Использование химических волокон в текстильной промышленности
Современное общество стремится использовать натуральную продукцию, но есть области, где без применения химии не обойтись.
И в первую очередь это текстильная промышленность.
Народонаселение земного шара увеличивается, и обеспечить его полностью натуральными тканями просто невозможно.
Определяющим фактором применения химии в изготовлении тканей является установленное на практике улучшение качества текстиля и придание ему специфических характеристик.
Специфические свойства химических волокон
Особые свойства химических волокон могут придать тканым и нетканым материалам:
- теплоизолирующие качества;
- пожароустойчивость;
- водонепроницаемость;
- гидрофильность;
- антибактериальные характеристики;
- антистатические качества.
Современные синтетические волокна – это продукты высоких технологий, далеко ушедшие от первых примитивных образцов. Они практически не вызывают аллергических реакций, в ткани для пошива одежды, домашнего текстиля вносят особую изюминку, улучшают их потребительские качества и дизайн.
Области применения химических волокон
Применение химических волокон не ограничивается изготовлением особых тканей. Их часто используют в качестве утеплителей для одежды, наполнителей для подушек, одеял, матрасов, игрушек. Полиэфирные химические волокна в составе натуральных тканей придают изделиям долговечность, устойчивость к износу и истиранию. Многие смесовые ткани, особенно трикотаж, легко стираются и быстро сохнут, сохраняют форму, размер и цвет после многократной стирки.
Незаменимы химические волокна в изготовлении тканей для спецодежды. Такие рабочие костюмы имеют высокие защитные свойства и обязательны в применении для работников, которые трудятся в специфических областях промышленности: металлургии, электроэнергетике, нефтегазовой отрасли, сельском хозяйстве, медицине и многих других. Смесовые ткани играют особую роль в изготовлении одежды для профессиональных спортсменов. Спортивные костюмы испытывают повышенные нагрузки, и химические волокна здесь прямым образом влияют на целостность, защитные свойства и внешний вид тканей.
Компания INTRAROS предлагает потребителям в странах Таможенного союза высококачественные полиэфирные волокна от крупнейшего мирового производителя HUVIS. Широкий ассортимент продукции позволяет выбрать оптимально подходящие для любых целей химические составляющие тканых и нетканых материалов.
Классификация искусственных и синтетических волокон, их преимущества и недостатки
На протяжении столетий человек использовал для создания одежды и других предметов обихода натуральные ткани из шерсти, хлопка, льна, шелка, но со временем возникла необходимость в искусственных материалах, более прочных и надежных. Так появились искусственные волокна, обладающие качественно иными характеристиками по сравнению с органикой.
Под волокном понимается гибкая нить из натуральных или искусственных полимеров, используемая для изготовления текстильной продукции или пряжи.
Виды волокон
Если говорить о натуральных волокнах, то они могут быть минерального, животного или растительного происхождения.
Неорганические волокна создаются с использованием различных химических процессов.
Классификация на группы:
- Искусственные волокна (добытые путем химической переработки из различного сырья). Для их производства чаще всего используются целлюлоза и пух.
- Синтетические волокна. Эта разновидность добывается из синтезированных полимеров, а сырьем выступают циклогексан, фенол, этилен, бензол.
В современной промышленности для создания текстильной продукции широко производятся обе группы. Рассмотрим особенности каждой из них подробнее.
Читайте также: Все виды синтетических тканей
Искусственные волокна
Для получения искусственных волокон используются далеко не все полимеры, а только обладающие линейным строением. Их расплавляют или делают жидкими с помощью специальных растворителей. Получившуюся жидкость пропускают тонкой струей через сито с очень мелким плетением, в результате образуются длинные нити. Также можно добывать полимеры синтетическим способом, а потом укладывать в определенном порядке молекулы.
Самыми популярными искусственными волокнами являются ацетатное и вискозное. В роли исходного полимера выступает вискоза, полученная из древесины или же хлопчатобумажный пух, получаемый из семян хлопка. Для разжижения целлюлозы используют различные виды химических растворов, в зависимости от которых получаются разные волокна (ацетатные, казеиновые, медно-ацетатные, штапельные, вискозные). Искусственные волокна характеризуются сравнительно небольшой гигроскопичностью, но тем не менее они достаточно прочные.
Ацетатное волокно
Как получают ацетатное волокно:
- Целлюлоза взаимодействует с уксусной кислотой под влиянием серной кислоты, в результате производят триацетат целлюлозу, растворяемую в смеси этанола и дихлорэтана.
- Образуется вязкий густой раствор, который пропускают через металлические колпаки с большим количеством мелких отверстий (фильеры). Струи раствора через фильеры попадают в шахту, через которую проходит нагреваемый воздух.
