Что относится к синтетическим волокнам
Синтетические ткани — что это? Из чего производят, виды, свойства
Первое синтетическое волокно было получено в 1890 году во Франции, но со временем производство совершенствуется, появляются новые методы – рассмотрим виды, материалы и основные принципы технологии синтеза.
Что такое синтетика
Материал — синтетика ткань представляет собой материю, производимую путем химического синтеза. Волокно синтетики представляет собой полимер, который нельзя найти в природе, а его синтез — это мономер. Для изготовления синтетики используют нефтепереработанные продукты, газ или уголь.
Важно чтобы вещь 100% не состояла из синтетик, так как это прямой путь к развитию дерматита и аллергической реакции. Максимально допустимая граница добавления синтетических волокон — 30%.
Синтетическая ткань — следствие игры разных материй, таких как стекловолокно, целлюлоза, металлов, волокон нефтепродуктов и прочего.
Аллергия на синтетику
Синтетика (synthetic ) универсальная ткань, которую используют по разному назначению — в быту, в промышленности и т.д.
Натуральные волокно и их альтернатива
Особенности ненатуральных тканей
Красивая и приятная ткань – таких характеристик недостаточно современному потребителю. Материал должен быть высокотехнологичным. Вещи должны быть максимально комфортными даже в экстремальных ситуациях. Холлофайбер, при создании которого используется полиэстер, активно используется в процессе строительных работ, для пошива обмундирования для военных. Мембрана, микрофибра применяются в спорте. Материалы идеально пропускают влагу, но при этом удерживают тепло. Важные характеристики – это легкость, эластичность, безупречная прочность.
История рукотворных материалов
Среди всех материй, синтетика это ткань, которая имеет самую небольшую историю.
Аналогичную альтернативу нити шелкопряда стремились изобрести еще в 1734 году. Предпринимали немало попыток, прежде чем получить положительный результат в виде этой популярной и широко используемой ткани сегодня. Не зная ее будущего, изобретатели вопрошались какая должна быть это ткань синтетика.
Натуральные волокна использовались человечеством издавна, в их производстве использовались даже минеральные материалы, но технические потребности взяли верх и в 1855 году начались активные попытки воспроизвести альтернативу.
Альтернатива натуральным волокнам — синтетика
Популярная хлопковая ткань
1935 год стал годом открытия нейлона, это синтетический состав, получил небывалую популярность, и это не удивительно. При небольшой стоимости получалась ткань с высокими эксплуатационными свойствами. Она не мялась, имела разнообразие цветов и прочего. Единственный ее недостаток — электризовалась.
Современный выбор синтетики
Натуральные ткани известны давно. Другие и не могли делать, например во времена античности, когда химическое производство не имело таких оборотов. Тогда во всем мире использовали только лен, хлопок, шерсть или шелк.
Популярный во всем мире акрил
Хлопковая ткань прекрасна для футболок, брюк, джемперов, брюк. Ткань приятна к телу, не греет, но зато гиппоаллергена. Однако растягивается в носке, долго сохнет.
картинка 8 полиурентан в производстве одежды
Шерсть прекрасно согревает, отводит влагу, прочна. Но более эстетично смотрится шелк.
Шелк приятный, быстро сохнет, деликатен.
Производство синтетики
Но все это ничего, если брать в расчет стоимость производства такой ткани. В свое время много философов, предприниматели и специалистов думали над проблемой — как создать ткань, с высокими требованиями и малыми затратами на производство?
Расплавленные полимеры синтетики
Производство волокон из расплавленных полимеров развивалось с 1940 по 1970 гг. но тогда, синтетика была лишь разбавочной к натуральным тканям.
Само синтетическое волокно:
Важно! Несмотря на положительные свойство, у синтетики есть весомый недостаток — отталкивает влагу, а также накапливает электростатику.
Некоторые синтетические волокна в чистом виде не используют, а они являются компонентом в составе какой-нибудь натуральной ткани, например — льна, хлопка, шерсти и т.д.
Добавка к натуральным волокнам — синтетика
Даже при условии небольшого добавления эластина или лайкры превратит самую грубую ткань в мягкую и эластичную. Такой материал станет пригодным для производства одежды, чулок и прочего.
Полиакрилонитрильное волокно — основа для создания искусственного меха, а также трикотажного полотна, напольных покрытий, одеял и прочего.
Полиэстер хорошо себя зарекомендовал при производстве трикотажа, а также домашнего текстиля. Также может использоваться как блузочная ткань. При этом превосходит по своим качествам натуральный шерстяной войлок.
