Kunstfasern. Synthetische Polyamidfaser

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Synthesefasern begannen 1938 industriell hergestellt zu werden. Im Moment gibt es bereits mehrere Dutzend davon. Allen gemeinsam ist, dass das Ausgangsmaterial niedermolekulare Verbindungen sind, die durch chemische Synthese in Polymere umgewandelt werden. Durch Auflösen oder Schmelzen der resultierenden Polymere wird eine Spinn- oder Spinnlösung hergestellt. Sie werden aus Mörtel oder Schmelze geformt und anschließend fertig gestellt.

Sorten

Je nach den Merkmalen, die die Struktur von Makromolekülen charakterisieren, werden synthetische Fasern normalerweise in Heteroketten und Carboketten unterteilt. Erstere umfassen solche, die aus Polymeren erh alten werden, in deren Makromolekülen neben Kohlenstoff andere Elemente vorhanden sind - Stickstoff, Schwefel, Sauerstoff und andere. Dazu gehören Polyester, Polyurethan, Polyamid uPolyharnstoff. Kohlenstoffketten-Kunstfasern zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Hauptkette aus Kohlenstoffatomen aufgebaut ist. Diese Gruppe umfasst Polyvinylchlorid, Polyacrylnitril, Polyolefin, Polyvinylalkohol und fluorh altige.

Die Polymere, die als Grundlage für die Gewinnung heterokettiger Fasern dienen, werden durch Polykondensation gewonnen und das Produkt aus Schmelzen geformt. Carboketten werden durch Kettenpolymerisation erh alten, die Bildung erfolgt meist aus Lösungen, seltener aus Schmelzen. Sie können eine synthetische Polyamidfaser in Betracht ziehen, die Siblon genannt wird.

Erstellen und verwenden

Ein Wort wie Siblon ist für viele völlig ungewohnt, aber früher war auf Bekleidungsetiketten das Kürzel VVM zu sehen, unter dem sich eine Hochmodul-Viskosefaser verbarg. Damals schien es den Herstellern, dass ein solcher Name hübscher aussehen würde als Siblon, der mit Nylon und Nylon in Verbindung gebracht werden könnte. Diese Art von Kunstfaser wird aus einem Weihnachtsbaum hergestellt, egal wie fabelhaft er aussieht.

Funktionen

Siblon erschien in den frühen 70er Jahren des letzten Jahrhunderts. Es ist eine verbesserte Viskose. In der ersten Stufe wird Cellulose aus Holz gewonnen, sie wird in reiner Form isoliert. Die größte Menge findet sich in Baumwolle - etwa 98%, aber auch ohne sie werden aus Baumwollfasern hervorragende Fäden gewonnen. Daher für die Herstellung von ZelluloseHolz wird häufiger verwendet, insbesondere Nadelholz, wo es 40-50% enthält und der Rest unnötige Bestandteile sind. Sie müssen bei der Herstellung von Kunstfasern entsorgt werden.

Erstellungsprozess

Kunstfasern werden stufenweise hergestellt. In der ersten Stufe wird der Kochprozess durchgeführt, bei dem alle überschüssigen Substanzen von Holzspänen in die Lösung überführt und lange Polymerketten in einzelne Fragmente zerlegt werden. Natürlich reicht hier nur heißes Wasser nicht aus, es werden verschiedene Reagenzien hinzugefügt: Natrons und andere. Nur der Aufschluss unter Zugabe von Sulfaten führt zu einem für die Siblonherstellung geeigneten Zellstoff, da weniger Verunreinigungen zurückgeh alten werden.

Wenn der Zellstoff bereits verdaut ist, wird er zum Bleichen, Trocknen und Pressen geschickt und dann dorthin gebracht, wo er benötigt wird - dies ist die Produktion von Papier, Zellophan, Pappe und Fasern, dh die Hauptproduktion. Was passiert als nächstes mit ihr?

Nachbearbeitung

Wenn Sie synthetische und natürliche Fasern erh alten möchten, müssen Sie zuerst eine Spinnlösung vorbereiten. Zellulose ist ein Feststoff, der sich nicht leicht auflösen lässt. Daher wird es üblicherweise in einen wasserlöslichen Dithiokohlensäureester umgewandelt. Der Prozess der Umwandlung in diese Substanz ist ziemlich langwierig. Zunächst wird die Cellulose mit heißem Alkali behandelt, anschließend abgequetscht und gleichzeitigunnötige Artikel. Nach dem Pressen wird die Masse zerkleinert und dann in spezielle Kammern gegeben, wo die Vorreife beginnt – die Zellulosemoleküle werden durch oxidativen Abbau fast halbiert. Als nächstes reagiert die Alkalicellulose mit Schwefelkohlenstoff, wodurch Xanthat erh alten werden kann. Dies ist eine orangefarbene teigartige Masse, ein Ester aus Dithiokohlensäure und das Ausgangsmaterial. Diese Lösung wurde wegen ihrer Viskosität "Viskose" genannt.

Gefolgt von einer Filtration, um die letzten Verunreinigungen zu entfernen. Gelöste Luft wird durch „Kochen“des Äthers im Vakuum freigesetzt. All diese Operationen führen dazu, dass Xanthogenat wie junger Honig wird - gelb und zähflüssig. An diesem Punkt ist die Spinnlösung vollständig fertig.

