2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42
เส้นใยสังเคราะห์เริ่มผลิตทางอุตสาหกรรมในปี 2481 ในขณะนี้มีอยู่แล้วหลายสิบตัว ทั้งหมดมีเหมือนกันว่าวัสดุตั้งต้นคือสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำซึ่งถูกแปลงเป็นโพลีเมอร์ผ่านการสังเคราะห์ทางเคมี โดยการละลายหรือละลายพอลิเมอร์ที่ได้จะเป็นการเตรียมสารละลายสำหรับการปั่นหรือการปั่น พวกเขาจะหล่อจากปูนหรือละลายแล้วเสร็จ
พันธุ์
ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่กำหนดโครงสร้างของโมเลกุลขนาดใหญ่ เส้นใยสังเคราะห์มักจะแบ่งออกเป็นเฮเทอโรเชนและคาร์โบเชน อดีตรวมถึงพวกที่ได้จากพอลิเมอร์ซึ่งมีโมเลกุลขนาดใหญ่นอกเหนือจากคาร์บอนแล้วยังมีองค์ประกอบอื่น ๆ เช่นไนโตรเจนกำมะถันออกซิเจนและอื่น ๆ ได้แก่ โพลีเอสเตอร์ โพลียูรีเทน โพลิเอไมด์ และโพลียูเรีย เส้นใยสังเคราะห์แบบสายโซ่คาร์บอนมีลักษณะเฉพาะจากความจริงที่ว่าสายโซ่หลักสร้างจากอะตอมของคาร์บอน กลุ่มนี้ประกอบด้วยโพลิไวนิลคลอไรด์ โพลิอะคริโลไนไตรล์ โพลิโอเลฟิน โพลิไวนิลแอลกอฮอล์ และที่มีส่วนผสมของฟลูออรีน
โพลีเมอร์ที่ใช้เป็นพื้นฐานในการรับเส้นใยเฮเทอโรเชนนั้นได้มาจากการควบแน่น และผลิตภัณฑ์ถูกหล่อหลอมจากการหลอมเหลว คาร์โบเชนได้มาจากการทำโพลิเมอไรเซชันแบบลูกโซ่ และการก่อตัวมักเกิดขึ้นจากสารละลาย ซึ่งเกิดขึ้นได้ยากจากการหลอมละลาย ลองพิจารณาใยสังเคราะห์ใยสังเคราะห์ที่เรียกว่าซิบลอน
สร้างและใช้งาน
คำว่า siblon กลายเป็นคำที่ไม่คุ้นเคยสำหรับหลาย ๆ คน แต่ก่อนหน้านี้บนฉลากเสื้อผ้า เราอาจเห็นคำย่อ VVM ซึ่งซ่อนเส้นใยเหนียวโมดูลัสสูง ในเวลานั้นผู้ผลิตดูเหมือนว่าชื่อดังกล่าวจะดูสวยกว่า siblon ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับไนลอนและไนลอน เส้นใยสังเคราะห์ชนิดนี้ทำมาจากต้นคริสต์มาสไม่ว่าจะดูสวยงามขนาดไหน
คุณสมบัติ
Siblon ปรากฏตัวในช่วงต้นทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ผ่านมา เป็นวิสโคสที่ปรับปรุงแล้ว ในระยะแรก เซลลูโลสได้มาจากไม้ มันถูกแยกออกมาในรูปแบบบริสุทธิ์ ปริมาณที่ใหญ่ที่สุดพบได้ในฝ้าย - ประมาณ 98% แต่ได้เส้นด้ายที่ดีเยี่ยมจากเส้นใยฝ้ายแม้จะไม่มีก็ตาม ดังนั้นสำหรับการผลิตเซลลูโลสไม้มักถูกใช้โดยเฉพาะอย่างยิ่งไม้สนซึ่งมี 40-50% และส่วนที่เหลือเป็นส่วนประกอบที่ไม่จำเป็น ต้องทิ้งในระหว่างการผลิตเส้นใยสังเคราะห์
ขั้นตอนการสร้าง
เส้นใยสังเคราะห์ผลิตเป็นขั้นตอน ในขั้นตอนแรก กระบวนการทำอาหารจะดำเนินการ ในระหว่างที่สารส่วนเกินทั้งหมดจะถูกถ่ายโอนจากเศษไม้ไปยังสารละลาย และโซ่โพลีเมอร์ที่มีความยาวจะถูกแยกออกเป็นชิ้นๆ โดยธรรมชาติแล้ว น้ำร้อนเท่านั้นไม่เพียงพอที่นี่ มีการเพิ่มรีเอเจนต์ต่างๆ: natrons และอื่น ๆ การผลิตเยื่อกระดาษด้วยการเติมซัลเฟตเท่านั้นจึงจะส่งผลให้เป็นเนื้อกระดาษที่เหมาะสำหรับการผลิตซิบลอน เนื่องจากเก็บสิ่งเจือปนได้น้อยกว่า
