Синтетические волокна

Синтетические волокна – это химические волокна, формируемые из синтетических полимеров, получаемых за счет реакций полимеризации или поликонденсации из низкомолекулярных соединений (мономеров).

Синтетические волокна по сравнению с искусственными обладают высокой износостойкостью, малыми сминаемостью и усадкой, но характеризуются невысокими гигиеническими свойствами.

Новым перспективным направлением развития синтетических волокон является разработка технологии производства сверхтонких волокон (микроволокон). Именно с ними текстильщики связывают возможность изготовления комфортных тканей и трикотажа. Применение микроволокон позволяет получить материалы с улучшенными гигиеническими свойствами, ткани, отличающиеся мягкостью, эластичностью, драпируемостью, непромокаемостью, хорошими гигиеническими свойствами.

Полиэфирные волокна (полиэтилентерефталат – ПЗТФ, лавсан, полиэстер) – синтетические волокна, формируемые из сложных гетероцепных полимеров. Полиэтилентерефталатные волокна формуются из расплава сложного полиэфира терефталевой кислоты и этиленгликоля.

В общемировом производстве синтетических волокон эти волокна занимают первое место. Лавсановое волокно характеризуется несминаемостью, превосходящей по этому показателю все текстильные волокна, в том числе и шерсть. Так, изделия из лавсановых волокон в 2–3 раза меньше сминаются, чем шерстяные. В материалы на основе целлюлозы для уменьшения их сминаемости в смеску добавляют 45–55% лавсановых волокон.

Лавсановое волокно обладает очень хорошей стойкостью к свету и атмосферным воздействиям, уступая по этому показателю только нитроновому волокну. По этой причине его целесообразно использовать в гардинно-тюлевых, тентовых, палаточных изделиях. Лавсановое волокно – одно из термостойких волокон. Оно термопластично, благодаря чему изделия хорошо сохраняют эффекты плиссе и гофре. По стойкости к истиранию и изгибам лавсановое волокно несколько уступает капроновому. Волокно обладает высокой прочностью, разрывная нагрузка волокна 49–50 сН/текс, нити – 29–39 сН/текс и хорошей деформативной способностью (соответственно 35–40, 17–35%). Волокно стойко к разбавленным кислотам, щелочам, но разрушается при воздействии концентрированной серной кислотой и горячей щелочью. Горит лавсан желтым коптящим пламенем, образуя на конце черный нерастирающийся шарик.

Однако лавсановое волокно обладает низкой гигроскопичностью (до 1%), плохой окрашиваемостью, повышенной жесткостью, электризуемостью и пиллингуемостью. Причем пилли длительно сохраняются на поверхности изделий.

Полиамидные волокна (капрон, дедерон, нейлон) – вид синтетических волокон, формуемых из расплава полимеров– гетероцепных, полимеров, содержащих в основной цепи амидные группы –СО–NН₂ и получаемых методами полимеризации (например, из -капролактата) или поликонденсации декарбоновых кислот (или их эфиры) и диаминов. Наибольшее распространение получили капроновые волокна, формуемые из поли--капроамида, являющегося продуктом полимеризации -капроамида

К положительным свойствам капронового волокна относят: высокие прочностные и деформационные свойства: разрывная нагрузка волокна 32–35 сН/текс, нити 36–44 сН/текс и удлинение при разрыве соответственно 60–70 и 20–45%, а также самую большую из текстильных волокон устойчивость к истиранию и изгибам. Эти ценные свойства капронового волокна используют при введении его в смеску с другими волокнами для получения более износостойких материалов.

Так, введение 5–10% капронового волокна в шерстяную ткань в 1,5–2 раза повышает ее стойкость к истиранию. Капроновое волокно также обладает малой сминаемостью и усадкой, устойчивостью к действию микроорганизмов.

При температуре 170°С капрон размягчается, а при 210°С плавится. При внесении в пламя капрон плавится, загорается с трудом, горит голубоватым пламенем. Если расплавленная масса начинает капать, горение прекращается, на конце образуется оплавленный бурый шарик, ощущается запах сургуча.

Однако капроновое волокно сравнительно мало гигроскопично (3,5–4%), поэтому гигиенические свойства изделий из таких волокон невысокие. Кроме этого, капроновое волокно обладает достаточной жесткостью, сильно электризуется, неустойчиво к действию света, щелочей, минеральных кислот, имеет низкую термостойкость. На поверхности изделий, выработанных из капроновых волокон, образуются пилли, которые из-за высокой прочности волокон сохраняются в изделии и в процессе носки не исчезают.

