ألياف تركيبية. ألياف البولي أميد الاصطناعية

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

بدأ إنتاج الألياف الاصطناعية صناعيًا في عام 1938. في الوقت الحالي ، هناك بالفعل عشرات منهم. تشترك جميعها في أن المادة الأولية عبارة عن مركبات ذات وزن جزيئي منخفض يتم تحويلها إلى بوليمرات من خلال التخليق الكيميائي. عن طريق إذابة أو إذابة البوليمرات الناتجة ، يتم تحضير محلول غزل أو غزل. يتم تشكيلها من الهاون أو الذوبان ثم الانتهاء.

أصناف

اعتمادًا على الميزات التي تميز بنية الجزيئات الكبيرة ، تنقسم الألياف الاصطناعية عادةً إلى سلسلة غير متجانسة وكاربوتشين. الأول يشمل تلك التي تم الحصول عليها من البوليمرات ، التي يوجد في جزيئاتها الكبيرة ، بالإضافة إلى الكربون ، عناصر أخرى - النيتروجين والكبريت والأكسجين وغيرها. وتشمل هذه البوليستر والبولي يوريثين والبولي أميد وكثرة التبول. تتميز الألياف الاصطناعية ذات السلسلة الكربونية بحقيقة أن سلسلتها الرئيسية مبنية من ذرات الكربون. تتضمن هذه المجموعة بولي فينيل كلورايد ، بولي أكريلونيتريل ، بولي أوليفين ، كحول بولي فينيل وما يحتوي على الفلور.

يتم الحصول على البوليمرات التي تعمل كأساس للحصول على ألياف غير متجانسة من خلال التكثيف المتعدد ، ويتم تشكيل المنتج من الذوبان. يتم الحصول على الكربوشين عن طريق البلمرة المتسلسلة ، وعادة ما يحدث التكوين من المحاليل ، في حالات نادرة من الذوبان. يمكنك التفكير في أحد ألياف البولي أميد الاصطناعية ، والتي تسمى siblon.

إنشاء واستخدام

مثل هذه الكلمة مثل siblon تبين أنها غير مألوفة تمامًا بالنسبة للكثيرين ، ولكن في وقت سابق على ملصقات الملابس ، يمكن للمرء أن يرى الاختصار VVM ، والذي تحته تم إخفاء ألياف فسكوز عالية المعامل. في ذلك الوقت ، بدا للمصنعين أن مثل هذا الاسم سيبدو أجمل من siblon ، والذي يمكن أن يرتبط بالنايلون والنايلون. هذا النوع من الألياف الاصطناعية مصنوع من شجرة الكريسماس ، مهما كان شكلها رائعًا.

الميزات

ظهرSiblon في أوائل السبعينيات من القرن الماضي. إنه فسكوزي محسن. في المرحلة الأولى ، يتم الحصول على السليلوز من الخشب ، ويتم عزله في شكله النقي. تم العثور على أكبر كمية منه في القطن - حوالي 98 ٪ ، ولكن يتم الحصول على خيوط ممتازة من ألياف القطن حتى بدونها. لذلك ، لإنتاج السليلوزغالبًا ما يستخدم الخشب ، خاصة الصنوبريات ، حيث يحتوي على 40-50 ٪ ، والباقي مكونات غير ضرورية. يجب التخلص منها أثناء إنتاج الألياف الاصطناعية.

عملية الإنشاء

يتم إنتاج الألياف الاصطناعية على مراحل. في المرحلة الأولى ، يتم تنفيذ عملية الطهي ، والتي يتم خلالها نقل جميع المواد الزائدة من رقائق الخشب إلى المحلول ، ويتم تقسيم سلاسل البوليمر الطويلة إلى أجزاء منفصلة. بطبيعة الحال ، لا يكفي هنا سوى الماء الساخن ، تتم إضافة الكواشف المختلفة: natrons وغيرها. ينتج عن عملية استخلاص اللب مع إضافة الكبريتات فقط لبًا مناسبًا لإنتاج السبلون ، حيث يحتفظ بقدر أقل من الشوائب.

