Синтетические волокна
Другие рефераты
Последние разработки в области химии синтетических волокон.
Последние достижения химической технологии позволяют надеяться на
получение полых химических волокон в самом ближайшем будущем. Такая
технология уже осваивается для использования новых материалов в мембранных
технологиях.
Голландская химическая компания «DCM» в начале 80-х годов наладила
выпуск нового полимерного сверхпрочного материала - полиэтиленового
волокна. При испытаниях его прочность на разрыв оказалась раз в 10 выше,
чем у стальной проволоки такой же толщины.
В 1985 году, согласно сообщению авторитетного журнала «Design News», была
разработана технология выпуска сверхпрочного волокна, получившего название
«Спектр - 900». Оно формируется из желеобразного высокомолекулярного
полиэтилена с помощью центрифуг. Кроме высокой степени прочности, это
волокно обладает высокой абразивной стойкостью, влагонепроницаемостью,
лёгкостью. Поэтому из него можно сделать и ракетные корпусы, и сосуды
высокого давления, и искусственные суставы, и паруса…
Метод получения сверхпрочных синтетических волокон значительной длины из
карбида кремния разработал японский химик Сейси Ядзима. Эти волокна прочнее
лучших сортов стали в 1,5 раза. Причём прочность материала не теряется даже
при длительном нагревании до +1200?С.
В 1983 году в мировой прессе появились сообщения о создании
синтетической ткани, которая оставалась термостойкой при нагревании до +
1400?С.
Ранее был известен синтетический органический материал, выдерживающий
температуру до 10 тыс. градусов. Он был получен ещё в начале 60-х годов и
вошёл в историю под названием плутон. Молекула его состояла из атомов
углерода, водорода, кислорода и азота. В то же время плутон обладал малой
прочностью, уступала капрону в 9-10 раз. Самое термостойкое волокно
вырабатывается сегодня в промышленности под торговым названием кевлар.
Полиэфирные волокна типа лавсан имеют высокие показатели по светло -,
плесене - и атмосферостойкости. К тому же этот синтетический материал
обладает отличным показателем стойкости и не реагирует на органические
растворители. Лавсану принадлежит ещё один рекорд. Его удельное
электрическое сопротивление от 10 до 10 Ом·м, выше которого нет у
всех других веществ. Именно эти показатели и «виновны» в том, что мировое
производство волокон превысило 6 млн. тонн в год.
Повышенной атмосферостойкостью и наибольшей устойчивостью к действию
сильных кислот обладают полиакрилонитрильные волокна. Они широко
применяются в производстве ковров, мехов, брезентов, обивочных и
фильтровальных материалов.
По плесенестойкости нет равных поликапроамидному волокну. А
поливинилспиртовое и поливинилхлоридное волокна, нашедшие достаточное
распространение в практике, отличаются от других синтетических материалов
тем, что абсолютно не поддаются никаким разрушительным действиям
микроорганизмов.
Совместными усилиями специалистов из Московского НИИ автотракторных
материалов, Ивановского завода «Искож» и Ивановского НИИ плёночных
материалов в середине 80-х годов был создан новый материал «Теза-М». Это –
синтетическая ткань, помещённая между слоями поливинилхлоридной плёнки.
Самое главное, что этот материал не боится ни огня, ни воды, ни сильных
морозов. Из него не шьют, а сваривают различные изделия, в первую очередь
тенты для грузовых машин «КамАЗ».
Наибольшим сопротивлением ударным нагрузкам и предельно низкой
гигроскопичностью обладают полиамидные волокна. Ценность их повышается
ввиду одновременно высокой прочности, эластичности и износостойкости. А
полиундеканамидное волокно из этого класса полимеров имеет один из лучших
показателей по электроизоляционности.
Французскими исследователями во главе с Ж.-М. Леном в середине 80-х
годов были созданы электропроводящие материалы сверхтонкой структуры.
Толщина этих тончайших проводников электрического тока в диаметре намного
тоньше человеческого волоса. Длины молекулярной цепочки достаточно, чтобы
ею пронизать весь двойной липидный слой мембраны. Подобные электронити на
уровне молекулярного масштаба могут быть использованы в качестве элементов
связи в микроэлектронике.
Наибольшую растяжимость из всех распространённых синтетических
материалов демонстрирует полиуретановое волокно. Относительное удлинение
его составляет 500-700%, то есть это волокно способно растягиваться подобно
резиновым нитям, да к тому же имеет ещё более высокие показатели прочности,
износостойкости, упругого восстановления и меньшую толщину. Поэтому оно
незаменимо в производстве спортивной одежды, купальных, корсетных и других
изделий.
