Волокна полиэфирные. Производство полиэфирного волокна

Химическое производство

Особенную роль отводят различным химическим волокнам, находящим применение в многочисленных отраслях науки, техники и промышленности.

Классификация химических волокон

Все химические волокна можно разделить на две большие группы.

1. Искусственные - это такие, в основе которых лежит природный полимер, но обработка и формование непосредственно нитей происходит при участии физико-химических методов.
2. Синтетические - волокна, которые создаются непосредственно в лабораторных (промышленных) условиях. Они построены на основе обычных низкомолекулярных соединений, преобразованных в макромолекулы в результате реакций полимеризации.

В свою очередь, искусственные и синтетические волокна также имеют свою классификацию и примеры. Рассмотрим таковую для синтетических образцов.

Их можно разделить на две большие группы. В основе лежит строение углеродной цепи и способы образования связей.

1. Синтетические карбоцепные волокна. Основная цепь построена строго из атомов углерода, соединенных между собой обычными связями сигма-типа. К данной группе можно отнести довольно большое количество образцов. Например, полиакрилонитрильные, полиэтиленовые, поливинилхлоридные, полипропиленовые, поливинилспиртовые.
2. Синтетические гетероцепные волокна. Отличаются включенными в углеродные макроцепи гетероатомами - азотом, серой, фосфором и прочими. К данной группе относятся такие волокна: полиэфирные, полиуретановые, полиамидные.

Если говорить о применении именно в текстильной промышленности, то значение описанных представителей разнится. Так, искусственные волокна гораздо более применимы для пошива одежды, постельного белья, полотенец и прочих бытовых бельевых вещей. Хотя случаются и исключения, когда такое полотно находит применение в технике.

Синтетические химические волокна, напротив, гораздо чаще актуальны в строительстве, технике, промышленности, нежели в быту. Подробнее рассмотрим именно полиэфирные нити, ткани из них и области применения.

Волокна полиэфирные: общая характеристика

С химической точки зрения данный продукт - это результат взаимодействия терефталевой кислоты С₈Н₆О₄ и этиленгликоля, двухатомного спирта С₂Н₆О₂. В результате сложной полимеризационной реакции образуются прозрачные или белые кристаллы, обладающие важным свойством - вязкостью. Для этого следует их нагреть. Именно на этой особенности основано получение непосредственно волокон из данного вещества.

Температура плавления таких материалов выше 260 ⁰С. Это делает их очень удобными в применении для технических целей. Есть еще ряд особых свойств, которыми обладают такие волокна.

1. Полиэфирные синтетические нити способны выдерживать растворы кислот, щелочей.
2. Совершенно не растворяются в воде, растворителях органической природы.
3. Являются диэлектриками, то есть практически не проводят электричество.
4. Изделия из них прочные, очень износостойкие и надежные.

Являясь полностью синтетическими по своей природе, данные нити во многом превосходят по техническим и текстильным характеристикам многие искусственные волокна.

Метод производства

Согласно предыдущему описанию, в основе производства полиэфира должна стоять терефталевая кислота. Однако ее физические свойства несколько неудобны для гармоничной и быстрой реакции полимеризации с этиленгликолем, поэтому используют не ее в чистом виде, а сложный эфир. Его название - диметилтерефталевый эфир одноименной кислоты, сокращенно ДМТ.

Поэтому производство полиэфирного волокна складывается из нескольких последовательных химических стадий:

• окисление смеси эфиров и параксилола, то есть подготовка исходных веществ;
• этерификация, то есть получение сложного эфира ДМТ;
• дистилляция и очищение полученного продукта;
• перекристаллизация ДМТ с целью получения чистого сырья.

Подготовленное по такой схеме вещество готово к вступлению в следующий цикл превращений, результатом которых и станет полиэстер (полиэфир). Это проходит в две основные стадии.

1. Переэтерификация полученного ДМТ этиленгликолем. Результат - дигликоль и низкомолекулярные полиэфиры.
2. Поликонденсация полученных в первой стадии продуктов между собой. В результате формируется вязкий полиэтилентерефталатат.

Теперь дело за технической стороной. Вещество пропускают через специальные мелкие фильеры, как бы продавливая, и тем самым получают волокна. При охлаждении они кристаллизуются. Дальнейшая обработка заключается в вытягивании, очищении и окраске.

Названия материала

В разных странах производятся и применяются подобные волокна. Полиэфирные синтетические нити в каждом государстве получили свое название, поэтому синонимов имеют много. Рассмотрим, какие они бывают.

1. В России - полиэстер, полиэфир, лавсан.
2. В Америке - дакрон.
3. Великобритания - терилен.
4. Япония - тетерон.
5. Франция - тергаль.

   

Однако как их ни назови, а свойства остаются одинаковыми и области применения тоже.

Материал полиэфир: свойства

К главным положительным сторонам лавсана следует отнести такие качества, как:

• плохая сминаемость;
• негорючесть;
• светоустойчивость;
• износостойкость;
• прочность и мягкость, гладкость;
• устойчивость к действию большинства органических растворителей, а также кислот и щелочей;
• отсутствие истираемости;
• ткань не поддерживает развитие живых микроорганизмов (грибков, клещей, бактерий и прочих);
• ударопрочность;
• устойчивость к растяжению.

