Большая Советская энциклопедия
волокна, получаемые из органических природных и синтетических полимеров. В зависимости от вида исходного сырья В. х. подразделяются на синтетические (из синтетических полимеров) и искусственные (из природных полимеров). Иногда к В. х. относят также волокна, получаемые из неорганических соединений (стеклянные, металлические, базальтовые, кварцевые). В. х. выпускают в промышленности в виде: 1) моноволокна (См. Моноволокно) (одиночное волокно большой длины); 2) штапельного волокна (См. Штапельное волокно) (короткие отрезки тонких волокон); 3) филаментных нитей (пучок, состоящий из большого числа тонких и очень длинных волокон, соединённых посредством крутки), филаментные нити в зависимости от назначения разделяются на текстильные и технические, или кордные нити (более толстые нити повышенной прочности и крутки).
Историческая справка. Возможность получения В. х. из различных веществ (клей, смолы) предсказывалась ещё в 17 и 18 вв., но только в 1853 англичанин Аудемарс впервые предложил формовать бесконечные тонкие нити из раствора нитроцеллюлозы в смеси спирта с эфиром, а в 1891 французский инженер И. де Шардонне впервые организовал выпуск подобных нитей в производственном масштабе. С этого времени началось быстрое развитие производства химического волокон. В 1896 освоено производство медноаммиачного волокна из растворов целлюлозы в смеси водного аммиака и гидроокиси меди. В 1893 англичанами Кроссом, Бивеном и Бидлом предложен способ получения вискозных волокон из водно-щелочных растворов ксантогената целлюлозы, осуществлённый в промышленном масштабе в 1905. В 1918—20 разработан способ производства ацетатного волокна из раствора частично омыленной ацетилцеллюлозы в ацетоне, а в 1935 организовано производство белковых волокон из молочного казеина. Производство синтетических волокон началось с выпуска в 1932 поливинилхлоридного волокна (Германия). В 1940 в промышленном масштабе выпущено наиболее известное синтетическое волокно — полиамидное (США). Производство в промышленном масштабе полиэфирных, полиакрилонитрильных и полиолефиновых синтетических волокон осуществлено в 1954—60.
Свойства. Волокна химические часто обладают высокой разрывной прочностью [до 1200 Мн/м2 (120 кгс/мм2)], значительным разрывным удлинением, хорошей формоустойчивостью, несминаемостью, высокой устойчивостью к многократным и знакопеременным нагружениям, стойкостью к действиям света, влаги, плесени, бактерий, хемо- и термостойкостью. Физико-механические и физико-химические свойства В. х. можно изменять в процессах формования, вытягивания, отделки и тепловой обработки, а также путём модификации как исходного сырья (полимера), так и самого волокна. Это позволяет создавать даже из одного исходного волокнообразующего полимера В. х., обладающие разнообразными текстильными и другими свойствами (табл.). В. х. можно использовать в смесях с природными волокнами при изготовлении новых ассортиментов текстильных изделий, значительно улучшая качество и внешний вид последних.
Производство. Для производства В. х. из большого числа существующих полимеров применяют лишь те, которые состоят из гибких и длинных макромолекул, линейных или слаборазветвлённых, имеют достаточно высокую молекулярную массу и обладают способностью плавиться без разложения или растворяться в доступных растворителях. Такие полимеры принято называть волокнообразующими. Процесс складывается из следующих операций: 1) приготовления прядильных растворов или расплавов; 2) формования волокна; 3) отделки сформованного волокна.
Приготовление прядильных растворов (расплавов) начинают с перевода исходного полимера в вязкотекучее состояние (раствор или расплав). Затем раствор (расплав) очищают от механических примесей и пузырьков воздуха и вводят в него различные добавки для термо- или светостабилизации волокон, их матировки и т.п. Подготовленный таким образом раствор или расплав подаётся на прядильную машину для формования волокон.
