Tehnisko zinātņu doktora, Krievijas Federācijas cienījamā zinātnes darbinieka prof. G. E. Kričevska raksts
Ievads
Šobrīd attīstītākās valstis pāriet uz 6. tehnoloģisko kārtību, un attīstības valstis seko tām. Šis dzīvesveids (postindustriālā sabiedrība) balstās uz jaunām, revolucionārām tehnoloģijām un galvenokārt nano-, bio-, info-, kognitīvajām, sociālajām tehnoloģijām. Šī jaunā civilizācijas attīstības paradigma ietekmē visas cilvēka darbības jomas, ietekmē visas iepriekšējo režīmu tehnoloģijas. Pēdējie nepazūd, bet tiek būtiski pārveidoti un modernizēti. Bet, pats galvenais, kvalitatīvas pārmaiņas ir jaunu tehnoloģiju parādīšanās, to pāreja uz komerciālu līmeni, šo tehnoloģiju produktu un modificētu tradicionālo tehnoloģiju ieviešana civilizēta cilvēka ikdienā (medicīna, visa veida transports, būvniecība , apģērbs, interjera un mājas aksesuāri, sports, armija , saziņas līdzekļi u.c.).
Kričevskis G.E. - profesors, tehnisko zinātņu doktors, Krievijas Federācijas goda darbinieks, UNESCO eksperts, RIA un MIA akadēmiķis, MSR valsts balvas laureāts, Krievijas Nanotehnoloģiju biedrības biedrs.
Šī tektoniskā, tehnoloģiskā nobīde nav apieta šķiedru ražošanas jomu, bez kuras neiztiek ne tikai visu veidu tekstilizstrādājumu ražošana, bet arī daudzi tradicionāli un netradicionāli pielietojuma tehniskie izstrādājumi (kompozīti, medicīniskie implanti, displeji utt.). iespējams.
Stāsts
Šķiedru vēsture ir cilvēces vēsture no primitīvas eksistences līdz mūsdienu postindustriālajai sabiedrībai. Dzīve, kultūra, sports, zinātne, tehnika un medicīna nav iedomājama bez apģērba, mājas interjera un tehniskā tekstila. Bet visi tekstilizstrādājumu veidi neeksistē bez šķiedrām, kas tajā pašā laikā ir tikai izejvielas, bet bez kurām nav iespējams ražot visu veidu tekstilizstrādājumus un citus šķiedras saturošus materiālus.
Interesanti atzīmēt, ka pirms daudziem tūkstošiem gadu, sākot no paleolīta laikmeta beigām (~ 10-12 tūkstoši gadu pirms mūsu ēras) un līdz pat 18. gadsimta beigām, cilvēks izmantoja tikai un vienīgi dabiskās (augu un dzīvnieku) šķiedras. . Un tikai pirmā rūpnieciskā revolūcija (2. tehnoloģiskā kārtība - 19. gadsimta vidus) un, protams, zinātnes un, galvenokārt, ķīmijas un ķīmisko tehnoloģiju sasniegumi, radīja pirmās paaudzes ķīmiskās šķiedras (hidrētu celulozi - vara amonjaks un viskoze). No šī brīža līdz mūsdienām ķīmisko šķiedru ražošana ir ārkārtīgi strauji attīstījusies kvantitatīvā izteiksmē (tās 100 gados apsteidza dabisko šķiedru ražošanu) un vairākās pozīcijās kvalitatīvā ziņā (būtisks patērētāju īpašību uzlabojums). Īsa šķiedru vēsture ir sniegta 1. tabulā, no kuras izriet, ka ķīmisko šķiedru vēsture ir izgājusi trīs posmus, un pēdējais vēl nav beidzies, un trešā, jaunā ķīmisko šķiedru paaudze iet cauri. tās veidošanās. MAZS TERMINOLOĢISKS VIRZIENS
Pastāv neatbilstība krievu (agrāk padomju) un starptautiskajā terminā. Saskaņā ar padomju, krievu terminoloģiju šķiedras tiek sadalītas dabiskajās (augu, dzīvnieku) un ķīmiskajās (mākslīgās un sintētiskās).
Uzdosim sev jautājumu "vai viss, kas mūs ieskauj, nesastāv no ķīmiskiem elementiem un vielām?". Un tāpēc tās ir ķīmiskas, un tāpēc arī dabiskās šķiedras ir ķīmiskas. Ievērojamie padomju zinātnieki, kas ierosināja šo terminu “ķīmiķis”, pirmkārt, bija ķīmiskie tehnologi un ielika šajā terminā tādu nozīmi, ka tos ražo nevis daba (bioķīmija), bet gan cilvēks, izmantojot ķīmiskās tehnoloģijas. Pirmkārt, šajā terminā dominē ķīmiskā tehnoloģija.
Starptautiskā terminoloģija attiecas uz visām mākslīgajām un sintētiskajām šķiedrām (polimēriem) pretstatā dabiskajām (dabiskām) – brīnumainajām, ar cilvēka rokām izgatavotām (mākslīgām) – mākslīgajām šķiedrām. Šī definīcija, manuprāt, ir pareizāka. Attīstoties polimēru ķīmijai un šķiedru ražošanas tehnoloģijām, arī terminoloģija šajā jomā attīstās, tiek pilnveidota un kļūst sarežģītāka. Tiek lietoti tādi termini kā polimēru un nepolimēru šķiedras, organiskās, neorganiskās, nanoizmēra šķiedras, šķiedras, kas pildītas ar nanodaļiņām, kas iegūtas, izmantojot gēnu inženieriju u.c.
Turpināsies terminoloģijas saskaņošana ar progresu 3G šķiedru ražošanā; tas būtu jāievēro gan šķiedru ražotājiem, gan patērētājiem, lai saprastu viens otru.
Jaunas, trešās paaudzes augstas veiktspējas šķiedras (HEF)
Trešās paaudzes šķiedras ar šādām īpašībām ārzemju literatūrā tiek sauktas par HEV - augstas veiktspējas šķiedrām (HPF - High Performance Fibers) un kopā ar jaunajām polimēru šķiedrām ietver oglekļa, keramikas un jauna veida stikla šķiedras.
Trešā, jaunā šķiedru paaudze sāka veidoties 20. gadsimta beigās un turpina attīstīties 21. gadsimtā, un to raksturo paaugstinātas prasības to veiktspējas īpašībām tradicionālos un jaunos lietojumos (aviācijas, automobiļu, citos transporta veidos). , medicīna, sports, militārais , būvniecība). Šīs pielietošanas jomas izvirza paaugstinātas prasības attiecībā uz fizikālajām un mehāniskajām īpašībām, termisko, uguns, bio, ķīmisko un radiācijas izturību.
Šo prasību kopumu nav iespējams pilnībā apmierināt ar 1. un 2. paaudzes dabisko un ķīmisko šķiedru sortimentu. Sasniegumi polimēru ķīmijas un fizikas, cietvielu fizikas un sprāgstvielu sprāgstvielu ražošanā uz šīs bāzes nāk palīgā.
Ir (sintezēti) polimēri ar jaunu ķīmisko struktūru un fizikālo struktūru, kas iegūti ar jaunām tehnoloģijām. Sakarību, cēloņsakarību noteikšana starp šķiedru ķīmiju, fiziku un to īpašībām ir pamatā 3. paaudzes šķiedru radīšanai ar iepriekš noteiktām īpašībām un, galvenais, ar augstu stiepes izturību, izturību pret berzi, lieci, spiedienu, elastību, termiskā un ugunsizturība.
Kā redzams no 1. tabulas, kurā ir attēlota šķiedru vēsture, šķiedru attīstība notiek tā, ka iepriekšējie šķiedru veidi, parādoties jaunām, nepazūd, bet tiek turpināti lietot, bet to nozīme samazinās, palielinās jaunas. Tas ir vēsturiskās dialektikas likums un produktu pāreja no viena tehnoloģiskā režīma uz citu, mainoties prioritātēm. Līdz šim tiek izmantotas visas dabiskās šķiedras, 1. un 2. paaudzes ķīmiskās šķiedras, bet sāk nostiprināties jaunas 3. paaudzes šķiedras.
Sintētisko šķiedru, šķiedru veidojošo polimēru ražošana, tāpat kā lielākā daļa mūsdienu organisko zema un augsta molekulmasa vielu, ir balstīta uz naftas un gāzes ķīmiju. 1. attēla shēmā parādīti daudzi dabasgāzes un naftas primārās un progresīvās pārstrādes produkti līdz šķiedru veidojošiem polimēriem, 2. un 3. paaudzes šķiedrām.
Kā redzat, naftas un dabasgāzes dziļajā apstrādē var iegūt plastmasu, plēves, šķiedras, zāles, krāsvielas un citas vielas.
Padomju laikos tas viss tika ražots, un PSRS ieņēma vadošās (2–5) vietas pasaulē šķiedru, krāsvielu, plastmasas ražošanā. Diemžēl šobrīd visa Eiropa un Ķīna izmanto Krievijas gāzi un naftu, un no mūsu izejvielām tiek ražoti daudzi vērtīgi produkti, tostarp šķiedras.
Pirms ķīmisko šķiedru parādīšanās dabiskās šķiedras (kokvilna) tika izmantotas vairākās tehnikas jomās, kuru stiprības raksturlielumi bija 0,1–0,4 N/tex un elastības modulis 2–5 N/tex.
Pirmajām viskozes un acetāta šķiedrām stiprība nebija augstāka par dabīgajām (0,2–0,4 N/tex), taču līdz 20. gadsimta 60. gadiem to stiprību izdevās paaugstināt līdz 0,6 N/tex un pārrāvuma pagarinājumu līdz 13%. (sakarā ar klasisko tehnoloģiju modernizāciju).
Interesants risinājums tika atrasts Fortisan šķiedras gadījumā: elastomēra acetāta šķiedra tika pārziepjota līdz hidratētai celulozei un tika sasniegta stiprība 0,6 N/tex un elastības modulis 16 N/tex. Šis šķiedras veids darbojās pasaules tirgū laika posmā no 1939. līdz 1945. gadam.
Augsti stiprības rādītāji tiek sasniegti ne tikai šķiedru veidojošo polimēru polimēru ķēžu specifiskās ķīmiskās struktūras dēļ (aromātiskie poliamīdi, polibenzoksazoli u.c.), bet arī īpašas, sakārtotas fizikālās supramolekulāras struktūras (vērpšana no šķidro kristālu stāvokļa) dēļ. ), pateicoties lielai molekulmasai (augsta starpmolekulāro saišu kopējā enerģija), kā tas ir jauna veida polietilēna šķiedru gadījumā.
