ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.
 
Всё о Химии - Ximia.org

ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛЬНЫЕ ВОЛОКНА


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛЬНЫЕ ВОЛОКНА (акриловые волокна, нитрон, акрилан, аиилана, вольприла, воннел, долан, дралон, зефран, кашмилон, куртель, орлон, торей-лон, экслан и др.), синтетич. волокна, получаемые из поли-акрилонитрила и сополимеров, содержащих более 85% по массе акрилонитрила. Иногда к П. в. относят и модакрило-вые волокна. П. в. текстильного назначения производят, как правило, из тройных сополимеров: акрилонитрил, сомоно-мер (6-12%), повышающий р-римость сополимера, эластичность и усадочность волокна (метилакрилат, метилметакрилат, винилацетат и др.), и сомономер (1-3%), придающий волокну сродство к определенной группе красителей (напр., аллилсульфонат и итаконовая к-та-к катионным красителям, винилпиридин - к кислотным). П. в. техн. назначения производят в осн. из двойных сополимеров (содержание акрилонитрила > 90%) или гомополимера.

Выпускают гл. обр. штапельные (резаные) П. в. или жгут. Нити составляют менее 1% от произ-ва всех П. в.

Получение. В пром-сти П. в. формуют из р-ров по сухому или мокрому способу (см. Формование химических волокон). В качестве р-рителей в обоих способах формования используют ДМФА, для мокрого способа - также диметил-ацетамид, ДМСО и водные р-ры этиленкарбоната (85%-ный), тиоцианата Na (51,5%-ный), ZnCl2 (60%-ный), HNO3 (65-70%-ные). Р-ры получают либо растворением продуктов гетерог. полимеризации, либо в результате гомог. полимеризации акрилонитрила и сомономеров в р-ре (см. Поли-акрилонитрил). Р-ры фильтруют и дегазируют. При произ-ве П. в., предназначенных для получения углеродных волокон, р-ры подвергают тонкой фильтрации с целью очистки от мех. примесей размером более 0,5 мкм.

При формовании П. в. по сухому способу используют р-ры с концентрацией полимера 20-35% по массе. Нагретые до 100-1300C р-ры продавливают через отверстия фильеры в воздушную шахту прядильной машины, где образуются волокна в результате испарения р-рителя из струек р-ра. В шахте поддерживается т-ра 200-2800C. Полностью удалить р-ритель из П. в. в шахте не удается, и выходящие из нее волокна могут содержать до 12% по массе ДМФА. Их подвергают ориентац. вытягиванию в 5-8 раз и принимают на шпули или в контейнеры со скоростью 200-600 м/мин. Дальнейшая отделка П. в. проводится при меньших скоростях (до 150 м/мин) на др. машинах.

Отделочные операции включают отмывку от р-рителя, сушку, тепловые обработки для регулирования и фиксации усадочности, заключающиеся в кратковрем. прогреве волокна при т-рах выше т-ры стеклования с регулируемым натяжением (или усадкой), а также обработку ПАВ для регулирования фрикц. св-в, уменьшения жесткости и электризуе-мости волокон.

При произ-ве штапельного П. в. нити со шпуль или из контейнеров объединяют в жгуты, линейная плотность к-рых составляет 50-120 ктекс. Дальнейшие обработки жгутов проводятся непрерывно на линиях, включающих последовательно расположенные машины и аппараты. Отделанные жгуты гофрируют для придания волокнам извитости, необходимой при текстильной переработке, укладывают в товарный контейнер (жгут) или режут на отрезки (шта-пельки) определенной длины (резаное волокно) и упаковывают.

При мокром способе формования П. в. используют р-ры с концентрацией полимера 10-25% по массе. Р-р продавливают в виде струек через отверстия фильеры в осадительную ванну, представляющую смесь р-рителя с осадителем полимера (как правило, с водой). В результате диффузионного массообмена между струйками р-ра и осадительной ванной происходит изменение состава р-ра, приводящее к осаждению полимера в виде гель-волокон. Сформованные волокна подвергают ориентац. вытягиванию и тем же обработкам, что и П. в., полученные по сухому способу.

Скорости формования (выхода из осадительной ванны) П. в. по мокрому способу значительно ниже, чем по сухому способу, и составляют 5-20 м/мин. Поэтому произ-во П. в. по мокрому способу осуществляется непрерывно на линиях, включающих весь набор машин и аппаратов, необходимых для формования и отделки П. в., т. е. от прядильной машины до гофрировочных и резательных. Скорость выпуска готового волокна с линий составляет 40-120 м/мин.

