Ацетатные волокна

Оглавление

      Введение……………………………………………………………..................2                                                                                                         

1. Ацетатные нити и волокна……………………………………………………3
2. Технологический процесс получения ацетатных волокон и нитей………..-
3. Строение и применение ацетатных волокон и нитей……………………….4
2. Характеристики толщины пряжи, методы их определения и используемые при этом приборы………………………………………………………………6
3. Задачи…………………………………………………………………………...9

Заключение……………………………………………………………………..10

Список литературы…………………………………………………………….11

 

 

 

Введение.

Трикотажная  промышленность одна из наиболее перспективных  и  быстро развивающихся отраслей текстильной  промышленности.

Ассортимент изделий  выпускаемых  трикотажной промышленностью чрезвычайно  разнообразен. Поэтому весьма широк  ассортимент волокон, применяемых  для их производства. В трикотажной  промышленности перерабатываются практически  все виды текстильных волокон.

Использование химических волокон  в трикотажной промышленности позволяет  сократить себестоимость продукции  за счёт экономии сырья, поскольку удельный вес стоимости сырья в общей  стоимости пряжи и текстильных  изделий достигает 80-90%.

Однако достичь положительных  результатов по использованию химических волокон в текстильной промышленности можно при наличии достаточных  знаний в области структуры и  свойств этих волокон, методов и  особенностей их производства, способов использования, теоретических и  практических основ переработки.

Текстильная нить представляет собой тонкое гибкое тело, непосредственно  большой длины, состоящее из текстильных  волокон, а пряжей называется нить, состоящая из волокон соединенных  кручением. При кручении ленточки из волокон изгибаются, обвивают друг друга и образуют нить округлого  сечения, в которой волокна расположены  по сложным винтовым линиям.

Пряжа бывает различных видов, в зависимости от волокна, способов изготовления, свойств и назначения. К важнейшим физико-механическим свойствам, характеризующим пряжу  и нити различных видов, относятся: тонина, прочность, растяжимость, крутка, ровнота, влажность и чистота.

Все выше изложенные свойства изучаются в текстильном материаловедении.

 

 

 

 

1.1 Ацетатные нити и  волокна.

Появление новых видов полимеров и совершенствование процесса производства способствуют появлению дешевых химических волокон. Первым конкурентом вискозной нити является ацетатная филаментная нить.

Ацетатные волокна получают из уксуснокислого эфира целлюлозы. Формула ацетатного волокна [ C₆H₇O₂(OH)(OCOCH₃)₂]_n

Ацетатные волокна (арнель, ацел, курплета, родиа, трайцел, триальбин, трилан), искусственные волокна, формуемые из ацетатов целлюлозы. Сырьем для производства ацетатного волокна служит хлопковая или высококачественная древесная целлюлоза.

Различают триацетатное волокно  и собственно ацетатное волокно. Первое получают из триацетата целлюлозы с = 280-290 ( -степень замещения целлюлозы, т.е. число замещенных ОН-групп в 100 элементарных звеньях ее макромолекулы), второе - из продукта частичного омыления триацетата с = 240-250, называемого вторичным ацетатом целлюлозы. Степень полимеризации ацетатов, обеспечивающая их пригодность для переработки в волокна, составляет 250-300.

1.2Технолгический процесс  получения ацетатных волокон  и нитей.

Из ацетатов целлюлозы вырабатывают главным образом комплексную нить, а также жгут (из вторичного ацетата) и в очень небольших количествах - штапельное волокно.

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

Целлюлозу обрабатывают уксусным ангидридом в присутствии серной кислоты как ускорителя реакции  и уксусной кислоты как растворителя образующейся ацетилцеллюлозы.

Полученный первичный  ацетат (триацетилцеллюлоза) омыляют  в присутствии уксусной и серной кислот добавлением небольшого количества воды и в результате получают первичный  ацетат (диацетилцеллюлозу), который  затем растворяют в смеси ацетона (95%) с водой (5%) и получают прядильный раствор. После фильтрации и удаления воздуха раствор поступает в  прядильную машину. Формование ведут  по сухому способу. Особенности этого  способа заключаются в том, что  при этом не происходит никаких химических процессов.

Прядильный раствор продавливается через фильеру (24-120 отверстий с диаметром 0,07- 0,08 мм) и в виде тонких струек попадает в шахту с паровоздушной смесью при температуре 50-85°С. Под действием температуры ацетон испаряется из струек раствора и они затвердевают, превращаясь в нити. Затем нити проходят охладительную камеру, замасливаются (для снижения их электризуемости при переработке) с помощью двух стальных шайб, из которых нижняя погружена в замасливатель и фрикционно вращает верхнюю шайбу.