Формование волокон заключается в продавливании прядильного раствора (расплава) через мелкие отверстия фильеры (См. Фильера) в среду, вызывающую затвердевание полимера в виде тонких волокон. В зависимости от назначения и толщины формуемого волокна количество отверстий в фильере и их диаметр могут быть различными. При формовании В. х. из расплава полимера (например, полиамидных волокон (См. Полиамидные волокна)) средой, вызывающей затвердевание полимера, служит холодный воздух. Если формование проводят из раствора полимера в летучем растворителе (например, для ацетатных волокон (См. Ацетатные волокна)), такой средой является горячий воздух, в котором растворитель испаряется (так называемый «сухой» способ формования). При формовании волокна из раствора полимера в нелетучем растворителе (например, вискозного волокна (См. Вискозные волокна)) нити затвердевают, попадая после фильеры в специальный раствор, содержащий различные реагенты, так называемую осадительную ванну («мокрый» способ формования). Скорость формования зависит от толщины и назначения волокон, а также от метода формования. При формовании из расплава скорость достигает 600—1200 м/мин, из раствора по «сухому» способу — 300—600 м/мин, по «мокрому» способу — 30—130 м/мин. Прядильный раствор (расплав) в процессе превращения струек вязкой жидкости в тонкие волокна одновременно вытягивается (фильерная вытяжка). В некоторых случаях волокно дополнительно вытягивается непосредственно после выхода с прядильной машины (пластификационная вытяжка), что приводит к увеличению прочности В. х. и улучшению их текстильных свойств.
Отделка В. х. заключается в обработке свежесформованных волокон различными реагентами. Характер отделочных операций зависит от условий формования и вида волокна. При этом из волокон удаляются низкомолекулярные соединения (например, из полиамидных волокон), растворители (например, из полиакрилонитрильных волокон), отмываются кислоты, соли и другие вещества, увлекаемые волокнами из осадительной ванны (например, вискозными волокнами). Для придания волокнам таких свойств, как мягкость, повышенное скольжение, поверхностная склеиваемость одиночных волокон и др., их после промывки и очистки подвергают авиважной обработке или замасливанию. Затем волокна сушат на сушильных роликах, цилиндрах или в сушильных камерах. После отделки и сушки некоторые В. х. подвергают дополнительной тепловой обработке — термофиксации (обычно в натянутом состоянии при 100—180°С), в результате которой стабилизируется форма пряжи, а также снижается последующая усадка как самих волокон, так и изделий из них во время сухих и мокрых обработок при повышенных температурах.
Мировое производство В. х. развивается быстрыми темпами. Это объясняется, в первую очередь, экономическими причинами (меньшие затраты труда и капитальных вложений) и высоким качеством В. х. по сравнению с природными волокнами. В 1968 мировое производство В. х. достигало 36% (7,287 млн. т) от объёма производства всех видов волокон.
В. х. в различных отраслях в значительной степени вытесняют натуральный шёлк, лён и даже шерсть. Предполагается, что к 1980 производство В. х. достигнет 9 млн. т, а в 2000 — 20 млн. т в год и сравняется с объёмом производства природных волокон. В СССР в 1966 было выпущено около 467 тыс. т, а в 1970 623 тыс. т.