เมื่อเนื้อถูกย่อยแล้ว จะถูกส่งไปฟอก อบแห้ง และกด แล้วย้ายไปที่ที่ต้องการ - นี่คือการผลิตกระดาษ กระดาษแก้ว กระดาษแข็ง และเส้นใย นั่นคือการผลิตหลัก. จะเกิดอะไรขึ้นกับเธอต่อไป
หลังการประมวลผล
หากคุณต้องการเส้นใยสังเคราะห์และเส้นใยธรรมชาติ ก่อนอื่นคุณต้องเตรียมสารละลายสำหรับการปั่นด้าย เซลลูโลสเป็นของแข็งที่ไม่ละลายง่าย ดังนั้นจึงมักจะถูกแปลงเป็นเอสเทอร์ของกรดไดไทโอคาร์บอนิกที่ละลายน้ำได้ กระบวนการแปรสภาพเป็นสารนี้ค่อนข้างยาว ขั้นแรก เซลลูโลสจะได้รับการบำบัดด้วยด่างร้อน ตามด้วยการบีบ และในขณะเดียวกันรายการที่ไม่จำเป็น หลังจากการบีบ มวลจะถูกบดขยี้แล้วนำไปวางไว้ในห้องพิเศษ ซึ่งจะเริ่มการทำให้สุกก่อน - โมเลกุลเซลลูโลสเกือบจะลดลงครึ่งหนึ่งเนื่องจากการเสื่อมสภาพของออกซิเจน ถัดไป เซลลูโลสอัลคาไลทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดซัลไฟด์ ซึ่งทำให้ได้แซนเทตได้ นี่คือมวลคล้ายแป้งสีส้ม เอสเทอร์ของกรดไดไทโอคาร์บอนิกและวัสดุตั้งต้น สารละลายนี้เรียกว่า "viscose" เนื่องจากมีความหนืด
ตามด้วยการกรองเพื่อขจัดสิ่งสกปรกสุดท้าย อากาศที่ละลายน้ำจะถูกปล่อยออกมาโดยการ "ต้ม" อีเธอร์ในสุญญากาศ การดำเนินการทั้งหมดเหล่านี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าแซนเททกลายเป็นเหมือนน้ำผึ้งอ่อน - สีเหลืองและหนืด ณ จุดนี้ น้ำยาปั่นก็พร้อมแล้ว
รับไฟเบอร์
กดสารละลายผ่านสปินเนอร์ เส้นใยสังเคราะห์เทียมไม่ได้เป็นเพียงการปั่นแบบเดิมๆ การดำเนินการนี้เปรียบเทียบได้ยากกับสิ่งทอธรรมดา หากกล่าวได้ว่าเป็นกระบวนการทางเคมีที่ช่วยให้เส้นใยวิสโคสเหลวหลายล้านสายธารกลายเป็นเส้นใยแข็งได้จะถูกต้องกว่า ในอาณาเขตของรัสเซียสารละลาย้เหนียวและซิบลอนได้มาจากเซลลูโลส เส้นใยประเภทที่สองมีความแข็งแรงกว่าแบบแรกครึ่งหนึ่งมีความทนทานต่อด่างมากขึ้นผ้าที่ทำจากเส้นใยดูดความชื้นการหดตัวน้อยลงและรอยย่น และความแตกต่างในกระบวนการผลิตวิสโคสและซิบลอนปรากฏขึ้นในขณะที่เส้นใยสังเคราะห์ "เกิดใหม่" อยู่ในอ่างตกตะกอนหลังสปินเนอร์
เคมีช่วย
การได้สารละลาย้เหนียว ให้เทกรดซัลฟิวริกลงในอ่าง มันถูกออกแบบให้ย่อยสลายอีเทอร์ ส่งผลให้เส้นใยเซลลูโลสบริสุทธิ์ หากจำเป็นต้องได้รับ siblon จะมีการเติมซิงค์ซัลเฟตลงในอ่างซึ่งช่วยป้องกันการไฮโดรไลซิสของอีเธอร์บางส่วนดังนั้นเกลียวจะมี xanthate ตกค้าง และให้อะไร? จากนั้นเส้นใยจะยืดและขึ้นรูป เมื่อมีสารตกค้าง xanthate ในเส้นใยพอลิเมอร์ มันจะยืดสายโซ่โพลีเมอร์เซลลูโลสไปตามแกนของเส้นใย และไม่จัดเรียงแบบสุ่ม ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับสารละลาย้เหนียวธรรมดา หลังจากวาดแล้วมัดเส้นใยจะถูกตัดเป็นไม้พายยาว 2-10 มม. หลังจากทำตามขั้นตอนอีกสองสามขั้นตอน เส้นใยจะถูกอัดเป็นก้อน ไม้หนึ่งตันก็เพียงพอที่จะผลิตเยื่อกระดาษได้ 500 กิโลกรัม จากนั้นจะผลิตเส้นใย Siblon 400 กิโลกรัม การปั่นเยื่อกระดาษใช้เวลาประมาณสองวัน
ซิบลอนต่อไปอย่างไร
