סיבים סינתטיים. סיבי פוליאמיד סינתטיים

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

סיבים סינתטיים החלו להיות מיוצרים באופן תעשייתי בשנת 1938. כרגע יש כבר כמה עשרות כאלה. המשותף לכולם הוא שחומר המוצא הוא תרכובות במשקל מולקולרי נמוך המומרות לפולימרים באמצעות סינתזה כימית. על ידי המסה או המסה של הפולימרים המתקבלים, מכינים תמיסת ספינינג או ספינינג. הם יצוקים ממרגמה או נמס ולאחר מכן מסיימים אותם.

זנים

בהתאם לתכונות המאפיינות את המבנה של מקרומולקולות, סיבים סינתטיים מחולקים בדרך כלל להטרו-שרשרת ו-carbochain. הראשונים כוללים את אלה המתקבלים מפולימרים, שבמאקרומולקולות שלהם, בנוסף לפחמן, יש יסודות נוספים - חנקן, גופרית, חמצן ואחרים. אלה כוללים פוליאסטר, פוליאוריטן, פוליאמיד ופוליאוריאה. סיבים סינתטיים שרשרת פחמן מאופיינים בכך שהשרשרת העיקרית שלהם בנויה מאטומי פחמן. קבוצה זו כוללת פוליוויניל כלוריד, פוליאקרילוניטריל, פוליאולפין, פוליוויניל אלכוהול ופלואור המכילים.

הפולימרים המשמשים בסיס להשגת סיבי הטרו-צ'יין מתקבלים באמצעות פולי עיבוי, והמוצר יצוק מהמסים. פחמימות מתקבלות על ידי פילמור שרשרת, והיווצרות מתרחשת בדרך כלל מתמיסות, במקרים נדירים מהמסה. אתה יכול לשקול סיב פוליאמיד סינתטי אחד, הנקרא siblon.

צור והשתמש

מילה כזו כמו siblon מתבררת כלא מוכרת לרבים, אבל קודם לכן על תוויות הלבוש אפשר היה לראות את הקיצור VVM, שמתחתיו הוסתר סיב ויסקוזה בעל מודול גבוה. באותה תקופה נדמה היה ליצרנים ששם כזה ייראה יפה יותר מסיבלון, שאפשר לשייך לניילון ולניילון. סוג זה של סיבים סינתטיים עשוי מעץ חג המולד, לא משנה כמה הוא נראה מדהים.

תכונות

Siblon הופיע בתחילת שנות ה-70 של המאה הקודמת. זוהי ויסקוזה משופרת. בשלב הראשון מתקבלת תאית מעץ, היא מבודדת בצורתה הטהורה. הכמות הגדולה ביותר שלו מצויה בכותנה - כ-98%, אך מסיבי כותנה מקבלים חוטים מצוינים גם בלעדיה. לכן, לייצור תאיתעץ משמש לעתים קרובות יותר, בפרט מחטניים, שם הוא מכיל 40-50%, והשאר הוא רכיבים מיותרים. יש להשליך אותם במהלך ייצור סיבים סינתטיים.

תהליך יצירה

סיבים סינתטיים מיוצרים בשלבים. בשלב הראשון מתבצע תהליך הבישול שבמהלכו כל החומרים העודפים מועברים משבבי עץ לתמיסה, ומפרקים שרשראות פולימר ארוכות לשברים נפרדים. מטבע הדברים, רק מים חמים אינם מספיקים כאן, מתווספים ריאגנטים שונים: נטרונים ואחרים. רק עיסה בתוספת סולפטים מביאה לעיסה שמתאימה לייצור סיבלון, שכן היא שומרת פחות זיהומים.

כשהעיסה כבר מתעכלת, היא נשלחת להלבנה, ייבוש וכבישה, ולאחר מכן מועברת למקום הדרוש - זהו ייצור נייר, צלופן, קרטון וסיבים, כלומר הייצור העיקרי. מה יקרה לה אחר כך?

לאחר עיבוד

אם אתה רוצה להשיג סיבים סינתטיים וטבעיים, אז תחילה עליך להכין תמיסת ספינינג. תאית היא מוצק שלא קל להמסה. לכן, הוא הופך בדרך כלל לאסטר חומצה דיתיוקרבוני מסיס במים. תהליך ההמרה לחומר זה הוא די ארוך. ראשית, התאית מטופלת באלקלי חם, ולאחר מכן סחיטה, ובמקביל,פריטים מיותרים. לאחר הסחיטה, המסה נמחצת, ולאחר מכן מכניסה לתאים מיוחדים, שם מתחילה הבשלה מוקדמת - מולקולות התאית כמעט מצטמצמות בחצי עקב פירוק חמצוני. לאחר מכן, התאית האלקלית מגיבה עם פחמן דיסולפיד, מה שמאפשר להשיג קסנטאט. זוהי מסה דמוית בצק בצבע כתום, אסטר של חומצה דיתיוקרבונית וחומר המוצא. פתרון זה נקרא "ויסקוזה" בשל הצמיגות שלו.

בעקבותיו סינון להסרת הזיהומים האחרונים. אוויר מומס משתחרר על ידי "הרתחה" של האתר בוואקום. כל הפעולות הללו מובילות לעובדה שקסנטאט הופך להיות כמו דבש צעיר - צהוב וצמיג. בשלב זה, התמיסה המסתובבת מוכנה לחלוטין.