- В итоге растворитель постепенно выдыхается и появляются невесомые нити, из которых с помощью прядения и создается ацетатный шелк.
Впервые ацетатную ткань добыл в 1889 году француз Шардоне.
Ацетатное волокно широко используется в текстильной промышленности благодаря отличной износостойкости. Ткани из него практически не мнутся, не деформируются после стирки, хорошо сохраняют тепло, тактильно приятны.
К недостаткам можно отнести невысокую гигроскопичность и склонность к накоплению статических электрических зарядов. Из ацетатного волокна производят ткань для детской одежды, белья, платьев и блузок, мужских рубашек. Также применяют его и для изготовления изоляционного материала.
Вискозное волокно
Для получения вискозного полотна целлюлозу обрабатывают раствором сероуглерода и щелочи. Вискоза — тип ткани, мягкий на ощупь, гигроскопичный, воздухопроницаемый. Она равномерно и насыщенно окрашивается и долго сохраняет свои потребительские характеристики.
Наряду с достоинствами вискозное волокно имеет и ряд недостатков: ткани из него сильно мнутся и быстро истираются, что приводит изделия в негодность. Основное применение вискозы – пошив женской одежды, ведь из нее получаются воздушные юбки и невесомые топы.
Полиамидные – стойки к истиранию и устойчивы к растяжению, однако они сильно электризуются и практически не сохраняют тепло. Данный вид используется для изготовления тончайшего кружева, эластичных ниток, белья, канатов.
Интересен тот факт, что полиамидное волокно крайне неустойчиво к термическому воздействию. Так, при нагреве до 160 градусов, оно теряет прочность в два раза.
Полиэфирные волокна
К полиэфирным относятся лавсан, терилен, дакрон. Их общим недостатком является повышенная жесткость и электризуемость. Лавсан применяют для производства бытовых материалов.
Синтетические волокна
С развитием промышленности возникла потребность в новых, более прочных и практичных, тканях, которые будут выдерживать агрессивные среды. Во второй половине 30-х годов прошлого века были созданы методы синтеза волокнообразующих полимеров, а спустя несколько лет появились первые волокна синтетического происхождения.
Читайте также: Снять кнопку с одежды в домашних условиях не повредив ткань
Виды синтетических волокон:
- полиэстерные (лавсан);
- полиамидные (нейлон, капрон, энант);
- полиолефиновые;
- полиакрилонитрильные (нитрон).
Самым распространенным синтетическим волокном, используемым для создания тканей, является капрон, добываемый из капролактама. Смолу сперва расплавляют, а потом пропускают через фильеры, после чего стволы смолы охлаждают и добывают из них волокно.
Капрон. Капрон известен своей износостойкостью (по прочности его можно сравнить со сталью), химической устойчивостью, эластичностью. Капрон не подвержен гниению из-за того, что практически не впитывает влагу. Однако капрон не устойчив к термическому воздействию (плавится уже при 250 градусах по Цельсию), а также к влиянию концентрированной кислоты.
Из капрона шьют колготки, шарфы, носки, блузки, изготавливают искусственный мех и ковровые изделия, прочные рыболовные сети, производят специальный материал – каркас для авиа- и автопокрышек, фильтры.
Капроновая смола служит основой для деталей техники, подверженной повышенному износу. Капроновые нити используются в хирургии. Такая нить невероятно легкая, так, всего 1 грамм весят 9 километров волокна.
Нитрон. Не менее прочным и эластичным является нитрон. К его преимуществам относятся низкая теплопроводность и великолепная светостойкость. Нитрон не чувствителен к кислотам, но легко разлагается под влиянием концентрированного щелочного раствора. Из волокна изготавливают искусственный мех с ворсом и ковровое покрытие.
Лавсан, напоминающий шерсть, отличается от нее высокой прочностью. Пошитые из него изделия не нуждаются в глажке. Лавсан устойчив к органическим растворителям, но подвержен действию щелочи и кислоты. Часто лавсановые нити смешивают с другими волокнами, например, хлопком, льном, шерстью, для повышения их потребительских качеств. В промышленности его используют для изготовления декоративной ткани, искусственного меха, трикотажа, электроизоляционных материалов, шин, нефте- и бензиностойких шлангов.
Помимо вышеперечисленных волокон существуют и другие, не так широко применяемые виды узкого назначения (жаростойкие, биологически активные, полупроводниковые, сверхпрочные и т.д.). Так, перлон прочнее проволоки, хлорин не горит и не подвержен воздействию кислот и щелочей. Такие качества незаменимы при создании спецодежды из синтетических и искусственных волокон, прокладок в химических аппаратах, лечебного белья.