Tā kā mūsdienu idejas par polimēru materiālu un šķiedru iznīcināšanas mehānismiem jo īpaši tiek samazinātas līdz ķīmisko saišu stipruma attiecībai polimēra galvenajās ķēdēs un starpmolekulārajām saitēm starp makromolekulām (ūdeņradis, van der Vāls, hidrofobās, jonu). u.c.), spēle spēka palielināšanai notiek divās frontēs: augstas stiprības vienas kovalentās saites ķēdē un liela kopējo starpmolekulāro saišu izturība starp makromolekulām.
Poliamīda un poliestera šķiedras ienāca pasaules tirgū (DuPont) 1938. gadā un joprojām atrodas tajā, ieņemot milzīgu nišu tradicionālajos tekstilizstrādājumos un daudzās tehnoloģiju jomās. Mūsdienu poliamīda šķiedrām ir stiprība 0,5 N/tex un elastības modulis 2,5 N/tex, poliestera šķiedrām ir līdzīga izturība un augstāks elastības modulis 10 N/tex.
Šo šķiedru stiprības raksturlielumu turpmāku palielināšanu esošo tehnoloģiju ietvaros nebija iespējams realizēt.
No šķidro kristālu stāvokļa veidotu para-aramīda šķiedru ar stiprības raksturlielumiem (stiprība 2 n/tex un elastības modulis 80 n/tex) sintēzi un ražošanu uzsāka DuPont 20. gadsimta 60. gados.
Pagājušā gadsimta pēdējās desmitgadēs oglekļa šķiedras ar izturību ~ 5 hPa (~ 3 N/tex) un elastības moduli 800 hPa (~ 400 N/tex), jaunās paaudzes stikla šķiedras (stiprība ~ 4 hPa, 1,6 N/tex), elastības modulis 90 hPa (35 N/tex), keramikas šķiedras (stiprība ~3 hPa, 1 N/tex), elastības modulis 400 hPa (~100 N/tex).
1. tabula Šķiedru vēsture
| *Preces Nr.** | *šķiedras veids** | *Lietošanas laiks** | Tehnoloģiskā kārtība | Pielietojuma zona |
|---|---|---|---|---|
| es | DABISKI - DABĪGI | |||
| 1a | Dārzeņi: kokvilna, lins, kaņepes, rāmija, sizals utt. | Apgūts pirms 10-12 tūkstošiem gadu; lietots līdz šim | Visa pirmsindustriālā tehnoloģiskā un visa rūpnieciskā tehnoloģiskā | Apģērbs, mājas, sports, medicīna, armija, ierobežotas tehnoloģijas utt. |
| 1b | Dzīvnieki: vilna, zīds | |||
| II | ĶĪMISKĀS LĪDZEKĻAS - CILVĒKU RADĪTS | |||
| 1 | 1. paaudze | |||
| 1a | Mākslīgais: hidratēta celuloze, vara amonjaks, viskoze | 19. gadsimta beigas – 20. gadsimta 1. puse, līdz mūsdienām | 1.–6. tehnoloģiskie režīmi | Apģērbs, mājas, sports, medicīna, tehnika ierobežota |
| 1b | Acetāts | |||
| 2 | 2. paaudze | |||
| 2a | Mākslīgais: liocels (hidratēta celuloze) | 20. gadsimta 4. ceturksnis līdz mūsdienām | 4.–6. tehnoloģiskie režīmi | Apģērbs, zāles utt. |
| 2b | Sintētiskais: poliamīds, poliesteris, akrils, polivinilhlorīds, polivinilspirts, polipropilēns | 20. gadsimta 30. - 70. gadi līdz mūsdienām | Apģērbs, māja, tehnika utt. | |
| 3 | 3. paaudze | |||
| 3a | Sintētiskie: aromātiskie (para-, meta-) poliamīdi, augstas molekulmasas polietilēns, polibenzoksazols, polibenzimidazols, ogleklis | 5.–6. tehnoloģiskie režīmi | Tehnoloģija, medicīna | |
| 3b | Neorganiskā: jauna veida stikla šķiedras, keramika | 20. gadsimta beigas - 21. gadsimta sākums | 6. tehnoloģiskais režīms | Tehnika |
| 3c | Nanozētas un nanopildītas šķiedras |
3. paaudzes ķīmiskās šķiedras ārzemju literatūrā tiek dēvētas ne tikai par ļoti efektīvām (HEW), bet arī par polifunkcionālām, gudrām. Visi šie un citi nosaukumi, termini nav precīzi, strīdīgi, katrā ziņā nav zinātniski. Jo visas esošās gan dabiskās, gan ķīmiskās šķiedras, protams, vienā vai otrā pakāpē ir gan ļoti efektīvas, gan daudzfunkcionālas, nevis stulbas. Ņemiet vismaz dabīgās kokvilnas, lina, vilnas šķiedras, tad neviena ķīmiskā šķiedra nevar pārspēt to augstās higiēniskās īpašības (tās elpo, absorbē sviedru, un lini joprojām ir bioloģiski aktīvi). Visām šķiedrām ir nevis viena, bet vairākas funkcijas (polifunkcionālas). Kā redzat, iepriekš minētie termini ir ļoti patvaļīgi.
VEV fizikālās un mehāniskās īpašības
Tā kā jaunās paaudzes šķiedru galvenās izmantošanas jomas (riepu kords, kompozītmateriāli lidmašīnām, raķetēm, automobiļiem, celtniecība) izvirza augstas prasības šķiedru īpašībām un, galvenokārt, fizikālajām un mehāniskajām īpašībām, mēs sīkāk pakavēsimies pie šīm VEV īpašībām.
Kādas fizikālās un mehāniskās īpašības ir svarīgas jaunām šķiedru izmantošanas jomām: stiepes izturība, nodilumizturība, spiedes izturība, vīšanas izturība. Tajā pašā laikā ir svarīgi, lai šķiedras izturētu vairākas (cikliskas) deformācijas, kas ir atbilstošas šķiedras saturošu izstrādājumu darbības apstākļiem. 2. attēlā ļoti uzskatāmi parādīta fizikālo un mehānisko īpašību (stiepes izturība, elastības modulis) prasību atšķirība, kas uzliek šķiedrām trīs izmantošanas jomas: tradicionālos tekstilizstrādājumus, tradicionālos tehniskos tekstilizstrādājumus un jaunas pielietojuma jomas tehnoloģijā.
Kā redzams, prasības attiecībā uz šķiedru stiprības īpašībām no jauniem un tradicionāliem lietojumiem ievērojami pieaug, un šī tendence turpināsies līdz ar šķiedru lietojumu paplašināšanos. Spilgts piemērs ir kosmiskais lifts, par kuru jau tagad runā ne tikai zinātniskās fantastikas rakstnieki, bet arī inženieri. Un šo projektu var realizēt tikai izmantojot lieljaudas kabeļus, kas izgatavoti no 3. paaudzes nanošķiedrām un zirnekļa zīda šķiedrām (izturīgākas par tērauda diegu).
2. attēls
Paskaidrojumi 2. att.: Elastības modulis un stiepes izturība ir novērtēti vienās un tajās pašās vienībās. Elastības modulis ir materiāla stingrības mērs, ko raksturo izturība pret elastīgo deformāciju attīstību. Šķiedrām tā ir definēta kā sākotnējā lineārā attiecība starp slodzi un pagarinājumu. Den (denjē) - vītnes (šķiedras) lineārā blīvuma mērvienība = 1000 metru masa teksā - šķiedras (vītnes) lineārā blīvuma mērvienība (ārpussistēmas) = g / km .
2. tabulā parādīti dažādu šķiedru, tostarp spēcīgo sprāgstvielu, fizikālo un mehānisko īpašību salīdzinošie raksturlielumi.
2. tabula. Dažādu šķiedru fizikālo un mehānisko īpašību salīdzinošie raksturlielumi
Jāpatur prātā, ka fizikālās un mehāniskās īpašības jāvērtē nevis pēc viena rādītāja, bet vismaz pēc divu rādītāju kombinācijas, t.i. stiprība un elastība dažāda veida deformācijas ietekmē.
Tātad saskaņā ar 2. tabulas datiem tērauda vītne iegūst elastību, bet zaudē īpatnējo blīvumu (ļoti smags). Ņemot vērā visus rādītājus kopumā, jūs varat izvēlēties šķiedru izmantošanas jomas. Tātad kosmosa lifta kabelim jābūt ne tikai īpaši izturīgam, bet arī vieglam.
Ložu necaurlaidīgās vestes audumam jābūt vieglam, elastīgam (drapejamība) un jāspēj slāpēt lodes kinētisko enerģiju (atkarīgs no sprādziena enerģijas, t.i., spējas izkliedēt enerģiju). Sacīkšu automobiļu kompozītmateriālam jābūt vienlaikus triecienizturīgam un vieglam; drošības jostām jābūt izgatavotām no augstas stiprības šķiedrām ar augstu elastību.
Var turpināt prasības attiecībā uz šķiedru fizikālajām un mehāniskajām īpašībām kā kopumu, divu vai vairāku indikatoru kombināciju. Šo īpašību un faktoru kopumu formulē lietotājs, pamatojoties uz šķiedras saturošu izstrādājumu darbības apstākļiem. Izsekosim šķiedru paaudžu maiņai uz riepas kordu piemēra, kura fizikālajiem un mehāniskajiem raksturlielumiem prasības visu laiku pieaug.
Kad parādījās pirmās automašīnas (1900), kokvilnas dzija tika izmantota kā riepu kords; līdz ar viskozes viskozes šķiedru parādīšanos laika posmā no 1935. līdz 1955. gadam. tie ir pilnībā nomainījuši kokvilnu. Savukārt poliamīda šķiedras (dažādu veidu neilons) aizstāja viskozes šķiedras. Bet pat klasiskās poliamīda šķiedras mūsdienās neatbilst autobūves prasībām attiecībā uz izturības īpašībām, īpaši attiecībā uz riepām smagajam transportam, aviācijai. Tāpēc poliamīda aukla mūsdienās ir aizstāta ar tērauda vītnēm.
