Синтетические волокна

Полиамидные волокна. Полиамидные волокна, до многих отношениях превосходящие по качеству все природные и искусственные волокна, завоевывают все большее и большее признание. К наиболее распространенным полиамидным волокнам, выпускаемым промышленностью, относятся капрон и найлон.

Сравнительно недавно получено полиамидное волокно энант.

Капрон — полиамидное волокно, получаемое из поликапроамида, образующегося при полимеризации капролактама (лактама -аминокапроновой кислоты):

Исходный капролактам практически получается двумя, путями: 1. Из фенола:

Далее оксим циклогексанона в кислой среде (олеум) претерпевает перегруппировку Бекмана, характерную для Ъксимов многих кетонов. В результате такой перегруппировки происходит разрыв углерод-углеродной связи и расширение цикла; при этом атом азота входит в цикл:

2. Из бензола:

Окисление циклогексана проводят кислородом воздуха в жидкой фазе при в присутствии катализатора — стеарата марганца. При этом образуются циклогексанон и циклогексацол в соотношении Циклогексанол дегидрируется до циклогексанона, а последний превращается в капролактам описанным выше способом.

При строительстве новых и расширении существующих производств капролактама будет использоваться преимущественно вторая схема его получения. При этом окисление циклогексанона воздухом будет интенсифицировано за счет повышения температуры реакции до что существенно сократит продолжительность реакции

Полимеризацию капролактама ведут на тех же заводах, которые производят синтетические волокна. Капролактам перед полимеризацией расплавляют. Для предотвращения окисления лактама процесс полимеризации, протекающий при и температуре около проводят в атмосфере азота. Образовавшийся в результате полимеризации капролактама полимер застывает в белую роговидную массу, которую затем измельчают и обрабатывают водой при повышенной температуре для извлечения непрореагировавшего мономера и образовавшихся димеров и тримеров.

Для формования волокна капрон высушенный полимер загружают в закрытые стальные аппараты, снабженные решетками, на которых он расплавляется при атмосфере азота. Отфильтрованный под давлением плав поступает в фильеры. Образующиеся после выхода из фильеры волокна охлаждают в шахте и наматывают на бобины. Сразу с бобин пучок волокон направляют на вытяжку, крутку, промывку и сушку.

Волокно капрон по внешнему виду напоминает натуральный шелк; по прочности оно значительно превосходит его, но

несколько менее гигроскопично. Это волокно находит широкое применение для изготовления высокопрочного корда, тканей, чулочных и трикотажных изделий, канатов, сетей и др.

Волокно найлон (анид). Получается из полиамида — продукта поликонденсации так называемой соли АГ (гексаметилендиаминадипинат).

Соль АГ получается взаимодействием адипиновой кислоты с гексаметилендиамином в метаноле:

Поликонденсация проводится в автоклаве при в атмосфере азота:

Полиамид, полученный в результате поликонденсации соли в расплавленном виде продавливают через щелевое отверстие в ванну с холодной водой. Застывшую смолу сушат, измельчают; плавят и из расплава формуют волокно.

В последнее время советскими химиками создано новое полиамидное волокно - энант, отличающееся эластичностью, светостойкостью и прочностью. Энант получается поликонден: сацией -аминоэнантовой кислоты Технологические процессы получения волокон капрон и энант схожи между собой.

Полиакрилонитрильные волокна. Отличительными особенностями полиакрилонитрильных волоком являются термостойкость, стойкосхь к действию света и атмосферных влияний, высокая прочность и эластичность.

Волокно нитрон (орлон) получается из продукта полимеризации акрилонитрила:

По одному из способов получения волокна нитрон полиме. ризация акрилонитрила проводится в растворе роданистого натрия (этот способ называется поэтому «солевым»). Полученный вязкий раствор полимера продавливается через фильеру в осадительную ванну, содержащую разбавленный раствор роданистого натрия. Образовавшиеся нити подвергают вытяжке и обработке острым паром.

После промывки, отделки и сушки нити гофрируют, режут и упаковывают.

По «диметилформамидному». способу готовый полиакрило-нитрил растворяют в диметилформамиде и полученный раствор пропускают из фильеры в водный раствор диметилформ-амида.

Полиакрилонитрильные волокна с успехом применяются для изготовления, дешевых и красивых искусственных мехов, не боящихся моли и атмосферных влияний, шерстяного трикотажа и различных тканей, а также гардин, рыболовных сетей и .

