Искусство шить

Записи с меткой "материаловедение"

Полиамидные волокна

Полиамидные волокна —  синтетические волокна, формуемые из расплавов или растворов полиамидов.

Полиамид (найлон) был самым первым синтетическим волокном. Он был изобретен в США в 1938 году доктором Уильямом Крузерсом в исследовательских лабораториях фирмы «Дюпон». Самыми первыми готовыми изделиями, в которых был использован полиамид, в 1940 году были чулки. Чулочные изделия, изготовленные из нейлона, обладали явными преимуществами перед аналогичными товарами из натуральных волокон: нейлон обеспечивал чулкам легкость, прочность и износоустойчивость.

В период с 1960 по 1982гг ПА нити были основным видом химических нитей. Народное имя «синтетика» долгое время относилось исключительно материалам из ПА нитей.

Подробно о методах получения.

Свойства полиамидных волокон

Отличительное свойство ПА волокон – высокая устойчивость к истиранию, по показателям которой они превосходят хлопковые волокна в 10 раз, шерстяные в 20 раз, вискозные в 50 раз.
Особую ценность ПА волокон представляет их высокая формоустойчивость.
Устойчивость ПА волокон к многократным изгибам в 10 раз превышает устойчивость хлопковых волокон.
ПА волокна характеризуются устойчивостью к действию многих химических реагентов, хорошо противостоят биохимическим воздействиям, окрашиваются многими красителями. Полиамидные волокна растворяются в концентрированных минеральных кислотах, феноле, крезоле, трихлорэтане, хлороформе и др. Далее...

Поливинилспиртовые (ПВС) волокна

Поливинилспиртовые (ПВС) волокна — синтетические волокна, формуемые из растворов поливинилового спирта.

Получили развитие в 1960-70гг благодаря прекрасному комплексу потребительских характеристик. Впоследствии производство сократилось из-за высокой энергоемкости и сложности получения исходного полимера поливинилового спирта. Формование волокон осуществляется главным образом по мокрому методу.
Подробно о методах получения.

Отличительные свойства поливинилспиртовых волокон

В зависимости от технологии производства могут быть получены нити с различной степенью прочности и гидрофобности: от водорастворимых до гидрофобных. Наличие гидроксильных групп позволяет проводить химическую модификацию для получения волокон со специфическими свойствами: огнестойкие, бактерицидные, ионообменные и т.д. (подробнее “Модифицированные волокна”

Нерастворимое поливинилспиртовое волокно, производимое в нашей стране, получило название винол
Винол обладает многими положительными свойствами: прочностью, высокой устойчивостью к истиранию, высокой теплостойкостью, отличается от всех синтетических волокон повышенной гигроскопичностью (5-8%).
Обладает отличной устойчивостью к действию света, микроорганизмов, пота. Устойчив к действию кислот, щелочей, окислителей умеренных концентраций, малополярных растворителей, нефтепродуктов. Далее...

Производство вискозных волокон

Производство вискозных волокон складывается из следующих основных технологических операций:

  • Получение сырья и его предварительная обработка
  • Приготовление прядильного раствора
  • Формование нитей по мокрому методу
  • Отделка и сушка сформованного волокна

Получение сырья и его предварительная обработка

Основным сырьём для получения вискозных волокон служит древесная целлюлоза. На целлюлозно-бумажных комбинатах древесину измельчают до щепы и отваривают в щелочном растворе. В результате получается серая целлюлозная масса, которая отбеливается и прессуется в листы картона. Картон отправляют на предприятия химического волокна для дальнейшей переработки и получения волокон.

Приготовление прядильного раствора

На комбинатах химического волокна целлюлозу в листах картона обрабатывают водным раствором едкого натра (мерсеризация) в течение часа. При этом образуется щелочная целлюлоза, и удаляются нецеллюлозные соединения.

После отжима листы щелочной целлюлозы измельчают для увеличения реакционной способности и подвергают в среде воздуха окислительной деструкции (предсозревание) в течении 12-30 ч при температуре 20-25°С. В процессе предсозревания происходит уменьшение молекулярной массы целлюлозы (укорачивание молекул).