Komerciālo poliamīda un poliestera šķiedru maksimālā izturība sasniedz ~ 10 g/den (~ 1 GPa, ~ 1 N/tex). Vidēji augstas stiprības un elastības kombinācija nodrošina augstu pārrāvuma enerģiju (pārraušanas darbu) un augstu izturību pret atkārtotām trieciena deformācijām. Tomēr šīs poliamīda un poliestera šķiedru īpašības neatbilst noteiktu jaunu šķiedru lietojumu prasībām.
Piemēram, poliamīda un poliestera šķiedras, pateicoties lielam stingrības pieaugumam pie lielas deformācijas ātruma, neļauj tās izmantot pretbalistiskajos izstrādājumos.
Tajā pašā laikā poliestera šķiedras ir ļoti piemērotas augstas stiprības zvejas rīkiem (virvēm, virvēm, tīkliem utt.), jo tām ir raksturīga salīdzinoši augsta izturība un hidrofobitāte (ūdens nav samitrināta); virves, kas izgatavotas no poliestera šķiedrām, tiek izmantotas uz urbšanas iekārtām darbam dziļumā līdz 1000–2000 m, kur tās spēj izturēt līdz 1,5 tonnu slodzi.
Augstas stiprības un augsta elastības moduļa kombināciju nodrošina trīs sprāgstvielu grupas: 1. uz aramīdu bāzes, augstas molekulmasas polietilēns, citi lineāri polimēri, oglekļa šķiedras; 2. neorganiskās šķiedras (stikls, keramika); 3. pamatojoties uz termoreaktīviem polimēriem, kas veido trīsdimensiju sieta struktūru.
VEV pamatā ir lineāri polimēri
Pirmā VEV grupa ir balstīta uz lineāriem (1D dimensijas) polimēriem, un vienkāršākais no tiem ir polietilēns.
Jau 1930. gadā Štaudingers ierosināja ideālu supramolekulārās struktūras modeli materiāliem, kas izgatavoti no lineāriem polimēriem, nodrošinot augstu elastības moduli gar galvenajām ķēdēm (11000 kg/mm2) un tikai 45 kg/mm2 starp makromolekulām, kuras saistīja van der Vāls. spēkus.
3. attēls. Ideāla lineāra polimēra fizikālā struktūra pēc Štaudingera.
Kā redzams (3. att.), struktūras izturību nosaka makromolekulu ķēžu pagarinājums un augstā orientācija pa šķiedras asi.
Šķiedru ražošanas tehnoloģija (vērpšanas šķīduma un kausējuma stāvoklis, vilkšanas apstākļi) jāprojektē tā, lai neveidotos makromolekulu krokas. Šķiedru veidojošie polimēri ar noteiktu makromolekulu ķīmisko struktūru jau šķīdumā veido iegarenas, orientētas struktūras, kas apvienotas blokos (šķidros kristālos). Veidojot šķiedras no šāda stāvokļa, pastiprinātas ar augstu stiepes pakāpi, veidojas struktūra, kas ir tuvu ideālam pēc Štaudingera (3. att.). Šo tehnoloģiju pirmo reizi ieviesa DuPont (ASV) Kevlar šķiedru ražošanā, kuras pamatā ir poliparaaramīds un polifenilēntereftalamīds. Šajās augstas stiprības šķiedrās aromātiskie gredzeni ir saistīti ar amīdu grupām.
Ciklu klātbūtne ķēdē nodrošina elastību, un amīdu grupas veido starpmolekulāras ūdeņraža saites, kas ir atbildīgas par stiepes izturību.
Pēc līdzīgas tehnoloģijas (šķidro kristālu stāvoklis šķīdumā, augsta izstiepšanās pakāpe formēšanas laikā, VEV ražo no dažādiem polimēriem dažādos uzņēmumos, dažādās valstīs ar dažādiem tirdzniecības nosaukumiem: Technora (Taijin, Japāna), Vectran (Gelanese, ASV), Tverlana, Terlona (PSRS, Krievija), Mogelan-HSt un citi.
Oglekļa šķiedras un grafēna slāņi
Dabā nav lielu 2D dimensiju molekulu. Monofunkcionālas molekulas reakcijās dod maza izmēra molekulas; bifunkcionāli dod lineārus (1D-dimensijas) polimērus; trīs un vairāk funkcionāli reaģenti veido 3D dimensijas, tīklveida šķērssavienojuma struktūras (termoplastu). Tikai to saišu virziena īpašā ģeometrija, kuras var veidot oglekļa atomi, noved pie slāņainām molekulām. Grafēns, heksonāls, plakans oglekļa atomu tīkls, ir pirmais šādas struktūras piemērs.
Oglekļa šķiedras parasti iegūst, augstā temperatūrā apstrādājot (plaisājot) organiskās šķiedras (celuloze, poliakrilnitrils) zem stiepes. Tiek iegūtas spēcīgas, elastīgas šķiedras, kurās viendimensionāli slāņi ir orientēti paralēli šķiedras asij.
3D tīkla struktūras
Polimērus ar 3D tīkla struktūru parasti dēvē par termoplastiem, jo tie veidojas polifunkcionālu monomēru termokatalītiskās kondensācijas reakcijās.
3D termoplastu var iegūt šķiedru veidā. Šādas šķiedras, kurām ir karstumizturība, neatšķiras ar augstu izturību. Šādu šķiedru piemēri ir šķiedras, kuru pamatā ir melamīna-formaldehīda un fenola-aldehīda polimēri*.
Neorganiskās 3D dimensijas sieta struktūras (stikls un keramika) un šķiedras uz to bāzes, kā arī uz metālu oksīdu un karbīdu bāzes raksturo augsta izturība, elastība, termiskā un ugunsizturība.
- Vilnas šķiedras galvenais polimērs – keratīns – arī ir retikulēts, rets, šķērssaistīts dabīgs polimērs. Atšķiras ar unikālām elastīgām īpašībām (izturība pret saspiešanu). Lineāra celulozes polimēra šķērssavienojums ar retām šķērssaistēm nodrošina šķiedrai un audumiem no tās izturību pret drupināšanu, kas celulozes šķiedrām sākotnēji nepiemīt. Tomēr tas samazina (~15%) stiepes izturību un nodilumu.
4.–10. attēlā parādīti EEW salīdzinošie fizikālie un mehāniskie raksturlielumi.
3. tabulā parādīti dabisko un ķīmisko šķiedru galvenie darbības raksturlielumi.
4. attēls. Slodzes pagarinājuma līknes parastajām šķiedrām un ERW.
5. attēls. Saistība starp EEV īpatnējo stiprību un elastības moduli.
6. attēls. Stiprības masas atkarība no stiprības/tilpuma HEV.
8. attēls. Slodzes-stiepes līknes kompozītam, kura pamatā ir HEV epoksīda matricā.
9. attēls. Pārrāvuma garums kilometros EW.
10. attēls VEV. Galvenās izmantošanas jomas.
3. tabula. Dabisko un mākslīgo šķiedru (Hērla) galvenie ekspluatācijas raksturlielumi.
| № | šķiedras veids | Blīvums g/cm3 | Mitrums, pie 65% mitruma | Kušanas temperatūra, ° С | Stiprums, N/tex | Elastības modulis, N/tex | Pārtraukums darbā, J/g | Pārrāvuma pagarinājums, % |
| 1 | Kokvilna | 1,52 | 7 | 185* | 0,2–0,45 | 4–7,5 | 5–15 | 6–7 |
| 2 | Veļa | 1,52 | 7 | 185* | 0,54 | 18 | 8 | 3 |
| 3 | Vilna | 1,31 | 15 | 100**/300* | 0,1–0,15 | 2–3 | 25–40 | 30–40 |
| 4 | Dabīgais zīds | 1,34 | 10 | 175* | 0,38 | 7,5 | 60 | 23 |
| 5 | Viskoze | 1,49 | 13 | 185* | 0,2–0,4 | 5–13 | 10–30 | 7–30 |
| 6 | Poliamīds | 1,14 | 4 | 260*** | 0,35–0,8 | 1,–5 | 60–100 | 12–25 |
| 7 | Poliesters | 1,93 | 0,4 | 258 | 0,45–0,8 | 7,–13 | 20–120 | 9–13 |
| 8 | Polipropilēns-jauns | 0,91 | 0 | 165 | 0,6 | 6 | 70 | 17 |
| 9 | n-aramīds | 1,44 | 5 | 550* | 1,7–2,3 | 50–115 | 10–40 | 1,5–4,5 |
| 10 | m-aramīds | 1,46 | 5 | 415* | 0,49 | 7,5 | 85 | 35 |
| 11 | Vectran | 1,4 | < 0,1 | 330 | 2–2,5 | 45–60 | 15 | 3,5 |
| 12 | HMPE | 0,97 | 0 | 150 | 2,5–3,7 | 75–120 | 45–70 | 2,9–3,8 |
| 13 | PBO | 1,56 | 0 | 650* | 3,8–4,8 | 180 | 30–90 | 1,5–3,7 |
| 14 | Ogleklis | 1,8–2,1 | 0 | >2500 | 0,4–3,9 | 20–370 | 4–70 | 0,2–2,1 |
| 15 | stikls | 2,5 | 0 | 1000–12000**** | 1–2,5 | 50–60 | 10–70 | 1,8–5,4 |
tabulas turpinājums. 3
| 16 | Keramikas | 2,4–4,1 | 0 | >1000 | 0,3–0,95 | 55–100 | 0,5–9 | 0,3–1,5 |
| 17 | Ķīmijizturīgs | 1,3–1,6 | 0–0,5 | 170–375***** | 0–0,65 | 0,5–5 | 15–80 | 15–35 |
| 18 | karstumizturīgs | 1,25–1,45 | 5–15 | 200–500**** | 0,1–1,3 | 2,5–9,5 | 10–45 | 8–50 |
- - iznīcināšana; ** - mīkstināšana; *** - neilonam 66, neilonam 6 - 216°; **** - sašķidrināšana;
***** - temperatūras dakša
VEV ekonomika
Pagājušā gadsimta 50. gados poliamīda un poliestera šķiedras bija burtiski "brīnums" patērētājam, kurš bija izsalcis pēc tekstilizstrādājumu pārpilnības ar jaunām īpašībām. Pēc šāda veida šķiedru rūpnieciskās izstrādes, ko veica pasaulē lielākais ķīmiskais koncerns DuPont (ASV), visas attīstīto kapitālistisko valstu vadošās ķīmijas firmas steidzās pēc tām un sāka ražot šādas šķiedras ar dažādiem nosaukumiem.