Весьма перспективны волокна из различных сополимеров акрилонитрила.

Полиэфирные волокна. Наибольшее значение из полиэфирных волокон имеет волокно лавсан, выпускаемое в разных странах под названием «терилен», «дакрон» и др.

Лавсан — синтетическое волокно, получаемое из полиэтилентерефталата. Исходным сырьем для производства полиэтилентерефталата служат диметилтерефталат (диметиловый эфир терефталевой кислоты) или терефталевая кислота.

Диметилтерефталат сначала нагревают при 170-280 °С с избытком этиленгликоля. При этом происходит переэтерификация и получается диэтилолтерефталат:

Диэтилолтерефталат подвергают поликонденсации в вакууме (остаточное давление 1-3 мм рт. ст.) при в присутствии катализаторов (алкоголяты щелочных металлов, и

Применение диметилтерефталата, а не свободной терефталевой кислоты для получения полиэфира объясняется тем, что для последующей реакции поликонденсации решающее значение имеет чистота терефталевой кислоты. Поскольку получение

чистой терефталевой кислоты является весьма сложной задачей, все ранее разработанные технологические процессы получения лавсана основывались на применении в качестве исходного мономера диметилтерефталата.

В настоящее время крупнейшие зарубежные фирмы применяют в качестве исходного мономера не диметилтерефталат, а терефталевую кислоту высокой степени очистки, что дает возможность исключить из технологического процесса громоздкую стадию переэтерификации и, в связи с этим, значительно удешевить стоимость всего технологического процесса.

Полученный полиэфир выливают из реактора в виде ленты в осадительную ванну с водой или барабан, где он затвердевает. Затем его измельчают, сушат и формуют на машинах, аналогичных, применяемым в производстве капрона.

Волокно лавсан очень прочно, упруго, тепло- и светостойко, устойчиво к атмосферным воздействиям, к действию химических веществ и истиранию. Будучи похоже по внешнему виду и ряду свойств на шерсть, оно превосходит ее по носкости и значительно меньше мнется.

Волокно лавсан добавляют к шерсти для изготовления немнущихся высококачественных тканей и трикотажа. Лавсан применяется также для транспортерных лент, ремней, парусов, занавесей и др.

Поливинилспиртовые волокна. Винилон (куралон) — волокно из поливинилового спирта, обработанное для повышения водотойкости формальдегидом:

Винилон — очень прочное волокно, устойчивое к действию бактерий, гнилостных микроорганизмов и химических реагентов. Мало набухает в воде, но гигроскопично. Применяется для изготовления спецодежды, швейных ниток и др.

Формование волокна винилон проводится путем продавливания водного раствора поливинилового спйрта в ванну, содержащую насыщенный солевой раствор, с последующей обработкой формальдегидом.

Перхлорвиниловые волокна. Хлорин — волокно, сформованное из. хлорированного поливинилхлорида. Хлорирование проводят, пропуская хлор через раствор поливинилхлорида.

в тетрахлорэтане при 60-100 °С или хлорбензоле при 115°С. Предполагается, что реакция хлорирования протекает по схеме:

Образующаяся перхлорвиниловая смола содержит около 65% хлора и значительно лучше растворяется в органических растворителях, чем поливинилхлорид.

При изготовлении волокна хлорин перхлорвиниловую смолу для получения прядильной массы растворяют в ацетоне и формуют волокно мокрым способом. Волокно хлорин, не поглощает влаги, обладает высокой химической стойкостью, прочностью и хорошими диэлектрическими свойствами; серьезным недостатком его является низкая тепло- и светостойкость. Применяется в основном для технических целей (фильтровальные ткани, ленты для транспортеров и др.), а также для изготовления так называемого «медицинского» белья. Белье, изготовленное из хлорина, являющегося диэлектриком, при трении о кожу вызывает образование довольно больших электростатических зарядов. В ряде случаев это облегчает самочувствие больных, страдающих ревматизмом, радикулитом и другими. болезнями.

Полиолефиновые {полипропиленовые и полиэтиленовые) волокна. Такие волокна очень перспективны вследствие доступности и дешевизны исходного сырья. Обладают высокой химической стойкостью, влагостойкостью, устойчивостью к гнилостным бактериям. Недостатком их является низкая температура плавления. Ткани из полипропилена и полиэтилена могут применяться для изготовления изделий технического назначения (рыболовные снасти, канаты), а также спецодежды, ковров, одеял и др.