Основные свойства волокон химических
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| | | Прочность | Удлинение, % | | | |
| | |----------------------------------------------------------------------------------------------------| | Влагопогло- |-----|
| | Плотность, | | мокрого | волокна | | | Набухание | щение при |-----|
| Вид волокна | г/см3 | сухого во- | волокна | в петле | сухого | мокрого | в воде, % | 20°С и 65% | |
| | | локна, | | | волокна | волокна | | относит. | |
| | | кгс/мм2 |---------------------------------------| | | | влажности, % |-----|
| | | | % от прочности сухого | | | | | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Искусственные волокна | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Ацетатное (текст. нить) | 1,32 | 16—18 | 65 | 85 | 25—35 | 35—45 | 20—25 | 6,5 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Триацетатное штапельное волокно | 1,30 | 14—23 | 70 | 85 | 22—28 | 30—40 | 12—18 | 4,0 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Вискозные волокна: | | | | | | | | | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| штапельное обычное | 1,52 | 32—37 | 55 | 35 | 15—23 | 19—28 | 95—120 | 13,0 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| штапельное высокопрочное | 1,52 | 50—60 | 75 | 40 | 19—28 | 25—29 | 62—65 | 12,0 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| штапельное высокомодульное | 1,52 | 50—82 | 65 | 25 | 5—15 | 7—20 | 55—90 | 12,0 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| текст. нить обычная | 1,52 | 32—37 | 55 | 45 | 15—23 | 19—28 | 95—120 | 13,0 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| то же, высокопрочная | 1,52 | 45—82 | 80 | 35 | 12—16 | 20—27 | 65—70 | 13,0 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Медноаммиачные волокна: | | | | | | | | | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| штапельное волокно | 1,52 | 21—26 | 65 | 70 | 30—40 | 35—50 | 100 | 12,5 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| текст. нить | 1,52 | 23—32 | 65 | 75 | 10—17 | 15—30 | 100 | 12,5 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Синтетические волокна | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Полиамидное (капрон): | | | | | | | | | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| текстильная нить обычная | 1,14 | 46—64 | 85—90 | 85 | 30—45 | 32—47 | 10—12 | 4,5 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| то же, высокопрочная | 1,14 | 74—86 | 85—90 | 80 | 15—20 | 16—21 | 9—10 | 4,5 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| штапельное волокно | 1,14 | 41—62 | 80—90 | 75 | 45—75 | | 10—12 | 4,5 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Полиэфирное (лавсан): | | | | | | | | | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| текст. нить обычная | 1,38 | 52—62 | 100 | 90 | 18—30 | 18—30 | 3—5 | 0,35 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| то же, высокопрочная | 1,38 | 80—100 | 100 | 80 | 8—15 | 8—15 | 3—5 | 0,35 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| штапельное волокно | 1,38 | 40—58 | 100 | 40—80 | 20—30 | 20—30 | 3—5 | 0,35 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Полиакрилонитрильное (нитрон): | | | | | | | | | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| технич. нить | 1,17 | 46—56 | 95 | 72 | 16—17 | 16—17 | 2 | 0,9 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| штапельное волокно | 1,17 | 21—32 | 90 | 70 | 20—60 | 20—60 | 5—6 | 1,0 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Поливинилспиртовое штапельное | 1,30 | 47—70 | 80 | 35 | 20—25 | 20—25 | 25 | 3,4 | |
| волокно | | | | | | | | | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Поливинилхлоридное штапельное | 1,38 | 11—16 | 100 | 60—90 | 23—180 | 23—180 | 0 | 0 | |
| волокно | | | | | | | | | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Полипропиленовое волокно: | | | | | | | | | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| текстильная нить | 0,90 | 30—65 | 100 | 80 | 15—30 | 15—30 | 0 | 0 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| штапельное волокно | 0,90 | 30—49 | 100 | 90 | 20—40 | 20—40 | 0 | 0 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Полиуретановая нить (спандекс) | 1,0 | 5—10 | 100 | 100 | 500—1000 | 500—1000 | — | 1,0 | |
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Лит.: Характеристика химических волокон. Справочник, М., 1966; Роговин З. А., Основы химии и технологии производства химических волокон, 3 изд., т. 1—2, М. — Л., 1964; Технология производства химических волокон, М., 1965.
В. В. Юркевич.
Большой энциклопедический словарь
ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕ - получают из продуктов химической переработки природных полимеров (искусственного волокна) или из синтетических полимеров (синтетического волокна). Производство (т. н. формование) волокон химических обычно заключается в продавливании раствора или расплава полимера через отверстия фильеры в среду, которая вызывает затвердевание образовавшихся тонких волокон. Такой средой при формовании из расплавов служит холодный воздух, из растворов - горячий воздух ("сухой" способ) или специальный раствор, т. н. осадительная ванна ("мокрый" способ). Выпускаются в виде мононити, штапельного волокна или пучка из множества тонких нитей, соединенных путем крутки.