Malā nepalika arī PSRS ķīmiskā rūpniecība, kas par atskaites punktu ņēma viena veida poliamīda šķiedru - kapronu uz polikaproamīda bāzes. Šī tehnoloģija tika eksportēta no Vācijas 1945. gadā, lai veiktu labojumus.Ievērojamais padomju polimēru zinātnieks profesors Zakhars Aleksandrovičs Rogovins piedalījās Vācijas rūpnīcu demontāžā, kas ražoja šo šķiedru ar nosaukumu Perlon. Kopā ar padomju zinātnieku un inženieru grupu viņš izveidoja kaprona ražošanu vairākās rūpnīcās dažādās PSRS pilsētās (Klinā, Kaļiņinā (Tverā)).
Poliestera šķiedras, kuru pamatā ir polietilēntereftalāts, PSRS tika ražotas plašā mērogā ar zīmolu Lavsan - Zinātņu akadēmijas augsta moduļa savienojumu laboratorijas saīsinājumu. Šīs divas šķiedras ir kļuvušas par galvenajām vairāku tonnāžu šķiedrām un joprojām tādas ir pasaulē. Šīs šķiedras ļoti plaši izmanto atsevišķi vai jauktas ar citām šķiedrām gan apģērbu ražošanā, gan mājas tekstila ražošanā, gan tehniskajā sektorā.
Šķiedru ražošanas un patēriņa globālā bilance 2010. gadā parādīta 11. attēlā.
11. attēls.
12. attēls.
Poliesters. 2000 - 19,1 milj.t;
2010. gads - 35 milj.t;
2020. gads - 53,4 milj.t.
Kokvilna. 2000 - 20 miljoni tonnu;
2010. gads - 25 milj.t;
2020. gads - 28 miljoni tonnu.
13. attēls.
14. attēls.
15. attēls.
16. attēls.
17. attēls.
18. attēls.
Pirms pāriet uz VEV ekonomiku, teiksim, kā tika veidota cenu un investīciju politika poliamīda un poliestera šķiedru ražošanai. Tirgū ienākšanas sākumā (20. gs. 30.-40. gados) poliamīda un poliestera šķiedras bija vairākas reizes dārgākas nekā dabiskās kokvilnas un pat vilnas šķiedras. Tam šobrīd ir grūti noticēt, kad aina ir pretēja un atbilst reālajai šo šķiedru ražošanas izmaksu attiecībai. Bet tā bija absolūti pareizā cenu politika, kas raksturīga potenciāli masveida produkta ienākšanai tirgū. Šī cenu politika ļauj ievērojamus ieņēmumus novirzīt turpmākiem pētījumiem par jaunu šķiedru veidu, tostarp EVW, ražošanas attīstību un uzlabošanu. Pašlaik poliamīda un poliestera šķiedras plašā mērogā ražo daudzi uzņēmumi daudzās valstīs. Šāda konkurence, lielās šo šķiedru tirāžas ir novedušas pie cenas diezgan tuvu pašizmaksai.
Cita, sarežģītāka situācija ir EW ekonomikas gadījumā. DuPont, uzsākot pētījumus aromātisko poliamīdu jomā, kā rezultātā no tiem tika izveidotas Kevlar šķiedras (uz n-poliaramīda bāzes), sākotnēji tās koncentrēja uz riepu kordu tirgu.
Smago un ātrgaitas transportlīdzekļu izskats, smagas lidmašīnas prasīja augstas stiprības vadu; šīm prasībām neatbilda ne tikai kokvilnas un viskozes šķiedras, bet arī daudz stiprākas poliamīda un poliestera šķiedras.
Akorda stiprības palielināšana proporcionāli palielināja riepu kalpošanas laiku ("nobraukumu") un ietaupīja šķiedru patēriņu kordu ražošanai.
Kevlars un citi augstas stiprības VEV tiek izmantoti speciālajām riepām (sacīkšu automašīnām, smagajām piekabēm). Ņemot vērā to patēriņa tirgus specifiku, VEV tiek ražoti pēc pasūtījuma nelielās partijās, neliels skaits ražotāju, izmantojot daudz sarežģītāku tehnoloģiju (daudzpakāpju sintēze, dārgas izejvielas, sarežģīta liešanas tehnoloģija, augsta stiepes pakāpe, eksotiski šķīdinātāji, zems formēšanas ātrums) un, protams, par augstām cenām. Taču tās tehnoloģiju jomas, kurās tiek izmantoti VEV (lidmašīnas, raķešu zinātne), var atļauties patērēt šķiedras par augstām cenām, kas ir nepieņemami apģērbu un mājas tekstilizstrādājumu ražošanā.
Visbiežāk izmantoto sprāgstvielu ražošana sasniedz ~ 10 tūkstošus tonnu gadā, augsti specializēto 100 tonnu gadā vai mazāk (19. att.).
19. attēls.
Izņēmums ir VEV, kuru pamatā ir augstas molekulmasas polietilēns, jo gan pati izejviela (etilēns), gan polimērs tiek ražoti, izmantojot labi zināmu salīdzinoši vienkāršu tehnoloģiju. Tikai polimerizācijas stadijā ir nepieciešams nodrošināt polimēra veidošanos ar augstu molekulmasu, kas nosaka šāda veida šķiedras lieliskās fizikālās un mehāniskās īpašības. EV cenas pasaules tirgū ir augstas, taču tās ir ļoti atšķirīgas un ir atkarīgas no daudziem faktoriem (šķiedras smalkums, stiprums, dzijas veids utt.) no tirgus apstākļiem (izejvielas). Tāpēc dažādos avotos sastopamas lielas cenu svārstības (4. tabula). Tātad oglekļa šķiedrām cena svārstās no 18 DS/kg līdz 10 000 DS/kg.
Ir daudz grūtāk prognozēt EV cenu izmaiņu dinamiku nekā lielas tonnāžas tradicionālajām šķiedrām (gadā tiek saražoti desmitiem miljonu tonnu), un investīcijas lielas tonnāžas EV ražošanā ir ļoti riskants bizness. Ietilpīgākais EV tirgus ir jaunas paaudzes kompozītmateriālu ražošana un patēriņš, kas katalizē darbu, lai uzlabotu EV ražošanas tehnoloģiju.
Pagaidām jaunas ražotnes VEV ražošanai netiek būvētas, bet tās tiek ražotas esošajās rūpnīcās uz īpašām pilotstacijām un līnijām.
Protams, armija, sports, medicīna (implanti), celtniecība un, protams, aviācija un aeronautika ir reāli un potenciālie EW lietotāji. Tādējādi lidmašīnas svara samazinājums par 100 kg jaunas paaudzes vieglo un izturīgo kompozītmateriālu dēļ samazina ikgadējās degvielas izmaksas par 20 000 DS uz vienu lidmašīnu.
Visām inovācijām pastāv investīciju risks, bet bez riska nav panākumu. Tikai studentu projektā var precīzi aprēķināt biznesa plānu. Papīrs visu izturēs.
Pasaulslavenās autobūves kompānijas Honda dibinātājs Soičiro Honda par to teica labi: “Atcerieties, ka panākumus var gūt ar atkārtotu izmēģinājumu un kļūdu palīdzību. Patiesie panākumi ir 1% jūsu smagā darba un 99% neveiksmju rezultāts. Protams, tā ir hiperbola, bet nav tālu no patiesības.
4. tabula Dažādu EEV cenas salīdzinājumā ar poliestera tehniskajām šķiedrām
| №№ | Šķiedras veids | Cena DS/kg |
| 1 | 2 | 3 |
| 1. | Poliesters | 3 |
| 2. | Augsta moduļa polimēru šķiedras | |
| n-aramīds | 25 | |
| m-aramīds | 20 | |
| augstas molekulmasas polietilēns | 25 | |
| Vectran | 47 | |
| Zilons (polibenzoksazols PBO) | 130 | |
| Tensilons (SSPE) | 22–76 | |
| 3. | oglekļa šķiedras | |
| pamatojoties uz PAN šķiedrām | 14–17 | |
| pamatojoties uz naftas piķi (parastais) | 15 | |
| pamatojoties uz naftas piķi (augsts modulis) | 2200 | |
| pamatojoties uz oksidētām akrila šķiedrām | 10 |
4. tabulas turpinājums
| 1 | 2 | 3 |
| 4. | Stikla šķiedras | |
| E-tips | 3 | |
| S-2-tipa | 15 | |
| Keramikas | ||
| SiC sugas: Nicolan NI, Tyrinno Lox-M, ZM | 1000–1100 | |
| stohometriskais tips | 5000–10000 | |
| Alumīnija tipa | 200–1000 | |
| bora tipa | 1070 | |
| 5. | Karstumizturīgs un ķīmiski izturīgs | |
| PEEK | 100–200 | |
| Termoplastika Basofil | 16 | |
| Termoplastika Kynol | 15–18 | |
| PBI | 180 | |
| PTFE | 50 |
Mūsdienu šķiedru veidu (poliestera, poliamīda, akrila, polipropilēna un, protams, VEV) ražošana Krievijas Federācijā ir ārkārtīgi pamatota, ņemot vērā milzīgas dabisko izejvielu (naftas, gāzes) rezerves šķiedru un šķiedru ražošanai. to lielā vajadzība modernizēt ievērojamu skaitu nozaru (naftas, gāzes pārstrādes, tekstila, kuģubūves, autobūves). Puse pasaules (izņemot ASV, Kanādu, Latīņameriku) šim visam izmanto mūsu izejvielas un pārdod mums tās ar augstu pievienoto vērtību. Jaunās paaudzes ķīmisko šķiedru ražošana var spēlēt lokomotīves lomu vietējās rūpniecības attīstībā, kļūstot par vienu no svarīgiem Krievijas Federācijas nacionālās drošības faktoriem.
Atsauces:
- G.E. Kričevskis. Nano-, bio-, ķīmiskās tehnoloģijas un jaunas paaudzes šķiedru, tekstilizstrādājumu un apģērbu ražošana. M., Izvestija, 2011, 528 lpp.
