124991 (Лайкра и её возможности), страница 2

Эластомерная полиуретановая нить — это синтетическая нить, получаемая на основе полиуретановых каучуков

История производства полиуретановых нитей

Первое промышленное производство полиуретановых нитей начато в США в 1958 году, в 1962—1964 годах полиуретановые нити появились в Европе, в 1963 году — в Японии.

Первое производство полиуретановых волокон «спандекс» в России[2] было организовано в 1975 году на Волжском производственном объединении «Химволокно» по проекту всесоюзного проектного института ГИПРОИВ. Свойства

Линейная плотность комплексных нитей 2,2-125 текс; число элементарных нитей в них 3-110 и более, их линейная плотность 0,7-1,2 текс. Относительная прочность нитей 8-10 сН/текс, относительное удлинение при разрыве 500—800 %; степень эластичного восстановления 95-96 %; модуль деформации при 300%-ном растяжении 1,2-2,4 сН/текс; влагосодержание 1,0-1,3 % (при 20 °C и относительной влажности воздуха 55-65 %); плотность 1,1-1,3 г/см3; температура размягчения 175—200 °C.

Морфологическая структура

Структура материала из лайкры

Линейные полиуретаны имеют блочную структуру макромолекул, состоящую из чередующихся жестких и гибких сегментов с сильно изогнутыми молекулярными цепями: полиэфирных сегментов, обеспечивающих высокие эластические деформации, и жестких сегментов, содержащих полиуретановые и карбамидные группы, обеспечивающих взаимодействие между макромолекулами и необходимую, хотя и ограниченную, теплостойкость.

Температура стеклования эластомерных полиуретановых нитей -40÷-60 °C, температура плавления 160—230 °C. Чрезвычайно высокая деформативность эластомерных нитей (при невысокой прочности) позволяет использовать их в качестве вспомогательных в сочетании с обычными видами нитей, последние одновременно обеспечивают защиту эластомерных нитей от быстрого разрушения при эксплуатации изделий.

Эластомерную нить из-за химического состава часто относят к аллергенам.

Способы получения

Полиуретановые волокна производятся четырьмя способами:

•экструзией из расплава полимера;

•реакционным (химическим) формованием;

•сухим формованием из раствора;

•мокрым формованием из раствора.

Все промышленные способы получения полиуретановых волокон имеют общую стадию — синтез макродиизоцианата (форполимера) в массе из полиэфирдиола и диизоцианата (берется в молярном избытке) при 60 °C в среде сухого азота. Последующие стадии — получение полиуретана взаимодействием макродиизоцианата с диамином (удлинитель цепи) и формование нитей проводят различными способами.

Реакцию макродиизоцианата с диамином (реакция удлинения цепи) осуществляют в среде растворителя (в основном ДМФА). Полученный формовочный раствор дозируют через фильеру в обогреваемую (185—230 °C) и интенсивно обдуваемую горячим воздухом прядильную шахту высотой до 11 м (сухой способ) или в осадительную водную ванну при комнатной температуре (мокрый способ).

По другому способу диамин (до 3 %) добавляют в осадительную ванну с водой или органическим растворителем, в которую через фильеры выдавливают тонкими струями макродиизоцианат (или его раствор). Образование и осаждение полиуретанмочевины происходит в ванне, поэтому этот способ получения полиуретановых волокон называют реакционным или химическим формованием.

При сухом методе формования из прядильной шахты выходят 1-16 комплексных нитей, которые после нанесения замасливателя в количестве 2-7 % наматывают на бобины и подвергают термообработке в камере при 80 °C в течение 3 ч для снижения усадки нити в кипящей воде.

При мокром методе сформованные нити промывают водой (90-95 °C) в аппаратах, где они вытягиваются примерно в 1,5 раза, наматывают на бобины и подвергают термообработке при 120 °C в течение 20-30 ч. При химическом формовании нить, намотанную на шпулю, обрабатывают водой (40-80 °C, давление 4 МПа) в течение 15 мин-8 ч.

Преимущества сухого способа формования перед мокрым: более высокая концентрация формовочного раствора (32 % против 20 %), большая скорость формования (600 м/мин против 150 м/мин), проще регенерация растворителя.

Развивается также способ формования полиуретановых волокон из расплава; полиуретан в этом случае должен быть термопластичным, что достигается применением в качестве удлинителя цепи диолов — этиленгликоля или бутиленгликоля.