 Замасливание уменьшает  поверхностное трение. Для замасливания  используют безводные замасливатели состоящие из: минерального масла 75-80%, эмульгатор 5-6% и антистатик 14-15%.Затем нить наматывают на бобины. Скорость формования волокон 250-600 м/мин.

Нити ацетатного шелка  не требуют специальной отделки, кроме крутки. Предельная величина крутки для ацетатной нити составляет 200 кр/м; большую часть нитей выпускают с круткой 80-100 кр/м.

Кручение ацетатной нити производят на этажных крутильных машинах. Фиксацию крутки и перематывание  ацетатной нити, как правило, не производят.

Готовая ацетатная нить имеет, примерно следующий состав: ацетилцеллюлозы 90-91%, двуокиси титана или пигментного красителя 1,0-1,3%, замасливателя 2,5-3%, воды 5,0-5,5% и ацетона 0,5%.

Нити  могут быть получены в окрашенном виде, если для производства ацетатного волокна использовать окрашенную целлюлозу или если в прядильный раствор ввести соответствующие красители. 

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 ^оС  и 80-90 ^оС.

При производстве штапельного  ацетатного волокна используют фильеры, имеющие около 200 отверстий. Скорость формования 200-300 м/мин. Полученные жгутики волокон пропускают через гофрировочный станок для придания им извитости, а затем разрезают на штапельки определенной длины. Резанное волокно обрабатывается  водной эмульсией замасливателя, отжимается и сушится.

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 тыс.) отверстий, при этом увеличивается ориентация макромолекул волокна, обеспечивающая повышение прочности до 18 Г∙км/г. После термообработки волокно становится несминаемым, не даёт усадки и обладает высокой термостойкостью.

Ацетатное волокно окрашивают специально приготовленными дисперсными  красителями, которыми не окрашивают вискозное  волокно. Это позволяет на изделиях из ацетатного волокна получать разнообразные  колористические эффекты. Ацетатное волокно окрашивается более глубоко и равномерно, так же ему можно придать повышенную белизну

1.3Строение и применение  ацетатных волокон и нитей.

Ацетатные волокна имеют  на поверхности продольную штриховатость. Под микроскопом волокно представляет собой цилиндр с небольшим количеством полос, так же может иметь несколько крупных впадин. Волокна гладкие, что обусловливает скольжение ткани и смещение нитей в ней. Ацетатные волокна более тонкие по сравнению с вискозными, поэтому блеск их более приятный и напоминает блеск натурального шелка. Получают также профилированные нити плоского или Н-образного поперечного сечения, которые дают искристый блеск, увеличивают объемность и сцепляемость нитей, уменьшают их теплопроводность.

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.

 Электрическая характеристика ацетатных волокон: 10¹² Ом*см, ~5, tg -0,08.

Ацетатные волокна устойчивы  к действию растворителей, применяемых  при химической чистке : уайт-спирит, высших спиртов; незначительно набухают в низших спиртах, растворимы в ацетоне, диоксане, нитрометане, ДМФА, разрушаются в концентрированных растворах минеральных кислот и щелочей.

Ацетатные волокна имеют  меньшую гигроскопичность, теплостойкость, прочность на разрыв, стойкость к  истиранию, меньше набухают в воде и  меньше теряют прочность в мокром состоянии. Вследствие большей упругости  ацетатных волокон изделия из них лучше сохраняют форму  и лучше в носке.

Ацетатные нити используют при изготовлении бельевого трикотажа, тканей для подкладки и штор, изделий  детского ассортимента, косынок и  др., 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 волокно применяют  в производстве сигаретных фильтров, задерживающих 30-50% никотина, до 80% фенола и пирокатехина.

 Полое волокно с  селективно проницаемыми стенками  используют в специальных аппаратах  для мембранного разделения растворов  и коллоидных систем методами  обратного осмоса, ультрафильтрации, диализа. Изделия из ацетатного  волокна при тепловых обработках  способны образовывать трудно удалимые заломы и ласы.

.

2.Характеристики толщины пряжи, методы их определения и используемые при этом приборы.

 Применяемая пряжа и нити должны обладать определенными свойствами, которые обусловливают изготовление высококачественной продукции, высокую производительность труда и оборудования при их переработке, минимальную массу отходов в производстве.

 Основные технические требования к пряже и нитям для производства устанавливаются в нормативно-технических документах различных категорий: государственных и отраслевых стандартах, технических условиях.

