Триацетатные волокна. Полиамидные волокна

Процесс производства триацетатного волокна состоит из тех же стадий, что и ацетатного. Первичный ацетат (триацетилцеллюлоза) растворяется в смеси метиленхлорида и спирта в соотношении 90:10. В результате получается прядильный раствор с концентрацией триацетилцеллюлозы 20%. Прядильный раствор продавливается через фильеру в прядильную шахту, через которую, кроме того, пропускается нагретый воздух. Растворители (как и при производстве ацетатного волокна) поступают из прядильной шахты по трубопроводу в рекуперационную установку и затем повторно используются в производстве.

Как и ацетатное волокно, триацетатное волокно представляет собой уксусно-кислый эфир целлюлозы — ацетилцеллюлозу, но отличается от ацетатного волокна тем, что исходный продукт содержит в каждом целлюлозном остатке три ацетильные группы. Это отличие определяет и различие в некоторых свойствах ацетатного и триацетатного волокон. Триацетатное волокно нерастворимо в ацетоне, но растворяется в смеси метиленхлорида и спирта (90: 10). Оно обладает более низкой, чем ацетатное волокно, адсорбционной способностью, более высокой термостойкостью, хорошо выдерживает нагревание до температуры 180°С. Температура плавления 300°С. Ценным свойством волокна является его способность к формованию в пластическом состоянии, что достигается термофиксацией, т. е. нагреванием его до температуры 180°С. Полученная при этом форма устойчива в эксплуатации, изделия не требуют глажения.

К воздействию минеральных кислот триацетатное волокно так же неустойчиво, как и ацетатное. К воздействию щелочей и щелочных растворов оно значительно более устойчиво. Омыление наблюдается лишь при воздействии щелочных растворов значительной концентрации в условиях повышенной температуры. Более устойчиво триацетатное волокно и к действию окислителей. Обычные белящие растворы практически не оказывают деструктирующего действия. Волокно устойчиво к моли и плесени. Для него характерны хорошие изоляционные свойства.

Кондиционная влажность 4%. Подобно ацетатному волокну, триацетатное волокно не окрашивается красителями, обычно используемыми при крашении целлюлозных волокон. Обладая меньшей адсорбционной способностью, триацетатное волокно слабее, чем ацетатное, окрашивается специальными красителями для этих волокон.

Разрывная прочность волокна 11,5—12,6 км. Разрывное удлинение в сухом виде 22—28%.

Высокие упругие свойства триацетатного волокна определяют его устойчивость к деформации. Изделия из триацетатного волокна малосминаемы, устойчивы к усадке при увлажнении и хорошо сохраняют форму.

Кроме непрерывных нитей на заводах триацетатного (и ацетатного тоже) волокна на их основе вырабатывают штапельное волокно, получившее в последнее время распространение в производстве шелковых тканей. Особенно широко применяется триацетатное штапельное волокно в смеси с вискозным штапельным волокном. Ткани, изготовленные с использованием триацетатного штапельного волокна, имеют ряд ценных потребительских свойств: меньшую усадку, лучшую драпируемость, меньшую сминаемость.

Полиамидные волокна

Полиамидные волокна относятся к синтетическим, которые в отличие от искусственных получают из простых химических веществ (фенола) путем химического синтеза полимеров линейной структуры.

Из отечественных полиамидных волокон особенно широко применяется при изготовлении текстильных изделий волокно капрон.

Исходным сырьем для получения волокна капрон служит капролактам (лактам е-амино-капроновой кислоты, получаемый из фенола или бензола и представляющий собой белый порошок). Путем полимеризации из капролактама получают полимерную смолу капрон — продукт для изготовления волокна.

Технологический процесс изготовления волокна капрон состоит из следующих стадий: растворение капролактама; полимеризация капролактама; выгрузка полимерной смолы и ее дробление; экстрагирование и сушка дробленой смолы; процесс формования волокна из расплава смолы; текстильная обработка нити (кручение, промывка, сушка, перематывание, замасливание и др.).

Капролактам растворяют в специальном растворителе, к которому добавляют небольшое количество воды. В процессе растворения через эмалированные котлы закрытого типа, снабженные мешалкой для непрерывного перемешивания, пропускают для предупреждения окисления азот, вытесняющий из системы кислород.

По окончании растворения в раствор капролактама добавляют в качестве стабилизатора ледяную уксусную кислоту.

Стабилизированный раствор после фильтрации поступает в автоклав для полимеризации, обогреваемый для поддержания необходимой температуры смесью дифенила (26,5%) и дифенилоксида (73,5%). Смесь эта при нормальном давлении кипит при температуре 255—258°С, что обеспечивает поддержание необходимой для полимеризации температуры (250°С). Процесс протекает в течение 10—12 ч при давлении не выше 1450 кПа. Активатором процесса полимеризации служит вода, стабилизатор — уксусная кислота — регулирует молекулярный вес полимера, т. е. степень полимеризации смолы. По окончании процесса полимеризации получается полимерная смола капролактам.

Через отверстие в днище котла смола выжимается в желоб, заполненный холодной водой, где застывает в виде ленты. Застывшую смолу дробят на специальном станке; образуемая при этом крошка в экстракторе промывается горячей водой для удаления низкомолекулярных примесей. Промытый продукт отжимается в центрифуге и подвергается сушке в вакуумной сушилке при температуре 125—130°С в течение 20—24 ч до полного обезвоживания. В таком виде смола поступает на прядильную машину.

Прядильная машина для производства волокна капрон состоит из двух частей, расположенных одна над другой. В верхней части расположены: бункер для смолы; плавильная решетка, где смола переводится в расплавленное состояние; насосики, подающие дозируемый расплав к фильерам; фильеры. В нижней части машины размещены устройства для приема волокна, его замасливания, легкой подкрутки (для облегчения последующей переработки) и наматывания в бобины. Между верхней и нижней частями машины предусмотрены шахты, где струйки смолы, представляющие собой будущие волокна, обдуваются воздухом и затвердевают. Бобины помещают на крутильно-вытяжной машине, где нити подвергаются вытягиванию в 4—5 раз, что необходимо для обеспечения соответствующих показателей прочности и растяжимости. При вытягивании повышается степень ориентации макромолекул вдоль оси волокна. Их сближение создает условия для усиления взаимных связей и повышает его механическую прочность. Растяжимость волокна при этом уменьшается. Одновременно с вытягиванием нити подкручиваются до заданного уровня (от 100 до 1200 кр/м). Для очистки от низкомолекулярных примесей и предупреждения усадки волокно подвергают фиксации обработкой горячей водой, а затем вновь замасливают, обезвоживают, сушат и перематывают на выпускные паковки.

Капрон вырабатывают в виде непрерывной нити и штапельного волокна.

По химическому строению волокно капрон представляет собой высокополимерное соединение линейного строения, макромолекулярные цепи которого связаны между собой водородными связями и силами Ван-дер-Ваальса. Волокно малогигроскопично, его кондиционная влажность 4%.

Оно нерастворимо в воде, спирте, эфире, но растворяется в феноле, концентрированных растворах кислот (серной, соляной, муравьиной). При кратковременном нагревании до температуры 120°С волокно сохраняет прочность; длительное нагревание при температуре свыше 100°С (1—3 ч) приводит к потере прочности. Плавится волокно при нагревании до температуры 218°С.