Известный всем — полиестер
Искусственные ткани
Отвечая на вопрос, из чего делают искусственные ткани, следует упомянуть о материалах органического и неорганического происхождения. Это могут быть металлы, целлюлоза, стекло, каучук, древесина, пр. Сначала искусственные волокна добавляли к натуральным, чтобы улучшить прочность, износостойкость, эластичность полотна. Позже компоненты стали использоваться самостоятельно. Вопреки распространенному мнению, полотна не являются синтетическими, хоть и получены в результате химических процессов.
Синтетические волокна и ткани — названия и свойства
Каждый год появляется всё новое сырье, его характеристики зависят от компонентов. Выделяют следующие группы:
1. Гетероцепная – углерод и водород.
Полиуретановые
Создаются химическим методом из растворов, сплавов. Применяют в строительстве, декоре, шьют различную обувь, спортивные вещи, полотно для мебели.
Способность растягиваться в несколько раз, возвращаясь в начальное состояние.
Износостойкие, упругие, дышащие.
При высокой температуре теряют эластичность.
Стирку следует проводить без отжима, при минимальном режиме.
Полиамидные
Органическое сырье (нефть уголь, газ), капрон, нейлон. Применяют в медицине, автопроме, производстве рыболовных сетей, туристического снаряжения. Потребители, которые не совсем понимают, что такое синтетика, и какая это ткань, полагают, что такие изделия имеют лишь слабые стороны, но это не так.
Прочные, не теряют форму.
Не склонны к гниению.
Влага не впитывается.
Стирка должна проходить в деликатном режиме без отжима и сушки с использованием специальных моющих средств.
Полиэфирные
Получается путем переработки нефтяных продуктов и использованной тары. Продукция становится более выгодной из-за низких цен – лавсан, полиэстер. Это самые распространенные и востребованные синтетические волокна (и ткани) в промышленности.
Первое синтетическое волокно было получено в 1890 году во Франции, но со временем производство совершенствуется, появляются новые методы – рассмотрим виды, материалы и основные принципы технологии синтеза.
Свойства
Главный элемент состава – волокна. Они являются исходным сырьем, применяются в смешанном и обычном типе. Их качество влияет на процесс создания изделия. Важно знать все технические характеристики – длину, толщину. Тонкая нить способствует образованию пиллинга, а длинная делает пряжу прочной, ровной. Различия бывают по химическому составу и структуре.
Классифицируются они следующим образом:
Искусственные. Их образуют из природных соединений целлюлозного происхождения (дерево, солома). Получают вискозу и ацетат. Они хорошо пропускают воздух и всегда остаются сухими, но сильно мнутся.
Синтетические – это переработанные отходы нефти, каменного угля и природного газа. Имеют способность пропускать воду.
Вещи из таких материалов обладают следующими преимуществами:
Легкие, не впитывают влагу, быстро сохнут.
Низкая стоимость за счет дешевого сырья.
Долговечность и износостойкость, специальные технологии обеспечивают стойкость цвета.
Простая стирка, ткань быстро сохнет.
Используется для изготовления:
Каждый год появляется всё новое сырье, его характеристики зависят от компонентов. Выделяют следующие группы:
1. Гетероцепная – углерод и водород.
Полиуретановые
Создаются химическим методом из растворов, сплавов. Применяют в строительстве, декоре, шьют различную обувь, спортивные вещи, полотно для мебели.
Способность растягиваться в несколько раз, возвращаясь в начальное состояние.
Износостойкие, упругие, дышащие.
При высокой температуре теряют эластичность.
Стирку следует проводить без отжима, при минимальном режиме.
Полиамидные
Органическое сырье (нефть уголь, газ), капрон, нейлон. Применяют в медицине, автопроме, производстве рыболовных сетей, туристического снаряжения. Потребители, которые не совсем понимают, что такое синтетика, и какая это ткань, полагают, что такие изделия имеют лишь слабые стороны, но это не так.
Прочные, не теряют форму.
Не склонны к гниению.
Влага не впитывается.
Стирка должна проходить в деликатном режиме без отжима и сушки с использованием специальных моющих средств.
Полиэфирные
Получается путем переработки нефтяных продуктов и использованной тары. Продукция становится более выгодной из-за низких цен – лавсан, полиэстер. Это самые распространенные и востребованные синтетические волокна (и ткани) в промышленности.