Затем проводят ксантогенирование — обработку щелочной целлюлозы сероуглеродом. В результате образуется ксантогенат целлюлозы, обладающий способностью растворятся в слабом растворе щелочи. Далее...

Мерсеризация

Мерсеризация – процесс, основанный на обработке целлюлозы концентрированным раствором NaOH.

Это может быть:

  • специальная отделка хлопчатобумажных тканей и других целлюлозных волокнистых материалов с целью придания им блеска, повышения способности окрашиваться и увеличения прочности;
  • одна из стадий в производстве вискозы с целью получения щелочной целлюлозы.

Процесс мерсеризации основан на изменении свойств целлюлозы под действием щелочи.

1. Обработка хлопчатобумажных тканей или др. целлюлозных волокнистых материалов в процессе мерсеризации заключается в обработке тканей концентрированным йодным раствором щелочи NaOH (обычно при 15—18 °С). Далее...

Первичная обработка хлопка

Собранный с полей хлопок-сырец (семена, покрытые волокнами) поступает на хлопкоочистительные заводы для первичной обработки, так как в массе хлопка кроме волокон содержатся различные сорные примеси, наличие которых снижает качество хлопка.

Уборка хлопка

Впроцессе первичной обработки на хлопкоочистительных заводах с помощью зерноотделительных машин от семян последовательно отделяют:

  • хлопковое волокно — волокна длиной в основном более 20 мм;
  • пух он же линт — волокна длиной менее 20 мм;
  • подпушек он же делинт — короткий волокнистый покров длиной менее 5 мм.

На долю хлопкового волокна приходится около 1/3 от общей массы хлопка-сырца. Далее...

Ассортимент хлопчатобумажных тканей

Основную часть хлопчатобумажных тканей составляют классические однородные ткани, т.е.выработанные из хлопковых волокон. Однако в последнее время все больше вырабатывается тканей из хлопка в сочетании с химическими волокнами и нитями (около 50% общего выпуска х/б тканей). Добавление химических волокон позволяет уменьшить такие недостатки тканей из хлопковых волокон, как сминаемость, истираемость, улучшает внешний вид тканей, но при этом сохраняются хорошие гигиенические показатели.

В зависимости от назначения ткани вырабатывают различной поверхностной плотности, условно их можно разделить на легкие (до 100г/м?), средние (100-200г/м?) и тяжелые (более 200г/м?).

Для выработки х/б тканей используется пряжа различной толщины: гребенная пряжа (6-10 текс) — для особо тонких тканей; гребенная и кардная (11,5-15,5 текс) — для полутонких тканей; кардная пряжа (15,5-21,0текс) — для большинства бельевых и платьевых тканей; кардная пряжа (25,0-50,0 текс) — для одежно-костюмных и платьевых тяжелых тканей; аппаратная пряжа (50,0-200,0 текс) — для тканей с начесом. Далее...

Хлопчатник. Рост и развитие волокна хлопка

Американцы называют хлопчатник «дитя солнца», так как он для своего созревания требует не только много тепла, но обильных и частых дождей, иначе он просто не вызреет.

Хлопчатник принадлежит к семейству мальвовых — Malvaceae, к роду Gossypium, который имеет чрезвычайно много видов и разновидностей древесных, кустарных и травянистых, многолетних, двухлетних и однолетних растений, произрастающих в тропических и субтропических районах Азии, Америки, Африки, Австралии. На территории бывшего Советского Союза хлопчатник возделывается в Средней Азии, Казахстане и Закавказье.

Для получения прядильных волокон культивируются однолетние кустарниковые растения. Высота куста 1-1,5 м. Через 11-12 недель после посева хлопчатник расцветает. Цветок крупный, с 5 кремовыми, жёлтыми или белыми лепестками. Расцветают цветы утром, опадают вечером того же дня. Окраска лепестков меняется при увядании, становясь оранжевой, красной или лиловой. Далее...

Хлопковое волокно

Цветок хлопчатникаХлопок — волокно, покрывающее семена растения хлопчатника

В русской технической литературе до 2-й половины 19 в. вместо слова «хлопок» использовался термин «хлопчатая бумага», сохранившийся до наших дней в слове «хлопчатобумажный». В современной технической литературе вместо слова «хлопок» используют обычно термины «хлопковое волокно» и «хлопок-сырец» (волокно с неотделёнными семенами).
Международное обозначение хлопка — «Cotton».

