Выберите источники сырья для производства искусственных волокон целлюлоза лен молоко
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 19.09.2024
Искусственные волокна – один из видов сырья, применяющегося в производстве медицинских изделий различного назначения. Их получают из высокомолекулярных природных соединений (силикатного стекла, металлов и сплавов, белков, целлюлозы).
Применение искусственного волокна в производстве медицинских изделий позволяет придать им особые свойства, например, увеличить впитывающую способность (актуально для салфеток, гигиенических средств и т.п.), придать прочность, обеспечить устойчивость к размоканию.
Виды искусственных волокон
Сегодня изготавливаются различные типы сырья для медицинской промышленности. Все виды искусственных волокон объединяет гигиеничность. Наиболее распространенными материалами являются:
- вискозное волокно;
- ацетатное волокно;
- триацетатное волокно.
Свойства искусственных волокон ацетатной группы – это низкая термостойкость (до 90°С), высокая степень мягкости. Триацетатные материалы отличаются упругостью. Они превосходят ацетатные по степени термостойкости, однако обладают низкой гигроскопичностью.
Особенности производства искусственных волокон
Производство искусственных волокон – сложный, многоэтапный процесс. Его специфика обусловлена типом сырья и конечной целью производителя. Вискозные волокна, например, изготавливают из целлюлозы (преимущественно еловой). Для этого сырье расщепляется, обрабатывается химическими составами, превращается в прядильный раствор. Искусственный материал имеет вид комплексных нитей.
Металлосодержащие волокна изготавливаются полностью металлическими и металлизированными (имеют соответствующее покрытие). Первые представлены в виде плоских и круглых мононитей.
В современном текстильном и специальном производстве используются также медно-аммиачные искусственные нити. Процесс их изготовления очень сложен, затратен. Волокна являются достаточно дорогими. Это ограничивает сферу их использования. Сырье применяется преимущественно для изготовления трикотажа специального назначения. Материал обладает особыми свойствами: повышенной прочностью, высоким коэффициентом растяжения, способностью восстанавливать форму.
Сырье для искусственных волокон получают путем выделения из веществ, образующихся в природе: (н-р: из древесины выделяют целлюлозу, из молока – казеин и т.п.).
Предварительная обработка сырья состоит в его очистке от механических примесей и иногда в химической обработке для превращения природного полимера в новое полимерное соединение.
Так для получения вискозного волокна на целлюлозно-бумажных комбинатах древесину измельчают и отваривают в щелочном растворе. В результате получается серая целлюлозная масса, которая отбеливается и прессуется в листы картона. Картон отправляют на предприятия химического волокна для дальнейшей переработки и получения волокон.
Сырье для синтетических волокон получают путем реакций синтеза (полимеризации и поликонденсации) полимеров из простых веществ (мономеров) на предприятиях химической промышленности. Предварительной обработки это сырье не требует.
Полимеризация — процесс получения полимеров путём последовательного присоединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера) к активному центру на конце растущей цепи. Молекула мономера, входя в состав цепи, образует её мономерное зерно. Число таких звеньев в макромолекуле называется степенью полимеризации.
Поликонденсация — процесс получения полимеров из би- или полифункциональных соединений (мономеров), сопровождающийся выделением побочного низкомолекулярного вещества (воды, спирта, галогеноводорода и др.).
Источники:
Большая Советская Энциклопедия;
Калмыкова Е.А., Лобацкая О.В. Материаловедение швейного производства: Учеб. Пособие, — Мн.: Выш. шк., 2001- 412с.
Мальцева Е.П., Материаловедение швейного производства, — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983, — 232.
Бузов Б.А., Модестова Т.А., Алыменкова Н.Д. Материаловедение швейного производства: Учеб. для вузов, — 4-е изд., перераб и доп., — М., Легпромбытиздат, 1986 – 424.
Впервые текстильные волокна химического происхождения стали производиться в конце XIX — начале XX вв.
Химические волокна делятся на искусственные и синтетические. Сырьем для производства искусственных волокон служат древесная целлюлоза, отходы хлопка и шелка. Исходным продуктом для получения сырья при производстве синтетических волокон являются газы, продукты переработки нефти и каменного угля.
Искусственные волокна имеют тот же химический состав, что и исходное природное сырье. Синтетические волокна получают в результате химических реакций синтеза, т.е. превращения низкомолекулярных веществ в высокомолекулярные путем укрупнения их молекул. В итоге производятся такие волокна, которых в природе не существует.
- получение и предварительная обработка сырья;
- приготовление прядильного раствора или расплава;
- формование волокна,
- его отделка;
- текстильная переработка.
Исходное сырье растворяют или расплавляют до состояния жидкой массы. Полученный таким образом прядильный раствор под давлением пропускают через фильеры — особые колпачки с различными фасонными отверстиями. Струйки прядильного раствора, застывая, образуют элементарные нити , которые затем соединяются в комплексные текстильные нити.
