Лекция 3. Таблица 4 - Растворимость волокон в различных химических реагентах. Волокно Химические реагенты Медно-амиачный комплекс Щелочь

Таблица 4 - Растворимость волокон в различных химических реагентах.

Н - не растворяется, СП – снижается прочность, П- плохо растворяется,

Р – растворяется: а - в слабом растворе, б - в крепком растворе,

в - на холоде, г - при нагревании, д - при кипячении

Таблица 5 – Характер горения волокон.

Синтетические волокна и нити

Учебные вопросы

1. Классификация синтетических волокон и нитей.

2. Полиамидные волокна и нити.

3. Полиэфирные волокна и нити.

4. Полиуретановые волокна и нити.

5. Полиакрилонитрильные волокна и нити

6. Поливинилхлоридные волокна и нити.

7. Полиолифиновые волокна и нити.

Синтетические волокна и нити подразделяются на гетероцепные и карбоцепные.

Представителями первых являются полиамидные полиэфирные, полиуретановые, а представителями вторых полиакрилонитрильные поливинилхлоридные, поливинилспиртовые, полиолефиновые.

Полиамидные волокна ( найлон ) получают из продуктов переработки нефти и угля. Макромолекулы полиамидов представляют собой участки повторяющихся метиленовых групп (- СН₂ -)_n, и соединенных амидными группами -CONH-.С увеличением числа метиленовых групп снижается температура плавления, уменьшается гигроскопичность, повышается устойчивость к изгибу, светопогоде, истиранию.

Представителями полиамидных волокон являются капрон (поликапролактам, или найлон-6), анид (полигексаметиленадипамид, или найлон -6,6 ) и энант (полиэнантамид, или найлон-7).

Капрон получают реакцией полимеризации капролактама:

O О

CH₂ - CH₂ – C II

n I NH - C - (CH₂)₅ – NH –

CH₂ - CH₂ - CH₂ n

Анид получают по реакции поликонденсации:

- nH₂O

n H₂ N - (СН₂)₆ - NH₂ + n HOOC - (CH₂)₄ - COOH

– HN – (CH₂)₆ – NH – C -(CH₂)₄ – CO - n

O

Анид более прочен чем капрон, меньше растягивается и имеет температуру плавления выше на 40⁰С.

Энант получают реакцией поликонденсации аминоэнантовой кислоты .Это вещество менее гигроскопично, имеет высокую прочность, светостойкость, устойчивость к деформациям

Достоинства полиамидных волокон и нитей:

¨ -высокая прочность (во влажном состоянии снижается только на 10-13%);

¨ -высокое удлинение со значительной долей обратимого компонента;

¨ -устойчивость к многократным деформациям (в 100 раз выше вискозных и 10 раз хлопковых );

¨ -высокая устойчивость к истиранию (в 10 раз выше хлопковых, 20-шерстяных, 50- вискозных );

Недостатки полиамидных волокон:

¨ -невысокая термостойкость (при 160⁰С прочность уменьшается на 40-50%).

¨ -низкая светостойкость, быстрое старение, появление желтизны, ломкость и снижение прочности (за счет деструкции полимеров);

¨ -гладкость поверхности, малая сцепляемость, плохо смешиваются с другими волокнами.

Полиэфирные волокна и нити получают на основе высокомолекулярных соединений, отдельные звенья макромолекул которых соединены сложноэфирными группами -СО-О-.

Наиболее употребим полиэтилентерефталат, который получают из диметилового эфира терефталевой кислоты.

Из расплава этого полимера получают полиэфирное волокно - лавсан.

Достоинства лавсановых волокон:

¨ -большая прочность;

¨ -высокая эластичность;

¨ -малая сминаемость ( хорошо сохраняют форму );

¨ -устойчивы к истиранию (но менее чем полиамидные волокна);

¨ -устойчивы к действию кислот, окислителей, действию светопогоды;

¨ -способны выдерживать длительную эксплуатацию при повышенных температурах;

¨ -свойства не меняются во влажном состоянии;

¨ -имеют шерстоподобный внешний вид (на ощупь мягкие, теплые);

Недостатки:

¨ -низкая гигроскопичность;

¨ -не устойчивы к действию щелочей;

Полиуретановые волокна и нити получают на основе полимеров содержащих уретановую группу (-Н-СО-О-).Полимеры имеют структуру, состоящую из гибкого блока (обычно это низкомолекулярные алифатические полиэфиры) и жесткого блока (из полимочевинной и ароматической групп).Наиболее известный представитель полиуретановых нитей - спандекс.