- Augstas veiktspējas šķiedras. Hērla J.W.S. (red.). Woodhead Publishing Ltd, 2010, 329. lpp.
militārie tekstilizstrādājumi. Rediģējis E Wilusz, ASV armijas Natika karavīru centrs, ASV. Woodhead Publishing Series in Textiles. 2008, 362 rubļi
- PCI šķiedras. Šķiedru ekonomika pastāvīgi mainīgās pasaules perspektīvas konferencē. www.usifi.com/…look_2011pdf
Saīsinājums šķiedru nosaukumā
| Angļu | krievu valoda |
| Carbone HS | ogleklis |
| HPPE | augstas stiprības polietilēns |
| Aramīds | aramīds |
| E-S-Stikls | stikls |
| Tērauds | tērauda |
| Poliamīds | poliamīds |
| PBO | polibenoseksazols |
| polipropilēns | polipropilēns |
| Poliesters | poliesters |
| Keramikas | keramikas |
| Bors | uz bora bāzes |
| Kevlars 49,29,149 | aramīds |
| Nomex | m-aramīds |
| Likra | elastomērs poliuretāns |
| teflons | politetrafluoretilēns |
| Alumīnijs | pamatojoties uz alumīnija savienojumiem |
| Para-aramīds | p-aramīds |
| m-aramīds | m-aramīds |
| Dineēma | augstas molekulmasas polietilēns HMPE |
| Kokvilna | kokvilna |
| Akrils | akrils |
| Vilna | vilna |
| Neilons | poliamīds |
| Celulozes | mākslīgā celuloze |
| PP | polipropilēns |
| PPS | polifenilēnsulfīds |
| PTFE | politetrafluoretilēns |
| Cermel | poliaramidimīds |
| PEEK | poliēterketons |
| PBI | polibenzimidazols |
| P-84 | poliarimīds |
| Vectran | aromātisks poliesters |
Saistītie materiāli
- "Citi autora materiāli mūsu vietnē":
19. gadsimts iezīmējās ar svarīgiem atklājumiem zinātnē un tehnoloģijā. Straujš tehniskais uzplaukums skāra gandrīz visas ražošanas jomas, daudzi procesi tika automatizēti un pārcelti uz kvalitatīvi jaunu līmeni. Tehniskā revolūcija neapgāja arī tekstilrūpniecību - 1890. gadā Francijā pirmo reizi tika iegūta šķiedra, kas izgatavota, izmantojot ķīmiskas reakcijas. Ar šo notikumu sākās ķīmisko šķiedru vēsture.
Ķīmisko šķiedru veidi, klasifikācija un īpašības
Saskaņā ar klasifikāciju visas šķiedras ir sadalītas divās galvenajās grupās: organiskās un neorganiskās. Organiskās šķiedras ietver mākslīgās un sintētiskās šķiedras. Atšķirība starp tām ir tāda, ka mākslīgie tiek veidoti no dabīgiem materiāliem (polimēriem), bet ar ķīmisku reakciju palīdzību. Sintētiskās šķiedras kā izejvielas izmanto sintētiskos polimērus, savukārt audumu iegūšanas procesi būtībā neatšķiras. Neorganiskās šķiedras ietver minerālšķiedru grupu, ko iegūst no neorganiskām izejvielām.
Kā izejvielas mākslīgajām šķiedrām izmanto hidratēto celulozi, celulozes acetātu un proteīna polimērus, bet sintētiskajām šķiedrām izmanto karboķēdes un heteroķēdes polimērus.
Sakarā ar to, ka ķīmisko šķiedru ražošanā tiek izmantoti ķīmiskie procesi, šķiedru īpašības, galvenokārt mehāniskās, var mainīt, izmantojot dažādus ražošanas procesa parametrus.
Galvenās ķīmisko šķiedru atšķirīgās īpašības, salīdzinot ar dabiskajām, ir:
- augsta izturība;
- spēja stiept;
- stiepes izturība un dažādu stiprību ilgstošas slodzes;
- izturība pret gaismu, mitrumu, baktērijām;
- pretestība krokām.
Daži īpašie veidi ir izturīgi pret augstām temperatūrām un agresīvu vidi.
GOST ķīmiskie pavedieni
Saskaņā ar Viskrievijas GOST ķīmisko šķiedru klasifikācija ir diezgan sarežģīta.
Mākslīgās šķiedras un pavedieni saskaņā ar GOST ir sadalīti:
- mākslīgās šķiedras;
- mākslīgie pavedieni auklas audumam;
- mākslīgie pavedieni tehniskajiem izstrādājumiem;
- Tehniskie pavedieni auklai;
- mākslīgie tekstila pavedieni.
Sintētiskās šķiedras un diegi savukārt sastāv no šādām grupām: sintētiskās šķiedras, sintētiskie pavedieni kordu audumam, tehniskajiem izstrādājumiem, plēves un tekstila sintētiskie pavedieni.
Katrā grupā ietilpst viena vai vairākas apakšsugas. Katrai pasugai katalogā ir savs kods.
Ķīmisko šķiedru iegūšanas, ražošanas tehnoloģija
Ķīmisko šķiedru ražošanai ir lielas priekšrocības salīdzinājumā ar dabīgajām šķiedrām:
- pirmkārt, to ražošana nav atkarīga no sezonas;
- otrkārt, pats ražošanas process, lai arī diezgan sarežģīts, ir daudz mazāk darbietilpīgs;
- treškārt, tā ir iespēja iegūt šķiedru ar iepriekš iestatītiem parametriem.
No tehnoloģiskā viedokļa šie procesi ir sarežģīti un vienmēr sastāv no vairākiem posmiem. Vispirms tiek iegūta izejviela, pēc tam to pārvērš īpašā vērpšanas šķīdumā, pēc tam tiek veidotas un pabeigtas šķiedras.
Šķiedru veidošanai tiek izmantotas dažādas metodes:
- slapjas, sausas vai sausi mitras javas izmantošana;
- metāla folijas griešanas pielietošana;
- zīmēšana no kausējuma vai dispersijas;
- zīmēšana;
- saplacināšana;
- gēla formēšana.
Ķīmisko šķiedru pielietošana
Ķīmiskajām šķiedrām ir ļoti plašs pielietojums daudzās nozarēs. To galvenā priekšrocība ir salīdzinoši zemās izmaksas un ilgs kalpošanas laiks. Audumus, kas izgatavoti no ķīmiskajām šķiedrām, aktīvi izmanto īpašu apģērbu šūšanai, automobiļu rūpniecībā - riepu stiprināšanai. Dažādu veidu tehnikā biežāk tiek izmantoti neaustie materiāli, kas izgatavoti no sintētiskām vai minerālšķiedrām.
Tekstila ķīmiskās šķiedras
Naftas un ogļu pārstrādes gāzveida produkti tiek izmantoti kā izejvielas ķīmiskas izcelsmes tekstilšķiedru ražošanai (jo īpaši sintētisko šķiedru ražošanai). Tādējādi tiek sintezētas šķiedras, kas atšķiras pēc sastāva, īpašībām un sadedzināšanas metodes.
Starp populārākajiem:
- poliestera šķiedras (lavsan, krimplen);
- poliamīda šķiedras (neilons, neilons);
- poliakrilnitrila šķiedras (nitrons, akrils);
- elastāna šķiedra (likra, dorlastāns).
Starp mākslīgajām šķiedrām visizplatītākās ir viskoze un acetāts. Viskozes šķiedras iegūst no celulozes – galvenokārt egles. Izmantojot ķīmiskos procesus, šai šķiedrai var piešķirt vizuālu līdzību ar dabisko zīdu, vilnu vai kokvilnu. Acetāta šķiedra ir izgatavota no kokvilnas ražošanas atkritumiem, tāpēc tie labi uzsūc mitrumu.
Ķīmiskās šķiedras neaustie materiāli
Neaustos materiālus var iegūt gan no dabīgām, gan ķīmiskām šķiedrām. Bieži vien neaustie materiāli tiek ražoti no pārstrādātiem materiāliem un citu nozaru atkritumiem.
Tiek nostiprināta šķiedru pamatne, kas sagatavota ar mehāniskām, aerodinamiskām, hidrauliskām, elektrostatiskām vai šķiedru formēšanas metodēm.
Galvenais neausto materiālu ražošanas posms ir šķiedru pamatnes savienošanas posms, ko iegūst ar vienu no šīm metodēm:
- Ķīmiskā vai adhezīva (līme)- izveidoto audumu piesūcina, pārklāj vai apūdeņo ar saistvielu ūdens šķīduma veidā, kura uzklāšana var būt nepārtraukta vai sadrumstalota.
- Termiskā- šī metode izmanto dažu sintētisko šķiedru termoplastiskās īpašības. Dažreiz tiek izmantotas šķiedras, kas veido neausto materiālu, bet vairumā gadījumu vērpšanas stadijā neaustam materiālam tiek apzināti pievienots neliels daudzums šķiedru ar zemu kušanas temperatūru (divkomponentu).
Ķīmiskās šķiedras rūpniecības iekārtas
Tā kā ķīmiskā ražošana aptver vairākas rūpniecības jomas, visas ķīmiskās rūpniecības iekārtas ir sadalītas 5 klasēs atkarībā no izejvielām un pielietojuma:
- organiskās vielas;
- neorganiskās vielas;
- organiskās sintēzes materiāli;
- tīras vielas un ķīmiskas vielas;
- farmācijas un medicīnas grupa.
Atkarībā no mērķa veida ķīmiskās šķiedras rūpniecības iekārtas ir sadalītas galvenajās, vispārējās rūpnīcās un palīgierīcēs.
Papildus jau uzskaitītajām ir arī šķiedras no dabīgiem neorganiskiem savienojumiem. Tie ir sadalīti dabiskajos un ķīmiskajos.
Azbests, smalkšķiedru silikāta minerāls, pieder pie dabīgām neorganiskām šķiedrām. Azbesta šķiedras ir ugunsizturīgas (azbesta kušanas temperatūra sasniedz 1500 ° C), izturīgas pret sārmiem un skābēm, nevada siltumu.
Azbesta elementārās šķiedras tiek apvienotas tehniskajās šķiedrās, kas kalpo par pamatu diegu gatavošanai, ko izmanto tehniskām vajadzībām un audumu izstrādē īpašam apģērbam, kas iztur augstu temperatūru un atklātu uguni.
Ķīmiskās neorganiskās šķiedras iedala stikla šķiedrās (silīcijā) un metālu saturošajās.
