Большая Советская Энциклопедия (ВО) - БСЭ БСЭ

  Свойства. Волокна химические часто обладают высокой разрывной прочностью [до 1200 Мн/м 2 (120 кгс/мм 2 )], значительным разрывным удлинением, хорошей формоустойчивостью, несминаемостью, высокой устойчивостью к многократным и знакопеременным нагружениям, стойкостью к действиям света, влаги, плесени, бактерий, хемо- и термостойкостью. Физико-механические и физико-химические свойства В. х. можно изменять в процессах формования, вытягивания, отделки и тепловой обработки, а также путём модификации как исходного сырья (полимера), так и самого волокна. Это позволяет создавать даже из одного исходного волокнообразующего полимера В. х., обладающие разнообразными текстильными и другими свойствами (табл.). В. х. можно использовать в смесях с природными волокнами при изготовлении новых ассортиментов текстильных изделий, значительно улучшая качество и внешний вид последних.

  Производство. Для производства В. х. из большого числа существующих полимеров применяют лишь те, которые состоят из гибких и длинных макромолекул, линейных или слаборазветвлённых, имеют достаточно высокую молекулярную массу и обладают способностью плавиться без разложения или растворяться в доступных растворителях. Такие полимеры принято называть волокнообразующими. Процесс складывается из следующих операций: 1) приготовления прядильных растворов или расплавов; 2) формования волокна; 3) отделки сформованного волокна.

  Приготовление прядильных растворов (расплавов) начинают с перевода исходного полимера в вязкотекучее состояние (раствор или расплав). Затем раствор (расплав) очищают от механических примесей и пузырьков воздуха и вводят в него различные добавки для термо- или светостабилизации волокон, их матировки и т.п. Подготовленный таким образом раствор или расплав подаётся на прядильную машину для формования волокон.

  Формование волокон заключается в продавливании прядильного раствора (расплава) через мелкие отверстия фильеры в среду, вызывающую затвердевание полимера в виде тонких волокон. В зависимости от назначения и толщины формуемого волокна количество отверстий в фильере и их диаметр могут быть различными. При формовании В. х. из расплава полимера (например, полиамидных волокон ) средой, вызывающей затвердевание полимера, служит холодный воздух. Если формование проводят из раствора полимера в летучем растворителе (например, для ацетатных волокон ), такой средой является горячий воздух, в котором растворитель испаряется (так называемый «сухой» способ формования). При формовании волокна из раствора полимера в нелетучем растворителе (например, вискозного волокна ) нити затвердевают, попадая после фильеры в специальный раствор, содержащий различные реагенты, так называемую осадительную ванну («мокрый» способ формования). Скорость формования зависит от толщины и назначения волокон, а также от метода формования. При формовании из расплава скорость достигает 600—1200 м/мин , из раствора по «сухому» способу — 300—600 м/мин , по «мокрому» способу — 30—130 м/мин . Прядильный раствор (расплав) в процессе превращения струек вязкой жидкости в тонкие волокна одновременно вытягивается (фильерная вытяжка). В некоторых случаях волокно дополнительно вытягивается непосредственно после выхода с прядильной машины (пластификационная вытяжка), что приводит к увеличению прочности В. х. и улучшению их текстильных свойств.

  Отделка В. х. заключается в обработке свежесформованных волокон различными реагентами. Характер отделочных операций зависит от условий формования и вида волокна. При этом из волокон удаляются низкомолекулярные соединения (например, из полиамидных волокон), растворители (например, из полиакрилонитрильных волокон), отмываются кислоты, соли и другие вещества, увлекаемые волокнами из осадительной ванны (например, вискозными волокнами). Для придания волокнам таких свойств, как мягкость, повышенное скольжение, поверхностная склеиваемость одиночных волокон и др., их после промывки и очистки подвергают авиважной обработке или замасливанию. Затем волокна сушат на сушильных роликах, цилиндрах или в сушильных камерах. После отделки и сушки некоторые В. х. подвергают дополнительной тепловой обработке — термофиксации (обычно в натянутом состоянии при 100—180°С), в результате которой стабилизируется форма пряжи, а также снижается последующая усадка как самих волокон, так и изделий из них во время сухих и мокрых обработок при повышенных температурах.