Fasern bekommen

Die Lösung wird durch die Spinndüsen gepresst. Künstliche Kunstfasern werden nicht nur auf traditionelle Weise gesponnen. Dieser Vorgang ist schwer mit einem einfachen Textil zu vergleichen, es wäre richtiger zu sagen, dass es sich um einen chemischen Prozess handelt, der Millionen von Strömen flüssiger Viskose zu festen Fasern werden lässt. Auf dem Territorium Russlands werden Viskose und Siblon aus Zellulose gewonnen. Die zweite Faserart ist anderthalbmal stärker als die erste, zeichnet sich durch eine höhere Alkalibeständigkeit aus, daraus hergestellte Stoffe sind hygroskopisch, schrumpfen weniger und knittern weniger. Und die Unterschiede in den Herstellungsprozessen von Viskose und Siblon zeigen sich in dem Moment, in dem die neu „geborenen“Kunstfasern nach den Spinndüsen im Fällbad sind.

Chemie hilft

Um Viskose zu erh alten, wird Schwefelsäure in das Bad gegossen. Es soll den Äther zersetzen, wodurch reine Zellulosefasern entstehen. Wenn es notwendig ist, ein Siblon zu erh alten, wird dem Bad Zinksulfat zugesetzt, das die Hydrolyse des Ethers teilweise verhindert, sodass die Fäden restliches Xanthogenat enth alten. Und was bringt es? Die Fasern werden dann gestreckt und geformt. Wenn Xanthatrückstände in den Polymerfasern vorhanden sind, stellt sich heraus, dass die Polymerzelluloseketten entlang der Faserachse gestreckt und nicht zufällig angeordnet werden, was für gewöhnliche Viskose typisch ist. Nach dem Ziehen wird das Faserbündel in 2–10 Millimeter lange Spachtel geschnitten. Nach einigen weiteren Arbeitsgängen werden die Fasern zu Ballen gepresst. Eine Tonne Holz reicht aus, um 500 Kilogramm Zellstoff herzustellen, aus dem 400 Kilogramm Siblon-Fasern hergestellt werden. Das Zellstoffspinnen dauert etwa zwei Tage.

Was kommt als nächstes für Siblon?

In den 1980er Jahren wurden diese synthetischen Fasern als Beimischungen zu Baumwolle verwendet, damit sich die Fäden besser spinnen lassen und nicht reißen. Siblon wurde zur Herstellung von Substraten für Kunstleder und auch zur Herstellung von Asbestprodukten verwendet. Zu dieser Zeit waren die Technologen nicht daran interessiert, etwas Neues zu schaffen, es wurden so viele Fasern wie möglich benötigt, um den Plan umzusetzen.

Und im Westen wurden zu dieser Zeit Hochmodul-Viskosefasern verwendet, um Stoffe herzustellen, die im Vergleich dazu billig und langlebig warenBaumwolle, nehmen aber gleichzeitig Feuchtigkeit gut auf und atmen. Jetzt hat Russland keine eigenen Baumwollregionen, daher ruhen große Hoffnungen auf Siblon. Nur die Nachfrage danach ist noch nicht sehr hoch, da fast niemand Stoffe und Kleidung aus heimischer Produktion kauft.

Polymerfasern

Sie werden normalerweise in natürliche, synthetische und künstliche unterteilt. Natürlich sind solche Fasern, deren Bildung unter natürlichen Bedingungen erfolgt. Sie werden üblicherweise nach ihrer Herkunft, die ihre chemische Zusammensetzung bestimmt, in Tiere und Pflanzen eingeteilt. Erstere bestehen aus Eiweiß, nämlich Carotin. Es ist Seide und Wolle. Letztere bestehen aus Zellulose, Lignin und Hemizellulose.

Künstliche Synthesefasern werden durch chemische Verarbeitung von in der Natur vorkommenden Polymeren gewonnen. Dazu gehören Acetat-, Viskose-, Alginat- und Proteinfasern. Der Rohstoff für ihre Herstellung ist Sulfat- oder Sulfit-Holzzellstoff. Chemiefasern werden in Form von Textil- und Cordfäden sowie in Form von Stapelfasern hergestellt, die zusammen mit anderen Fasern zu verschiedenen Stoffen verarbeitet werden.

Synthetische Polyamidfasern werden aus künstlich gewonnenen Polymeren gewonnen. Als Ausgangsmaterial für diesen Prozess werden Polymerfasern verwendet, die aus flexiblen Makromolekülen mit leicht verzweigter oder linearer Struktur bestehen, die eine erhebliche Masse haben - mehr als 15.000 AtomeMasseneinheiten sowie eine sehr enge Molekulargewichtsverteilung. Synthetische Fasern können je nach Typ eine hohe Festigkeit, einen signifikanten Wert in Bezug auf Dehnung, Elastizität, Beständigkeit gegen Mehrfachbelastung, geringe bleibende Verformungen und eine schnelle Erholung nach Entlastung aufweisen. Deshalb wurden sie neben der Verwendung in Textilien auch als Verstärkungselemente bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen verwendet, was es ermöglichte, die besonderen Eigenschaften von synthetischen Fasern zu nutzen.

Schlussfolgerung

In den letzten Jahren ist eine sehr stetige Zunahme der Fortschritte bei der Entwicklung neuer Polymerfasern zu beobachten, insbesondere Para-Aramid, Polyethylen, hitzebeständig, kombiniert, Kern-Schale-Struktur B. heterozyklische Polymere, die verschiedene Teilchen, wie Silber oder andere Metalle, umfassen. Jetzt ist Nylon nicht mehr der Höhepunkt der Technik, da es jetzt eine riesige Anzahl neuer Fasern gibt.