151068 (Физика полимеров), страница 2

4. Физико-химические свойства полимера

Целлюлоза – сравнительно жесткоцепной полимер. Она нерастворима в воде и в органических растворителях. Стереорегулярное строение ее макромолекулы, наличие гидроксильных групп, обуславливающих сильное межмолекулярное взаимодействие, и высокая степень ориентации этого жесткоцепного полимера определяют высокие механические свойства материалов, получаемых на основе целлюлозы и ее производных.

Характерными физическими и химическими свойствами гидрата целлюлозы являются: легкая измельчаемость и способность при повышении t° выше 65°С поглощать кислород воздуха, окисляясь при этом в растворимое в воде вещество.

В противоположность клетчатке, гидроцеллюлоза при нагревании в запаянной трубке растворяется в 1% растворе едкого кали и этот раствор обладает восстановляющими свойствами.

Гидрат целлюлоза, так же как и клетчатка, легко образует нитропроизводные, растворяется в растворе меди, разбухает при обработке концентрированными щелочами, а при долгом действии кислот переходит частью в глюкозу.

К числу особенностей гидрата целлюлозы следует отнести то, что высушенная гидроцеллюлоза при смешении с холодной водой, разбухает, образуя густое тесто, во многом напоминающее густые камедные растворы, и окрашивается йодным раствором, подобно крахмалу, в синий цвет.

Полинозные волокна, разновидность вискозных волокон, близких по свойствам хлопковым. Полинозные волокна, как и обычные вискозные волокна, формуют из вискозы по мокрому методу. Однако технологические режимы получения этих двух типов волокон существенно различаются. В производстве полинозных волокон свежесформованное волокно находится в гелеобразном состоянии и состоит из ксатогената целлюлозы высокой степени этерификации, что позволяет подвергать волокно значительно большей пластификационной вытяжке.

Для полинозных волокон характерны высокая степень ориентации и однородность структуры в поперечном сечении. При этом структура устойчива к действию воды и щелочей, благодаря чему механические свойства полинозных волокон мало изменяются в указанных средах, а изделия из них отличаются стабильностью формы и низкой сминаемостью. Для полинозных волокон характерны высокая прочность и низкое относительное удлинение. Их недостаток - высокая хрупкость.

Полинозные волокна применяют для изготовления широкого ассортимента тканей взамен тонковолокнистого хлопка.

Ткани из вискозных волокон легко окрашиваются в различные цвета, отличаются высокими гигиеническими свойствами (гигроскопичностью), что особенно важно для изделий народного потребления. Доступность исходного сырья и низкая стоимость химических реагентов, а также удовлетворительные текстильные свойства и широкие возможности модификации обеспечивают высокую экономичность производства вискозных волокон и их широкое распространение.

Недостатки вискозных волокон: большая потеря прочности в мокром состоянии, лёгкая сминаемость, недостаточная устойчивость к трению и низкий модуль упругости, особенно в мокром состоянии. Эти недостатки могут быть устранены модификацией вискозных волокон Модифицированным вискозным волокон (например, полинозным волокнам) свойственны значительно более высокая прочность в сухом и мокром состоянии (потеря прочности в мокром состоянии составляет 20-25% против 40-50% у обычного вискозного волокна), большая износоустойчивость и повышенный модуль упругости. У извитых штапельных вискозных волокон устойчивее извитость, что упрощает производство из них пряжи в смеси с натуральными волокнами. Сминаемость вискозных волокон может быть уменьшена их последующей обработкой различными составами.

5. Другие свойства полимера

Вискозное волокно - это одно из наиболее распространенных химических волокон. В настоящее время из общего объема производства искусственных волокон на долю вискозного приходится около 75%. Такой объем производства вискозного волокна объясняется тем, что в качестве основного сырья используют дешевое сырье — древесную целлюлозу и сравнительно простые химические материалы — едкий натр, сероуглерод, серную кислоту и ее соли.

Наибольшее развитие производство П. в. получило в Японии (торговые названия тиолан и поликот), где в 1973 было выработано около 70 тыс. т этих волокон. В небольшом объёме П. в. выпускают также в США (зантрел), Великобритании (винцел) и др. странах.

Относясь искусственным волокнам, полинозные и вискозные волокна отличаются большей прочностью и эластичностью по сравнению с натуральными, материалы из них практически не мнутся, но плавятся под действием высокой температуры. Кроме того, синтетические волокна негигроскопичны, то есть не способны поглощать влагу из окружающей среды, и плохо пропускают воздух. В связи с этим наибольшей популярностью в настоящее время пользуются ткани из смешанных волокон, содержащие определенный процент натуральных и искусственных волокон. Они гигроскопичны, прочны, мало мнутся, но при глажении температура утюга должна быть не очень высокой.

Для технических целей медноаммиачные волокна не используют из-за низкой прочности. Стоимость медноаммиачных волокон выше, чем у их конкурентов — вискозных волокон.

В производстве полинозных и вискозных волокон основным видом отходов являются сточные воды, образующиеся при промывке синтезируемых продуктов.

Вискозное волокно, получаемое выдавливанием вискозы через малые отверстия фильеры в раствор кислоты, широко применяется для изготовления одежды, драпировочных и обивочных тканей, а также в технике. Значительные количества вискозного волокна идут на технические ремни, ленты, фильтры и шинный корд.

6. Применение полимера в производстве одежды и обуви

В производстве товаров народного потребления вискозное волокно широко используют для выработки шёлковых и штапельных тканей, трикотажных изделий, тканей различного назначения из смесей вискозных волокон с хлопком или шерстью, а также с другими химическими волокнами. Высокопрочное вискозное кордное волокно используют для получения широкого ассортимента технических изделий. Например, при замене хлопчато-бумажного корда, выполняющего роль силового каркаса в шинах, высокопрочным вискозным кордом повышается срок службы шин и уменьшается расход каучука для их изготовления. Промышленное производство вискозных волокон в. началось в 1905 в Англии.

Медноаммиачное волокно применяют и сейчас - в ковроткачестве, на трикотажных фабриках, но гораздо реже, чем раньше, потому что появились более прочные и дешевые волокна.