عندما يتم هضم اللب بالفعل ، يتم إرساله للتبييض والتجفيف والضغط ، ثم يتم نقله إلى حيث هو مطلوب - هذا هو إنتاج الورق والسلوفان والكرتون والألياف ، أي الإنتاج الرئيسي. ماذا سيحدث لها بعد ذلك؟

بعد المعالجة

إذا كنت ترغب في الحصول على ألياف تركيبية وطبيعية ، فأنت بحاجة أولاً إلى تحضير محلول الغزل. السليلوز مادة صلبة ليس من السهل إذابتها. لذلك ، يتم تحويله عادة إلى إستر حمض ثنائي الكربونات القابل للذوبان في الماء. عملية التحول إلى هذه المادة طويلة جدًا. أولاً ، يتم معالجة السليلوز بالقلويات الساخنة ، ثم الضغط ، وفي نفس الوقت ،العناصر غير الضرورية. بعد الضغط ، يتم سحق الكتلة ، ثم وضعها في غرف خاصة ، حيث يبدأ النضج المسبق - تنخفض جزيئات السليلوز إلى النصف تقريبًا بسبب التحلل التأكسدي. بعد ذلك ، يتفاعل السليلوز القلوي مع ثاني كبريتيد الكربون ، مما يجعل من الممكن الحصول على الزنتات. هذه كتلة تشبه العجين ذات لون برتقالي ، وهي عبارة عن إستر لحمض ثنائي الكربونيك والمواد الأولية. هذا المحلول كان يسمى "فسكوزي" لزوجته.

يتبعه الترشيح لازالة الشوائب الاخيرة. يتم إطلاق الهواء المذاب عن طريق "غليان" الأثير في فراغ. كل هذه العمليات تؤدي إلى حقيقة أن الزانثات يصبح مثل العسل الصغير - أصفر ولزج. في هذه المرحلة ، يكون حل الغزل جاهزًا تمامًا.

الحصول على الألياف

يتم الضغط على الحل من خلال المغازل. لا يتم نسج الألياف الاصطناعية بالطريقة التقليدية فقط. يصعب مقارنة هذه العملية بمنسوجات بسيطة ، وسيكون من الأصح القول إنها عملية كيميائية تسمح لملايين من تيارات الفسكوز السائل بأن تصبح أليافًا صلبة. على أراضي روسيا ، يتم الحصول على فسكوزي وسيبلون من السليلوز. النوع الثاني من الألياف أقوى مرة ونصف من الأول ، ويتميز بمقاومة أكبر للقلويات ، والأقمشة المصنوعة منها رطبة ، وأقل انكماشًا وتجعدًا. وتظهر الفروق في عمليات إنتاج الفسكوز والسيبلون في الوقت الذي تكون فيه الألياف الاصطناعية "المولودة" حديثًا في حوض الترسيب بعد المغازل.

الكيمياء تساعد

للحصول على الفسكوز ، يُسكب حامض الكبريتيك في الحمام. إنه مصمم لتحلل الأثير ، مما ينتج عنه ألياف السليلوز النقية. إذا كان من الضروري الحصول على السبلون ، تتم إضافة كبريتات الزنك إلى الحمام ، مما يمنع جزئيًا التحلل المائي للإيثر ، لذلك ستحتوي الخيوط على زنتات متبقية. وماذا يعطي؟ ثم يتم شد الألياف وتشكيلها. عندما تكون هناك بقايا زنتات في ألياف البوليمر ، يتضح أنها تمتد سلاسل البوليمر السليلوز على طول محور الألياف ، وليس ترتيبها عشوائيًا ، وهو أمر نموذجي للفيسكوز العادي. بعد الرسم ، يتم تقطيع حزمة الألياف إلى ملاعق بطول 2-10 ملم. بعد عدة إجراءات أخرى ، يتم ضغط الألياف في بالات. يكفي طن من الخشب لإنتاج 500 كيلوغرام من اللب ، منها 400 كيلوغرام من ألياف السبلون. يستغرق غزل اللب حوالي يومين.