Безусловно, такой набор положительных характеристик не может остаться незамеченным. Именно поэтому области применения изделий из полиэфира очень широки, охватывают большинство отраслей народного хозяйства.

Однако есть и недостатки. К ним следует отнести следующие моменты:

• тяжело поддаются окраске, поэтому сочных и ярких оттенков у таких тканей не встречается;
• сильно электризуются, так как сами диэлектрики;
• если взять истинный, не обработанный специальными методами полиэстер, то он будет достаточно жестким материалом.

Все перечисленные недостатки легко устраняются добавками определенных веществ в процессе производства волокна. Поэтому существенного значения они не имеют.

Полые волокна

Данный тип полиэфирных нитей очень важен в строительстве и технике и находит применение именно там. Хотя встречаются и исключения. Например, такие как холлофайбер, нашедший себе пристанище и в текстильной отрасли.

Полые волокна применяются для изготовления:

• стекловолокна;
• строительных материалов;
• теплоизоляционных вещей;
• радиотехнических изделий.

Они же применяются как фильтры при очистке сточных вод. Холлофайбер благодаря своим характеристикам вообще давно уже вытеснил натуральное перо и пух из текстильной промышленности. Он стал основным типом наполнителя подушек, одеял, верхней одежды и прочих вещей.

Шаровые силиконизированные волокна

Это основной продукт для изготовления самых мягких, экологически чистых и не вызывающих аллергии постельных принадлежностей. Именно такие волокна используются как наполнители для одеял и подушек.

Почему их используют? Это объясняется прекрасными техническими характеристиками.

1. Не впитывают влагу.
2. Упругие и эластичные.
3. Поддаются машинной стирке, просты и удобны в уходе и применении.
4. Не имеют запаха.
5. Не вызывают аллергии.
6. В них невозможно развитие микроорганизмов.

   

Все это дает шаровому силиконизированному волокну как наполнителю мебели, постельных принадлежностей и одежды явное преимущество перед природными натуральными "коллегами": пухом, пером.

К недостаткам можно отнести меньший срок службы по сравнению с природными материалами. Однако и стоимость такой продукции на порядок ниже.

Штапельное волокно

Среди полиэстерных волокон особое место занимает такая их разновидность, как штапельные нити. Именно их завод синтетического волокна производит в большем объеме, чем все остальные. Это объясняется тем, что такой продукт идет на изготовление непосредственно пряжи, а затем и материала для пошива одежды, текстиля и так далее.

Часто штапельным называется волокно, сформированное из гармоничного сочетания шерсти или хлопка с полиэфиром. Такой симбиоз дает возможность получать следующие виды материалов:

• костюмные;
• пальтовые;
• тюлевые;
• сорочечные;
• гардинные;
• плательные;
• войлочные;
• ковровые;
• меховые.

Очевидно, какая продукция может быть пошита и изготовлена из таких составляющих.

Техническая нить из полиэстера

Такие волокна применяются для изготовления следующего рода продукции:

• рыболовных сетей и тралов;
• веревок и канатов;
• шлангов для продуктов нефтепереработки;
• парусины;
• транспортерной ленты;
• ремней безопасности и приводных ремней;
• шинного корда;
• теплоизоляционных и фильтровальных материалов.

К таким нитям можно отнести и рассмотренное выше полое волокно.

Продукция из полиэфирных материалов

Какая еще продукция может быть изготовлена из полиэфира? Особое значение таких материалов, которые используются в качестве наполнителя, мы уже описали выше. Хочется только добавить, что холлофайбер позволяет получить самую мягкую и удобную подушку и теплое и легкое одеяло. Полиэфирное волокно в текстильном деле просто незаменимо и с каждым годом по своему значению поднимается все выше и выше.

Также используют лавсан для получения следующих видов тканей:

• тафта;
• креп;
• трикотаж;
• кримплен;
• мэлан.

Из них изготавливают одежду, тюль и шторы, сценические атрибуты и пр.

Еще один вид практической деятельности человека, в котором находят применение полиэстеры - это хирургия. Медицина рассмотрела возможность изготовления искусственных кровеносных сосудов и хирургических нитей из полиэфира. Это, естественно, облегчает проведение многих операций по спасению жизни людей.

Учитывая то, что, помимо положительных характеристик, материалы на основе полиэфира все же имеют и недостатки, не все люди остаются довольны продукцией. Когда речь идет о строительных областях применения, то здесь споров быть не может: лавсан - лидер. Однако говоря о текстильной продукции и одежде, следует отметить и разногласия. Негативные мнения также стабильно получает полиэфирное волокно. Отзывы подобного рода базируются на недостатках самой ткани - электризуемости и ограниченном сроке службы.

Тем не менее большинство людей склонны считать полиэстер одним из самых удобных, красивых и качественных материалов современности. Поэтому одежда, предметы быта и постельные принадлежности из этих материалов только приобретают с годами популярность.

Если посмотреть отзывы о подушках и одеялах на основе полиэстера, то подавляющая их часть будет все же положительной, что совершенно оправданно и справедливо.