Широко известный эластан очень прочный, но подвержен выцветанию и деформации, поэтому его используют не в чистом виде, а в сочетании с другими материалами для повышения их качества.
Синтетическое волокно «Лола» уникально тем, что не горит, а лишь накаляется при температуре 1200 градусов Цельсия, поэтому его используют для пошива огнезащитной одежды.
Основные отличия искусственных и синтетических волокон
Несмотря на то, что обе разновидности волокон имеют ненатуральное происхождение, они различны между собой:
- Если искусственное волокно производится на основе высокомолекулярных органических веществ (белок, кератин, целлюлоза), то синтетическое – на основе низкомолекулярных (не встречающихся в природе).
- Следует заметить, что как синтетические, так и искусственные при классификации текстильных и других товаров следует отделять от натуральных. В готовом виде ни первые, ни вторые не имеют органического аналога.
Читайте также: С цветами из ткани самому
Но, в целом искусственные ткани более близки к природе, нежели синтетические, поскольку, как было отмечено выше, в их основе лежат органические вещества. Так, исходным сырьем для вискозы является целлюлоза, подвергнутая воздействию гидроксида натрия и полимеризованная.
Химический состав синтетических волокон бывает чрезвычайно сложным, в нем зачастую трудно выделить один основной компонент. В этом и состоит основное различие между двумя большими группами химических волокон.
Использование тканей из химических волокон
Ткани из искусственных и синтетических волокон нашли широкое применение как в быту, так и в промышленности.
Из вискозных нитей изготавливают подкладочные ткани (саржа, сатин подкладочный), платьевые (крепмарокен, тафта), сорочечные (шотландка, пике), бельевые (полотно), а также декоративные и плащевые ткани. В смеси с хлопком химические волокна используют для производства бельевого трикотажа, спортивной одежды.
Ацетатные волокна идут в основном на производство высококачественных подкладочных и платьевых тканей, верхнего трикотажа.
Из триацетатного волокна в смеси с другими волокнами изготавливают блузочные, платьевые, рубашечные, подкладочные, галстучные, костюмные ткани, нетканые материалы, а также ткани технического назначения.
Из капрона вырабатывают легкие ткани и трикотаж, кружева, ленты, тесьму, искусственный каракуль, плащевые ткани. Кроме этого, из капрона производят парашютную ткань, декоративную ткань для обивки мебели, канаты, рыболовные сети и др.
Лавсановые нити используются для производства швейных ниток, тканей технического назначения. Штапельное волокно в чистом виде, в смеси с шерстью, хлопком, льном идет на изготовление разнообразных тканей, нетканых материалов, трикотажа, искусственного меха и др.
Нитроновое волокно используется в чистом виде для изготовления шерсто-подобных тканей (для платьев, юбок, костюмов) и трикотажных изделий (свитеров, жакетов, шарфов), напоминающих изделия из ангорской шерсти. Широкое распространение находит нитрон в смеси с шерстью для изготовления платьевых и пальтовых тканей, верхнего трикотажа.
Кроме этого, нитрон используется для производства специальной одежды, искусственного меха, ковров, одеял, пледов, гардин, брезента и других технических изделий.
Изделия из искусственных и синтетических тканей нуждаются в специальном уходе из-за низкой температуры плавления, потери прочности при намокании, чувствительности к растворителям. Соблюдая правила чистки, стирки, параметры влажно-тепловой обработки, можно увеличить срок носки таких изделий.
Правила ухода за искусственными и синтетическими тканями
| Ткани | Средства для чистки, уменьшения электризуемости | Температура гладильной поверхности утюга, °С | Средства для отбеливания, замачивания | Особенности стирки |
| Чистка | Отбеливание | |||
| Вискозные, ацетатные | бензин, керосин, нашатырный спирт | 140—150 | стиральные порошки «Эра», «Чайка», «Москва» | Температура не выше 40°С, не тереть |
| 80—90 | ||||
| Уменьшение электризуемости | Замачивание | |||
| Капроновые, лавсановые, нитроновые | «Чародейка», | 100—170 | «Био-эффект», | Температура не выше 50°С, не кипятить, не выкручивать |
| «Антистатик» | 160—170 | «Био-миг», | ||
| 160—170 | «Снежана» | |||
Вопросы и задание
- Какие физико-механические свойства тканей вы знаете?
- Какие свойства тканей относятся к гигиеническим?
- Какие свойства тканей относятся к технологическим?
- Какие ткани обладают хорошими гигиеническими свойствами?
- Дайте характеристику вискозному шелку и капрону.
«Обслуживающий труд», С.И.Столярова, Л.В.Домненкова