Полиакрилонитрильные волокна (ПАН, акрил, нитрон, орлон, куртель) – синтетические волокна, получаемые из полиакрилонитрила или сополимеров, содержащих более 85% акрилнитрила. Полиакрилнитрил получают радикальной полимеризацией акрилонитрила. Волокна из сополимеров, содержащих 40–85% акрилонитрила, принято называть модакриловыми.

Нитрон – наиболее мягкое, шелковистое и «теплое» синтетическое волокно. По теплозащитным свойствам превосходит шерсть, но по стойкости к истиранию уступает даже хлопку. Прочность нитрона вдвое ниже прочности капрона, гигроскопичность очень низкая (1,5%). Нитрон отличается кислостойкостью, устойчив к действию всех органических растворителей, к действию микроорганизмов, но разрушается щелочами.

Обладает малой сминаемостью и усадкой. По светостойкости превосходит все текстильные волокна. При температуре 200–250°С нитрон размягчается. Горит нитрон желтым коптящим пламенем со вспышками, образуя на конце твердый шарик.

Волокно хрупкое, плохо окрашивается, сильно электризуется и пиллингуется, но пилли из-за их невысоких прочностных свойств в процессе носки исчезают.

Для устранения недостатков – низкой гигроскопичности и плохой окрашиваемости – создана широкая гамма модифицированных ПАН волокон – модакриловых волокон.

Поливинилхлоридные волокна. Вырабатывают из поливинилхлорида – волокно ПВХ и из перхлорвинила – хлорин. Волокна отличаются высокой химической стойкостью, малой теплопроводностью, очень низкой гигроскопичностью (0,1–0,15%), способностью накапливать при трении о кожу человека электростатические заряды, имеющие лечебный эффект при болезнях суставов. Недостатками являются низкая теплостойкость (изделия можно использовать при температуре не выше 70°С) и неустойчивость к действию света и светопогоды.

Поливинилспиртовые волокна (винол) получают из поливинилового спирта. Винол имеет высокую гигроскопичность (5%), степень набухания в воде 150–200%, обладает высокой устойчивостью к истиранию, уступая только полиамидным волокнам, хорошо окрашивается.

Полиолефиновые волокна получают из расплавов полиэтилена и полипропилена. Это самые легкие текстильные волокна, изделия из них не тонут в воде. Они устойчивы к истиранию, действию химических реагентов, отличаются высокой прочностью на разрыв. Недостатками являются: малая светостойкость и низкая теплостойкость.

Полиуретановые волокна (спандекс, лайкра, эластан) относятся к эластомерам, так как обладают исключительно высокой эластичностью (растяжимость до 800%). Обладают легкостью, мягкостью, устойчивостью к действию света, стирке, поту. К недостаткам относятся: низкая гигроскопичность (1–1,5%), невысокая прочность, низкая теплостойкость.

В табл. 2.1 приведены условные обозначения видов текстильных волокон.

Таблица 2.1

Условные обозначения видов текстильных волокон

Условное обозначение	Расшифровка
	Россия	Великобритания	Германия
WO	Шерсть	Wool	Woole
WP	Альпака	Alpaca	Alpaka
WL	Лама	Lame	Lame
WK	Верблюжья шерсть	Camel	Kamel
WS	Кашмир	Cashmere	Kaschmire
WM	Мохер	Mohair	Mohair
WA	Ангора	Angora	Angora
WG	Вигунья	Vicuna	Vikunja
WU	Гуанако	Guanaco	Guanako
SE	Шелк	Silk	Seide
CO	Хлопок	Cotton	Baumwoole
Li	Лен	Linen	Linane
JU	Джут	Jute	Jute
AB	Абака	Abace	Manila
KE	Кенаф	Kenaf	Kenaf
RA	Рами	Ramie	Ramie
Si	Сизаль	Sisal	Sisal
AC	Ацетатное волокно	Acetate	Acetat
CU	Медно-аммиачное	Cupro	Cupro
Md	Модал	Modal	Modal
TA	Триацетатное	Triacetate	Triacetat
Vi	Вискозное	Viscose (rayon)	Viskose
PC	Нитрон (ПАН)	Acrylic	Polyacryl
MA	Модифицированное ПАН (модакрил)	Modacrylic	Modacryl
PA	Полиамидное (капрон)	Nylon	Polyamid
PL	Полиэфирное (полиэстер, лавсан)	Polyester	Polyester
PE	Полиэтиленовое	Polyethylene	Polyathylen
PP	Полипропиленовое	Polypropylene	Polypropylen
PU	Полиуретановое	Polyurethane	Polyurethan
EA	Эластановое	Elastane	Elasthan
AF	Другие волокна	Other fibres	Sostige fasern