Наибольшее распространение получил сухой способ формования полиуретановых волокон (80 % от их мирового производства), 15 % производится по мокрому и химическому способам формования, 5 % полиуретановых волокон формуют из расплава. В сухом способе для синтеза полиуретана применяют простой полиэфирдиол, получаемый полимеризацией ТГФ, в других способах — преимущественно сложные полиэфирдиолы, во всех способах — 4,4'-дифенилметандиизоцианат, иногда — смесь 2,4- и 2,6-толуилендиизоцианатов.

Ассортимент

Ассортимент полиуретановых нитей определяется их назначением. Они могут служить в качестве вспомогательных при стращивании (соединении вместе) или выпускаются в виде обмотанных другими видами нитей. На основе эластомерных нитей в сочетании с нитями обычных видов производятся различные текстильные структуры — вторичные неоднородные крученые и обкрученные нити с неравномерно нагруженными компонентами. Из них изготавливаются эластичные ткани и трикотаж разнообразных видов. Эластичные нити и эластичные полотна — незаменимый материал для облегающих тело текстильных изделий широкого ассортимента, в том числе трикотажных спортивных, галантерейных и медицинских.

Полиуретановые волокна известны под торговыми названиями: лайкра, вайрин (США), эспа, неолан (Япония), спанцель (Великобритания), ворин (Италия) и др.

Синонимы

•«Спандекс» (Spandex) — общее название полиуретановых эластичных нитей, которое, в отличие от названий большинства волокон, не является производным от их химического состава. Слово появилось в результате перестановки слогов в слове «expands» (икспандс — растягивать). В Северной Америке предпочитают говорить «Спандекс», за её пределами — «Эластан» (Elasthan).

•«Лайкра» (Lycra) — самый известный бренд, название которого ассоциируется с эластаном. Является брендом фирмы «Инвиста» (Invista), которая некогда была частью компании DuPont. Особую популярность «Лайкра» обрела потому, что практически во всем мире так называли любой вид эластана. «Инвиста» не одобряет подобное заблуждение, всячески защищая свою торговую марку.

•Другими торговыми марками полиуретановых волокон, помимо прочих, являются «Эласпан» (Elaspan) также производства фирмы «Инвиста», «Дорластан» (Dorlastan) фирмы «Asahi Kasei» и «Линель» (Linel) компании Fillattice.

В 70-х годах 20 в. подобную нить большой толщины (~2 мм), применявшуюся для изготовления рыболовных снастей, называли «венгеркой» (или просто «резинкой»).

Лайкра (Эластан) (Lycra) (в Европе «эластан», в США и Канаде — «спандекс») — высокоэластичное синтетическое волокно, разработанное компанией DuPont. Всегда используется в комбинации с другими волокнами — натуральными или искусственными. Для изменения свойства ткани достаточно двух процентов лайкры. Волокно лайкры бывает матированное (белое), полупрозрачное и прозрачное. К основным свойствам лайкры следует отнести высокую растяжимость (в 6–8 раз), причем при прекращении нагрузки волокно возвращается в исходное состояние. Лайкра пропускает воздух и хорошо стирается. Лайкра придает изделию специфические качества, в частности — обеспечивает свободу движения и сохраняет форму, а также препятствует образованию складок.

Эластан отличается высокой прочностью, эластичностью и невероятной тонкостью. Растягиваясь в длину, волокно при снятии нагрузки возвращается в исходное состояние. Эластан очень устойчив к внешним воздействиям.

Эластан в основном используется как добавка в ткань и придает ей такие свойства, как облегаемость и удобство ношения. Он помогает сохранить первоначальный вид и форму даже при длительном использовании.

Колготки с эластаном обеспечивают превосходное облегание, не образуют складок и сводят к минимуму появление затяжек.

Часто считают, что эластан (лайкра) придают колготкам блеск, но это заблуждение. Блеск создается за счет треугольного, а не круглого, как обычно, сечения полиамидной нити.