Японские специалисты в 1982 году создали новое синтетическое волокно с
необычными свойствами: сшитая из него одежда способна защищать человека от
нейтронного излучения. Это достижение стало ответом прогрессивной научной
мысли на создание в СССР и США нейтронной бомбы.
А спецодежда и технические ткани, изготовленные из другого
синтетического волокна, предельно устойчивы к действию гамма-излучения. Это
поликарбонатное волокно.
К ионизирующему излучению более всего устойчив поли–м-
фениленизофталамид, который выпускают в промышленности под названием
фенилон. Кроме того, этот материал – один из самых термически стойких.
Поэтому он находит применение в производстве особых высокопрочных пластмасс
и термостойких волокон.
Введение.
Химические волокна, волокна, получаемые из органических природных и
синтетических полимеров. В зависимости от вида исходного сырья химические
волокна подразделяются на синтетические (из синтетических полимеров) и
искусственные (из природных полимеров). Иногда к химическим волокнам
относят так же волокна, получаемые из неорганических соединений
(стеклянные, металлические, базальтовые, кварцевые). Химические волокна
выпускаются в промышленности в виде: 1) моноволокна (одиночное волокно
большой длины); 2) штапельного волокна (короткие отрезки тонких
волокон); 3)филаментных нитей (пучок, состоящий из большого числа тонких и
очень длинных волокон, соединенных посредством крутки). Филаментные нити в
зависимости от назначения разделяются на текстильные и технические, или
кордные нити (более толстые нити повышенной прочности и крутки).
Историческая справка.
Возможность получения химических волокон из различных веществ (клей,
смолы) предсказывалась ещё в 17-18 веках, но только в 1853 году англичанин
Аудемарс впервые предложил формовать бесконечные тонкие нити из раствора
нитроцеллюлозы в смеси спирта с эфиром, а в 1891 году французский инженер
И. де Шардонне впервые организовал выпуск подобных нитей в производственном
масштабе. С этого времени началось быстрое развитие производства химических
волокон. В 1893 году освоено производство медноаммиачного волокна из
растворов целлюлозы в смеси водного аммиака и гидроокиси меди. В 1893 году
англичанами Кроссом, Бивеном и Бидлом предложен способ получения вискозных
волокон из водно-щелочных растворов ксантогената целлюлозы, осуществлённый
в промышленном масштабе в 1905году. В 1918-20 годах разработан способ
производства ацетатного волокна из раствора частично омыленной
ацетилцеллюлозы в ацетоне, а в 1935 году организовано производство
белковых волокон из молочного казеина. Производство синтетических волокон
началось с выпуска в 1932 году поливинилхлоридного волокна (Германия). В
1940 году в промышленном масштабе выпущено наиболее известное синтетическое
волокно – полиамидное (США). Производство в промышленном масштабе
полиэфирных, полиакрилонитрильных и полиолефиновых синтетических волокон
осуществлено в 1954-60 годах.
Свойства.
Химические волокна часто обладают высокой разрывной прочностью (до1200
Мн/кв. м(120 кгс/кв.мм)), значительным разрывным удлинением, хорошей
формоустойчивостью, несминаемостью, высокой устойчивостью к многократным и
знакопеременным нагружениям, стойкостью к действиям света, влаги, плесени,
бактерий, хемо -, и термостойкостью. Физико-механические и физико-
химические свойства химических волокон можно изменять в процессах
формования, вытягивания, отделки и тепловой обработки, а так же путём
модификации, как исходного сырья (полимера), так и самого волокна. Это
позволяет создавать даже из одного исходного волокнообразующего полимера
химические волокна, обладающие разнообразными текстильными и другими
свойствами (смотри таблицу №1). Химические волокна можно использовать в
смесях с природными волокнами при изготовлении новых ассортиментов
текстильных изделий, значительно улучшая качество и внешний вид последних.
Производство.
Для производства химических волокон из большого числа существующих
полимеров применяют лишь те, которые состоят из гибких и длинных
макромолекул, линейных или слаборазветвлённых, имеют достаточно высокую
молекулярную массу и обладают способностью плавиться без разложения или
растворяться в доступных растворителях. Такие полимеры принято называть
волокнообразующими. Процесс складывается из следующих операций: 1)
приготовления прядильных растворов или расплавов; 2) формования волокна
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