Специфич. особенность свежесформованных П. в., полученных по мокрому способу,-большая пористость (50-60% объема) и развитая внутр. пов-сть гель-волокон. Это создает возможность быстрого (в течение секунд) и равномерного крашения (т. наз. крашения "в геле"-см. Крашение волокон), отбеливания, введения внутрь волокна разл. модификаторов или др. добавок, напр. солей металлов для повышения электропроводности. В результате послед. сушки и удаления влаги поры закрываются (смыкаются стенки) и таким образом происходит фиксация введенного красителя, отбеливателя или др. модификаторов. Красители, матирующие агенты и отбеливатели можно также вводить и в прядильный р-р (крашение в массе) как при мокром, так и при сухом формовании. Обычно этот способ крашения используют для получения наиб. темных окрасок. Для крашения П. в., формуемых по мокрому способу, в темные тона все большее применение находит комбинир. крашение, при к-ром сочетается крашение в массе сравнительно дешевым пигментом (напр., техн. углеродом) для создания фона и окончат. крашение в гелеобразном состоянии со значительно меньшим расходом красителя. Наиб. широко для крашения П. в. и изделий из них используют катионные красители.

Технико-экономич. показатели произ-в лучше при выработке штапельных П. в. по мокрому способу формования. По этой причине и поскольку П. в. выпускают гл. обр. в виде жгутов и резаных волокон, доля П. в., получаемых по сухому способу формования, составляет менее 20%. Кроме того, достоинства мокрого способа - возможность крашения и модификации волокон "в геле".

Разнообразие вариантов способов получения, широкие возможности изменения составов сополимеров и физ. модификации определяют чрезвычайно большой ассортимент П. в. (ок. 250 торговых марок).

Свойства. Линейная плотн. 0,11-2,5 текс. Для П. в. текстильного назначения: прочность 25-34 сН/текс, относит. удлинение 25-40%, модуль деформации при растяжении 3-5 ГПа. Для П. в. техн. назначения; прочность 40-70 сН/текс, относит. удлинение 10-25%, модуль деформации при растяжении 5-15 ГПа. Прочность П. в. в мокром состоянии на 15-20% ниже прочности сухого волокна. Усадка П. в. в кипящей воде обычно ниже 5%, хотя выпускаются модификации П. в. с усадкой до 25%, предназначенные для получения, напр., объемной пряжи. П. в. термостойки до 150-1600C, обладают высокой свето- и атмосферостойкостью, устойчивы к действию микроорганизмов, а также к-т и щелочей умеренной концентрации, многих орг. р-рителей, в т.ч. применяемых в хим. чистке (CCl4, бензин, ацетон, трихлор- и тетрахлорэтилен и др.). Разрушаются в феноле, м-крезоле, формалине.

Применение. Большую часть П. в. используют в чистом виде или смесях с шерстью для изготовления верх. трикотажа. При этом существенно, что деформационные (кривая нагрузка - удлинение) и теплозащитные св-ва П. в. в большей степени, чем у др. хим. волокон, близки к шерсти. Кроме того, П. в. применяют при произ-ве искусств. меха и ковров, а в смесях с шерстью - одежных и драпировочных тканей. В технике ткани из П. в. используют для фильтрации горячих (до 150 0C) газов. В значительном и быстро увеличивающемся объеме П. в. техн. назначения применяют в качестве армирующих добавок при получении спец. бетонов, взамен асбеста при изготовлении волокнистоцементных кровельных плит, труб и т.п. материалов. Быстро развивается произ-во П. в., предназначенных для переработки в разл. виды углеродных волокон.

Мировое произ-во П. в. 2,1-2,2 млн. т/год (1985), в т. ч. в Зап. Европе ок. 800 тыс. т/год, в США 300 тыс. т/год, Японии 350 тыс. т/год, в СССР 96,9 тыс. т/год (1986).

Пром. произ-во П. в. впервые освоено в США (по сухому способу) в 1946.


===
Исп. литература для статьи «ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛЬНЫЕ ВОЛОКНА»:
Пакшвер Э. А., в кн.: Карбоцепные синтетические волокна, под ред. К. E. Перепелкина, M., 1973; Энциклопедия полимеров, т. 2, M., 1974, с. 702-10; Циперман В. Л., Нестерова Л. П., Полиакрилонитрильные волокна (типы, свойства, области применения, производители), M., 1984 (Обзорная информация НИИТЭХИМ. Сер. Синтетические волокна). В. Д. Фихман.

Страница «ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛЬНЫЕ ВОЛОКНА» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учеников, учителей, студентов и просто химиков