Silīcija šķiedras jeb stikla šķiedras ir izgatavotas no kausēta stikla elementāru šķiedru veidā, kuru diametrs ir 3-100 mikroni un ļoti garš. Papildus tiem tiek ražota štāpeļšķiedra ar diametru 0,1-20 mikroni un garumu 10-500 mm. Stikla šķiedra ir nedegoša, ķīmiski izturīga, tai piemīt elektriskās, siltuma un skaņas izolācijas īpašības. To izmanto lentu, audumu, tīklu, neausto audumu, šķiedrainu audeklu, vates ražošanai tehniskām vajadzībām dažādās valsts tautsaimniecības nozarēs.
Metāla mākslīgās šķiedras tiek ražotas diegu veidā, pakāpeniski velkot (velkot) metāla stiepli. Tādā veidā tiek iegūti vara, tērauda, sudraba, zelta pavedieni. Alumīnija pavedieni tiek izgatavoti, sagriežot plakanu alumīnija sloksni (foliju) plānās sloksnēs. Metāla diegiem var piešķirt dažādas krāsas, uzklājot uz tiem krāsainas lakas. Lai metāla pavedieniem piešķirtu lielāku izturību, tos aptin ar zīda vai kokvilnas diegiem. Kad pavedieni ir pārklāti ar plānu aizsargājošu sintētisko plēvi, tiek iegūti caurspīdīgi vai krāsaini, kombinēti metāla pavedieni - metlons, lurekss, alunīts.
Tiek ražoti šādi metāla diegu veidi: noapaļota metāla vītne; plakans pavediens lentes formā - saplacināts; savīti pavedieni - vizulis; saplacināts, savīts ar zīda vai kokvilnas diegu - savīti.
Papildus metāliskajiem tiek ražoti metalizēti pavedieni, kas ir šauras plēvju lentes ar metālisku pārklājumu. Atšķirībā no metāla pavedieniem, metalizētie pavedieni ir elastīgāki un kausējamāki.
Metāliskos un metalizētos diegus izmanto vakarkleitu audumu un adījumu izgatavošanai, zelta izšuvumiem, kā arī audumu, trikotāžas un gabalu izstrādājumu dekoratīvai apdarei.
Darba beigas -
Šī tēma pieder:
Vispārīga informācija par šķiedrām. Šķiedru klasifikācija. Šķiedru galvenās īpašības un to izmēru raksturlielumi
Apģērbu ražošanā tiek izmantoti visdažādākie materiāli: audumi, trikotāža, neausti materiāli, dabīgie un mākslīgie .. zināšanas par šo materiālu uzbūvi, spēja noteikt to īpašības, saprast .. lielāko apjomu apģērbu rūpniecībā ir izstrādājumi no tekstilmateriāliem ..
Ja jums ir nepieciešams papildu materiāls par šo tēmu vai jūs neatradāt to, ko meklējāt, mēs iesakām izmantot meklēšanu mūsu darbu datubāzē:
Ko darīsim ar saņemto materiālu:
Ja šis materiāls jums izrādījās noderīgs, varat to saglabāt savā lapā sociālajos tīklos:
| čivināt |
Visas tēmas šajā sadaļā:
1. lekcija
Ievads. Šķiedru materiāli 1. Kursa "Šūšanas ražošanas materiālzinātne" mērķi un uzdevumi. 2. Vispārīga informācija par
kokvilnas šķiedra
Kokvilna ir nosaukums šķiedrām, kas pārklāj viengadīgā kokvilnas auga sēklas. Kokvilna ir siltumu mīlošs augs, kas patērē lielu daudzumu mitruma. Aug karstās vietās. Izv
Dabīgās dzīvnieku izcelsmes šķiedras
Galvenā viela, kas veido dabiskās dzīvnieku izcelsmes šķiedras (vilna un zīds), ir dabā sintezētie dzīvnieku proteīni – keratīns un fibroīns. Molekulārās struktūras atšķirības
Dabīgais zīds
Dabīgo zīdu sauc par tievajiem vienlaidu pavedieniem, ko izdala zīdtārpiņu kāpuru dziedzeri kokona krokošanās laikā pirms mazuļošanās. Galvenā rūpnieciskā vērtība ir pieradināts zīdkoka zīds.
B. Ķīmiskās šķiedras
Ideja par ķīmisko šķiedru radīšanu savu iemiesojumu atrada 19. gadsimta beigās. pateicoties ķīmijas attīstībai. Ķīmisko šķiedru iegūšanas procesa prototips bija zīdtārpiņa pavediena veidošana
mākslīgās šķiedras
Mākslīgās šķiedras ietver šķiedras, kas izgatavotas no celulozes un tās atvasinājumiem. Tās ir viskozes, triacetāta, acetāta šķiedras un to modifikācijas. Viskozes šķiedra ir izgatavota no celulozes
Sintētiskās šķiedras
poliamīda šķiedras. Visplašāk izmantotā kaprona šķiedra tiek iegūta no ogļu un naftas pārstrādes produktiem. Zem mikroskopa ir poliamīda šķiedras
Tekstila diegu veidi
Auduma vai trikotāžas auduma pamatelements ir pavediens. Pēc struktūras tekstila pavedienus iedala dzijā, sarežģītos pavedienos un monopavedienos. Šos pavedienus sauc par primārajiem
Vērpšanas pamatprocesi
Dabisko šķiedru šķiedrainā masa pēc savākšanas un primārās apstrādes nonāk vērptuvēs. Šeit no salīdzinoši īsām šķiedrām - dzijas tiek ražots vienlaidus stiprs pavediens. Šī p
Aušana
Audums ir tekstila audums, kas izveidots, stellēs aužot divas savstarpēji perpendikulāras diegu sistēmas. Auduma veidošanās procesu sauc par aušanu.
Auduma apdare
No stellēm izņemtos audumus sauc par raupjiem vai raupjiem. Tie satur dažādus piemaisījumus un piemaisījumus, tiem ir neglīts izskats un nav piemēroti apģērbu ražošanai.
Kokvilnas audumi
Tīrīšanas un sagatavošanas laikā kokvilnas audumi tiek pakļauti pieņemšanai un šķirošanai, izgriešanai, atdalīšanai, balināšanai (balināšanai), merserizācijai un nosnaudošanai. Tīrīšana un
lina audumi
Linu audumu tīrīšana un sagatavošana parasti tiek veikta tāpat kā kokvilnas ražošanā, bet rūpīgāk, atkārtojot darbības vairākas reizes. Tas ir saistīts ar to, ka veļa
Vilnas audumi
Vilnas audumus iedala ķemmētos (akmens) un audumos. Tie atšķiras viens no otra pēc izskata. Ķemmēti audumi ir plāni, ar skaidru aušanas rakstu. Audums - biezāks
Dabīgais zīds
Dabīgā zīda tīrīšana un sagatavošana tiek veikta šādā secībā: pieņemšana un šķirošana, sasmalcināšana, vārīšana, balināšana, balinātu audumu revitalizācija. Kad plkst
Ķīmiskās šķiedras audumi
Audumiem, kas izgatavoti no mākslīgajām un sintētiskajām šķiedrām, nav dabisku piemaisījumu. Tie var saturēt galvenokārt viegli nomazgājamas vielas, piemēram, mērci, ziepes, minerāleļļu utt.
Audumu šķiedru sastāvs
Apģērbu, audumu ražošanai no dabīgiem (vilna, zīda, kokvilnas, lina), mākslīgiem (viskozes, polinozes, acetāta, vara-amonjaka uc), sintētiskiem (lavsa) audumiem
Audu šķiedru sastāva noteikšanas metodes
Organoleptiskā ir metode, kurā, izmantojot maņu orgānus – redzi, ožu, tausti, nosaka audu šķiedru sastāvu. Novērtējiet auduma izskatu, tā pieskārienu, krokojumu
Audumu aušana
Velku un audu pavedienu izvietojums viens pret otru, to attiecības nosaka auduma struktūru. Jāuzsver, ka audumu struktūru ietekmē: auduma velku un audu pavedienu veids un struktūra
Auduma apdare
Apdare, kas piešķir audumiem tirgojamu izskatu, ietekmē tā īpašības, piemēram, biezumu, stingrību, pārklājumu, grumbu, elpojamību, ūdensizturību, spīdumu, saraušanos, ugunsizturību.
Auduma blīvums
Blīvums ir būtisks audu struktūras rādītājs. No blīvuma ir atkarīgi audumu svars, nodilumizturība, gaisa caurlaidība, siltumizolācijas īpašības, stingrība un drapējamība. Katrs no
Audu struktūras fāzes
Aušanas laikā velku un audu pavedieni savstarpēji izliecas, kā rezultātā tie izkārtojas viļņveidīgi. velku un audu pavedienu lieces pakāpe ir atkarīga no to biezuma un stingrības, p veida
Auduma virsmas struktūra
Atkarībā no priekšpuses struktūras audumus iedala gludos, pāļu, pāļu un filcētos. Gludi audumi ir tie, kuriem ir skaidrs aušanas raksts (rupja kalikona, chintz, satīns). Šajā procesā
Auduma īpašības
Plāns: Ģeometriskās īpašības Mehāniskās īpašības Fizikālās īpašības Tehnoloģiskās īpašības Audumi no dažāda veida diegiem un pavedieniem
Ģeometriskās īpašības
Tie ietver auduma garumu, platumu, biezumu un masu. Auduma garumu nosaka, mērot to velku pavedienu virzienā. Ieklājot audumu pirms griešanas, gabala garums
Mehāniskās īpašības
Apģērbu ekspluatācijas laikā, kā arī audumu apstrādes laikā tie tiek pakļauti dažādiem mehāniskiem spriegumiem. Šīs ietekmes ietekmē audi stiepjas, saliecas un piedzīvo berzi.
Fizikālās īpašības
Audu fizikālās īpašības iedala higiēniskās, siltumizolējošās, optiskās un elektriskās. Par higiēniskām tiek uzskatītas audu īpašības, kas būtiski ietekmē kuru
Auduma nodilumizturība
Audumu nodilumizturību raksturo to spēja izturēt destruktīvus faktorus. Apģērbu lietošanas procesā tos ietekmē gaisma, saule, mitrums, stiepšanās, kompresija, vērpes.
