Приготовление прядильных растворов (расплавов) начинают с перевода исходного полимера в вязко-текучее состояние (раствор или расплав). Затем раствор (расплав) очищают от механических примесей и пузырьков воздуха и вводят в него различные добавки для термо- или светостабилизации волокон, их матировки и т.п. Подготовленный таким образом раствор или расплав подаётся на прядильную машину для формования волокон.
Формование волокон заключается в продавливании прядильного раствора (расплава) через мелкие отверстия фильеры в среду, вызывающую затвердевание полимера в виде тонких волокон. В зависимости от назначения и толщины формуемого волокна количество отверстий в фильере и их диаметр могут быть различными. При формовании волокна из расплава полимера (например, полиамидных волокон) средой, вызывающей затвердевание полимера, служит холодный воздух. Если формование проводят из раствора полимера в летучем растворителе (например, для ацетатных волокон), такой средой является горячий воздух, в котором растворитель испаряется (так называемый "сухой" способ формования). При формовании волокна из раствора полимера в нелетучем растворителе (например, вискозного волокна) нити затвердевают, попадая после фильеры в специальный раствор, содержащий различные реагенты, так называемую осадительную ванну ("мокрый" способ формования). Скорость формования зависит от толщины и назначения волокон, а также от метода формования. При формовании из расплава скорость достигает 600—1200 м/мин, из раствора по "сухому" способу — 300—600 м/мин, по "мокрому" способу — 30—130 м/мин. Прядильный раствор (расплав) в процессе превращения струек вязкой жидкости в тонкие волокна одновременно вытягивается (фильерная вытяжка). В некоторых случаях волокно дополнительно вытягивается непосредственно после выхода с прядильной машины (пластификационная вытяжка), что приводит к увеличению прочности В. х. и улучшению их текстильных свойств.
Отделка волокна заключается в обработке свежесформованных волокон различными реагентами. Характер отделочных операций зависит от условий формования и вида волокна. При этом из волокон удаляются низкомолекулярные соединения (например, из полиамидных волокон), растворители (например, из полиакрилонитрильных волокон), отмываются кислоты, соли и другие вещества, увлекаемые волокнами из осадительной ванны (например, вискозными волокнами). Для придания волокнам таких свойств, как мягкость, повышенное скольжение, поверхностная склеиваемость одиночных волокон и др., их после промывки и очистки подвергают авиважной обработке или замасливанию. Затем волокна сушат на сушильных роликах, цилиндрах или в сушильных камерах. После отделки и сушки некоторые В. х. подвергают дополнительной тепловой обработке — термофиксации (обычно в натянутом состоянии при 100—180°С), в результате которой стабилизируется форма пряжи, а также снижается последующая усадка как самих волокон, так и изделий из них во время сухих и мокрых обработок при повышенных температурах.
Мировое производство волокна развивается быстрыми темпами. Это объясняется, в первую очередь, экономическими причинами (меньшие затраты труда и капитальных вложений) и высоким качеством волокна по сравнению с природными волокнами. В 1968 мировое производство волокна достигало 36% (7,287 млн. т) от объёма производства всех видов волокон.
В. различных отраслях в значительной степени вытесняют натуральный шёлк, лён и даже шерсть. Предполагается, что к 1980 производство достигнет 9 млн. т, а в 2000 — 20 млн. т в год и сравняется с объёмом производства природных волокон. В СССР в 1966 было выпущено около 467 тыс. т, а в 1970 623 тыс. т.
