Химические волокна

Департамент водного транспорта РФ

ФГОУ  ВПО "Новосибирская государственная академия водного транспорта" 

Электромеханический факультет 

Кафедра Физики и химии 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа 

Химические  волокна 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:

студент II курса ГТФ

группы  ГЧ-21

Хрущёв  И.В.

Проверил:

ассистент кафедры ФиХ

Витвинина Г.Н. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Новосибирск, 2011

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4

Общая часть 6

1 История  использования химических волокон……………………………………………….6

 1.1 Основные  этапы в развитии химических волооко…………………………………….....6

2 Классификация  химических волокон…………………………………………………….......7

 2.1 Искусственные  волокна……………………………………………………………………7

 2.2 Синтетические  волокна…………………………………………………………………….8

3 Технология  изготовления волокон……………………………………………………………8

4 Природные  волокна……………………………………………………………………………9

     4.1 Волокна растительного происхождения 10

4.1.1 Хлопок………………………………………………………………………………….10

4.1.2 Лён……………………………………………………………………………………...11

     4.2 Волокна животного происхождения 13

     4.2.1 Шерсть 13

     4.2.2 Шелк 14

     4.3 Волокна минерального происхождения 16

4.3.1 Асбест 16

5 Искусственные  волокна……………………………………………………………………...17

5.1 Гидратцеллюлозные  волокна…………………………………………………………….17

 5.1.1 Вискозные волокна……………………………………………………………………17

 5.1.2 Медно-амиачные волокна…………………………………………………………….18

5.2 Ацетилцеллюлозные  волокна…………………………………………………………....19

 5.2.1 Ацетатные волокна …………………………………………………………………....19

 5.2.2 Триацетатные волокна………………………………………………………………..19

5.3 Белковые  волокна………………………………………………………………………...20

 5.3.1 Казеиновые волокна…………………………………………………………………..20

 5.3.2 Зеиновые волокна……………………………………………………………………..20

6 Синтетические  волокна………………………………………………………………………21

     6.1 Полиамидные волокна 21

     6.2 Полиакрилонитрильные волокна 22

     6.3 Полиэфирные волокна 22

     6.4 Поливинилхлоридные волокна 23

     6.5 Полиолефиновые волокна 25

     6.6 Полиуретановые волокна 26

      6.7 Поливинилспиртовые волокна 27

Заключение 29

Список  использованных источников и литературы 31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ВВЕДЕНИЕ

     За  последние 100 лет население Земли  удвоилось. Но еще больше возросли потребности  людей. Выработка природных волокон  – шерсти, хлопка, натурального шелка, льна, конопли – стала заметно  отставать от спроса. Так, за последние 40 лет, она увеличилась лишь на 25 %, а спрос – на 100 %.

     Устранить это несоответствие помогла химия. Ежегодно на заводах производится миллионы километров искусственного шелка и  других химических волокон из природной  целлюлозы или из угля, известняка, поваренной соли и воды. Сегодня  доля химических волокон в общей  их выработке составляет уже более 28 %. За последние 15 лет объем мирового производства волокон увеличился в 3 раза.

     Огромное  значение химических волокон очевидно. В самом деле, если затраты труда  на изготовление синтетического полиамидного шелка принять за 100 %, то для искусственного вискозного шелка они составят 60 %, для шерсти 450 %, а для натурального шелка еще больше – 25000 %!

     Шерсть  на овце за 3 месяца отрастает в среднем на 30 мм. А на заводе химического волокна прядильная машина за 1 минуту вытягивает до 5000 м нити!

     На  международной ярмарке в Лейпциге внимание посетителей привлекла  к себе вывеска над павильоном одной английской фирмы, торгующей  текстильными изделиями. По распоряжению управляющего этой фирмой, из огромных букв были собраны слова: "Шерсть нельзя заменить ничем!" Ну что же, ему нельзя отказать в умении рекламировать свой товар. Однако этот бизнесмен не учел, что на той же самой выставке в других павильонах были представлены великолепные ткани, изготовленные полностью или преимущественно из синтетических волокон; пряжа и нитки, обладающие такими достоинствами, которых нет у натуральных волокон.

     Даже  закоренелые скептики, которых раньше было, не так уж мало, в последние годы могли воочию убедиться в том, что цельносинтетические волокна по прочности, стойкости к воде, погоде, свету, бактериям и насекомым, эластичности и способности защищать от холода часто превосходят волокна природного происхождения – шерсть, хлопок и шелк.