Волокно хлопка это одна растительная клетка, которая развивается из клетки кожуры семени хлопчатника после цветения (подробнее). Семена хлопчатника заключены в плодовую коробочку, которая по достижении полной зрелости раскрывается, и семена вместе с хлопком выходят наружу, после чего немедленно производится сбор и первичная обработка хлопка.

Отделенные от семян хлопковые волокна представляются под микроскопом в виде желобчатых ленточек, к концам постепенно суживающихся и в большинстве случаев винтообразно закрученных (характерное свойство хлопка). В поперечном сечении волокна имеют неправильную овальную форму с внутренним каналом. Канал в волокнах открыт с одной стороны. Далее...

Поливинилхлоридные (ПВХ) волокна

Поливинилхлоридные (ПВХ) волокна — синтетические волокна, формируемые из растворов поливинилхлорида, перхлорвиниловой смолы или сополимеров винилхлорида

Формование осуществляют по сухому или мокрому методу (см. подробнее)

Отличительные свойства ПВХ волокон.

Обладают высокой химической стойкостью, низкой электропроводностью очень низкой термостойкостью (начинают деформироваться при температуре 90-100°С).Изделия из него могут эксплуатироваться при температуре не выше 70°С.

При трении волокно приобретает высокий электростатический заряд, это свойство используется для изготовления из них лечебного белья при таких заболеваниях, как радикулит, артрит.

Негорючие.

Устойчивы к действию микроорганизмов. Далее...

Полиуретановые нити (волокна)

Полиуретановые (ПУ) волокна — синтетические волокна, формируемые из растворов или расплавов полиуретанов или методом химического формования (полиуретан образуется из диизоцианата и диамина непосредственно в процессе волокнообразования).

Подробно о методах получения.

Отличительные свойства ПУ волокна.

По механическим показателям ПУ волокна резко выделяются среди других  видов химических и натуральных волокон и во многом сходны с резиновыми нитями.

ПУ нити — эластомерные нити, они способные к очень большим обратимым, так называемым высокоэластическим деформациям. Для них характерны высокое удлинение (разрывное удлинение — 800 %), низкий модуль упругости, способность к упругому восстановлению в исходное состояние за очень короткое время (доля упругой деформации 90-92%). Именно эта особенность определяет область применения ПУ нитей, они придают текстильным материалам высокую эластичность, упругость, формоустойчивость и несминаемость.

ПУ нити обладают большой устойчивостью к истиранию (в 20 раз больше, чем резиновая нить), устойчивостью к химическим реагентам. Далее...

Полиэфирные нити (волокна)

Полиэфирные (ПЭ) волокна — синтетические волокна, формуемые из расплава полиэтилентерефталата.

Подробно о методах получения.

Отличительные свойства ПЭ волокна.

Имеют высокую термостойкость, превосходя по этому показателю все природные и большинство химических волокон. Они способны выдерживать длительную эксплуатацию при повышенных температурах.

Устойчивость к истиранию и сопротивление многократным изгибам ПЭ волокон ниже, чем у полиамидных волокон, а ударная прочность выше.

Обладают большой упругостью и низкой гигроскопичностью. Во влажном состоянии их механические свойства (прочность, растяжимость, сминаемость) практически не меняются. Это позволяет получать из ПЭ волокон изделия, хорошо сохраняющие форму. Ткани из таких волокон почти не мнутся, хорошо держат приданную форму, имеют малую усадку, быстро сохнут.

Устойчивы к действию светопогоды, микроорганизмов, моли, коврового жучка, плесени. Далее...

Минеральные химические нити (волокна)

К минеральным химическим нитям относятся нити из неорганических соединений — стеклянные и металлические.

Стеклянное волокно (стекловолокно)

Стекловолокна изготовляют из расплавленного стекла в виде:
• непрерывного волокна — элементарные нити неограниченной длины диаметром 3—100мкм
• штапельного волокна – отрезки длиной 1—50см и диаметром 0,1—20мкм.