Классификация искусственных и синтетических волокон, их преимущества и недостатки
На протяжении столетий человек использовал для создания одежды и других предметов обихода натуральные ткани из шерсти, хлопка, льна, шелка, но со временем возникла необходимость в искусственных материалах, более прочных и надежных. Так появились искусственные волокна, обладающие качественно иными характеристиками по сравнению с органикой.
Под волокном понимается гибкая нить из натуральных или искусственных полимеров, используемая для изготовления текстильной продукции или пряжи.
Виды волокон
Если говорить о натуральных волокнах, то они могут быть минерального, животного или растительного происхождения.
Неорганические волокна создаются с использованием различных химических процессов.
Классификация на группы:
В современной промышленности для создания текстильной продукции широко производятся обе группы. Рассмотрим особенности каждой из них подробнее.
Искусственные волокна
Для получения искусственных волокон используются далеко не все полимеры, а только обладающие линейным строением. Их расплавляют или делают жидкими с помощью специальных растворителей. Получившуюся жидкость пропускают тонкой струей через сито с очень мелким плетением, в результате образуются длинные нити. Также можно добывать полимеры синтетическим способом, а потом укладывать в определенном порядке молекулы.
Самыми популярными искусственными волокнами являются ацетатное и вискозное. В роли исходного полимера выступает вискоза, полученная из древесины или же хлопчатобумажный пух, получаемый из семян хлопка. Для разжижения целлюлозы используют различные виды химических растворов, в зависимости от которых получаются разные волокна (ацетатные, казеиновые, медно-ацетатные, штапельные, вискозные). Искусственные волокна характеризуются сравнительно небольшой гигроскопичностью, но тем не менее они достаточно прочные.
Ацетатное волокно
Как получают ацетатное волокно:
Впервые ацетатную ткань добыл в 1889 году француз Шардоне.
Ацетатное волокно широко используется в текстильной промышленности благодаря отличной износостойкости. Ткани из него практически не мнутся, не деформируются после стирки, хорошо сохраняют тепло, тактильно приятны.
К недостаткам можно отнести невысокую гигроскопичность и склонность к накоплению статических электрических зарядов. Из ацетатного волокна производят ткань для детской одежды, белья, платьев и блузок, мужских рубашек. Также применяют его и для изготовления изоляционного материала.
Вискозное волокно
Для получения вискозного полотна целлюлозу обрабатывают раствором сероуглерода и щелочи. Вискоза — тип ткани, мягкий на ощупь, гигроскопичный, воздухопроницаемый. Она равномерно и насыщенно окрашивается и долго сохраняет свои потребительские характеристики.
Наряду с достоинствами вискозное волокно имеет и ряд недостатков: ткани из него сильно мнутся и быстро истираются, что приводит изделия в негодность. Основное применение вискозы – пошив женской одежды, ведь из нее получаются воздушные юбки и невесомые топы.
Полиамидные – стойки к истиранию и устойчивы к растяжению, однако они сильно электризуются и практически не сохраняют тепло. Данный вид используется для изготовления тончайшего кружева, эластичных ниток, белья, канатов.
Интересен тот факт, что полиамидное волокно крайне неустойчиво к термическому воздействию. Так, при нагреве до 160 градусов, оно теряет прочность в два раза.
Полиэфирные волокна
К полиэфирным относятся лавсан, терилен, дакрон. Их общим недостатком является повышенная жесткость и электризуемость. Лавсан применяют для производства бытовых материалов.
Синтетические волокна
С развитием промышленности возникла потребность в новых, более прочных и практичных, тканях, которые будут выдерживать агрессивные среды. Во второй половине 30-х годов прошлого века были созданы методы синтеза волокнообразующих полимеров, а спустя несколько лет появились первые волокна синтетического происхождения.
Виды синтетических волокон:
Самым распространенным синтетическим волокном, используемым для создания тканей, является капрон, добываемый из капролактама. Смолу сперва расплавляют, а потом пропускают через фильеры, после чего стволы смолы охлаждают и добывают из них волокно.
Капрон. Капрон известен своей износостойкостью (по прочности его можно сравнить со сталью), химической устойчивостью, эластичностью. Капрон не подвержен гниению из-за того, что практически не впитывает влагу. Однако капрон не устойчив к термическому воздействию (плавится уже при 250 градусах по Цельсию), а также к влиянию концентрированной кислоты.
Из капрона шьют колготки, шарфы, носки, блузки, изготавливают искусственный мех и ковровые изделия, прочные рыболовные сети, производят специальный материал – каркас для авиа- и автопокрышек, фильтры.
