Глава III. Синтетические волокна

15. Классификация и строение волокон

Все волокна, применяемые для изготовления тканей, делятся на две группы (рис. 9): волокна природные и волокна химические. Первую группу составляют волокна, получаемые непосредственно из природных волокнистых материалов - хлопка, льна, шерсти, шелка и т. п. Химические волокна получаются химическими методами и в свою очередь делятся на две подгруппы - искусственные волокна и синтетические. Искусственные получаются в результате химической обработки природных высокомолекулярных соединений (клетчатки, или целлюлозы), например вискозное и ацетатное волокна.

Рис. 9. Классификация волокон

Синтетические волокна получаются из синтетических высокомолекулярных соединений.

Строение волокон характеризуется упорядоченным, ориентированным вдоль оси волокна расположением линейных молекул (рис. 10). При таком расположении между макромолекулами возникают большие силы взаимного притяжения, что обеспечивает высокую прочность волокна.

Рис. 10. Расположение линейных макромолекул: слева - беспорядочное; справа - упорядоченное, ориентированное вдоль оси волокна

Задача получения волокна заключается, во-первых, в том, чтобы получить вещество с большими линейными молекулами, и, во-вторых, в том, чтобы добиться упорядоченного расположения их вдоль оси волокна.

В высокомолекулярных соединениях, используемых для производства как искусственных, так и синтетических волокон, молекулы расположены беспорядочно. Чтобы молекулы смогли свободно перемещаться и занять новое, упорядоченное положение, должны быть предварительно ослаблены связи между ними. Этого можно достичь растворением вещества или его плавлением. В соответствии с этим существуют два способа получения химических волокон - формование их из раствора и формование из расплава.

Со способом формования волокна из раствора мы познакомились на примере производства вискозного волокна (см. учебник, стр. 356).

Формование из расплава заключается в том, что полимер в расплавленном состоянии продавливается через отверстия фильеры; образующиеся нити охлаждаются и затвердевают, после чего идут на дальнейшую обработку.

Уже при прохождении вещества через фильеру достигается до некоторой степени упорядоченное расположение молекул. Более полная ориентация молекул вдоль оси достигается при последующем вытягивании сформованного волокна.

При получении синтетических волокон иногда используют те же полимеры, что и при получении пластмасс. Готовят, например, волокна из полиэтилена, полистирола и других веществ.

Такие волокна характеризуются в основном той же совокупностью свойств, что и соответствующие пластмассы: они обладают, например, хорошими электроизоляционными свойствами и высокой химической стойкостью.

Однако наиболее распространенными и важными являются другие синтетические волокна. Здесь мы рассмотрим некоторые из таких волокон.

Вопросы и упражнения

46. Чем характеризуется строение волокон?

47. Как достигается упорядоченное расположение молекул в волокнах?

48. Расскажите о производстве искусственного вискозного волокна.