Кажется, что лайкра представляет собой единую непрерывную нить, но в действительности - это связка крошечных нитей. Замечательные свойства лайкры обогащают все ткани и одежду, в которой они используются, добавляя комфорт и свободу движения, сохранение формы и восстановление складок. Эластичность, которую лайкра привносит в спортивную одежду, позволяет ей прилегать близко к телу без ограничения движения, пропуская воздух. В тканой одежде лайкра улучшает подвижность и ниспадание складок, позволяет ткани не мяться. Примесь лайкры меняет все в комфорте, посадке и ощущении. Одежда, содержащая лайкру, двигается с телом для большей легкости и комфорта. Лайкра придаёт настоящее ощущение свободы всему, в чём она используется, никогда не бывает чувства скованности или стеснения. Лайкра может смешиваться со всеми тканями - натуральными и искусственными. Ткани с лайкрой всегда имеют прекрасный внешний вид и особенность основного компонента волокна, т. е. шелка, хлопка или нейлона. Лайкра никогда не используется одна, она всегда комбинируется с другим волокном (или волокнами) - натуральными или искусственными. Ткани, обогащенные лайкрой, сохраняют внешний вид и особенность большинства волокон. Тип ткани и ее конечное использование определяются количеством и типом лайкры, требуемой для обеспечения оптимальной функциональности и эстетики. Всего 2% лайкры достаточно для улучшения подвижности ткани, сохранения формы и способности ниспадать складками, в то время как ткани для одежды с интенсивным движением, такие как купальники и спортивная одежда, могут содержать 20-30% лайкры.

Лайкровое волокно – это связка крошечных нитей, которая представляет собой единую непрерывную нить. Классифицируется на матированное, полупрозрачное и прозрачное. Используется в сочетании с другими волокнами, как натуральными, так и искусственными. Ткани с добавлением лайкры, требуемой для обеспечения оптимальной упругости и эластичности, не теряют своего внешнего вида, который зависит от особенностей основного составного компонента (хлопка, льна, шерсти, и т.д.).

Лайкровая ткань обладает благородной матовостью с лёгким напылением, достаточно плотная, слегка шероховатая на ощупь, но при этом нежная и приятная. Структура лайкровой ткани обеспечивает комфорт и свободу движения. Отлично пропускает воздух и не требует специального ухода. Сохраняет 100% эластичность даже после многочисленных стирок. Идеальна для пошива купальных костюмов, «обтягивающей» и спортивной одежды.

“Обкрученная лайкра”- Модификация LYCRA. Нить лайкры, на ощупь похожую на обычную резиновую нить, обкручивают неэластичной пряжей - полиамидом в чистом виде, либо в сочетании с хлопком, шерстью или акрилом.

Искусственные волокна производят из природных видов сырья растительного происхождения, путем искусственной их переработки, а именно: целлюлозы, отходов от переработки хлопкового волокна и др. Свойства искусственных волокон и тканей из них очень похожи на свойства натуральных волокон и тканей. К таким волокнам относят вискозу, модал и ацетатцеллюлозные волокна.

Кажется, что лайкра представляет собой единую непрерывную нить, но в действительности - это связка крошечных нитей.

Замечательные свойства лайкры обогащают все ткани и одежду, в которой они используются, добавляя комфорт и свободу движения, сохранение формы и восстановление складок.

Эластичность, которую лайкра привносит в спортивную одежду, позволяет ей прилегать близко к телу без ограничения движения, пропуская воздух. В тканой одежде лайкра улучшает подвижность и ниспадание складок, позволяет ткани не мяться.

Примесь лайкры меняет все в комфорте, посадке и ощущении. Одежда, содержащая лайкру, двигается с телом для большей легкости и комфорта. Лайкра придаёт настоящее ощущение свободы всему, в чём она используется, никогда не бывает чувства скованности или стеснения.

Лайкра может смешиваться со всеми тканями - натуральными и искусственными. Ткани с лайкрой всегда имеют прекрасный внешний вид и особенность основного компонента волокна, т. е. шелка, хлопка или нейлона.

Лайкра никогда не используется одна, она всегда комбинируется с другим волокном (или волокнами) - натуральными или искусственными. Ткани, обогащенные лайкрой, сохраняют внешний вид и особенность большинства волокон. Тип ткани и ее конечное использование определяются количеством и типом лайкры, требуемой для обеспечения оптимальной функциональности и эстетики. Всего 2% лайкры достаточно для улучшения подвижности ткани, сохранения формы и способности ниспадать складками, в то время как ткани для одежды с интенсивным движением, такие как купальники и спортивная одежда, могут содержать 20-30% лайкры.

Список использованных источников

1. Бузов Б.А., Модестова Т.А., Алыменкова Н.Д. Материаловедение швейного производства. М.: Легпромбытиздат, 1986.

2. Лабораторный практикум по материаловедению швейного производства / Б.А. Бузов и др. М.: Легкая индустрия, 1991.

3. Мальцева П.М. Материаловедение швейного производства. М.: Легкая и пищевая пром - ть, 1983.