Капроновая смола служит основой для деталей техники, подверженной повышенному износу. Капроновые нити используются в хирургии. Такая нить невероятно легкая, так, всего 1 грамм весят 9 километров волокна.
Нитрон. Не менее прочным и эластичным является нитрон. К его преимуществам относятся низкая теплопроводность и великолепная светостойкость. Нитрон не чувствителен к кислотам, но легко разлагается под влиянием концентрированного щелочного раствора. Из волокна изготавливают искусственный мех с ворсом и ковровое покрытие.
Лавсан, напоминающий шерсть, отличается от нее высокой прочностью. Пошитые из него изделия не нуждаются в глажке. Лавсан устойчив к органическим растворителям, но подвержен действию щелочи и кислоты. Часто лавсановые нити смешивают с другими волокнами, например, хлопком, льном, шерстью, для повышения их потребительских качеств. В промышленности его используют для изготовления декоративной ткани, искусственного меха, трикотажа, электроизоляционных материалов, шин, нефте- и бензиностойких шлангов.
Помимо вышеперечисленных волокон существуют и другие, не так широко применяемые виды узкого назначения (жаростойкие, биологически активные, полупроводниковые, сверхпрочные и т.д.). Так, перлон прочнее проволоки, хлорин не горит и не подвержен воздействию кислот и щелочей. Такие качества незаменимы при создании спецодежды из синтетических и искусственных волокон, прокладок в химических аппаратах, лечебного белья.
Широко известный эластан очень прочный, но подвержен выцветанию и деформации, поэтому его используют не в чистом виде, а в сочетании с другими материалами для повышения их качества.
Синтетическое волокно «Лола» уникально тем, что не горит, а лишь накаляется при температуре 1200 градусов Цельсия, поэтому его используют для пошива огнезащитной одежды.
Основные отличия искусственных и синтетических волокон
Несмотря на то, что обе разновидности волокон имеют ненатуральное происхождение, они различны между собой:
Но, в целом искусственные ткани более близки к природе, нежели синтетические, поскольку, как было отмечено выше, в их основе лежат органические вещества. Так, исходным сырьем для вискозы является целлюлоза, подвергнутая воздействию гидроксида натрия и полимеризованная.
Химический состав синтетических волокон бывает чрезвычайно сложным, в нем зачастую трудно выделить один основной компонент. В этом и состоит основное различие между двумя большими группами химических волокон.
Синтетические волокна
В современной легкой промышленности активно используются ткани из синтетических волокон. Как можно понять из названия, они создаются с помощью синтеза, в ходе которого природные мономеры преобразуются в полимеры. В их основе лежат переработанные на химических заводах нефть, газ, каменный уголь. Главными плюсами этих тканей считаются прочность, легкость в окрашивании и нечувствительность к воздействию микроорганизмов. Главным общим минусом является высокая электризуемость.
Содержание
Получение синтетических волокон
Производство синтетических тканей началось еще в конце девятнадцатого века. Однако популярность синтетика начала приобретать лишь в семидесятых годах двадцатого столетия. С тех пор технологии производства все больше и больше развиваются, ткани становятся качественнее и разнообразнее, появляются новые возможности модификации волокон. Теперь в производство волокон внедряются современные способы, основанные на достижениях генной инженерии и бионики.
При классическом производстве волокно создается в три стадии. На первой, в ходе химической обработки, из мономеров получают полимеры. На второй — формируют и осушивают волокна. И только на третьей стадии они проходят текстильную обработку, необходимую для последующей эксплуатации тканей.
Виды синтетических волокон
Как правило, среди синтетических тканей чаще всего встречаются три основные: полиэстер, акрил и нейлон. Рассмотрим каждый из материалов в отдельности, потому что несмотря на общие свойства и единый принцип производства, все-таки они различаются между собой как по качеству, так и по сферам применения.
Можно сделать вывод о том, что из синтетических тканей делается большинство вещей вокруг, у них очень много достоинств, но есть и свои недостатки. Надо учитывать, что изделия из натуральной ткани более легкие, лучше пропускают воздух и зачастую комфортнее ощущаются на теле. Однако такого эффекта можно добиться, например, сочетанием натуральных волокон с синтетическими, что позволяет добиться лучших свойств материала и его большей функциональности.
