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

ПОЛИУРЕТАНОВЫЕ 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


ПОЛИУРЕТАНОВЫЕ ВОЛОКНА (спандекс, эластон, клирспан, глоспан, эспа, фуджибо, кингспан, лубелл, моби-лон, опелон, ройка, дорластан, лайнел, викспан, спандэвен, ацелан), высокоэластичные синтетич. нити, получаемые из сегментир. полиуретанов (преим. полиуретанмочевин). Повторяющееся звено полиуретана включает гибкий и жесткий сегменты:

4005-24.jpg

R-макрорадикал (мол. м. 1000-3000) простого полиэфира преим. состава [—СН2СН2СН2СН2О—]n или сложного полиэфира —R:—О—[—(O)CR:'COOR:O—]„ (где R:-этилен, пропилен, бутилен, изоамилен; R:'- бутилен); R' -этилен, 1,2-пропилен или —СН2—Аr—СН2—, Аr = —С6Н4— либо —С6Н4СН2С6Н4—. В пром-сти используют преим. блокполиуретан, у к-рого х = у = 0.

Протяженные участки макромолекул, содержащие гибкие сегменты, имеют свернутые конформации (спираль, клубок), а группы, находящиеся в них, обладают малой энергией межмол. взаимодействия, напр. (кДж/моль): 2,8 (СН2), 4,2 (О) и 12,1 (СОО); т. стекл. соед., содержащих такие сегменты, от —40 до — 60 °С. Более высокие энергии межмол. взаимодействия уретановых и карбамидных групп коротких жестких сегментов (36 и 59 кДж/моль соотв.) обеспечивают образование т. наз. физических поперечных связей и небольших участков кристаллизации. Сочетание гибких и жестких сегментов в макромолекулах создает каучукопо-добную структуру, способную к высокоэластичной деформации при небольшом усилии, а относит. удлинение при разрыве достигает 400-700%. Эластич. св-ва и макс. значения деформации растяжения нити можно регулировать, меняя структуру сегментов в полиуретане.

Получение. Все пром. способы произ-ва П. в. имеют общую стадию - синтез макродиизоцианата (форполимера) в массе из полиэфирдиола и диизоцианата (берется в молярном избытке) при 60 °С в среде сухого N2. Послед. стадии -получение полиуретана взаимод. макродиизоцианата с диамином (удлинитель цепи) и формование нитей проводят разл. способами. Р-цию макродиизоцианата с диамином (р-ция удлинения цепи) осуществляют в среде р-рителя (в осн. ДМФА). Полученный формовочный р-р дозируют через фильеру в обогреваемую (185-230 °С) и интенсивно обдуваемую горячим воздухом прядильную шахту высотой до 11 м (сухой способ) или в осадит. водную ванну при комнатной т-ре (мокрый способ). По др. способу диамин (до 3%) добавляют в осадит. ванну с водой или орг. р-рителем, в к-рую через фильеры выдавливают тонкими струями макродиизоцианат (или его р-р). Образование и осаждение полиуретанмочевины происходит в ванне, поэтому этот способ получения П. в. называют реакционным или химическим формованием.

При сухом методе формования из прядильной шахты выходят 1-16 комплексных нитей, к-рые после нанесения замасливателя в кол-ве 2-7% (см. Текстильно-вспомогательные вещества)наматывают на бобины и подвергают термообработке в камере при 80 °С в течение 3 ч для снижения усадки нити в кипящей воде.

При мокром методе сформованные нити промывают водой (90-95 °С) в аппаратах, где они вытягиваются примерно в 1,5 раза, наматывают на бобины и подвергают термообработке при 120 °С в течение 20-30 ч. При хим. формовании нить, намотанную на шпулю, обрабатывают водой (40-80 °С, давление 4 МПа) в течение 15 мин-8 ч. Преимущества сухого способа формования перед мокрым: более высокая концентрация формовочного р-ра (32% против 20%), большая скорость формования (600 м/мин против 150 м/мин), проще регенерация р-рителя.

Развивается также способ формования П. в. из расплава; полиуретан в этом случае должен быть термопластичным, что достигается применением в качестве удлинителя цепи диолов - этиленгликоля или бутиленгликоля.

Наиб. распространение получил сухой способ формования П. в. (80% от их мирового произ-ва), 15% производится по мокрому и хим. способам формования, 5% П. в. формуют из расплава. В сухом способе для синтеза полиуретана применяют простой полиэфирдиол, получаемый полимеризацией ТГФ, в др. способах-преим. сложные полиэфирдиолы, во всех способах -4,4'-дифенилметандиизоцианат, иногда-смесь 2,4- и 2,6-толуилендиизоцианатов.

Свойства и применение. Линейная плотн. комплексных нитей, формуемых по сухому способу, преим. 2,2-125 текс; число элементарных нитей в них 3-110 и более, их линейная плотн. 0,7-1,2 текс. Относит. прочность нитей 8-10 сН/текс, относит. удлинение при разрыве 500-800%; степень эластич. восстановления 95-96%; модуль деформации при 300%-ном растяжении 1,2-2,4 сН/текс; влагосодержание 1,0-1,3% (20 °С, относит. влажность воздуха 55-65%); плотн. 1,1-1,3 г/см3; т. размягч. 175-200 °С.

В случае мокрого и реакционного методов формования показатели прочности и удлинения при разрыве несколько меньше, а модуля деформации растяжения несколько больше, чем при сухом формовании, меньше устойчивость к истиранию и стирке, стойкость к УФ облучению и хим. стойкость.

П. в. обладает удовлетворит. стойкостью к действию масел, хлорсодержащих орг. р-рителей, разбавленных к-т и щелочей. П. в. из стабилизир. полиуретана свето- и атмос-феростойко. По растяжимости П. в. равноценны резиновым нитям, к тому же обладают меньшей толщиной, более высокими прочностью и упругим восстановлением, износостойкостью, лучшей окрашиваемостью катионными, кислотными и дисперсными красителями.

Благодаря этим преимуществам они практически вытеснили нити из резины, к-рые ранее использовались при получении текстильных изделий. Из П. в. изготовляют спортивные костюмы, женскую галантерею, купальники, мед. корсеты, эластичные бинты, лечебный трикотаж, костюмы, плащи, рубашки и ряд техн. изделий. Эластичные полотна, ткани, тесьму, чулочно-носочные изделия и колготки изготовляют из пряжи, содержащей 5-50% П. в., что придает изделиям необходимую эластичность.

Мировое произ-во П. в. достигло 20 тыс. т (1988). Доля тонких (20-140 денье) нитей постоянно возрастает.

Первое пром. произ-во полиуретановых нитей, к-рые по-прежнему занимают ведущую позицию в мире, начато в США в 1958, в 1962-64 полиуретановые нити появились в Европе, в 1963-в Японии. В России полиуретановые нити производят с 1975.


===
Исп. литература для статьи «ПОЛИУРЕТАНОВЫЕ ВОЛОКНА»:
Домброу Б. А., Полиуретаны, пер. с апгл., М., 1961; Фурне Ф., Синтетические волокна. Получение и переработка, пер. с нем., М., 1970; Чеголя А. С., Радушкевич Б. В., "Хим. волокна", 1981, №4, с. 9-12; №5, с. 12-16; Monroe Couper, High technology fibres, pt A, N.Y.-Basel, 1985, p. 51-85. См также лит. при ст. Полиуретаны. Г. Д. Михайлов.


Страница «ПОЛИУРЕТАНОВЫЕ ВОЛОКНА» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

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