     Химики  во многих странах непрерывно трудятся над созданием новых волокон  и улучшением качества уже известных. Не отстают от них и технологи. Изменяя состав сырья и технологию его переработки, они улучшают качество тканей и придают им ряд особых свойств, например, делают их водоотталкивающими или не теряющими форму. В результате на международном рынке непрерывно появляются новые марки тканей.

     Всего химики уже предложили почти 1000 различных типов синтетических волокон, однако из них лишь несколько производятся промышленностью в крупных масштабах. В настоящее время наибольшее значение имеют четыре типа волокон: поливинилхлоридные, полиамидные, полиакрилонитрильные и полиэфирные.

     Выбор именно этих волокон обусловлен не только химическими, физическими и  технологическими факторами, но и, прежде всего, экономическими причинами. При  массовом производстве сырье обязательно  должно быть дешевым и легкодоступным. Кроме того, необходимо, чтобы свойства конечных продуктов можно было варьировать  в широких пределах. Упомянутые типы волокон удовлетворяют всем этим требованиям.

     Первое  цельносинтетическое волокно было выпущено промышленностью в 1934 году. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ОБЩАЯ ЧАСТЬ

     1 История использования  химических волокон

     Впервые мысль о том, что человеком  может быть создан процесс, подобный процессу получения натурального шелка, при котором в организме гусеницы шелкопряда вырабатывается вязкая жидкость, затвердевающая на воздухе с образованием тонкой прочной нити, была высказана  французским ученым Р. Реомюром еще в 1734 году.

     Производство  первого в мире химического (искусственного) волокна было организовано во Франции в г. Безансоне в 1890 году и основано на переработке раствора эфира целлюлозы (нитрата целлюлозы), применяемого в промышленности при получении бездымного пороха и некоторых видов пластмасс.

     2.1 Основные этапы  в развитии химических  волокон

     На  первом этапе — с конца XIX века до 1940-50-х годов — разрабатывались и совершенствовались процессы получения искусственных волокон на основе природных полимеров из их растворов мокрым методом формования. Развивалось производство вискозных волокон. Некоторое развитие получили процессы сухого формования ацетатных волокон. Однако доминирующую роль в изготовлении текстильных изделий играли природные волокна, химические рассматриваются только как дополнение к природным волокнам. Изделия из химических волокон изготавливались в весьма небольших количествах.

     На  втором этапе — 1940-70-е годы — развивались  процессы синтеза волокнообразующих  мономеров, полимеров и технологии получения волокон из расплавов  синтетических полимеров. Одновременно сохранялось и совершенствовалось производство волокон мокрым методом  формования. Производство химических волокон развивалось в промышленно  развитых странах. В этот период созданы  основные виды химических волокон, которые можно назвать "традиционными" или "классическими". Химические волокна рассматривались как дополняющие и только частично заменяющие природные волокна. Начинали развиваться процессы модифицирования волокон.

     На  третьем этапе — 1970-90-е годы —  выпуск химических волокон существенно  возрос. Широко развились методы их модифицирования для улучшения  потребительских свойств. Химические волокна приобрели самостоятельное  значение для самых различных  видов изделий и областей применения. Кроме того, они широко используются в смесях с природными волокнами. В этот же период в промышленно развитых странах созданы "волокна третьего поколения" с принципиально новыми специфическими свойствами: сверхпрочные и сверхвысокомодульные, термостойкие и трудногорючие, хемостойкие, эластомерные и другие.

     На  четвертом этапе — с 1990-х годов  по настоящее время — идет современный  этап развития производства химических волокон, появление новых способов модифицирования, создание новых видов многотоннажных волокон: "волокон будущего" или "волокон четвертого поколения". В их числе новые волокна на основе воспроизводимого растительного сырья (лиоцелл, полилактидные), новые мономеры и полимеры, получаемые путем биохимического синтеза и волокна на их основе. Проводятся исследования по применению новых принципов получения полимеров и волокон, основанных на методах генной инженерии и биомиметики.

     2 Классификация химических  волокон

     В России принята следующая классификация  химических волокон в зависимости  от вида исходного сырья:

     - искусственное волокно (из природных полимеров): гидратцеллюлозные, ацетилцеллюлозные, белковые;

     - синтетическое волокно (из синтетических полимеров): карбоцепные, гетероцепные.

     Иногда  к химическим волокнам относят минеральные  волокна, получаемые из неорганических соединений (стеклянные, металлические, базальтовые, кварцевые).

     2.1. Искусственные волокна

     Гидратцеллюлозные:

- вискозные, лиоцелл;

- медно-аммиачные.

     Ацетилцеллюлозные:

     - ацетатные;

     - триацетатные.

     Белковые:

     - казеиновые;

     - зеиновые.

     2.2. Синтетические волокна