Достоинства полиуретановых нитей:

¨ -значительная эластичность, разрывное удлинение достигает 800 % ( благодаря блочному строению );

¨ -высокая упругость, несминаемость, формоустойчивость (при удлинении на 300 % доля эластичного восстановления составляет 92-98 %);

¨ -устойчивы к светопогоде и химическим реагентам;

¨ высокая устойчивость к истиранию;

¨ устойчивы к радиации и к действию микроорганизмов.

Недостатки:

¨ -сравнительно небольшая прочность;

¨ -при нагревании до 150 ⁰ С начинается термическая деструкция ( нити желтеют, становятся жесткими).

Полиакрилонитрильные волокна и нити (нитрон) получают на основе полиакрилонитрила

n CH₂=CH-C º N ®[ -CH₂ - CH -] n

½

CN

Достоинства нитей из нитрона:

¨ -высокая прочность и растяжимость (22-35%),

¨ -неизменность свойств во влажном состоянии ;

¨ -большая светостойкость (при полном разрушении гидратцеллюлозных волокон нитрон теряет только 15% прочности);

¨ -высокая термостойкость (при длительном нагревании 120-130 ⁰С не меняют свойств);

¨ -шерстоподобный вид, низкая теплопроводность;

¨ -легко очищаются от грязи, пыли и др.

Недостатки:

¨ -низкая гигроскопичность;

¨ -большая жесткость;

¨ -малая устойчивость к истиранию.

Используются нитроновые волокна в качестве заменителя шерсти (ковры, искусственный мех, теплоизоляционный материал, добавка к шерсти ).

Поливинилхлоридные волокна и нити получают либо из поливинилхлорида (применение затруднено, т.к. тяжело перевести в жидкое состояние из-за ограниченности растворителей), либо из перхлорвинила.

Из перхлорвинила производят модифицированное волокно – хлорин

nCl₂ nCl₂

nCH₂=CH₂ ® [-CH₂-CH-] n ® [-CH-CH-] n

½ ½ ½

Cl Cl Cl

поливинилхлорид перхлорвинил

Достоинства хлориновых волокон:

¨ достаточная прочность при разрывном удлинении 30-40 %;

¨ инертность ко многим химическим реагентам;

¨ при трении накапливает статическое электричество (используют в медицинском белье);

¨ не горят, не подвергаются действию моли, плесени.

Недостатки:

¨ низкая термостойкость ( деформируется при 90-100 ⁰С температура эксплуатации не выше 70 ⁰С).

Используют в спец. одежде, медицинском белье и в технике (фильтровальные ткани, рыболовные снасти, изоляционные материалы).

Поливинилспиртовые волокна и нити получают из поливинилового спирта путем омыления поливинилацетата.

O

½½

n CНº СН+ n СН₃СООН ® n СН₂ =СН-О-С- - СН₃ ®

O

½½

- CH₂ - CH - n NaOH - CH₂ - CH- + n Na - O -C - CH₃

½ O ¾® ½

½ ½½ ½

O - C - CH₃ n OH n

поливиниловый спирт

Поливиниловый спирт водорастворим, поэтому для снижения гигроскопичности проводят его ацетилирование с образованием поперечных связей. Нерастворимые поливинилспиртовые волокна носят название винол.

Достоинства винола- высокая устойчивость:

¨ к истиранию;

¨ светопогоде;

¨ химическим реагентам;

¨ многократным деформациям и разрывам;

¨ действию температуры (начало размягчения 220⁰С).

Винол по гигроскопичности близок к хлопку, а так же хорошо окрашивается.

Применяется для производства тканей, трикотажа и ковров в смеси (с хлопком и шерстью). Водорастворимые разновидности используют как нитки в медицине, припроизводстве ажурных изделий, гипюра.

Полиолефиновые волокна и нити получают на основе полипропилена [- СН₂-СНСН₃ -]_n (обладает стереорегулярной структурой) и полиэтилена [-CH₂ -CH₂-]_n (низкого и среднего давления с линейной зигзагообразной структурой макромолекул без боковых ответвлений ).

Достоинства полиолефиновых волокон:

¨ достаточно высокие значения прочности и удлинения при растяжении;

¨ высокая устойчивость к действию кислот и щелочей;

¨ низкая плотность(изделия не тонут в воде).

Недостатки:

¨ устойчивость к истиранию ниже чем у полиамидных нитей;

¨ низкая термостойкость (при 80⁰ С теряет 80% прочности );

¨ гигроскопичность равна нулю;

¨ плохо окрашиваются;

¨ сильно электризуются.

Используют в технических целях, либо в смеси с природными волокнами в производстве материалов для верхней одежды, декоративных тканей.

Характеристики свойств текстильных волокон приведены в таблице 3, растворимость в различных химических реактивах в таблице 4 и поведение при горении в таблице 5.

Дата добавления: 2014-02-26; просмотров: 1718; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!