Искусство шить
05.10.2018
Архив рубрики "Выбор материалов"
К минеральным химическим нитям относятся нити из неорганических соединений — стеклянные и металлические.
Стеклянное волокно (стекловолокно)
Стекловолокна изготовляют из расплавленного стекла в виде:
• непрерывного волокна — элементарные нити неограниченной длины диаметром 3—100мкм • штапельного волокна – отрезки длиной 1—50см и диаметром 0,1—20мкм.Непрерывное стекловолокно формуют вытягиванием из расплавленной стекломассы через фильеры (число отверстий 200—2000) при помощи механических устройств, наматывая волокно на бобину. Диаметр волокна зависит от скорости вытягивания и диаметра фильеры. Технологический процесс может быть осуществлен в одну или в две стадии. В первом случае стекловолокно вытягивают из расплавленной стекломассы (непосредственно из стеклоплавильных печей), во втором используют предварительно полученные стеклянные шарики, штабики или эрклез (кусочки оплавленного стекла), которые плавят также в стеклоплавильных печах.
Как научиться шить с нуля? Школа шитья Юли Балль
Штапельное стекловолокно формуют одностадийным методом путём разделения струи расплавленного стекла паром, воздухом или горячими газами и др. методами. Далее...
Важным направлением физической модификации является получение микронитей и микроволокон.
Микроволокна значительно тоньше, чем натуральные волокна. Шелковина тутового шелкопряда длиной в сто километров весит 13 граммов, а такой же длины микроволокно — всего 6 граммов.
Как получают микроволокна?
Сверхтонкие нити могут изготавливаться как методами сверхвысокоскоростного формования, так и через стадию получения бикомпонентных нитей.
Вначале горячую смесь из двух полимеров (один внутри, другой снаружи, как иногда делают в зубных пастах) продавливают через тончайшее круглое отверстие. Выходящее волокно имеет цилиндрическую форму и состоит из двух частей. Центральная часть волокна служит лишь вспомогательным инструментом и имеет звездообразную форму. Выходящая нить нагрета, на выходе она попадает под водяной душ, и от звездообразного стержня отделяются восемь микроволокон. Центральный стержень в дело не идет, а восемь тончайших треугольных в сечении волокон сматываются на катушки. Далее...
Среди физически модифицированных волокон и нитей — профилированные, полые (с внутренними каналами), текстурированные, бикомпонентные, сверхтонкие (микроволокна и микронити), пористые и др.
Профилированные нити формуют , используя фильеры с отверстиями не круглого, а фигурного сечения. В результате получают нити с поперечным сечением, соответствующим форме отверстий фильеры.
Свойства профилированной нити зависят от полученной формы. Нити с плоской поверхностью позволяют получать изделия с «эффектом блеска». Нити с рельефной поверхностью имеют матовый оттенок, обладают повышенной сцепляемостью и гигроскопичностью, пушистостью, легкостью и пр.
Наиболее часто встречающимся профилем является «трилобал» — трехлучевой профиль.Профилированные нити позволяют получать малораспускающиеся трикотажные изделия, поскольку изрезанный профиль резко увеличивает силы трения. Кроме того, профилированные нити имеют повышенную кроющую способность, что позволяет уменьшать материалоемкость изделий. Далее...
Электропроводные волокна получают при обработке свежесформованных волокон солями тяжелых металлов, в результате получают волокна с наполнением мелкодисперсными частицами металлов или их соединений. Такие волокна могут обладать и бактерицидными свойствами.
Одним из направлений модификации волокон является получение огнезащищенных волокон , т.к. актуальной является профилактика пожаров за счет применения огнестойких текстильных изделий. В ряде стран приняты законы, которые запрещают применение воспламеняющихся материалов для детской одежды и домашнего текстиля, в гостиницах, зрелищных, лечебных и офисных учреждениях, в авиации, автомобилестроении, железнодорожном транспорте. Огнезащищенные волокна получают путем введения в их состав антипиренов (замедлителей горения), химической огнезащищающей обработкой или другими способами.
Углеродные волокна получают на основе полимераналогичных превращений исходных волокон ( вискозных и полиакрилонитрильных). При высокотемпературных обработках этих волокон происходит полное изменение структуры полимера. Используя исходные волокна с различной структурой и свойствами, проводя термические обработки в различных средах и при различных температурных режимах, получают широкую гамму различных видов углеродных карбонизованных и графитированных волокон: высокопрочных, высокомодульных, электропроводных, термо- и жаростойких, химически стойких и других. Далее...
Основным направлением расширения и улучшения ассортимента химических волокнистых материалов является не столько разработка новых видов полимеров, сколько модификация уже существующих волокон с целью придания им новых свойств.