Синтетические волокна – это нити из не натуральных, не встречающихся в природе полимерных материалов. Для получения волокнообразующего вещества, первоначальным сырьем служат нефть и сопутствующие газы, каменноугольные смолы.
Для химического производства исходной массы необходимы базовые компоненты: этилен, фенолы, бензол и подобные. Образуемые высокомолекулярные заготовки производятся в виде раствора или расплава. В отдельных случаях требуется защитная среда инертных газов.
Для образования собственно волокна используется фильера. Станок представляет собой емкость с перфорированным днищем, откуда выдавливаются нити с нужным сечением.
Далее расплав охлаждается для затвердения. Из растворов может просто удаляться жидкая составляющая путем выпаривания (сухой способ). При мокром формировании заготовка помещается в среду отвердителей.
Для получения правильной внутренней структуры процесс происходит с вытягиванием. Только в этом случае обеспечивается ориентация молекулярных цепочек по оси, что критично влияет на прочностные свойства продукта. В зависимости от требуемого товарного вида нити режутся или наматываются на катушки.
Классификация волокон
Различаются по химическому составу:
Гетероцепные
В промышленных объемах изготавливаются описанные ниже полиамидные и полиэфирные волокна.
Полиуретановые волокна
Изготавливаются из диизоцианата и диамина. Торговые названия: спандекс, лайкра, неолан. По механическим свойствам напоминают резину. Держат нагрузки до 120°C.
Применяются для изготовления эластичных тканей с возможным добавлением иных искусственных нитей.
эластичны, с высокой растяжимостью;
быстро восстанавливаются до первоначальных размеров;
высокая химическая стойкость.
при интенсивном освещении желтеют.
Полиэфирные волокна
Готовятся из расплава полиэтилентерефталата. Марки: лавсан (терилен), тесил, дакрон. Сохраняют ½ прочности при 180°C.
Растворяются в сильных кислотах и феноле. Не переносят нагрева в щелочах.
устойчивы к растворителям;
не разрушаются бактериями, насекомыми, грибками.
плохо поддаются окраске;
склонны к образованию катышков;
Полиамидные волокна
Торговые марки: капрон (перлон), найлоны (аниды), этант. Работоспособны при температурах до 90. 160°C. С начала 70-х годов прошлого века производятся термостойкие (до 400…600°C) алифатические составы.
Не стойки к минеральным кислотам, трихлорэтану, фенолу и подобным соединениям. Слабо гигроскопичны.
высокая механическая прочность;
стойкость к циклическому изгибу, истиранию и низким температурам;
хорошо переносят большинство химикатов и микрофлору.
плохо переносят солнечный свет (кроме специальных модификаций);
склонны к термоокислению;
Карбоцепные
Выделяются высокой стойкостью к кислотам и щелочам. Часто применяются как электрические изоляторы.
Полиакрилонитрильные волокна
Торговые наименования: нитрон, акрилан. Обладают свойствами, сходными с шерстью. Прочные, со средней износостойкостью.
не теряют качеств под воздействием воды;
не разрушаются от радиации и света;
ценны, как теплоизолятор;
не боятся насекомых и бактерий.
Недостатки: высокая электризуемость.
Полиолефиновые волокна
Включают полиэтиленовые (спектра, текмилнон) и полипропиленовые (геркулон, мераклон). Последние имеют плотность меньше воды (до 920 кг/м 3 ), поэтому используются для плетения нетонущих веревок.
высокие прочность и эластичность;
стойкие химически, не боятся микроорганизмов;
Недостатки: низкая термостойкость (до 110°C).
Поливинилхлоридные волокна
К списку торговых марок относятся хлорин, виньон, тевирон. Синтезируются и сухим, и мокрым способами.
Обладают средними прочностью, износостойкостью, эластичностью.
хороший тепло- и электроизолятор;
не боятся микроорганизмов и грибков.
под воздействием влаги дают значительную усадку.
Поливинилспиртовые волокна
Марки: винол, мтилан, виналон. В зависимости от компонентов могут обладать бактерицидными качествами и повышенной гигроскопичностью.
высокая прочность, стойкость к износу;
мало реагируют на химически активные вещества, растворители, яркий свет.
Недостатки: опаливаются под воздействием огня.
Заключение
Синтетические волокна выгодно отличаются от естественных и искусственных в части прочности, эластичности, стабильности в агрессивных средах, отсутствия склонности к гниению. Но уступают последним в гигроскопичности, что ограничивает их использование, например, в качестве материала для одежды.
Синтетика относительно дешева, что делает ее применение массовым.