קבלת סיבים

הפתרון נלחץ דרך הספינרים. סיבים סינתטיים מלאכותיים אינם מסתובבים רק בדרך המסורתית. קשה להשוות את הפעולה הזו לטקסטיל פשוט, נכון יותר יהיה לומר שמדובר בתהליך כימי המאפשר למיליוני זרמים של ויסקוזה נוזלי להפוך לסיבים מוצקים. על שטחה של רוסיה, ויסקוזה וסיבלון מתקבלים מתאית. סוג הסיבים השני חזק פי אחד וחצי מהראשון, מאופיין בעמידות רבה יותר בפני אלקליות, בדים העשויים ממנו היגרוסקופיים, פחות מתכווצים ומתקמטים. וההבדלים בתהליכי הייצור של ויסקוזה וסיבלון מופיעים ברגע שבו הסיבים הסינתטיים שזה עתה "נולדו" נמצאים באמבט המשקעים אחרי הספינרים.

כימיה כדי לעזור

כדי להשיג ויסקוזה, יוצקים חומצה גופרתית לאמבטיה. הוא נועד לפרק את האתר, וכתוצאה מכך סיבי תאית טהורים. אם יש צורך להשיג סיבלון, מוסיפים לאמבטיה אבץ גופרתי, המונע חלקית את ההידרוליזה של האתר, כך שהחוטים יכילו שאריות של קסנטאט. ומה זה נותן? לאחר מכן נמתחים ומעצבים את הסיבים. כאשר יש שאריות קסנטאט בסיבי הפולימר, מסתבר שהוא מותח את שרשראות התאית הפולימר לאורך ציר הסיב, ולא מסדר אותן באופן אקראי, מה שאופייני לויסקוזה רגילה. לאחר הציור, צרור הסיבים נחתך למריתים באורך 2-10 מילימטרים. לאחר מספר הליכים נוספים, הסיבים נלחצים לחבילות. מספיקה טון עץ להפקת 500 ק"ג עיסה, ממנה יופקו 400 ק"ג סיבי סיבלון. טווית העיסה נמשכת כיומיים.

מה הלאה עבור Siblon?

בשנות ה-80, סיבים סינתטיים אלו שימשו כתוספות לכותנה כדי לגרום לחוטים להסתחרר טוב יותר ולא להישבר. סיבלון שימש לייצור מצעים לעור מלאכותי, והוא שימש גם לייצור מוצרי אסבסט. באותה תקופה, טכנולוגים לא היו מעוניינים ליצור משהו חדש, נדרשו סיבים רבים ככל האפשר ליישום התוכנית.

ובמערב באותה תקופה, נעשה שימוש בסיבי ויסקוזה בעל מודול גבוה לייצור בדים שהיו זולים ועמידים בהשוואה לכותנה, אבל באותו זמן לספוג לחות היטב ולנשום. כעת לרוסיה אין אזורי כותנה משלה, ולכן תולים תקוות גדולות בסיבלון. רק שהביקוש אליו עדיין לא גבוה במיוחד, שכן כמעט אף אחד לא קונה בדים ובגדים מייצור מקומי.

סיבי פולימרים

לרוב הם מחולקים לטבעיים, סינתטיים ומלאכותיים. טבעיים הם אותם סיבים, שהיווצרותם מתבצעת בתנאים טבעיים. בדרך כלל הם מסווגים לפי מקורם, הקובע את הרכבם הכימי, לבעלי חיים ולצמחים. הראשונים מורכבים מחלבון, כלומר קרוטן. זה משי וצמר. האחרונים מורכבים מתאית, ליגנין והמיצלולוזה.

סיבים סינתטיים מלאכותיים מתקבלים בעיבוד כימי של פולימרים הקיימים בטבע. אלה כוללים אצטט, ויסקוזה, אלגינט וסיבי חלבון. חומר הגלם לייצורם הוא עיסת עץ סולפט או סולפיט. סיבים מעשה ידי אדם מיוצרים בצורת חוטי טקסטיל וחוטי חבל וכן בצורת סיבים בסיסיים, המעובדים יחד עם סיבים אחרים לייצור בדים שונים.

סיבי פוליאמיד סינתטיים מתקבלים מפולימרים שמקורם באופן מלאכותי. כחומר הזנה בתהליך זה, נעשה שימוש בסיבים פולימריים, הנוצרים ממקרומולקולות גמישות בעלות מבנה מסועף מעט או ליניארי, בעלות מסה משמעותית - יותר מ-15,000 אטומית.יחידות מסה, כמו גם התפלגות משקל מולקולרית צרה מאוד. בהתאם לסוג, סיבים סינתטיים מסוגלים להיות בעלי דרגת חוזק גבוהה, ערך משמעותי ביחס להתארכות, גמישות, עמידות בפני עומסים מרובים, עיוותים שיוריים נמוכים והתאוששות מהירה לאחר הסרת העומס. לכן, בנוסף לשימוש בטקסטיל, הם שימשו כאלמנטים מחזקים במהלך ייצור חומרים מרוכבים, וכל זה איפשר לייצר את התכונות המיוחדות של סיבים סינתטיים.

מסקנה

בשנים האחרונות, ניתן להבחין בעלייה מתמדת מאוד במספר ההתקדמות בפיתוח סיבי פולימר חדשים, בפרט, פארא-ארמיד, פוליאתילן, עמיד בחום, משולב, מבנה ליבה-קליפה, פולימרים הטרוציקליים, הכוללים חלקיקים שונים, כגון כסף או מתכות אחרות. כעת ניילון הוא כבר לא שיא ההנדסה, מכיוון שיש כעת מספר עצום של סיבים חדשים.