Прямыми характеристиками толщины  нити служат диаметр и площадь поперечного сечения, косвенной характеристикой - линейная плотность. На практике пользуются в основном косвенной характеристикой, прямые характеристики применяют реже вследствие сложности их определения.

Диаметр пряжи необходимо знать для расчета заправочных  параметров мотальных и вязальных  машин, а также для оценки качества самой пряжи.

Расчетный диаметр d_p нити может быть определен так:

 

 

Значения величины А найдены  экспериментально и составляют для  пряжи:

хлопчатобумажной 1,19-1,26

шерстяной 1,26-1,36

для нитей из искусственного и синтетического шелка 1,3.

 До настоящего времени  диаметр поперечного сечения  нити измеряли на проекционных  микроскопах типа МБИ, МБД и  др. или с помощью микрофота  5ПО.

В ЛатНИИЛП для определения  диаметра пряжи создан автоматизированный прибор ПОД-1, основанный на фотоэлектрическом  принципе, который позволяет измерить диаметр любой пряжи.

 Прибор дает возможность  значительно (в 10-20 раз) сократить  время на проведение испытаний  по сравнению с традиционными  способами. Так, продолжительность  испытаний для 5 единиц продукции с использованием ПОД-1 составляет 20 мин, а на микроскопе - 200 мин, с применением микрофота - 420 мин.

Прибор может быть использован  в качестве составной части комплекса  для определения линейной плотности  текстильных нитей по ГОСТ 6611.1-73 (прибор ПОД-1, мотовило, весы, бобина пряжи).

Техническая характеристика прибора ПОД-1

Диапазон измерения диаметра- 0,15-1,5 мм.

Время определения среднего диаметра - не более 15с.

Относительная погрешность  измерения – не более 3%

Габарит прибора - 220X280X400мм.

Масса - не более 12кг.

Метод определения линейной плотности нити регламентирован  ГОСТ 6611.1-73.

Сущность метода заключается  в отматывании нити определенной длины в виде пасмы или отрезка и определении ее массы.

В соответствии со стандартом для отматывания нити заданной длины применяют мотовила с параметром 1000X2 мм. Для этой цели могут быть использованы мотовила типа МПА-1М (СССР), а также моделей FY-14B, FY-30, FY-38 (ВНР) и др., у которых погрешность периметра кроны соответствует установленной в стандарте.

Для определения фактической  линейной плотности или результирующей фактической линейной плотности  нити все пасмы или отрезки  нитей взвешивают вместе, после чего вычисляют по формуле:

Tф =1000Σm / (ln) или TRф =1000Σm / (ln),

где Σm - общая масса пасм или отрезков, г;

l - длина нити в пасме  или длина отрезка, м;

n - число пасм или отрезков.

Для взвешивания применяют  лабораторные весы (ГОСТ 24104-80) весы торзи-

онные, квадранты весовые  и др., имеющие погрешности взвешивания не больше указанной в стандарте.

При взвешивании отрезка  нити на торзионных весах номер нити определяется по формуле                

                                  

L-длина отрезка в мм.

G-вес отрезка в мг.

Зарубежные фирмы Sartorius (ФРГ), Mettfer (Швейцария) и другие практически  полностью перешли на выпуск комплектов, состоящих из электронных лабораторных весов, микропроцессорных систем с широким набором унифицированного периферийного оборудования, а также комплекса приспособлений и насадок для выполнения всевозможных анализов.

Представляет интерес  автоматическое устройство AUT-NUM-METER

модели FY-42 (ВНР). Устройство предназначено для наматывания  заданного числа мотков нити определенной длины, измерения их массы, определения  линейной плотности нити, сбор данных и их обработки методами математической статистики. Устройство имеет электронную измерительную систему, микропроцессорное управление.

Техническая характеристика устройства AUT-NUM-METER

Диапазон линейной плотности  испытуемых нитей, 5-500текс

Число устанавливаемых початков 10

Длина пряжи в мотках 50;100;200

Периметр измерительного колеса -1000±2мм.

Скорость наматывания -100 м/мин

Диапазон установки предварительной  нагрузки, 0-250сН

Диапазон измерения массы - 0-25г.

В Великобритании фирмой Heals Electronics Ltd. создан прибор Betacount, предназначенный  для определения линейной плотности  ленты, ровницы и пряжи. Прибор позволяет  определять линейную плотность в  тексах денье. Он имеет чашу весов диаметром 125 мм, на которую укладывается испытуемый образец заданной длины. Погрешность измерения не более 0,5 %. Результат может быть напечатан на ленте печатающим устройством, которым снабжен прибор. Масса прибора 7,25 кг, габарит 142х373х415 мм.

