Технологія синтетичних волокон

Технологія штучних волокон

Із відомих видів штучних волокон найбільше використовують віскозне волокно. Основною сировиною для його виробництва є деревна целюлоза (клітковина), яка надходить на заводи штучного волокна у вигляді картону.

Технологія віскозного волокна є двостадійною. На першій стадії підготовляють прядильну масу, на другій - прядуть волокно.

Підготовка прядильної маси.

Елемент 1. Целюлозний картон, який надходить на завод штучного волокна, спочатку мерсеризують (обробляють концентрованим водяним розчином гідроксиду натрію ИаОН) для підвищення гігроскопічності та очищення від домішок. У процесі взаємодії целюлози з їдким натром (Т = 60-70°С) утворюється алкаліцелюлоза (алкалі - від араб, «аль-калі» - луг), а домішки переходять у розчин.

Елемент 2. Потім алкаліцелюлозу охолоджують до температури 25-28°С і витримують в полімеризаторі для зменшення ступеню полімеризації.

Елемент 3. Отриману алкаліцелюлозу у ксантогенераторі оброблюють сірковуглецем (С£?). Ця реакція називається ксантогенуванням, а отримана продукція - ксантогенатом целюлози.

Елемент 4. Ксантогенат целюлози розчиняють у 3-4%-му розчині №ОН з утворенням віскози. Елемент 5. Отриманий розчин фільтрують кілька разів на фільтр-пресах під тиском 0,5-0,6 МПа Елемент 6. Потім розчин відстоюють у сталевих вакуумних баках для виходу з нього повітря. Розчин готовий до прядіння.

Прядіння волокна.

Елемент 7. Підготовлений розчин передають у прядильний апарат на формування волокна, тобто на прядіння, яке проводять мокрим способом. Перед прядінням у прядильному апараті розчин фільтрують І протискують крізь отвори фільєри у ванну, В ЯКІЙ МІСТИТЬСЯ розчин Н₂30₄, N02804 і нагрітий до 45-48°С. Фільєри виготовляють із корозієстійких сплавів благородних металів (платини із золотом або іридієм) чи з танталу. Фільєри мають від 24 до 3200 отворів. Кількість отворів та їх діаметр залежать від типу волокна (текстильне чи технічне).

Цівки віскози, які протискують у ванну, коагулюються: сірчана кислота нейтралізує

невикористаний луг і розкладає ксантогенат целюлози.

Елемент 8. Регенеровану целюлозу у вигляді волокон намотують на котушки. Швидкість формування волокна становить 0,75-1,16 м/с. Розчин з ванни подають на регенерацію сірковуглецю, їдкого натру та сірчаної кислоти.

Елемент 9. Сформовані волокна промивають чистою теплою водою та розчином їдкого натру, вибілюють, висушують, перемотують, сортують і пакують.

Із віскозного волокна виробляють шовк, штапель, корд, целофан, каракуль тощо.

Технологія синтетичних основному тристадійна.

На першій стадії отримують прядильний розчин або розплав, до яких після очищення додають стабілізатори, барвники тощо.

На другій стадії формують волокна. Волокна формують за допомогою фільєр. У фільєрі може бути від одного до 100000 і більше отворів. Формування - дуже важлива стадія виробництва волокна, оскільки від нього залежить фізико-механічні властивості волокна.

На третій стадії сформовані волокна викінчують. У процесі викінчення волокна промивають, висушують, змащують антистатичними речовинами, скручують тощо. На цій стадії волокна додатково витягують, нагрівають і висушують.

Технологія деяких волокон має ще й четверту стадію, на якій модифікують волокно. Унаслідок чого змінюється його хімічна будова та структура, а разом з ними і властивості. Внаслідок модифікації отримують бактерицидні, хемосорбційні, вогнестійкі, дуже еластичні та інші за властивостями волокна.

Представниками синтетичних волокон є поліамідні волокна, які отримують з лінійних полімерів, макромолекули яких містять амідні групи. Ці волокна вперше почали виробляти в 1939 р. у США. У різних країнах Світу ці волокна мають різну торгову назву: у Німеччині - дедерон, перлон, у США - нейлон, у Польщі - полон тощо. У нас їх називають капрон і амід.

Капрон є продуктом полімеризації капролактаму.

Капролактам - біла, розчинна у воді тверда речовина у вигляді порошку з температурою плавлення 60°С. У промисловості його виробляють з фенолу, бензолу, ацетилену, дивінілу та інших речовин.

Полімеризація капролактаму з утворенням капрону відбувається за високих температур. Активатором полімеризації у виробничих умовах найчастіше є вода, якої додають 4% маси взятого мономеру. Регулятором, який обмежує ступінь полімеризації, використовують оцтову кислоту. Чим кислоти більше, тим ступінь полімеризації менший.

Капрон - біла з жовтуватим відтінком тверда роговидна речовина без запаху та смаку. Капрон термопластичний. За температури 300°С він починає розкладатись, а за температури понад 350°С самозаймається. Капрон має добрі теплоізоляційні властивості, велику міцність і стійкість до стирання.