ما التالي لـ Siblon؟

في الثمانينيات ، تم استخدام هذه الألياف الاصطناعية كإضافات للقطن لجعل الخيوط مغزولة بشكل أفضل ولا تنكسر. تم استخدام مادة Siblon في صناعة ركائز الجلود الاصطناعية ، كما تم استخدامها في صناعة منتجات الأسبستوس. في ذلك الوقت ، لم يكن التقنيون مهتمين بابتكار شيء جديد ، فكان المطلوب أكبر قدر ممكن من الألياف لتنفيذ الخطة.

وفي الغرب في ذلك الوقت ، تم استخدام ألياف الفسكوز عالية المعامل لإنتاج أقمشة رخيصة ومتينة مقارنةً بـقطن ، ولكن في نفس الوقت تمتص الرطوبة جيدًا وتتنفس. الآن ليس لدى روسيا مناطق القطن الخاصة بها ، لذا فإن الآمال الكبيرة معلقة على السبلون. الطلب فقط عليه ليس مرتفعًا جدًا بعد ، حيث لا يشتري أحد تقريبًا أقمشة وملابس من الإنتاج المحلي.

ألياف البوليمر

عادة ما يتم تقسيمها إلى مواد طبيعية وتركيبية واصطناعية. الألياف الطبيعية هي تلك الألياف التي يتم تكوينها في ظروف طبيعية. عادة ما يتم تصنيفها وفقًا لأصلها ، الذي يحدد تركيبها الكيميائي ، إلى حيوانات ونباتات. السابق يتكون من البروتين ، وهو كاروتين. إنه حرير وصوف. وتتكون هذه الأخيرة من السليلوز ، اللجنين وهيميسليلوز.

يتم الحصول على الألياف الاصطناعية من خلال المعالجة الكيميائية للبوليمرات الموجودة في الطبيعة. وتشمل هذه الألياف خلات ، فيسكوز ، ألجينات وبروتين. المواد الخام لإنتاجها هي كبريتات أو عجينة كبريتات الخشب. يتم إنتاج الألياف الاصطناعية على شكل خيوط نسيج وخيوط ، وكذلك في شكل ألياف أساسية ، يتم معالجتها مع ألياف أخرى في إنتاج مختلف الأقمشة.

يتم الحصول على ألياف البولي أميد الاصطناعية من البوليمرات المشتقة صناعياً. كمواد وسيطة في هذه العملية ، يتم استخدام ألياف البوليمر ، المكونة من جزيئات كبيرة مرنة ذات بنية متفرعة قليلاً أو خطية ، والتي لها كتلة كبيرة - أكثر من 15000 ذريوحدات الكتلة ، وكذلك توزيع الوزن الجزيئي ضيق للغاية. اعتمادًا على النوع ، يمكن أن تتمتع الألياف الاصطناعية بدرجة عالية من القوة وقيمة كبيرة فيما يتعلق بالاستطالة والمرونة ومقاومة الأحمال المتعددة والتشوهات المتبقية المنخفضة والتعافي السريع بعد إزالة الحمل. لهذا السبب ، بالإضافة إلى استخدامها في المنسوجات ، فقد تم استخدامها كعناصر تقوية أثناء تصنيع المواد المركبة ، وكل هذا جعل من الممكن تكوين خصائص خاصة للألياف الصناعية.

الخلاصة

في السنوات القليلة الماضية ، يمكن للمرء أن يلاحظ زيادة مطردة للغاية في عدد التطورات في تطوير ألياف بوليمر جديدة ، على وجه الخصوص ، بارا-أراميد ، والبولي إيثيلين ، والمقاومة للحرارة ، والمجمعة ، وبنية الغلاف الأساسية ، البوليمرات الحلقية غير المتجانسة ، والتي تشمل جزيئات مختلفة ، مثل الفضة أو المعادن الأخرى. لم يعد النايلون الآن ذروة الهندسة ، حيث يوجد الآن عدد هائل من الألياف الجديدة.