Audumu tehnoloģiskās īpašības
Ražošanas procesā un apģērbu ekspluatācijas laikā izpaužas tādas audumu īpašības, kas jāņem vērā, veidojot apģērbu. Šīs īpašības būtiski ietekmē tehnoloģisko
Blīvju materiāli
5. Līmējošie materiāli. 1. AUDUMU KLĀSTS Pēc izejvielu veida viss audumu klāsts ir sadalīts kokvilnas, lina, vilnas un zīda. Zīda tie ir
Līmējošie materiāli
Pusciets starpliku audums ar punktētu polietilēna pārklājumu ir kokvilnas audums (rupjš kalikons vai madapolāms), kas vienā pusē pārklāts ar augstspiediena polietilēna pulveri.
Materiālu izvēle apģērbam
Apģērbu ražošanā tiek izmantoti dažādi materiāli: audumi, trikotāžas un neaustie audumi, dublētie, plēves materiāli, dabīgās un mākslīgās kažokādas, dabīgās un mākslīgās
Produkta kvalitāte
Apģērbu un citu apģērbu ražošanā tiek izmantoti audumi, trikotāžas un neaustie audumi, plēves materiāli, mākslīgā āda un kažokādas. Šo materiālu kopumu sauc par sortimentu
Apģērbu materiālu kvalitāte
lai izgatavotu labas drēbes, jāizmanto augstas kvalitātes materiāli. Kas ir kvalitāte? Produkta kvalitāte tiek saprasta kā īpašību kombinācija, kas raksturo piemērotības pakāpi
Materiālu pakāpe
Visi materiāli ražošanas pēdējā posmā ir pakļauti kontrolei. Tajā pašā laikā tiek novērtēts materiāla kvalitātes līmenis un noteikta katra gabala pakāpe. Pakāpe attiecas uz produkta kvalitātes gradāciju.
Auduma pakāpe
Liela nozīme ir audumu pakāpes noteikšanai. Auduma pakāpi nosaka ar sarežģītu kvalitātes līmeņa novērtēšanas metodi. Tajā pašā laikā fizikālo un mehānisko īpašību rādītāju novirzes no normām,
Audu izskata defekti
defekts Defekta veids Apraksts Ražošanas posms, kurā defekts rodas Zaso
tekstila preces
Tekstilizstrādājumi ir izstrādājumi, kas izgatavoti no šķiedrām un pavedieniem. Tajos ietilpst audumi, trikotāžas audumi, neaustie un plēves materiāli, mākslīgā āda un kažokādas.
Faktori, kas veido tekstilizstrādājumu patērētāja īpašības un kvalitāti, ir tekstilšķiedru, dzijas un diegu īpašības, struktūra un kvalitāte, ražošanas metode, materiāla struktūra un apdares veids.
Šķiedru klasifikācija, sortiments un īpašības
Šķiedra ir elastīgs, izturīgs korpuss, kura garums ir vairākas reizes lielāks par šķērseniskiem izmēriem. Tekstilšķiedras tiek izmantotas dzijas, diegu, audumu, trikotāžas audumu, neausto audumu, mākslīgās ādas un kažokādu izgatavošanai. Šobrīd tekstilizstrādājumu ražošanā plaši tiek izmantotas dažāda veida šķiedras, kas atšķiras viena no otras pēc ķīmiskā sastāva, struktūras un īpašībām.
Tekstilšķiedru klasifikācijas galvenās pazīmes ir ražošanas metode (izcelsme) un ķīmiskais sastāvs, kas nosaka šķiedru, kā arī no tām iegūto izstrādājumu fizikālās, mehāniskās un ķīmiskās pamatīpašības. Pēc izcelsmes visas šķiedras iedala dabiskajās un ķīmiskajās.
Dabiskās šķiedras – dabīgas, t.i., augu, dzīvnieku vai minerālu izcelsmes šķiedras.
Ķīmiskās šķiedras – rūpnīcā ražotas šķiedras. Ķīmiskās šķiedras ir mākslīgas vai sintētiskas. Mākslīgās šķiedras iegūst no dabīgiem lielmolekulāriem savienojumiem. Sintētiskās šķiedras iegūst no zemas molekulmasas vielām polimerizācijas vai polikondensācijas reakcijas rezultātā, galvenokārt no naftas un ogļu pārstrādes produktiem.
Dabisko šķiedru un diegu klāsts un īpašības
Dabiski lielmolekulārie savienojumi veidojas šķiedru attīstības un augšanas laikā. Visu augu šķiedru galvenā viela ir celuloze, dzīvnieku šķiedras - proteīns: vilna - keratīns, zīds - fibroīns.
Kokvilna iegūts no kokvilnas kauliņiem. Tā ir plāna, īsa, mīksta pūkaina šķiedra, kas pārklāj viengadīgo kokvilnas augu sēklas. Tā ir galvenā tekstilrūpniecības izejviela. Kokvilnas šķiedra ir plānsienu caurule ar kanālu iekšpusē. Kokvilnai raksturīga salīdzinoši augsta izturība, karstumizturība (130-140°C), vidēja higroskopiskums (18-20%) un neliels elastīgās deformācijas īpatsvars, kā rezultātā kokvilnas izstrādājumi ir stipri saburzīti. Kokvilna ir ļoti izturīga pret sārmiem un nedaudz izturīga pret nodilumu. Jaunākie sasniegumi gēnu inženierijā ir ļāvuši audzēt krāsainu kokvilnu.
Veļa- lūksnes šķiedras, kuru garums ir 20-30 mm vai vairāk. Tie sastāv no iegarenām cilindriskām šūnām ar diezgan gludām virsmām. Elementārās šķiedras ir savstarpēji saistītas ar pektīna vielām saišķos pa 10-50 gabaliņiem. Higroskopiskums svārstās no 12 līdz 30%. Linšķiedra ir slikti krāsota, jo tajā ir ievērojams tauku un vaska vielu saturs. Tas ir pārāks par kokvilnu ar izturību pret gaismu, augstām temperatūrām un mikrobu iznīcināšanu, kā arī siltuma vadītspēju. Linu šķiedru izmanto tehnisko (brezents, audekls, piedziņas siksnas uc), sadzīves (linu, uzvalku un kleitu audumi) un konteineru audumu ražošanai.
Vilna ir aitu, kazu, kamieļu un citu dzīvnieku matu līnija. Vilnas šķiedra sastāv no zvīņainiem (ārējiem), kortikālajiem un serdes slāņiem. Keratīna proteīna daļa šķiedras ķīmiskajā sastāvā veido 90%. Aitkopība piegādā lielāko daļu vilnas tekstilrūpniecībai. Aitas vilna ir četru veidu: dūnas, pārejas mati, awn un atmirušie mati. Dūnas ir ļoti plānas, gofrētas, mīkstas un izturīgas šķiedras, bez pamatslāņa. Tiek izmantotas pūkas, zosu, pīļu, kazu un trušu pūkas. Pārejas mati ir biezāka un rupjāka šķiedra nekā dūnas. Markīze ir stingrāka šķiedra nekā pārejas mati. Atmiruši mati – ļoti biezi diametrā un rupja nesaburzīta šķiedra, klāta ar lielām lamelārām zvīņām. Moger šķiedru (angora) iegūst no angoras kazām. Kašmira šķiedru iegūst no kašmira kazām, ko raksturo maigums, maigums uz tausti un pārsvarā balta krāsa. Vilnas iezīme ir tās filcēšanas spēja un augsta siltumizolācija. Pateicoties šīm īpašībām, no vilnas tiek ražoti audumi un adījumi ziemas klāstam, kā arī audumi, aizkari, filcs, filcs un filcēti izstrādājumi.
Zīds- Tie ir plāni gari pavedieni, ko zīdtārpiņš ražo ar zīda dziedzeru palīdzību un aptīts ap kokonu. Šāda diega garums var būt 500-1500 m Par augstākās kvalitātes zīdu tiek uzskatīts savīts zīds no gariem pavedieniem, kas izvilkti no kokona vidus. Dabīgo zīdu plaši izmanto šujamo diegu, kleitu audumu un gabalpreces (galvas lakati, lakati un šalles) ražošanā. Zīds ir īpaši jutīgs pret ultravioleto staru iedarbību, tāpēc dabīgā zīda izstrādājumu kalpošanas laiks saules gaismā krasi samazinās.
Ķīmisko šķiedru un diegu klāsts un īpašības
mākslīgās šķiedras
Viskozes šķiedra- dabiskākā no visām ķīmiskajām šķiedrām, kas iegūta no dabiskās celulozes. Atkarībā no nolūka tiek ražotas viskozes šķiedras diegu veidā, kā arī štāpeļšķiedras (īsās) šķiedras ar spīdīgu vai matētu virsmu. Šķiedrai ir laba higroskopiskums (35-40%), gaismas noturība un maigums. Viskozes šķiedru trūkumi ir: liels izturības zudums mitrā stāvoklī, viegla saburzīšanās, nepietiekama izturība pret berzi un ievērojama saraušanās slapjā stāvoklī. Šie trūkumi tiek novērsti modificētajās viskozes šķiedrās (polinozīns, siblons, mtilons), kurām raksturīga ievērojami lielāka sausā un slapja izturība, lielāka nodilumizturība, mazāka saraušanās un paaugstināta grumbu izturība. Siblon, salīdzinot ar parasto viskozes šķiedru, ir zemāka saraušanās pakāpe, paaugstināta grumbu izturība, mitrumizturība un sārmu izturība. Mtilan piemīt pretmikrobu īpašības, un to izmanto medicīnā kā diegu ķirurģisko šuvju pagaidu nostiprināšanai. Viskozes šķiedras izmanto apģērbu audumu, apakšveļas un virsdrēbju ražošanā gan tīrā veidā, gan maisījumos ar citām šķiedrām un diegiem.
Acetāta un triacetāta šķiedras iegūts no kokvilnas celulozes. Audumi, kas izgatavoti no acetāta šķiedrām, pēc izskata ir ļoti līdzīgi dabiskajam zīdam, tiem ir augsta elastība, maigums, laba pārklājuma pakāpe, maza grumbuļainība un spēja pārraidīt ultravioletos starus. Higroskopiskums ir mazāks nekā viskozei, tāpēc tie ir elektrificēti. Triacetāta šķiedras audumiem ir maza krokošanās un saraušanās, bet tie zaudē izturību, kad tie ir slapji. Pateicoties augstajai elastībai, audumi labi saglabā savu formu un apdari (rievoto un kroku). Augsta karstumizturība ļauj gludināt audumus no acetāta un triacetāta šķiedrām 150-160°C temperatūrā.