Основные свойства волокон химических
| Вид волокна | Плотность,г/см3 | Прочность | Удлинение, % | Набуханиев воде, % | Влагопогло- щение при20°С и 65%относит. влажности, % | |||
| сухого во-локна,кгс/мм2 | мокроговолокна | волокнав петле | сухоговолокна | мокрого волокна | ||||
| % от прочности сухого | ||||||||
| Искусственные волокна | ||||||||
| Ацетатное (текст. нить) | 1,32 | 16—18 | 65 | 85 | 25—35 | 35—45 | 20—25 | 6,5 |
| Триацетатное штапельное волокно | 1,30 | 14—23 | 70 | 85 | 22—28 | 30—40 | 12—18 | 4,0 |
| Вискозные волокна: | ||||||||
| штапельное обычное | 1,52 | 32—37 | 55 | 35 | 15—23 | 19—28 | 95—120 | 13,0 |
| штапельное высокопрочное | 1,52 | 50—60 | 75 | 40 | 19—28 | 25—29 | 62—65 | 12,0 |
| штапельное высокомодульное | 1,52 | 50—82 | 65 | 25 | 5—15 | 7—20 | 55—90 | 12,0 |
| текст. нить обычная | 1,52 | 32—37 | 55 | 45 | 15—23 | 19—28 | 95—120 | 13,0 |
| то же, высокопрочная | 1,52 | 45—82 | 80 | 35 | 12—16 | 20—27 | 65—70 | 13,0 |
| Медноаммиачные волокна: | ||||||||
| штапельное волокно | 1,52 | 21—26 | 65 | 70 | 30—40 | 35—50 | 100 | 12,5 |
| текст. нить | 1,52 | 23—32 | 65 | 75 | 10—17 | 15—30 | 100 | 12,5 |
| Синтетические волокна | ||||||||
| Полиамидное (капрон): | ||||||||
| текстильная нить обычная | 1,14 | 46—64 | 85—90 | 85 | 30—45 | 32—47 | 10—12 | 4,5 |
| то же, высокопрочная | 1,14 | 74—86 | 85—90 | 80 | 15—20 | 16—21 | 9—10 | 4,5 |
| штапельное волокно | 1,14 | 41—62 | 80—90 | 75 | 45—75 | 10—12 | 4,5 | |
| Полиэфирное (лавсан): | ||||||||
| текст. нить обычная | 1,38 | 52—62 | 100 | 90 | 18—30 | 18—30 | 3—5 | 0,35 |
| то же, высокопрочная | 1,38 | 80—100 | 100 | 80 | 8—15 | 8—15 | 3—5 | 0,35 |
| штапельное волокно | 1,38 | 40—58 | 100 | 40—80 | 20—30 | 20—30 | 3—5 | 0,35 |
| Полиакрилонитрильное (нитрон): | ||||||||
| технич. нить | 1,17 | 46—56 | 95 | 72 | 16—17 | 16—17 | 2 | 0,9 |
| штапельное волокно | 1,17 | 21—32 | 90 | 70 | 20—60 | 20—60 | 5—6 | 1,0 |
| Поливинилспиртовое штапельное волокно | 1,30 | 47—70 | 80 | 35 | 20—25 | 20—25 | 25 | 3,4 |
| Поливинилхлоридное штапельное волокно | 1,38 | 11—16 | 100 | 60—90 | 23—180 | 23—180 | 0 | 0 |
| Полипропиленовое волокно: | ||||||||
| текстильная нить | 0,90 | 30—65 | 100 | 80 | 15—30 | 15—30 | 0 | 0 |
| штапельное волокно | 0,90 | 30—49 | 100 | 90 | 20—40 | 20—40 | 0 | 0 |
Используемая литература
1. Химия алкенов, пер. с англ., Л., 1969; Общая органическая химия, пер. с англ., т. 1, М., 1981, с. 233-81;
2. Терней А., Современная органическая химия, пер. с англ., т. 1, М., 1981, с. 495-535;
3. Фельдблюм В.Ш., Синтез и применение непредельных циклических углеводородов, М., 1982;
4. Губин С.П., Голоунин А.В., Диены и их p-комплексы, Новосиб., 1983. Ф.Е. Куперман.
5. Уитби Г.С. , Синтетический каучук, пер. с англ., М. — Л., 1957;
6. Литвин О.Б., Основы технологии синтеза каучуков, М., 1972; "Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева", 1968, т. 13, № 1 (номер посвящен резиновой промышленности);
7. Кирпичников П.А., Аверко-Антонович Л.А., Аверко-Антонович Ю.А., Химия и технология синтетического каучука, Л., 1970;
8. Справочник резинщика. Материалы резинового производства, М., 1971.