГ около 25 мирового сбора, Китай, США, Индия, Пакистан, Турция, Египет. Лубяные волокна выделяют из растений главным образом в виде технических волокон. Среди тонкостебельных волокон наиболее важен лен содержит около 80 целлюлозы, до 8 пентозанов, более 5 лигнина, среди грубостебельных волокон основное значение имеют джут около 70 целлюлозы, до 30 пентозанов и лигнина и пенька.
Из льняной пряжи изготовляют бельевые и другие ткани, парусину, брезент, пожарные рукава, шнуры, из так называемой оческовой пряжи получаемой из отходов первичной обработки льна мешочные ткани, холсты, низкокачественную парусину и брезент. Льняное волокно часто применяют в смеси си химическими, например, полиэфирными, или хлопком. Льноводство развито в странах СНГ северо-западные области России, западная часть Украины, Беларуси, стран Прибалтики, в ряде стран Центральной и Северной Европы.
Грубостебельные волокна перерабатывают в толстую пряжу для мешочных и тарных тканей, а также для канатов, веревок, шпагатов. Основные страны производители джута Индия, Бангладеш, Пакистан, Индонезия, Китай. Коноплеводство развито в СНГ европейская часть России, Украина, страны Средней Азии, многих странах Западной Европы, Индии, Пакистане и др. Листовые лубяные волокна, используемые в канатном производстве, для плетения циновок и др выделяют из тропических растений, произрастающих в странах Африки, Центральной Америки, в Индонезии, на Филиппинах и др. Эти волокна с успехом заменяются синтетическими. 2.2.