Модификация волокон — направленное изменение текстильных волокон и нитей с целью придания им новых заранее заданных свойств.
Благодаря техническому прогрессу в области производства химических волокон, наряду с «классическими» видами волокон, созданы их модифицированные виды с оптимизированными характеристиками. Появились высокотехнологичные химические волокна нового поколения со специальными функциями: пониженной горючести, антимикробные, антиаллергические, изменяющие цвет в зависимости от температуры и освещения, терморегулирующие, защищающие от статического электричества и ультрафиолетовых лучей, и т. д.
В учебных пособиях по «Материаловедению швейного производства» ( см ниже источники 1,2,3) выделяют физическую и химическую модификацию. В научных трудах доктора технических наук К.Е. Перепелкина выделены физическая, композитная и химическая модификации.
Могут применяться комбинированные методы модификации. Часто используется сочетание физического с композитным или химическим модифицированием. Комбинация методов композитного и химического модифицирования применяется редко, потому что в обоих методах изменяется химический (или композитный) состав волокон. Далее...
Характер отделочных операций зависит от условий формования и вида волокна.
Удаление примесей и загрязнений необходимо при получении нитей мокрым способом. Операция осуществляется путем промывки нитей в воде или различных растворах. Беление нитей или волокон проводится путем обработки оптическими отбеливателями* для последующего окрашивания волокон в светлые и яркие цвета. Поверхностная обработка (авиваж, аппретирование, замасливание) необходима для придания нитям способности к последующим текстильным переработкам. При такой обработке повышаются скольжение и мягкость, поверхностной склеивание элементарных нитей и уменьшается их обрывистость, снижается электризуемость и т.п. Сушка нитей после мокрого формования и обработки различными жидкостями выполняется в специальных сушилках. Текстильная переработка включает в себя следующие процессы: — Скручивание и фиксация крутки — для соединения нитей и повышения их прочности. — Перематывания – для увеличения объема паковок нитей. — Сортировка – для оценки качества нитей. Далее...
Химические волокна и нити непосредственно после формования не могут быть использованы для производства текстильных материалов. Они требуют дополнительной обработки.
В процессе формования образуется первичная структура нити. В растворе или расплаве макромолекулы имеют сильно изогнутую форму. Так как при формовании степень вытягивания нити невелика, то макромолекулы в нити расположены с малой долью распрямленности и ориентации вдоль оси нити. Для распрямления и переориентации макромолекул в осевом направлении нити выполняется пластификационная вытяжка, в результате которой ослабляются межмолекулярные связи, и образуется более упорядоченная структура нити.
Вытягивание приводит к увеличению прочности и улучшению текстильных свойств нити.Но в результате большой распрямленности макромолекул нити становятся менее растяжимыми. Такие волокна и изделия из них подвержены последующей усадке во время сухих и мокрых обработок при повышенных температурах. Поэтому возникает необходимость подвергнуть нити термофиксации — тепловой обработке в натянутом состоянии. Далее...
Процесс формования волокон состоит из следующих этапов:
продавливание прядильного раствора через отверстия фильер, затвердевание вытекающих струек, наматывание полученных нитей на приемные устройства.Прядильный раствор подаётся на прядильную машину для формования волокон. Рабочими органами, непосредственно осуществляющими процесс формования химических волокон на прядильных машинах, являются фильеры.
Изготавливаются фильеры из тугоплавких металлов – платины, нержавеющей стали и др. – в форме цилиндрического колпачка или диска с отверстиями.
Поперечные сечения профильных нитей и отверстий фильер
В зависимости от назначения и свойств формуемого волокна количество отверстий в фильере, их диаметр и форма могут быть различными (круглые, квадратные, в виде звездочек, треугольников и т.п.). При использовании фильер с отверстиями фигурного сечения получают профилированные нити с различной конфигурацией поперечного сечения или же с внутренними каналами. Далее...
Раствор или расплав полимера, из которого формируются нити, называется прядильным раствором.
При изготовлении химических волокон необходимо из исходного твердого полимера получить длинные тонкие нити с продольной ориентацией макромолекул, т.е. нужно переориентировать макромолекулы полимера.Для этого переводят исходный полимер в вязкотекучее состояние (раствор или расплав). В жидком (раствор) или размягченном (расплав) состоянии нарушается межмолекулярное взаимодействие, увеличивается расстояние между молекулами и появляется возможность их свободного перемещения относительно друг друга.
Растворение полимера осуществляют для полимеров, имеющих дешевый и доступный растворитель. Растворы используются для искусственных и некоторых синтетических (полиакрилонитрильных, поливинилспиртовых, поливинилхлоридных) волокон.
