Список тематических статей

Ацетатные волокна

(арнель, ацел, курплета, родиа, трайцел, триальбин, трилан), искусственные волокна, формуемые из ацетатов целлюлозы. Различают триацетатное волокно и собственно ацетатное волокно.

Температура начала распада вторичного ацетата должна быть не ниже 200°С, триацетатане ниже 220°С Содержание в ацетатах свободных кислот (в пересчете на СН₃СООН) и золы не должно превышать соотв. 0,015 и 0,1%.

Получение.

Из ацетатов целлюлозы вырабатывают главным образом комплексную нить, а также жгут (из вторичного ацетата) и в очень небольших количествах – штапельное волокно. Основной метод получения нитей – сухое формование, которое заключается в продавливании раствора ацетата через отверстия фильеры в вертикальную трубу высотой 3-6,5 м (шахту прядильной машины) с циркулирующим в ней подогретым воздухом. Растворитель вторичного ацетата – смесь ацетона с водой (95:5), триацетата – смесь метиленхлорида с этанолом или метанолом (90:10).

Основные стадии процесса:

1) приготовление формовочного раствора, введение в него матирующих агентов или красителей, фильтрование, освобождение от пузырьков воздуха;

2) формование волокна (нити);

3) обработка свежесформованной нити текстилъно-вспомогательными веществами, кручение и другие операции, необходимые для снижения электризуемости нити и облегчения ее дальнейшей переработки.

При формовании нитей из вторичного ацетата целлюлозы 25%-ный раствор, нагретый до 70-80°С, продавливают через отверстия (обычно 12-40) фильеры под давлением около 2,5 МПа. При подаче воздуха по противоточной схеме температура в верхней части шахты составляет 45-55°С, в нижней -75-85 °С, при прямоточной подаче – соответственно 40±2 и 58±2°С. Скорость формования составляет 500-1200 м/мин. Волокно, из которого изготовляют жгут, формуют через фильеры с 70-140 отверстиями со скоростью 500-700 м/мин при температуре в верхней, нижней и средней частях шахты соотв. 50-55, около 80 и около 90°С.

Триацетатную нить получают из ~20%-ных растворов, нагретых до 45-50°С, при давлении около 1,5 МПа и скорости 500-700 м/мин. В случае прямоточной подачи воздуха температура в верхней и нижней частях шахты составляет соотв. 30-35 и 50-70°С.

Условие рентабельности производства ацетатных волокон из растворовеществозможно более полная регенерация растворителя (процесс включает адсорбцию паров растворителя на активном угле, десорбцию и разделение конденсата ректификацией). В небольших количествах триацетатную нить получают также формованием из расплава при 310-320°С и скорости 700-900 м/мин. Метод наиболее экономичен (исключаются стадии приготовления раствора и регенерации растворителя), однако требует применения полимеров с высокой термической устойчивостью.

Мокрое формование ацетатных волокон (продавливание прядильного раствора через отверстия фильеры в жидкость, вызывающую осаждение полимера) используют для получения штапельного и жгутового волокон. В этих случаях потеря производительности, обусловленная низкой скоростью формования (20-25 м/мин), может быть компенсирована применением фильер с большим числом (15-20 тысяч) отверстий. Для формования можно использовать растворы, образующиеся при ацетилировании целлюлозы (так называемые «сиропы»). Несмотря на ряд существенных недостатков (необходимость применения и последующей регенерации больших объемов растворителей, низкая скорость, многостадийность), этот метод целесообразно использовать для получения высокопрочных нитей (последующим омылением и вытягиванием таких нитей может быть, в частности, получен исходный материал для рассасывающихся шовных медицинских нитей).

Методом сухо-мокрого, мокрого или сухого формования, а также формованием пластифицированного полимера с использованием специальных фильер, в отверстиях которых имеются иглы или капилляры, получают ацетатные волокона с непрерывным каналом в центре (полые волокна).

Свойства.

Линейная плотность нитей составляет 5,7-22,2 (чаще 8,3-11,1) текс, жгутов – около 5200 текс (элементарного волокна – 0,36 текс). Прочность нитей – 10-14 сН/текс, относительное удлинение – 20-40%, модуль упругости (при относительной влажности воздуха 65%) – 3-4 ГПа (в мокром состоянии – соответственно 7-8 сН/текс, 30-50% и 1,2-2,0 ГПа). Прочность нитей, полученных мокрым формованием из концентрированных растворов (выше 30%-ных) в смеси CF₃COOH и СН₂С1₂, достигает 30-40 сН/текс при относит. удлинении 6-10% и начальном модуле упругости 13-15 ГПа.

По устойчивости к действию света и других атмосферных факторов ацетатных волокон превосходят хлопок, натуральный шелк, шерсть, гидратцеллюлозные и поликапроамидные волокна, но уступают полиакрилонитрильным и полиэфирным (светостойкость триацетатного волокна заметно выше, чем ацетатного). Ацетатные волокона устойчивы к действию растворителей, применяемых при химической чистке (уайтспирит, трихлор- и тетрахлорэтилен, высших спиртов; незначительно набухают в низших спиртах, растворимы в ацетоне, СН₃СООН и НСООН, диоксане, нитрометане, ДМФА, диметилацетамиде, СН₂С1₂, СНС1₃, разрушаются в концентрированных растворах минеральных кислот и щелочей. По стойкости к действию микроорганизмов и насекомых ацетатные волокона (особенно триацетатные) превосходят природные и гидратцеллюлозные.

Достоинства ацетатных нитей и изделий из них- приятный внеш. вид; по грифу эти нити ближе, чем нити из других хим. волокон, к натуральному шелку. Ткани из А.в. хорошо драпируются; триацетатные ткани, подвергнутые термообработке (1 мин при 210-230 °С на воздухе или 10 мин при 110-130°С в среде водяного пара), несминаемы и формоустойчивы. Максимальная температура глажения ацетатных тканей 180°С, термообработанных триацетатных – 240°С.

Основные недостатки ацетатных волокон: низкая устойчивость к истиранию, электризуемость, малая гигроскопичность (триацетатные ткани), деформируемость (ацетатные ткани). Снижение электризуемости, улучшение гигиенических свойств и некоторое повышение износоустойчивости изделий из триацетатных нитей достигается омылением ацетильных групп на поверхности нитей в щелочной среде.

Применение.

Ацетатные нити используют при изготовлении бельевого трикотажа, тканей для подкладки и штор, изделий детского ассортимента, косынок и других, триацетатные – при изготовлении тканей для платьев, галстуков, купальных костюмов, термообработанные триацетатные – в производстве плиссированных и тисненых изделий. Из текстурированных нитей изготовляют трикотажные изделия.

Жгутовое ацетатное волоконо применяют в производстве сигаретных фильтров, задерживающих 30-50% никотина, до 80% фенола и пирокатехина, 30-40% 3,4-бензпирена (на изготовление жгута расходуется около 20% мирового выпуска ацетатов целлюлозы).

Полое волокно с селективно проницаемыми стенками используют в специальных аппаратах для мембранного разделения растворов и коллоидных систем методами обратного осмоса, ультрафильтрации, диализа. 

Гладкова Наталья