Sintētiskās šķiedras
Sintētiskās šķiedras ir izgatavotas no polimēru materiāliem. Sintētisko šķiedru vispārējās priekšrocības ir augsta izturība, izturība pret nodilumu un mikroorganismiem, izturība pret krokām. Galvenais trūkums ir zema higroskopiskums un elektrifikācija.
Poliamīda šķiedras - kaprons, anīds, enants, neilons - izceļas ar augstu stiepes izturību, izturību pret nodilumu un atkārtotu lieci, tām ir augsta ķīmiskā izturība, salizturība, izturība pret mikroorganismu darbību. To galvenie trūkumi ir zema higroskopiskums, karstumizturība un gaismas izturība, augsta elektrifikācija. Straujas "novecošanās" rezultātā tie kļūst dzelteni, kļūst trausli un cieti. Poliamīda šķiedras un diegi tiek plaši izmantoti mājsaimniecības un tehnisko preču ražošanā.
Poliestera šķiedras - lavsans - tiek iznīcinātas skābju un sārmu ietekmē, higroskopiskums ir 0,4%, tāpēc tīrā veidā to neizmanto sadzīves audumu ražošanā. To raksturo augsta temperatūras izturība, zema saraušanās, zema siltumvadītspēja un augsta elastība. Šķiedras trūkumi ir tās palielinātā stingrība, spēja veidot pīlingu uz izstrādājumu virsmas, zema higroskopiskums un spēcīga elektrifikācija. Lavsan tiek plaši izmantots audumu, trikotāžas un neausto audumu ražošanā mājsaimniecības vajadzībām, sajaucot ar vilnas, kokvilnas, lina un viskozes šķiedru, kas nodrošina izstrādājumiem paaugstinātu noturību pret nodilumu, elastību un izmēru stabilitāti. Turklāt šķiedra tiek izmantota medicīnā, lai izgatavotu ķirurģiskas šuves un asinsvadus.
Poliakrilnitrila šķiedras – nitrons, dralons, dolans, orlons – pēc izskata atgādina vilnu. Izstrādājumiem no tā pat pēc mazgāšanas ir augsta izmēru stabilitāte un izturība pret krokām. Izturīgs pret kodēm un mikroorganismiem, ļoti izturīgs pret kodolradiāciju. Nodilumizturības ziņā nitrons ir zemāks par poliamīda un poliestera šķiedrām. To izmanto virsdrēbju, audumu, kā arī mākslīgo kažokādu, paklāju, segu un audumu ražošanā.
Polivinilspirta šķiedras- Vinols, Ralons - piemīt augsta izturība un izturība pret nodilumu un lieci, gaismas, mikroorganismu, sviedru, dažādu reaģentu (skābes, sārmi, oksidētāji, naftas produkti) iedarbību. Vinols no visām sintētiskajām šķiedrām atšķiras ar paaugstinātu higroskopiskumu, kas ļauj to izmantot linu un virsdrēbju audumu ražošanā. Štāpeļšķiedras (īsās) polivinilspirta šķiedras izmanto tīrā veidā vai sajauc ar kokvilnu, vilnu, linu vai ķīmiskajām šķiedrām, lai ražotu audumus, trikotāžas izstrādājumus, filcu, filcu, audeklu, brezentu, filtru materiālus.
Poliuretāna šķiedras- spandekss, likra - ir augsta elastība: tos var izstiept daudzas reizes un palielināt garumu 5-8 reizes. Tiem ir augsta elastība, izturība, izturība pret krokām, nodilumizturība (20 reizes lielāka nekā gumijas pavedienam), viegli laikapstākļi un ķīmiskie reaģenti, bet zema higroskopiskums un karstumizturība: temperatūrā virs 150 ° C tie kļūst dzelteni un kļūst cieti. Izmantojot šīs šķiedras, tiek ražoti elastīgie audumi un trikotāžas audumi virsdrēbēm, sieviešu apģērbiem, sporta apģērbiem, kā arī trikotāžas izstrādājumiem.
PVC šķiedras- hlors - tie ir izturīgi pret nodilumu un ķīmiskajiem reaģentiem, bet tajā pašā laikā tie maz absorbē mitrumu, nav pietiekami izturīgi pret gaismu un augstām temperatūrām: 90-100 ° C temperatūrā šķiedras "apsēžas" un mīkstina. Izmanto filtru audumu, zvejas tīklu, trikotāžas medicīniskās apakšveļas ražošanā.
Poliolefīna šķiedras izgatavots no polietilēna un polipropilēna. Tās ir lētākas un vieglākas par citām sintētiskajām šķiedrām, tām ir augsta izturība, izturība pret ķīmiskām vielām, mikroorganismiem, nodilumu un atkārtotu locīšanu. Trūkumi: zema higroskopiskums (0,02%), ievērojama elektrifikācija, nestabilitāte pret augstām temperatūrām (pie 50-60°C - ievērojama saraušanās). Galvenokārt izmanto tehnisko materiālu, paklāju, lietusmēteļu audumu u.c. ražošanai.
Neorganiskie pavedieni un šķiedras
Stikla šķiedras iegūst no silikāta stikla kausējot un velkot. Tiem piemīt nedegtspēja, izturība pret koroziju, sārmiem un skābēm, augsta izturība, laikapstākļu un skaņas izolācijas īpašības. Tos izmanto filtru, lidmašīnu un kuģu ugunsdrošo iekšējo oderējumu, teātra aizkaru ražošanai.
metāla šķiedras iegūst no alumīnija, vara, niķeļa, zelta, sudraba, platīna, misiņa, bronzas, velkot, griežot, ēvelējot un liejot. Tie ražo alunītu, lureksu un vizuli. Maisījumā ar citām šķiedrām un diegiem to izmanto apģērbu, mēbeļu un dekoratīvo audumu un tekstilgalantērijas izstrādājumu ražošanai un apdarei.
Neorganiskā dzija ir izgatavota no ķīmisko elementu savienojumiem (izņemot oglekļa savienojumus), parasti no šķiedru veidojošiem polimēriem. Var izmantot azbestu, metālus un pat stiklu.
Tas ir interesanti. Dabiskā azbesta smalkšķiedru struktūra ļauj no tā izgatavot dziju ugunsizturīgam audumam.
Šķirnes un ražošanas īpatnības
Sakarā ar izejmateriālu daudzveidību no neorganiskām šķiedrām, iespējams izveidot dažāda veida dzijas. Visiem tiem ir raksturīga augsta stiepes izturība, lieliska izmēru stabilitāte, izturība pret krokām, izturība pret gaismu, ūdeni un temperatūru.
Plaši izmantots tekstilrūpniecībā saņēma metālisku vai metalizētu dziju. To lieto kopā ar cita veida materiāliem, lai piešķirtu izstrādājumiem spīdīgu, dekoratīvu izskatu. Šādas dzijas ražošanai tiek izmantots vai nu alunīts - metāla diegi, kas neizbalē un ar laiku neizbalē. Materiāls ir izgatavots no alumīnija folijas, kas pārklāta ar poliestera plēvi, kas pasargā no oksidēšanās. Lai iegūtu zeltainu nokrāsu, izejmateriālam pievieno varu, bet, lai pievienotu pastiprinošās īpašības, tas tiek savīts ar neilona pavedienu.
Lai paplašinātu tekstilizstrādājumu klāstu, neorganiskās šķiedras var izmantot maisījumos ar citiem materiāliem, tostarp ar dabīgas izcelsmes materiāliem.
Vēstures atsauce. Mākslīgās dzijas ražošana sākās 19. gadsimta beigās. Pirmais neorganisko šķiedru veids bija nitrātzīds, kas iegūts 1890. gadā.
Īpašības
Dzijas mākslīgā izcelsme no neorganiskām šķiedrām piešķīra tai daudz priekšrocību:
- izturība pret ultravioleto starojumu - dzija neizbalē spilgtā saulē, saglabājot sākotnējo krāsu;
- laba higroskopiskums, tas ir, spēja absorbēt un iztvaikot mitrumu;
- higiēna - neorganiskās šķiedras kodes neinteresē, tajās nevairojas mikroorganismi.
Visiem izstrādājumiem, kas izgatavoti no neorganiskām šķiedrām, ir laba valkājamība un tie saglabā savu izskatu ilgu laiku.
No šādas dzijas izgatavotiem izstrādājumiem nepieciešama rūpīga mazgāšana. Ūdens nedrīkst būt karsts, optimāli - ne vairāk kā 30-40 grādi. Pretējā gadījumā lieta var sarukt vai zaudēt spēku.
Ieteicams izmantot atbilstoša veida audumiem paredzētu mazgāšanas līdzekli un antistatisku līdzekli. No neorganiskām šķiedrām nav iespējams izspiest lietas, griežot: slapjas tās zaudē līdz pat 25% no spēka, kas var izraisīt bojājumus.
Padoms. Neizmantojiet veļas mašīnu un nežāvējiet produktu uz akumulatora. Lietu labāk iztaisnot uz līdzenas horizontālas virsmas, uzliekot dvieli, kas uzsūc mitrumu, vai eļļas lupatiņu.
Kas ir adīts no neorganiskām šķiedrām
No neorganiskām šķiedrām izgatavota dzija ir ideāli piemērota adīšanai vai tamborēšanai. Gludi spīdīgi pavedieni nesapinās un nesaslāņojas, pat iesācējs ar tiem var viegli tikt galā. Ar šo dziju var adīt vai izrotāt ar metālisku diegu:
- graciozs bolero;
- moderns temats;
- Jauka kleita;
- spilgta galvassega;
- Mežģīņu veļa;
- bērnu zābaciņi vai zeķes.
Neorganiskās šķiedras radīs skaistu un elegantu lietu. Izmantojiet savu iztēli, un jums izdosies!
Neorganiskās šķiedras zīmolu kolekcijās
Lai adītu kvalitatīvu izstrādājumu, jums jāizvēlas pareizais materiāls. Dziju ar neorganiskām šķiedrām piedāvā Lana Grossa un citi ražotāji. Viņi ir ieguvuši milzīgu popularitāti rokdarbnieču vidū visā pasaulē. Spilgtas, skaistas un oriģinālas dziju kolekcijas ļaus izvēlēties perfektu materiālu savam darbam.