Непрерывное стекловолокно формуют вытягиванием из расплавленной стекломассы через фильеры (число отверстий 200—2000) при помощи механических устройств, наматывая волокно на бобину. Диаметр волокна зависит от скорости вытягивания и диаметра фильеры. Технологический процесс может быть осуществлен в одну или в две стадии. В первом случае стекловолокно вытягивают из расплавленной стекломассы (непосредственно из стеклоплавильных печей), во втором используют предварительно полученные стеклянные шарики, штабики или эрклез (кусочки оплавленного стекла), которые плавят также в стеклоплавильных печах.

Штапельное стекловолокно формуют одностадийным методом путём разделения струи расплавленного стекла паром, воздухом или горячими газами и др. методами. Далее...

Физически модифицированные волокна

Среди физически модифицированных волокон и нитей — профилированные, полые (с внутренними каналами), текстурированные, бикомпонентные, сверхтонкие (микроволокна и микронити), пористые и др.

Профилированные нити формуют, используя фильеры с отверстиями не круглого, а фигурного сечения. В результате получают нити с поперечным сечением, соответствующим форме отверстий фильеры.

Свойства профилированной нити зависят от полученной формы. Нити с плоской поверхностью позволяют получать изделия с «эффектом блеска». Нити с рельефной поверхностью имеют матовый оттенок, обладают повышенной сцепляемостью и гигроскопичностью, пушистостью, легкостью и пр.
Наиболее часто встречающимся профилем является «трилобал» — трехлучевой профиль.

Профилированные нити позволяют получать малораспускающиеся трикотажные изделия, поскольку изрезанный профиль резко увеличивает силы трения. Кроме того, профилированные нити имеют повышенную кроющую способность, что позволяет уменьшать материалоемкость изделий. Далее...

Модифицированные волокна

Электропроводные волокна получают при обработке свежесформованных волокон солями тяжелых металлов, в результате получают волокна с наполнением мелкодисперсными частицами металлов или их соединений. Такие волокна могут обладать и бактерицидными свойствами.

Одним из направлений модификации волокон является получение огнезащищенных волокон, т.к. актуальной является профилактика пожаров за счет применения огнестойких текстильных изделий. В ряде стран приняты законы, которые запрещают применение воспламеняющихся материалов для детской одежды и домашнего текстиля, в гостиницах, зрелищных, лечебных и офисных учреждениях, в авиации, автомобилестроении, железнодорожном транспорте. Огнезащищенные волокна получают путем введения в их состав антипиренов (замедлителей горения), химической огнезащищающей обработкой или другими способами.

Углеродные волокна получают на основе полимераналогичных превращений исходных волокон (вискозных и полиакрилонитрильных). При высокотемпературных обработках этих волокон происходит полное изменение структуры полимера. Используя исходные волокна с различной структурой и свойствами, проводя термические обработки в различных средах и при различных температурных режимах, получают широкую гамму различных видов углеродных карбонизованных и графитированных волокон: высокопрочных, высокомодульных, электропроводных, термо- и жаростойких, химически стойких и других. Далее...

Модификация волокон

Основным направлением расширения и улучшения ассортимента химических волокнистых материалов является не столько разработка новых видов полимеров, сколько модификация уже существующих волокон с целью придания им новых свойств.

Модификация волокон — направленное изменение текстильных волокон и нитей с целью придания им новых заранее заданных свойств.

Благодаря техническому прогрессу в области производства химических волокон, наряду с «классическими» видами волокон, созданы их модифицированные виды с оптимизированными характеристиками. Появились высокотехнологичные химические волокна нового поколения со специальными функциями: пониженной горючести, антимикробные, антиаллергические, изменяющие цвет в зависимости от температуры и освещения, терморегулирующие, защищающие от статического электричества и ультрафиолетовых лучей, и т. д.

В учебных пособиях по «Материаловедению швейного производства» ( см ниже источники 1,2,3) выделяют физическую и химическую модификацию. В научных трудах доктора технических наук К.Е. Перепелкина выделены физическая, композитная и химическая модификации.
Могут применяться комбинированные методы модификации. Часто используется сочетание физического с композитным или химическим модифицированием. Комбинация методов композитного и химического модифицирования применяется редко, потому что в обоих методах изменяется химический (или композитный) состав волокон. Далее...