Отделка нитей из химических волокон может включать в себя следующие операции: промывку, сушку, крутку, термическую обработку для закрепления крутки, а также отбеливание или крашение (в настоящее время крашение чаще всего производится внесением красителей в прядильный раствор).
Описанный способ получения химических волокон одинаков как для искусственных, так и для синтетических волокон.
Искусственные волокна
Вискозные волокна. Исходным сырьем служит древесная целлюлоза, получаемая из ели, сосны, пихты, бука. Измельченная древесина отваривается в щелочном растворе. В результате образуется серая масса, которая отбеливается, освобождается от нецеллюлозных примесей, обрабатывается химическими реактивами, выдерживается 25—30 часов и затем подается на прядильные машины с фильерами.
В процессе отделки вискозные нити промываются, отбеливаются и окрашиваются. Двуцветная вискозная нить типа меланж образуется путем соединения двух окрашенных струек раствора. Такое волокно имеет оригинальный оптический эффект и широко применяется для изготовления трикотажных изделий.
Имея целлюлозную основу, вискозные волокна по своим физико-химическим свойствам сходны с хлопком. Так же, как и натуральные, вискозные ткани имеют очень хорошие гигиенические показатели. По внешнему виду из-за блеска и мягкости нити вискоза напоминает шелк.
Вискозные волокна используются для производства сорочечных и плащевых тканей, тонких трикотажных полотен, швейных ниток, а также искусственного меха.
Ацетатные волокна. Сырьем служат отходы хлопка, которые обрабатываются уксусной кислотой и ее солями. В результате получается прядильный раствор, из которого и получают волокна.
Ацетатные волокна содержат не чистую, а химически связанную целлюлозу, поэтому их свойства несколько отличаются от свойств вискозных волокон. Ацетат имеет меньшую прочность волокон, которая к тому же сильно теряется в мокром виде. Ацетатные волокна реагируют на действие органических растворителей, используемых при химической чистке.
Ацетатные волокна значительно более упругие, поэтому ткани из них меньше сминаются, чем ткани из натуральных целлюлозных или вискозных волокон, но при этом их гигиенические качества намного хуже.
Триацетатные волокна. По составу и свойствам аналогичны ацетатным волокнам. Они также вырабатываются из целлюлозы.
Триацетатные волокна обладают меньшей гигроскопичностью, чем вискозные и ацетатные, они более жесткие и менее стойкие к истиранию. К недостаткам можно также отнести высокую электризуемость.
Но при этом триацетатные волокна лучше реагируют на свет и тепло, очень упругие, что позволяет получать ткани, которые не нуждаются в глажении. Кроме того, эти волокна мало загрязняются и быстро сохнут после намачивания.
Используются триацетатные волокна для производства платьевых, рубашечных, костюмных, подкладочных, галстучных тканей, а также трикотажных полотен.
Синтетические волокна
Синтетические волокна группируются в зависимости от полимера, из которого они изготовлены.
Полиамидные волокна. Из этой группы синтетических волокон наиболее широко применяется капрон. Исходное сырье для его производства — продукты переработки каменного угля (бензол и фенол).
Характерными свойствами полиамидных волокон являются легкость, упругость, высокая прочность при растяжении, стойкость к истиранию и многократным изгибам, высокая химическая и биологическая (действие микроорганизмов и плесени) стойкость.
К недостаткам волокон можно отнести их низкую гигроскопичность и малую термостойкость (при незначительном нагревании капрон начинает плавиться, что необходимо учитывать при влажно-тепловой обработке).
Горит капрон при поднесении к пламени, происходит тепловая усадка, затем плавление, в результате образуется смола и выделяется белый дым с запахом сургуча.
Капрон используется для изготовления тканей, чулочно-носочных изделий, ниток, кружев, отделочных материалов, он широко применяется также для технических целей.
Полиэфирные волокна. Самым широко используемым полиэфирным волокном является лавсан, который получают из продуктов переработки нефти.
По своим физическим и биологическим свойствам лавсан аналогичен капрону, но в отличие от последнего он разрушается концентрированными кислотами и щелочами. Как и капрон, лавсан обладает очень низкой гигроскопичностью, воздухо- и теплопроводностью. Горит лавсан слабо желтым пламенем, выделяя при этом копоть. При затухании образуется шарик чугунного цвета.
В чистом виде полиэфирные волокна используются для изготовления швейных ниток, кружевного полотна, ворса искусственного меха. Чаще же всего они применяются в смесях с натуральными тканями, особенно шерстью, вискозными полотнами. Наличие лавсана в смешанных тканях улучшает их физические свойства: делает их более прочными и несминаемыми. Кроме того, лавсан, будучи более термостойким, чем капрон, не создает особых сложностей при влажно-тепловой обработке этих тканей.