Расплавление полимера применяют для полимеров с температурой плавления ниже температуры разложения. Расплавы готовят для полиамидных, полиэфирных и полиолефиновых волокон. Далее...
Сырье для искусственных волокон получают путем выделения из веществ, образующихся в природе: (н-р: из древесины выделяют целлюлозу, из молока – казеин и т.п.).
Предварительная обработка сырья состоит в его очистке от механических примесей и иногда в химической обработке для превращения природного полимера в новое полимерное соединение.
Так для получения вискозного волокна на целлюлозно-бумажных комбинатах древесину измельчают и отваривают в щелочном растворе. В результате получается серая целлюлозная масса, которая отбеливается и прессуется в листы картона. Картон отправляют на предприятия химического волокна для дальнейшей переработки и получения волокон.
Сырье для синтетических волокон получают путем реакций синтеза (полимеризации и поликонденсации) полимеров из простых веществ (мономеров) на предприятиях химической промышленности. Предварительной обработки это сырье не требует.
Полимеризация — процесс получения полимеров путём последовательного присоединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера) к активному центру на конце растущей цепи. Молекула мономера, входя в состав цепи, образует её мономерное зерно. Число таких звеньев в макромолекуле называется степенью полимеризации.
Поликонденсация — процесс получения полимеров из би- или полифункциональных соединений (мономеров), сопровождающийся выделением побочного низкомолекулярного вещества (воды, спирта, галогеноводорода и др.). Далее...
Натуральный шелк был очень дорогим материалом. Долгие месяцы странствовали тюки китайского шелка по караванным путям Средней Азии и Ближнего Востока, прежде чем попадали в Европу.
И чем дольше они путешествовали, тем дороже стоили. Попытки найти замену натуральному шелку делались с давних времен.
Впервые предложение о возможности получения искусственных шелкоподобных нитей, аналогичных натуральному шелку, высказал английский физик Роберт Гук в 1665 году.
Через 70 лет в 1734 г. подобное предложение было высказано знаменитым французским энтомологом Реомюром в его сочинении «M?moire pour servir ? l'histoire des insectes».
Однако эти предположения не были реализованы из-за недостаточного развития науки. Попытки технического осуществления этих идей начались только в середине ХIХ века. Далее...
Искусственные волокна (нити) — это химические волокна (нити), получаемые химическим превращением природных органических полимеров (например, целлюлозы, казеина, протеинов или морских водорослей).
Многие путают искусственные и синтетические волокна.
Синтетические волокна имеют химический состав, подобный которому не встретить среди природных материалов. Другое дело искусственные волокна.Искусственные волокна получают из полимеров, встречающихся в природе в готовом виде (целлюлоза, белки).
Например, вискоза, это та же целлюлоза, что и в хлопке. Только вискозу прядут из древесных волокон. Далее...
Химическое волокно может быть получено в виде кручёных нитей бесконечной длины (шёлковых нитей) или в виде коротких волокон определённой длины — штапельных волокон.
Штапельное волокно (от нем. Stapel — волокно) — химическое волокно, получаемое разрезанием или разрыванием жгута продольно сложенных элементарных нитей на отрезки длиной 40—70 мм (называются штапели).
Получение штапельного волокна
Для получения штапельного волокна применяются фильеры со значительно большим числом отверстий, чем для прядения нитей искусственного шёлка. Если для получения комплексных нитей применяются фильеры на 24 — 100 отверстий, то при получении штапельного волокна число отверстий в фильере доходит до 2000 — 12000, что обуславливает значительное увеличение производительности прядильной машины. Далее...
Синтетические волокна (нити) — формируют из полимеров, не существующих в природе, а полученных путем синтеза из природных низкомолекулярных соединений.
В качестве исходного сырья для получения синтетических волокон используют продукты переработки газа, нефти и каменного угля (бензол, фенол, этилен, ацетилен...). Вид полученного полимера зависит от вида исходных веществ. По названию исходных веществ дается и название полимеру. Синтетические полимеры получают путем реакций синтеза (полимеризации или поликонденсации) из низкомолекулярных соединений (мономеров). Синтетические волокна формуют либо из расплава или раствора полимера по сухому или мокрому методу.
Производство синтетических волокон развивается более быстрыми темпами, чем производство искусственных волокон. Это объясняется доступностью исходного сырья и разнообразием свойств исходных синтетических полимеров, что позволяет получать синтетические волокна с различными свойствами, в то время как возможности варьировать свойства искусственных волокон очень ограничены, поскольку их формуют практически из одного полимера (целлюлозы или её производных). Далее...