Метрическая система нумерации  пряжи – линейная система, где  переменная величина это длина продукта в м или км, а постоянная – вес в г или кг.

Она выражается в «ТЕКС» (ТЕХ) и определяется соотношением:

                          

                                                

G-вес продукта;

L-длина продукта, равная 1000 м.

Соотношение между номером  по системе «ТЕКС» (N_T) и номером метрическим (N_M) выражается формулой

 

                          =

По системе «ТЕКС», чем  меньше абсолютно значение номера, тем нить тоньше, и наоборот.

Номера крученой пряжи  обозначаются дробью, в числителе  которой ставится номер одиночной  нити, а в знаменателе - число скрученных нитей. Например, крученая нить, состоящая из двух скрученных нитей №54, обозначается           № 54/2, а состоящая из трех скрученных нитей №85 будет № 85/3.

Номер трощеной пряжи также  обозначается дробью, но написанной наоборот. В числителе указывается число  строщенных нитей, а в знаменателе  номер одиночной нити. Например, пряжа из двух строщенных нитей №54 обозначается №2/54.

 Пряжа, скрученная  из двух одиночных нитей, примерно  в два раза толще и, следовательно,  весит в два раза больше  одиночной нити, из которой скручена. Поэтому истинный, или номинальный номер крученой пряжи равен частному от деления номера одиночных нитей, составляющих пряжу, на число этих нитей. Например, крученая пряжа №100/2 имеет номер 50.

При скручивании нити одинаковой толщины номинально - расчетную толщину  или номер определяют по формуле:

 

 или

T^p-  номинально – расчетная толщина нити, текс;

Т_о - номинальная толщина одиночной нити, текс;

N_р - номинально – расчетный номер;

N_о - номинальный номер одиночной нити;

 n - число скручиваемых нитей.

 

 

3.Задачи.

 

Задача 1.

Найти толщину пряжи в  текс и ее расчетный диаметр, если на патрон намотана пряжа длиной 4800 м и массой 120 г, при этом объемная масса пряжи составляет 0,8 мг/мм³.

Дано:                                  Решение:      

L=4800м                       

m=120г                          

=0,8 мг/ мм³                        Т= 1000 (120г/4800м)=25текс

Найти:                           

d_р-?                                 Ответ: 25 текс; 0,2 мм.

 

Задача 2.

 Определить общую пористость  ткани, если ее поверхностная плотность 192 г / м², толщина ткани 0,45 мм, плотность вещества пряжи в основе и в утке 1,5 мг/мм³.

 

Дано                                               Решение

М_s=192г/м²                   Р_о=100(1-δ_т/γ)

ϐ=0,45мм                      δ_т-объемная масса ткани  

γ=1,5мг/мм³                   δ_т=(М_s*10^-3)/ϐ

Найти:                          δ_т=(192*10^-3)/0,45=0,426мг/мм³

Р_о-?                               Р_о=100(1-0,426/1,5)=71,6%

                                      Ответ: 71,6%

 

 

 

 

 

 

Заключение

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». 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.

Использование этих волокон  одно из перспективных направлений  в трикотажной промышленности, ведь она одна из наиболее перспективных  и быстро развивающихся отраслей текстильной промышленности.

 И качество изделий  в значительной степени определяется уровнем техники и технологии производства. В последнее время это производство оснащается новым, современным оборудованием, позволяющим повысить производительность труда, улучшить его условия и обеспечить выпуск изделий высокого качества.

В связи с этим с каждым годом расширяется качественная оценка всех текстильных материалов, выпускаемых нашей промышленностью, растут требования к фабричным лабораториям, расширяется сфера их действия.

Повышаются требования к  оснащению испытательных лабораторий, к квалификации работников лабораторий, чтобы иметь возможность определить, на каком переходе технологического процесса следует внести поправки для  получения высококачественных изделий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

1. Костров Ю. А., Химия и технология производства ацетатного волокна, М. 1967;

2.Флерова Л.Н., Сурикова Г.И., Материаловедение трикотажа, М. 1972;

3.Липков И.А., Технология трикотажного производства, М., 1963;

4. Роговин З. А., Основы химии и технологии производства химических волокон, т. 1, 3 изд., М.—Л., 1964;                                                                                                                              5. Костров Ю. А., Химия и технология производства ацетатного волокна, М., 1967 ;

6. Перечень средств измерений, испытаний и лабораторного оборудования для

предприятий трикотажной подотрасли, М. -1988.

7.Фролова И.В. Методы и средства контроля качества текстильных волокон, пряжи на предприятиях трикотажной промышленности, И., 2001;