ในทศวรรษ 1980 เส้นใยสังเคราะห์เหล่านี้ถูกใช้เป็นส่วนเสริมของฝ้ายเพื่อให้ด้ายปั่นได้ดีขึ้นและไม่ขาด Siblon ใช้ทำพื้นผิวสำหรับหนังเทียม และยังใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์แร่ใยหินอีกด้วย ในเวลานั้นนักเทคโนโลยีไม่สนใจที่จะสร้างสิ่งใหม่ ๆ ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อดำเนินการตามแผน
และในสมัยนั้นทางตะวันตกใช้เส้นใยวิสโคสโมดูลัสสูงเพื่อผลิตผ้าที่มีราคาถูกและทนทานเมื่อเทียบกับผ้าฝ้าย แต่ในขณะเดียวกันก็ดูดซับความชื้นได้ดีและหายใจได้ ตอนนี้รัสเซียไม่มีพื้นที่ฝ้ายของตัวเอง ดังนั้นความหวังอันยิ่งใหญ่จึงถูกตรึงไว้กับสีบลอน มีเพียงความต้องการเท่านั้นยังไม่สูงนักเนื่องจากแทบจะไม่มีใครซื้อผ้าและเสื้อผ้าที่ผลิตในประเทศ
เส้นใยโพลีเมอร์
พวกเขามักจะแบ่งออกเป็นธรรมชาติ สังเคราะห์ และเทียม เส้นใยธรรมชาติเป็นเส้นใยที่เกิดขึ้นในสภาพธรรมชาติ พวกมันมักจะจำแนกตามแหล่งกำเนิด ซึ่งกำหนดองค์ประกอบทางเคมีของพวกมัน เป็นสัตว์และพืช อดีตประกอบด้วยโปรตีนคือแคโรทีน เป็นผ้าไหมและขนสัตว์ อย่างหลังประกอบด้วยเซลลูโลส ลิกนิน และเฮมิเซลลูโลส
เส้นใยสังเคราะห์เทียมได้มาจากกระบวนการทางเคมีของโพลีเมอร์ที่มีอยู่ในธรรมชาติ ซึ่งรวมถึงเส้นใยอะซิเตท วิสโคส อัลจิเนต และโปรตีน วัตถุดิบในการผลิตคือเยื่อไม้ซัลเฟตหรือซัลไฟต์ เส้นใยที่มนุษย์สร้างขึ้นผลิตขึ้นในรูปของสิ่งทอและด้ายจากสายสะดือ ตลอดจนในรูปแบบของเส้นใยหลักที่ผ่านกรรมวิธีร่วมกับเส้นใยอื่นๆ ในการผลิตผ้าต่างๆ
ใยสังเคราะห์ใยสังเคราะห์ได้มาจากโพลีเมอร์ที่ได้จากการประดิษฐ์ ในฐานะที่เป็นวัตถุดิบในกระบวนการนี้ เส้นใยโพลีเมอร์ถูกนำมาใช้ซึ่งเกิดขึ้นจากโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ยืดหยุ่นได้ของโครงสร้างที่เป็นกิ่งหรือเส้นตรงเล็กน้อย ซึ่งมีมวลมากพอสมควร - มากกว่า 15,000 อะตอมหน่วยของมวล รวมทั้งการกระจายน้ำหนักโมเลกุลที่แคบมาก เส้นใยสังเคราะห์สามารถมีความแข็งแรงสูง มีค่ามากเมื่อเทียบกับการยืดตัว ความยืดหยุ่น ความต้านทานต่อการรับน้ำหนักหลายครั้ง การเสียรูปตกค้างต่ำ และการฟื้นตัวอย่างรวดเร็วหลังการนำโหลดออก ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภท นั่นคือเหตุผลที่นอกจากจะใช้ในสิ่งทอแล้ว พวกมันยังถูกใช้เป็นองค์ประกอบเสริมในระหว่างการผลิตคอมโพสิต และทั้งหมดนี้ทำให้สามารถสร้างคุณสมบัติพิเศษของเส้นใยสังเคราะห์ได้
สรุป
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เราสามารถสังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในจำนวนความก้าวหน้าในการพัฒนาเส้นใยโพลีเมอร์ใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พารา-อะรามิด โพลิเอทิลีน ทนความร้อน รวมโครงสร้างเปลือกแกนกลาง, โพลีเมอร์เฮเทอโรไซคลิก ซึ่งรวมถึงอนุภาคต่างๆ เช่น เงินหรือโลหะอื่นๆ ตอนนี้ไนลอนไม่ใช่ส่วนสูงของวิศวกรรมอีกต่อไป เนื่องจากตอนนี้มีเส้นใยใหม่จำนวนมาก