  Мировое производство В. х. развивается быстрыми темпами. Это объясняется, в первую очередь, экономическими причинами (меньшие затраты труда и капитальных вложений) и высоким качеством В. х. по сравнению с природными волокнами. В 1968 мировое производство В. х. достигало 36% (7,287 млн. т ) от объёма производства всех видов волокон.

  В. х. в различных отраслях в значительной степени вытесняют натуральный шёлк, лён и даже шерсть. Предполагается, что к 1980 производство В. х. достигнет 9 млн. т , а в 2000 — 20 млн. т в год и сравняется с объёмом производства природных волокон. В СССР в 1966 было выпущено около 467 тыс. т , а в 1970 623 тыс. т .

  Основные свойства волокон химических

Вид волокна Плотность, г/см 3 Прочность Удлинение, % Набухание в воде, % Влагопогло- щение при 20°С и 65% относит. влажности, % сухого во- локна, кгс/мм 2 мокрого волокна волокна в петле сухого волокна мокрого волокна % от прочности сухого Искусственные волокна Ацетатное (текст. нить) 1,32 16—18 65 85 25—35 35—45 20—25 6,5 Триацетатное штапельное волокно 1,30 14—23 70 85 22—28 30—40 12—18 4,0 Вискозные волокна:   штапельное обычное 1,52 32—37 55 35 15—23 19—28 95—120 13,0   штапельное высокопрочное 1,52 50—60 75 40 19—28 25—29 62—65 12,0   штапельное высокомодульное 1,52 50—82 65 25 5—15 7—20 55—90 12,0   текст. нить обычная 1,52 32—37 55 45 15—23 19—28 95—120 13,0   то же, высокопрочная 1,52 45—82 80 35 12—16 20—27 65—70 13,0 Медноаммиачные волокна:   штапельное волокно 1,52 21—26 65 70 30—40 35—50 100 12,5   текст. нить 1,52 23—32 65 75 10—17 15—30 100 12,5 Синтетические волокна Полиамидное (капрон):   текстильная нить обычная 1,14 46—64 85—90 85 30—45 32—47 10—12 4,5   то же, высокопрочная 1,14 74—86 85—90 80 15—20 16—21 9—10 4,5   штапельное волокно 1,14 41—62 80—90 75 45—75 10—12 4,5 Полиэфирное (лавсан):   текст. нить обычная 1,38 52—62 100 90 18—30 18—30 3—5 0,35   то же, высокопрочная 1,38 80—100 100 80 8—15 8—15 3—5 0,35   штапельное волокно 1,38 40—58 100 40—80 20—30 20—30 3—5 0,35 Полиакрилонитрильное (нитрон):   технич. нить 1,17 46—56 95 72 16—17 16—17 2 0,9   штапельное волокно 1,17 21—32 90 70 20—60 20—60 5—6 1,0 Поливинилспиртовое штапельное волокно 1,30 47—70 80 35 20—25 20—25 25 3,4 Поливинилхлоридное штапельное волокно 1,38 11—16 100 60—90 23—180 23—180 0 0 Полипропиленовое волокно:   текстильная нить 0,90 30—65 100 80 15—30 15—30 0 0   штапельное волокно 0,90 30—49 100 90 20—40 20—40 0 0 Полиуретановая нить (спандекс) 1,0 5—10 100 100 500—1000 500—1000 — 1,0

  Лит.: Характеристика химических волокон. Справочник, М., 1966; Роговин З. А., Основы химии и технологии производства химических волокон, 3 изд., т. 1—2, М. — Л., 1964; Технология производства химических волокон, М., 1965.