Современная энциклопедия
ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕ, получают из продуктов химической переработки природных полимеров (искусственные волокна, например вискозное) или из синтетических полимеров (синтетические волокна, например полиамидное, полиакрилонитрильное). Производство (так называемое формование) волокон химических обычно заключается в продавливании раствора или расплава полимера через отверстия фильеры в воздушную среду или специальный раствор. Выпускаются в виде мононити, штапельного (резаного) волокна или пучка из многих скрученных нитей. Мировое производство около 25 млн. тонн в год.
Химическая энциклопедия
формуют из орг. полимеров. Различают искусственные волокна, к-рые получают из прир. полимеров, гл. обр. целлюлозы и ее эфиров (напр., вискозные волокна, ацетатные волокна), и синтетические волокна, получаемые из синтетич. полимеров (напр., полиамидные волокна, полиакрилонитрильные волокна). К химическим иногда относят также волокна из неорг. в-в, напр. стеклянное волокно, борное волокно (см. Бор).
В пром-сти В. х. вырабатывают в виде: 1) штапельных (резаных) волокон дл. 35-120 мм; 2) жгутов и жгутиков (линейная плотность соотв. 30-80 и 2-10 г/м); 3) комплексных нитей (состоят из многих тонких элементарных нитей; в зависимости от линейной плотности и мех. св-в подразделяются на текстильные и технические); 4) мононитей (диам. 0,03-1,5 мм). Свойства В. х. и нитей приведены в таблицах 1-4.
Важные преимущества В. х. перед волокнами природными - широкая сырьевая база, высокая рентабельность произ-ва и его независимость от климатич. условий. Многие В. х. обладают также лучшими мех. св-вами (прочностью, эластичностью, износостойкостью) и меньшей сминаемостью. Недостаток нек-рых В. х., напр. полиакрилонитрильных, полиэфирных, - низкая гигроскопичность.
В 60-70-е гг. созданы В. х. из полимеров со специфич. св-вами, напр.: термостойкие волокна (из ароматич. полиамидов, полиимидов и др.), выдерживающие длит. эксплуатацию при 200-300
Энциклопедический словарь
воло́кна хими́ческие
получают из продуктов химической переработки природных полимеров (искусственные волокна) или из синтетических полимеров (синтетические волокна). Производство (так называемое формование) химических волокон обычно заключается в продавливании раствора или расплава полимера через отверстия фильеры в среду, которая вызывает затвердевание образовавшихся тонких волокон. Такой средой при формовании из расплавов служит холодный воздух, из растворов — горячий воздух («сухой» способ) или специальный раствор, так называемая осадительная ванна («мокрый» способ). Выпускаются в виде мононити, штапельного волокна или пучка из множества тонких нитей, соединённых путём крутки.
* * *
ВОЛОКНА ХИМИЧЕСКИЕВОЛО́КНА ХИМИ́ЧЕСКИЕ, получают из продуктов химической переработки природных полимеров (искусственного волокна) или из синтетических полимеров (синтетического волокна). Производство (т. н. формование) волокон химических обычно заключается в продавливании раствора или расплава полимера через отверстия фильеры в среду, которая вызывает затвердевание образовавшихся тонких волокон. Такой средой при формовании из расплавов служит холодный воздух, из растворов — горячий воздух («сухой» способ) или специальный раствор, т. н. осадительная ванна («мокрый» способ). Выпускаются в виде мононити, штапельного волокна или пучка из множества тонких нитей, соединенных путем крутки.
Естествознание. Энциклопедический словарь
получают из продуктов хим. переработки природных полимеров (искусств. волокна) или из синтетич. полимеров (синтетич. волокна). Произ-во (т.н. формование) В. х. обычно заключается в продавливании р-ра или расплава полимера через отверстия фильеры и среду, к-рая вызывает затвердевание образовавшихся тонких волокон. Такой средой при формовании из расплавов служит холодный воздух, из р-ров - горячий воздух ("сухой" способ) или спец. р-р, т.н. осадит. ванна ("мокрый" способ). Выпускаются в виде мононити, штапельного волокна или пучка из множества тонких нитей, соединённых путём крутки.