Современные технологии производства химических волокон

1.

Современные технологии
производства химических
волокон

2.

Введение в технологии
В современном мире химические
волокна играют ключевую роль в
различных отраслях. Они используются
в текстильной промышленности,
строительстве и медицине. Понимание
технологий производства этих волокон
позволяет оценить их влияние на
экономику и экологию.

3.

Типы химических
волокон
Существует несколько основных типов
химических волокон, таких как
полиэстер, нейлон и акрил. Каждый из
них имеет свои уникальные свойства и
области применения. Знание этих
различий помогает выбрать
подходящий материал для конкретных
нужд.

4.

В России принято разделять химические волокна на
искусственные и синтетические. Искусственные волокна
получают из природных высокомолекулярных соединений
(целлюлозы, фиброина, кератина). Синтетические волокна
получают из полимеров, синтезированных из продуктов
переработки нефти, газа и каменного угля (бензола, фенола,
синильной кислоты). Полимер —вещество, состоящее из
множества однотипных частей (молекул) от греч. «поли» —
много и «мера» —части. Представьте очень длинный поезд,
все вагоны которого похожи друг на друга —это и будет
полимер.

5.

Процесс
производства
Полимеризация. Для получения волокон
твердые исходные вещества должны быть
преобразованы в жидкое состояние, которое
достигается нагреванием (если полимеры
термопластичны) —и называется прядильный
расплав, или растворением в подходящем
растворителе —прядильный раствор. При
производстве искусственных волокон (вискозы,
купры, лайоселя) и некоторых синтетических
волокон (например, акрила) применяют
прядильный раствор, а при производстве
полиамидных (нейлон), полиэфирных (полиэстер),
полиофиновых и стеклянных волокон —
прядильный расплав.

6.

Процесс
производства
Для получения прядильного расплава исходные
вещества в форме шариков или гранул
закладываются в автоклав — гигантскую
скороварку с большим давлением. Здесь
происходит первая технологическая операция
в производстве волокна — полимеризация.
Находящиеся в расплаве молекулы ингредиента
соединяются, образуя гигантскую цепочку,
называемую линейным полимером.

7.

Процесс
производства
Экструзия. Прядильный расплав или раствор
продавливается через специальное решето —
спинарет. Микроскопические отверстия в
спинарете называются фильеры. Количество
фильер может достигать 40000. Размер и форма
фильер (круглые, квадратные, треугольные и др.)
определяют внешний вид поперечного сечения
нового волокна. Струйки, вытекающие из фильер,
затвердевают, образуя нити.
При получении нити из расплава их затвердевание
происходит в камерах, где они охлаждаются потоком
инертного газа или воздуха. При получении нитей из
растворов их затвердевание может происходить в сухой
среде в потоке горячего воздуха (сухой способ формования)
или в мокрой среде в осадительной ванне (мокрый способ
формования).

8.

Процесс
производства
Вытягивание. Сформованные из одной
фильеры нити соединяются в комплексные и
подвергаются вытягиванию и термообработке. В
результате вытягивания молекулярная структура
полимера упорядочивается —становится более
линейной, а нити более прочными и крепкими, но
менее растяжимыми. Текстурирование. После
вытягивания нити подвергаются текстурированию.
Целью этого процесса является придание
большего объема и упругости пряже за счет
превращения ее в «волнистую» —молекулы
полимера, сохраняя линейную ориентацию,
приобретают изогнутую форму. Это идеально
подготавливает пряжу к окрашиванию.

9.

Процесс
производства
Отделка.Затем проводится отделка нитей с целью
удаления с их поверхности посторонних примесей и
загрязнений и придания им различных свойств
(белизны, мягкости, шелковистости, снятия
электризуемости). После отделки нити
перематываются в паковки и сортируются.
Технология производства химических волокон
позволяет получать как непрерывную (комплексную)
или, как ее еще называют, филаментную нить так и
штапельное волокно, из которого затем получается
пряжа. Штапельные волокна —«штапельки» —это
отрезки длиной 30 —200 мм, на которые с помощью
специальных дисковых ножей нарезают
непрерывную нить, чтобы новые волокна было
удобно смешивать с натуральными.

10.

Экологические
аспекты
Современные технологии производства
химических волокон сталкиваются с
вызовами, связанными с экологией.
Устойчивое производство и переработка
материалов становятся все более
важными. Инновации в этой области
помогают снизить негативное
воздействие на окружающую среду.

11.

Будущее технологий
Будущее технологий производства
химических волокон связано с
инновациями и устойчивыми практиками.
Исследования в области биосинтетики и
переработки открывают новые горизонты
для создания более экологически чистых
материалов.