Полиолефиновые волокна. Наиболее известными и часто используемыми материалами из полиолефиновых волокон являются полиэтилен и полипропилен. Исходным сырьем для синтеза полиолефинов служат продукты переработки нефти — этилен и пропилен.
Полиэтилен и полипропилен обладают очень высокими физическими показателями. Они очень устойчивы к воздействию химических реактивов и микроорганизмов. Полиолефиновые волокна абсолютно не пропускают воздух и влагу, их гигроскопичность равна 0%.
Из полиэтилена и полипропилена вырабатывают плащевые и декоративные ткани, ворс ковров, а также пленочные материалы технического назначения.
Полиуретановые волокна. К полиуретановым волокнам относятся комплексные нити спандекс.
Волокна спандекс схожи с другими синтетическими волокнами, но по своим физико-механическим свойствам они относятся к эластомерам, т.е. имеют очень высокие показатели эластического восстановления. После снятия растягивающей нагрузки спандекс почти сразу восстанавливает внешний вид.
И скусственные волокна – это химические волокна, получаемые из природных полимеров, главным образом целлюлозы, получаемой из дерева и соломы. Ткани из искусственных волокон, также как и из натуральных, обладают высокими гигиеническими и иными качествами.
Искусственные волокна классифицируются следующим образом: гидратцеллюлозные, ацетилцеллюлозные, белковые.
Гидратцеллюлозные искусственные волокна
Сюда относятся вискоза, лиоцелл, а также медно-аммиачные волокна.
Вискозные ткани изготавливаются исходя из их назначения. Им можно придать внешний вид хлопка, льна, шерсти или шелка. Кроме того, вискоза применяется для прядения вискозных неволокнистых изделий (целлюлозной пленки, целлофана), а также для производства искусственной кожи (кирзы). Вискоза обладает некоторыми достоинствами по сравнению с традиционными натуральными тканями. Так, вискоза лучше впитывает влагу, чем хлопок. Изделия из вискозы обладают приятным шелковистым блеском, при этом легко окрашиваются и обладают высокой светостойкостью (в отличие от шелка). Из недостатков необходимо назвать сильную сминаемость, высокую степень усадки и невысокую прочность (особенно во влажном состоянии). Поэтому стирать вискозу необходимо в щадящем режиме. Отжимать лучше вручную и не сильно, либо вообще не отжимать, а сразу вешать сушиться. Гладить ее рекомендуется в таком же режиме, как и шелк.
Лиоцелл также изготавливается из целлюлозных волокон. Лиоцелл выпускается под различными коммерческими названиями: Tencel, Орцел. Ткани из лиоцелла обладают следующими преимуществами: они приятные на ощупь, прочные, гигиеничные и экологически чистые. Кроме того, они эластичнее и гигроскопичнее хлопка.
Медно-аммиачное волокно вырабатывается из хлопковой целлюлозы. Имеет ограниченное применение в силу больших производственных затрат. Применяется в основном при производстве трикотажа, а в смеси с шерстью – при изготовлении тканей и ковров. В целом свойства медно-аммиачных волокон близки к вискозным. Но их прочность, упругость и эластичность немного выше.
Ацетилцеллюлозные искусственные волокна
К этой группе относятся ацетатные и триацетатные волокна. Такие волокна мягкие и внешне похожи на натуральный шелк. Они хорошо сохраняют форму, не мнутся, светоустойчивы. Но их прочность ниже, чем у вискозы. Из недостатков необходимо отметить невысокую гигроскопичность, низкую устойчивость к истиранию, плохую окрашиваемость и электризуемость.
Ацетатные волокна обладают низкой теплопроводностью. Поэтому их применяют при пошиве теплого белья. Термостойкость у них низкая (80-90 °С). Такие ткани стираются в щадящем режиме при температуре 30 °С.
Триацетатные волокна обладают высокой упругостью. Благодаря этому изделия из них сохраняют плиссе и гофре даже после стирки. Кроме того, их не требуется гладить. В отличие от ацетатных, триацетатные волокна лучше окрашиваются и термостойки (150-160 °С). Поэтому стирать ткани из них можно в обычном режиме при температуре 70 °С. Но гигроскопичность у них еще ниже, чем у ацетатных.
Белковые искусственные волокна
Эту группу представляют казеиновые и зеиновые волокна.
Казеин – сложный белок, который образуется в результате расщепления пептидных связей в процессе свертывания молока.
Зеин – белок растительного происхождения. Содержится в зернах кукурузы.
Белковые волокна обладают мягкостью, низкой теплопроводностью. По показателям гигроскопичности и растяжимости приближаются к шерстяным. Однако их прочность невелика, особенно во влажном состоянии. Кроме того, они обладают низкой термостойкостью. Потому боятся горячей воды. В целом производство белковых волокон широко не распространено в силу их низких механический свойств, а также потому, что сырьем служат ценные пищевые продукты.
Читайте также: