Cultura rusa a principios del siglo XIX.
Primera mitad del siglo XIX estuvo marcado por un progreso significativo en la cultura rusa, acompañado por el desarrollo de la educación, la ciencia, la literatura y el arte. Reflejaba tanto el crecimiento de la autoconciencia del pueblo como los nuevos principios democráticos que se consolidaron en la vida rusa durante esos años. La influencia cultural penetró cada vez más en los estratos más diversos de la sociedad, entrando en estrecho contacto con la realidad y respondiendo a los requisitos prácticos de la vida social.
Educación
Desarrollo socioeconómico de la sociedad rusa en la primera mitad del siglo XIX. Exigió con insistencia cambios fundamentales en el campo de la educación pública. Durante el reinado de Alejandro I, se creó un sistema educativo que incluía escuelas parroquiales de una clase y escuelas de distrito de dos clases en la etapa inicial, seguidas de gimnasios de cuatro años y, finalmente, la educación superior se basó en estudios en universidades y un pocas instituciones de educación técnica.
Los vínculos centrales de este sistema eran las universidades rusas (Moscú, Petersburgo, Kazán, Dorpat, etc.). Junto con ellos, había instituciones educativas de clase noble: liceos, el más famoso de los cuales era el Liceo Tsarskoye Selo. Los hijos de los nobles recibieron educación militar en el cuerpo de cadetes.
Durante estos años, la educación en Rusia dio un importante paso adelante. Si en el siglo XVIII seguía siendo el privilegio de los más altos círculos nobles, ya en el primer cuarto del siglo XIX. se generalizó entre la nobleza, y más tarde entre los comerciantes, la pequeña burguesía, los artesanos.
El número de bibliotecas en el país ha crecido notablemente, entre las que han aparecido muchas privadas. Los periódicos y revistas comenzaron a despertar cada vez más interés entre el público lector, cuya publicación se ha expandido notablemente ("Abeja del Norte", "Gubernskie vedomosti", "Vestnik Evropy", "Hijo de la Patria", etc.).
Ciencia y Tecnología
En la primera mitad del siglo XIX. La ciencia rusa ha logrado un éxito significativo. La historia rusa se estudió con éxito. Por primera vez, el lector educado recibió una extensa "Historia del Estado ruso" en 12 volúmenes escrita en lenguaje literario, creada en 1816-1829. N.M. Karamzin. T.N. Granovsky hizo una contribución notable a los estudios medievales rusos, cuyas conferencias en la Universidad de Moscú tuvieron una gran respuesta pública.
Los filólogos rusos lograron éxitos significativos, A.H. Vostokov se convirtió en el fundador de la paleografía rusa, los eruditos eslavos rusos y checos trabajaron en estrecha colaboración.
En la primera mitad del siglo XIX. Los marineros rusos realizaron alrededor de 40 viajes alrededor del mundo, el comienzo de los cuales fue establecido por las expediciones de IF Kruzenshtern e YF Lisyansky en los veleros "Nadezhda" y "Neva" (1803-1806). Realizado en 1819-1821. FF Bellingshausen y MP Lazarev, una expedición al Polo Sur en los balandros "Vostok" y "Mirny" descubrieron la Antártida. En 1845 ᴦ. la Sociedad Geográfica Rusa empezó a funcionar,
En 1839 ᴦ. Gracias a los esfuerzos de V.Ya. Struve, se inauguró el famoso observatorio astronómico ejemplar en Pulkovo (cerca de San Petersburgo), equipado con el telescopio más grande.
Los trabajos de los matemáticos rusos: V.Ya.Bunyakovskiy, M.V. Ostrogradskiy se han hecho mundialmente famosos. Una contribución significativa al desarrollo de las matemáticas fue la creación por N.I. Lobachevsky de la llamada geometría no euclidiana.
Los físicos rusos trabajaron con éxito en el campo de la electricidad. VV Petrov descubrió el arco eléctrico (1802), de gran importancia práctica, y estudió los problemas de la electrólisis. Los trabajos de E.H. Lenz se dedicaron a la conversión de energía térmica en energía eléctrica, P.L. Schilling fue el creador del telégrafo electromagnético (1828-1832). Posteriormente, en 1839 ᴦ. otro físico ruso B.S. Jacobi conectaba la capital con Tsarskoe Selo por un cable subterráneo. Jacobi también trabajó mucho y con éxito en la creación de un motor eléctrico; se probó un barco con tal motor en el Neva. En el taller de Jacobi, se utilizó otro de sus descubrimientos: se hicieron galvanoplastia, escultura, bajorrelieves de cobre, que, en particular, se utilizó para decorar la Catedral de San Isaac en San Petersburgo.
El metalúrgico P.P. Anosov trabajó en el estudio de la estructura de los metales, el químico N.N. Zinin logró obtener tintes de anilina a partir del benceno, los biólogos K.Ber y K.Rulier eran mundialmente famosos. Los médicos rusos comenzaron a usar anestesia durante las operaciones (N.I. Pirogov usó analgésicos y antisépticos en el campo), trabajó en el campo de la transfusión de sangre (A.M. Filomafitsky).
Los logros también fueron significativos en el campo de la tecnología. Su desarrollo contribuyó a la revolución industrial en Rusia. En 1834 ᴦ. en la planta de Vyysky (Ural), mecánicos de siervos, padre e hijo E.A. y M.E. Cherepanovs construyeron uno de los primeros ferrocarriles del mundo, y ya en 1837 ᴦ. los primeros trenes recorrieron el ferrocarril San Petersburgo - Tsarskoe Selo. Los primeros barcos de vapor en el Neva aparecieron en 1815 ᴦ., Y en 1817-1821. empezaron a nadar a lo largo del Kama y el Volga.
Literatura
Literatura rusa de la primera mitad del siglo XIX. - uno de los fenómenos más llamativos de la historia de la cultura mundial. A la vuelta de los siglos XVIII-XIX. el clasicismo con su retórica y su "gran calma" fue reemplazado gradualmente por una nueva corriente literaria: el sentimentalismo. El fundador de esta tendencia en la literatura rusa fue N.M. Karamzin. Sus obras, que abren el mundo de los sentimientos humanos a los contemporáneos, tuvieron un gran éxito. La creatividad de N.M. Karamzin jugó un papel importante en el desarrollo del lenguaje literario ruso. Fue NM Karamzin, en palabras de VG Belinsky, quien transformó la lengua rusa, quitándola del zanco de la construcción latina y el eslavismo pesado y acercándola al habla rusa viva, natural y coloquial ”.
La Guerra Patria de 1812, el surgimiento de la conciencia nacional generada por ella, dio lugar a una corriente literaria como el romanticismo. V.A. Zhukovsky se convirtió en uno de sus representantes más destacados en la literatura rusa. En sus obras, V.A. Zhukovsky a menudo recurría a tramas inspiradas en el arte popular, leyendas cambiantes y cuentos de hadas con versos. Las actividades de traducción activas de Zhukovsky introdujeron a la sociedad rusa en las obras maestras de la literatura mundial: las obras de Homer, Ferdowsi, Schiller, Byron y otros.
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El romanticismo revolucionario de los poetas - los decembristas K.F. Ryleev y V.K. Küchelbecker - estaba impregnado de un alto patetismo cívico.
Literatura rusa de la primera mitad del siglo XIX. inusualmente rico en nombres brillantes. La mayor manifestación del genio popular fue la poesía y la prosa de A.S. Pushkin. "... a través de la era de Derzhavin, y luego Zhukovsky", escribió uno de los representantes más destacados del pensamiento filosófico ruso, VV Zenkovsky, "llega Pushkin, en el que la creatividad rusa tomó su propio camino, no alienando a Occidente ... sino ya vinculándose en libertad e inspiración con lo más profundo del espíritu ruso, con el elemento ruso ". En los años 30 del siglo XIX. el talento del contemporáneo más joven de A.S. Pushkin, M.Yu. Lermontov, floreció con un color magnífico. Tras plasmar en su poema "Sobre la muerte de un poeta" el dolor nacional por la muerte de A.S. Pushkin, M.Yu. Lermontov pronto compartió su trágico destino. El trabajo de A.S. Pushkin y M.Yu. Lermontov está asociado con la afirmación de una dirección realista en la literatura rusa.
Esta tendencia encontró su vívida encarnación en las obras de Nikolai Gogol. Su trabajo ha dejado una gran huella en el desarrollo posterior de la literatura rusa. La fuerte influencia de N.V. Gogol la vivieron quienes iniciaron su actividad literaria en los años 40 del siglo XIX. F.M.Dostoevsky, M.E.Saltykov-Shchedrin, N.A.Nekrasov, I.S.Turgenev, I.A.Goncharov, cuyos nombres son el orgullo de la cultura nacional y mundial. Un acontecimiento importante en la vida literaria de finales de los años 30 y principios de los 40 fue la breve actividad creativa de A.V. Koltsov, cuya poesía se remonta a las canciones populares. Las letras filosóficas y románticas del destacado poeta y pensador F.I. Tyutchev estaban saturadas de un profundo sentido de la Patria. Las elegías de E.A. Baratynsky se convirtieron en las obras maestras del genio nacional ruso.
Un fenómeno significativo en la vida cultural de Rusia en la primera mitad del siglo XIX. se convirtió en un teatro.
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La popularidad del arte teatral creció. El teatro de siervos fue reemplazado por el teatro "libre", estatal y privado. Sin embargo, los teatros estatales aparecieron en las capitales ya en el siglo XVIII. En particular, en San Petersburgo a principios del siglo XIX. había varios de ellos: el teatro del palacio en el Hermitage, los teatros Bolshoi y Maly. En 1827 ᴦ. se inauguró un circo en la capital, donde no solo se realizaron representaciones circenses, sino también representaciones dramáticas. En 1832 ᴦ. En San Petersburgo, de acuerdo con el proyecto de K.I. Rossi, se construyó un edificio de teatro dramático, equipado con la última tecnología teatral. En honor a la esposa de Nicolás I, Alexandra Feodorovna, se conoció como el Teatro de Alejandría (ahora el Teatro A.S. Pushkin). En 1833 ᴦ. se completó la construcción del Teatro Mikhailovsky (ahora Teatro de Ópera y Ballet de Maly). Recibió su nombre en honor al hermano de Nicolás I, el gran duque Mikhail Pavlovich. En Moscú en 1806 ᴦ. se inauguró el Teatro Maly, y en 1825 ᴦ. se completó la construcción del Teatro Bolshoi.
Obras tan dramáticas como "Ay de Wit" de A.S. Griboyedov, "El inspector general" de N.V. Gogol y otras se mostraron con gran éxito.
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A principios de los años 50 del siglo XIX. aparecieron las primeras obras de A.N. Ostrovsky. En las décadas de 1920 y 1940, el destacado actor ruso M.S. Shchepkin, amigo de A.I. Herzen y N.V. Gogol, demostró su talento polifacético en Moscú. Otros artistas notables también disfrutaron de un gran éxito entre el público: V.A. Karatygin, el primer ministro del escenario de la capital, P.S. Mochalov, que reinó en el escenario del Teatro Dramático de Moscú, y otros.
Éxitos significativos en la primera mitad del siglo XIX. logró un teatro de ballet, cuya historia en ese momento estuvo asociada en gran medida a los nombres de los famosos directores franceses Didlot y Perrot. En 1815 ᴦ. Una maravillosa bailarina rusa A.I. Istomina hizo su debut en el escenario del Teatro Bolshoi de San Petersburgo.
Primera mitad del siglo XIX se convirtió en el momento de la formación de una escuela nacional de música en Rusia. En el mismo período, se creó una ópera nacional rusa. El trabajo de M.I. Glinka hizo una gran contribución al desarrollo del arte musical. Las óperas A Life for the Tsar creadas por él (por razones obvias se llamó Ivan Susanin durante mucho tiempo en nuestro país), Ruslan y Lyudmila pusieron a Mikhail Glinka a la par de los más grandes compositores del mundo. En su obra de ópera y sinfónica, M.I. Glinka fue el fundador de la música clásica rusa. Entre los compositores más talentosos de la primera mitad del siglo XIX. incluía a A.A. Alyabyev, autor de más de 200 romances y canciones, A.N. Verstovsky. Un fenómeno importante en la historia del arte musical ruso fue el trabajo de A.S. Dargomyzhsky. Sus trabajos vocales, especialmente los romances, tuvieron mucho éxito. Basado en canciones y ceremonias, se creó su ópera "Sirena", un drama musical lírico. El tesoro del arte musical ruso incluye la ópera de AS Dargomyzhsky "The Stone Guest", escrita con el texto de Alexander Pushkin.
Cuadro. Tendencias en la pintura rusa del XIX
La vida cultural de Rusia en la primera mitad del siglo XIX. caracterizado por el intenso desarrollo de las bellas artes. Surgió en la pintura rusa en el siglo XVIII. el clasicismo proclamó el arte antiguo como modelo a seguir. En el segundo cuarto del siglo XIX. se expresa en el academismo, adoptado por la Academia de Artes como la única escuela de arte. Conservando las formas clásicas, el academicismo las llevó al nivel de una ley inmutable y fue una "dirección gubernamental" en las artes visuales. Los representantes del academicismo fueron F.A. Bruni, I.P. Martos, F.I.Tolstoy.
Desde principios del siglo XIX. en las bellas artes rusas se está desarrollando una dirección como el sentimentalismo. Sin embargo, los elementos de sentimentalismo en el trabajo de los maestros rusos generalmente se combinaron con elementos de clasicismo o romanticismo. Las características del sentimentalismo se plasmaron más plenamente en las obras del notable artista A.G. Venetsianov, que pintó con amor los paisajes de las aldeas de Rusia central y los retratos de los campesinos. La dirección romántica de la pintura se plasmó en la obra de K.P. Bryullov, quizás el artista ruso más famoso de la primera mitad del siglo XIX. Su pintura "El último día de Pompeya" despertó el deleite de sus contemporáneos y le dio fama europea a KP Bryullov. O.A. Kiprensky fue un notable representante de la tendencia romántica. Habiendo vivido una vida creativa corta pero extremadamente rica, en sus pinturas pudo expresar los mejores sentimientos e ideas humanas como el patriotismo, el humanismo, el amor a la libertad. Años 30-40 del siglo XIX. se convirtió en el momento del nacimiento de una nueva dirección en la pintura rusa: el realismo. P.A. Fedotov se convirtió en uno de sus fundadores. Los personajes de P.A. Fedotov no eran héroes de la antigüedad, sino gente común. Se convirtió en el primer artista en plantear el tema del "hombrecito", que más tarde se convirtió en tradicional para el arte ruso.
Un fenómeno significativo en la vida artística de Rusia en la primera mitad del siglo XIX. fue obra de A.A. Ivanov, el destacado pintor marino I.K. Aivazovsky. AA Ivanov dedicó muchos años a trabajar en el gigantesco lienzo "La aparición de Cristo al pueblo", habiendo puesto en él un profundo contenido filosófico y ético. Las nobles ideas de bondad y justicia, intolerancia a la violencia y los vicios, que inspiraron a los artistas rusos en la primera mitad del siglo XIX, tuvieron una fuerte influencia en el desarrollo de las bellas artes rusas en las décadas siguientes.
Arquitectura
El desarrollo del urbanismo ruso en la primera mitad del siglo XIX. estimuló la búsqueda creativa de los arquitectos rusos. Todavía se prestó mayor atención a la construcción en San Petersburgo. Fue durante este período que se formó el look clásico, tradicional para él. En la ciudad se están creando varios conjuntos monumentales al estilo del clasicismo maduro. En el centro de la capital, en la Plaza del Palacio, KI Rossi erige el edificio del Estado Mayor (1819-1829), un poco más tarde, según el diseño de O. Montferrand, se instaló aquí la Columna de Alejandro (1830-1834), y en 1837-1843. A.P. Bryullov está construyendo el edificio del Cuartel General del Cuerpo de Guardias. El mismo Rossi en 1829-18E4. crea los edificios del Senado y el Sínodo, el Palacio Mikhailovsky (1819-1825), el Teatro de Alejandría y construye una calle completa (Teatralnaya, ahora calle Zodchego Rossi). En la primera década del siglo XIX. en San Petersburgo, el Instituto Smolny (D. Quarenghi), el edificio de la Bolsa de Valores con columnas rostrales (Toma de Tomon), la Catedral de Kazán (A.N. Voronikhin) están en construcción. En los años siguientes, se erigió la Catedral de San Isaac (O. Montferrand), el Almirantazgo Principal (A.D. Zakharov).
La construcción de piedra se estaba llevando a cabo en otras ciudades del imperio. Después del incendio de 1812 ᴦ. Moscú se estaba reconstruyendo rápidamente. En las ciudades provinciales y distritales, junto con los edificios de piedra, comenzaron a construirse grandes casas de piedra privadas.
Cultura rusa a principios del siglo XIX. - concepto y tipos. Clasificación y características de la categoría "Cultura rusa a principios del siglo XIX". 2017, 2018.
Se trata de fibras obtenidas a partir de polímeros orgánicos naturales y sintéticos. Según el tipo de materia prima, las fibras químicas se subdividen en sintéticas (a partir de polímeros sintéticos) y artificiales (a partir de polímeros naturales). A veces, las fibras químicas también incluyen fibras obtenidas de compuestos inorgánicos (vidrio, metal, basalto, cuarzo). Las fibras químicas se producen en la industria en forma de:
1) monofilamentos (fibra única de longitud larga);
2) fibra cortada (tramos cortos de fibras finas);
3) hilos de filamentos (un haz que consta de una gran cantidad de fibras delgadas y muy largas, unidas por torsión), hilos de filamentos, según el propósito, se dividen en hilos textiles y técnicos, o hilos (hilos más gruesos de mayor resistencia y torsión ).
Fibras sintéticas o artificiales: fibras (hilos) obtenidas por métodos industriales en una fábrica.
Las fibras químicas, según la materia prima, se dividen en grupos principales:
Las fibras artificiales se obtienen a partir de polímeros orgánicos naturales (por ejemplo, celulosa, caseína, proteínas) mediante la extracción de polímeros de sustancias naturales y la acción química sobre ellos.
Las fibras sintéticas se producen a partir de polímeros orgánicos sintéticos obtenidos mediante reacciones de síntesis (polimerización y policondensación) a partir de compuestos de bajo peso molecular (monómeros), cuya materia prima son los productos del procesamiento del petróleo y el carbón.
fibras minerales: fibras obtenidas a partir de compuestos inorgánicos.
Referencia histórica.
La posibilidad de obtener fibras químicas a partir de diversas sustancias (pegamento, resinas) se predijo ya en los siglos XVII y XVIII, pero no fue hasta 1853 que el inglés Oudemars propuso por primera vez formar hilos delgados sin fin a partir de una solución de nitrocelulosa en una mezcla de alcohol y éter, y en 1891 el ingeniero francés I. de Chardonnay fue el primero en organizar la producción de tales hilos a escala industrial. Desde ese momento, comenzó el rápido desarrollo de la producción de fibras artificiales. En 1896, se dominó la producción de fibra de cobre-amoníaco a partir de soluciones de celulosa en una mezcla de amoníaco acuoso e hidróxido de cobre. En 1893, los ingleses Cross, Bevan y Beadl propusieron un método para producir fibras de viscosa a partir de soluciones acuoso-alcalinas de xantato de celulosa, llevado a cabo a escala industrial en 1905. En 1918-20, se desarrolló un método para la producción de fibra de acetato a partir de una solución de acetato de celulosa parcialmente saponificado en acetona, y en 1935 se organizó la producción de fibras proteicas a partir de caseína de leche.
En la foto de abajo a la derecha - no fibra química, por supuesto, sino tela de algodón.
La producción de fibras sintéticas comenzó con el lanzamiento en 1932 de la fibra de cloruro de polivinilo (Alemania). En 1940, la fibra sintética más famosa, la poliamida (EE. UU.), Se produjo a escala industrial. La producción industrial de fibras sintéticas de poliéster, poliacrilonitrilo y poliolefina tuvo lugar en 1954-60. Propiedades. Las fibras químicas a menudo tienen una alta resistencia a la tracción [hasta 1200 MN / m2 (120 kgf / mm2)], alargamiento significativo por tracción, buena estabilidad dimensional, resistencia al pliegue, alta resistencia a cargas repetidas y alternas, resistencia a la luz, humedad, moho, bacterias , quimio resistencia al calor.
Las propiedades físico-mecánicas y fisicoquímicas de las fibras químicas pueden modificarse en los procesos de formación, estiramiento, acabado y tratamiento térmico, así como modificando tanto la materia prima (polímero) como la propia fibra. Esto hace posible crear fibras químicas con una variedad de propiedades textiles y de otro tipo incluso a partir de un polímero formador de fibras inicial (tabla). Las fibras químicas se pueden utilizar en mezclas con fibras naturales en la fabricación de nuevos surtidos de textiles, mejorando significativamente la calidad y apariencia de estos últimos. Producción. Para la producción de fibras químicas a partir de una gran cantidad de polímeros existentes, solo se utilizan aquellas que consisten en macromoléculas flexibles y largas, lineales o débilmente ramificadas, tienen un peso molecular suficientemente alto y tienen la capacidad de fundirse sin descomponerse o disolverse en los disolventes disponibles. .
Estos polímeros se denominan comúnmente polímeros formadores de fibras. El proceso consta de las siguientes operaciones: 1) preparación de soluciones de hilatura o fundidos; 2) formación de fibras; 3) acabado de la fibra hilada. La preparación de soluciones de hilado (fundidos) comienza con la transferencia del polímero inicial a un estado viscoso (solución o fundido). Luego, la solución (masa fundida) se limpia de impurezas mecánicas y burbujas de aire y se introducen varios aditivos para la estabilización térmica o lumínica de las fibras, su estera, etc. La solución o masa fundida así preparada se alimenta a la máquina de hilar para hilar las fibras. El hilado de fibras implica forzar un aditivo (fundido) a través de los finos orificios de la hilera hacia un entorno que solidifica el polímero en fibras finas.
Dependiendo del propósito y el grosor de la fibra que se está formando, el número de orificios en la matriz y su diámetro pueden ser diferentes. Cuando se hilan fibras químicas a partir de un polímero fundido (por ejemplo, fibras de poliamida), el aire frío sirve como medio que hace que el polímero se solidifique. Cuando el hilado se realiza a partir de una solución del polímero en un disolvente volátil (por ejemplo, para fibras de acetato), este medio es aire caliente en el que se evapora el disolvente (el llamado proceso de hilado "seco"). Cuando se hila una fibra a partir de una solución de polímero en un disolvente no volátil (por ejemplo, fibra de viscosa), los filamentos se solidifican, cayendo después de la hilera en una solución especial que contiene varios reactivos, el llamado baño de precipitación (hilado "húmedo" método). La velocidad de hilado depende del grosor y el propósito de las fibras, así como del método de hilado.
Cuando se moldea a partir de una masa fundida, la velocidad alcanza 600-1200 m / min, a partir de una solución por el método "seco" - 300-600 m / min, por el método "húmedo" - 30-130 m / min. La solución de hilado (fundido) en el proceso de convertir corrientes de líquido viscoso en fibras delgadas se extrae simultáneamente (estirado con hilera). En algunos casos, la fibra se estira adicionalmente inmediatamente después de salir de la máquina de hilar (estirado de plastificación), lo que conduce a un aumento de la resistencia de V. x. y mejora de sus propiedades textiles. El acabado de fibras químicas consiste en el procesamiento de fibras recién formadas con varios reactivos. La naturaleza de las operaciones de acabado depende de las condiciones de hilado y del tipo de fibra.
Al mismo tiempo, los compuestos de bajo peso molecular (por ejemplo, de fibras de poliamida), disolventes (por ejemplo, de fibras de poliacrilonitrilo), ácidos, sales y otras sustancias arrastradas por las fibras del baño de precipitación (por ejemplo, fibras de viscosa) son quitado de las fibras. Para impartir a las fibras propiedades tales como suavidad, mayor deslizamiento, adherencia superficial de fibras individuales, etc., después del lavado y la limpieza, se someten a un tratamiento de avivaje o aceitado. A continuación, las fibras se secan en rodillos de secado, cilindros o cámaras de secado. Después del acabado y secado, algunas fibras químicas se someten a un tratamiento térmico adicional: endurecimiento por calor (generalmente en un estado estirado a 100-180 ° C), como resultado de lo cual la forma del hilo se estabiliza, así como la contracción posterior de ambas fibras. ellos mismos y los productos elaborados con ellos durante tratamientos secos y húmedos a temperaturas elevadas.
Iluminado .:
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Por composición química, las fibras se subdividen sobre fibras orgánicas e inorgánicas.
Fibras orgánicas se forman a partir de polímeros que contienen átomos de carbono directamente conectados entre sí, o que incluyen, junto con el carbono, átomos de otros elementos.
Fibras inorgánicas se forman a partir de compuestos inorgánicos (compuestos de elementos químicos distintos de los compuestos de carbono).
Para la producción de fibras químicas a partir de una gran cantidad de polímeros existentes, solo se utilizan polímeros formadores de fibras. Polímeros formadores de fibras consisten en macromoléculas flexibles y largas, lineales o débilmente ramificadas, tienen un peso molecular suficientemente alto y tienen la capacidad de fundirse sin descomponerse o disolverse en los disolventes disponibles.
Fibras naturales y sintéticas ……………………………………… ... …… .3
Alcances de fibras químicas ……………. ……………………… ..5
Clasificación de fibras químicas ……………………………………… ..… ..7
Gestión de la calidad de las fibras químicas ……………………. ………… ...… 9
Proceso tecnológico para la producción de fibras químicas ... ... ... ... ... ... ... ... ..10
Flexibilidad de producción …………………………………………… ... ………… ..14
Lista de literatura usada ………………………………………… ...… 15
Fibras naturales y químicas
Todos los tipos de fibras, según su origen, se dividen en dos grupos: naturales y químicas. Entre las fibras naturales, orgánicas (algodón, lino, cáñamo, lana, seda natural) e inorgánicas (amianto) se distinguen.
El desarrollo de la industria de las fibras químicas depende directamente de la disponibilidad y disponibilidad de materias primas básicas. La madera, el petróleo, el carbón, el gas natural y los gases de refinería, que son la materia prima para la producción de fibras químicas, están disponibles en nuestro país en cantidades suficientes.
Las fibras químicas han dejado de ser durante mucho tiempo sustitutos de la seda y otras fibras naturales (algodón, lana). En este momento, forman una clase de fibras completamente nueva, que tiene un significado independiente. Las fibras químicas se pueden utilizar para fabricar bienes de consumo hermosos, duraderos y generalmente disponibles, así como productos técnicos de alta calidad que no son inferiores en calidad a los productos hechos con fibras naturales y, en muchos casos, los superan en una serie de indicadores importantes.
En la industria textil y de géneros de punto, las fibras químicas se utilizan tanto en forma pura como mezcladas con otras fibras. Producen ropa, vestido, forros, lino, telas decorativas y de tapicería; pieles artificiales, alfombras, medias, ropa interior, vestidos, prendas de vestir exteriores, prendas de punto y otros productos.
El rápido desarrollo de la producción de fibras químicas se ve estimulado por una serie de razones objetivas:
a) la producción de fibras químicas requiere menos inversión de capital para la producción de una unidad de producción que la producción de cualquier tipo de fibra natural;
b) los costos de mano de obra necesarios para la producción de fibras químicas son significativamente más bajos que en la producción de cualquier tipo de fibras naturales;
c) las fibras químicas tienen una variedad de propiedades, lo que garantiza productos de alta calidad. Además, el uso de fibras químicas permite ampliar la gama de textiles. No menos importante es el hecho de que las propiedades de las fibras naturales sólo pueden modificarse dentro de límites muy estrechos, mientras que las propiedades de las fibras químicas, variando las condiciones de hilado o procesamiento posterior, pueden modificarse intencionadamente en un rango muy amplio.
Aplicaciones de fibras químicas
Dependiendo del propósito, las fibras químicas se producen en forma de monofilamentos, multifilamentos, fibras cortadas y estopas.
Los monofilamentos son hilos individuales de gran longitud, que no se dividen en la dirección longitudinal y son adecuados para la producción directa de textiles y productos técnicos. El monofilamento se usa con mayor frecuencia en forma de hilo de pescar, así como para la fabricación de redes de pesca y tamices de harina. A veces, los monofilamentos también se utilizan en varios dispositivos de medición.
Hilos complejos: consisten en dos o más filamentos, conectados mediante torsión, encolado y adecuados para la fabricación directa de productos. Los hilos complejos, a su vez, se dividen en dos grupos: textiles y técnicos. Los hilos textiles incluyen hilos finos destinados principalmente a la fabricación de bienes de consumo. Los hilos industriales incluyen hilos con una densidad lineal alta utilizados para la fabricación de productos técnicos y de cordones (neumáticos para automóviles y aviones, cintas transportadoras, correas de transmisión).
Recientemente, los hilos complejos de alta resistencia a la tracción y con una deformación mínima bajo carga (alto módulo) han comenzado a usarse ampliamente para reforzar plásticos e hilos de alta resistencia con propiedades especiales para la fabricación de superficies de carreteras.
Las fibras discontinuas, que consisten en filamentos de diferentes longitudes de corte, hasta hace poco se utilizaban únicamente para la fabricación de hilos en máquinas de hilar de algodón, lana y lino. Hoy en día, las fibras con una sección transversal redonda se utilizan ampliamente para la fabricación de alfombras de paredes y pisos y la capa superior de pisos entre pisos. Las fibras de 2 a 3 mm de largo (fíbridos) se utilizan para fabricar papel sintético.
Una cuerda, que consta de una gran cantidad de filamentos doblados longitudinalmente, se utiliza para fabricar hilo en máquinas textiles.
Para productos de un cierto surtido (prendas de punto, calcetería, etc.), se producen hilos texturizados que, mediante un procesamiento adicional, reciben un mayor volumen, rizado o extensibilidad.
Todas las fibras sintéticas producidas actualmente se pueden dividir en dos grupos en términos de volumen de producción: alto tonelaje y bajo tonelaje. Las fibras e hilos de gran tonelaje están destinados a la producción en masa de bienes de consumo y productos técnicos. Estas fibras se producen en grandes volúmenes sobre la base de un pequeño número de polímeros iniciales (GC, LC, PA, PET, PAN, PO).
Las fibras de bajo tonelaje, o como también se les llama, fibras para usos especiales, se producen en pequeñas cantidades debido a sus propiedades específicas. Se utilizan en tecnología, medicina y varias ramas de la economía nacional. Estos incluyen fibras resistentes al calor y al calor, bactericidas, resistentes al fuego, quimisorción y otras. Dependiendo de la naturaleza del polímero formador de fibras inicial, las fibras químicas se subdividen en artificiales y sintéticas.
Dependiendo de la naturaleza del polímero formador de fibras inicial, las fibras químicas se subdividen en artificiales y sintéticas.
Clasificación de fibras químicas
Las fibras artificiales se producen a base de polímeros naturales y se subdividen en celulosa hidratada, acetato y proteína. Las de mayor tonelaje son las fibras de celulosa hidratadas obtenidas por el método de viscosa o cobre-amoniaco.
Las fibras de acetato se obtienen a partir de ésteres de acetato de celulosa (acetatos) con diferentes contenidos de grupos acetato (fibras BAC y TAC).
Las fibras a base de proteínas de origen vegetal y animal se producen en cantidades muy limitadas debido a su baja calidad y uso para su producción de materias primas alimentarias.
Las fibras sintéticas se producen a partir de polímeros sintetizados en la industria a partir de sustancias simples (caprolactama, acrilonitrilo, propileno, etc.). Dependiendo de la estructura química de las macromoléculas del polímero formador de fibras inicial, se dividen en dos grupos: carbocadena y heterocadena.
Las fibras de cadena de carbohidratos incluyen fibras obtenidas a partir de un polímero, cuya cadena macromolecular principal está formada únicamente por átomos de carbono conectados entre sí. Las fibras de poliacrilonitrilo y poliolefina son las más utilizadas de este grupo de fibras. En menor medida, pero todavía en cantidades relativamente grandes, se producen fibras a base de poli (cloruro de vinilo) y poli (alcohol vinílico). Las fibras fluoradas se producen en cantidades limitadas.
Las fibras de heterocadena incluyen fibras obtenidas a partir de polímeros, cuyas principales cadenas macromoleculares, además del nitrógeno de carbono, contienen átomos de oxígeno, nitrógeno u otros elementos. Las fibras de este grupo (tereftalato de polietileno y poliamida) son las de mayor tonelaje de todas las fibras químicas. Las fibras de poliuretano se producen en un volumen relativamente pequeño.
Destaca el grupo de fibras técnicas de alta resistencia y módulo elevado: fibras de carbono obtenidas a partir de polímeros grafitizados o carbonizados, vidrio, metal o fibras obtenidas a partir de nitruros o carburos metálicos. Estas fibras se utilizan principalmente en la fabricación de plásticos reforzados y otros materiales estructurales.
Gestión de la calidad de las fibras químicas
Las fibras químicas a menudo tienen una alta resistencia a la rotura [hasta 1200 MN / m2 (120 kgf / mm2)], lo que significa elongación de rotura, buena estabilidad dimensional, resistencia a las arrugas, alta resistencia a cargas repetidas y alternas, resistencia a la luz, humedad, moho, bacterias , quimio y resistencia al calor. Las propiedades fisicomecánicas y fisicoquímicas de las fibras químicas se pueden cambiar en los procesos de formación, estiramiento, acabado y tratamiento térmico, así como modificando tanto la materia prima (polímero) como la propia fibra. Esto hace posible crear fibras químicas con una variedad de propiedades textiles y de otro tipo incluso a partir de un polímero formador de fibras inicial. Las fibras sintéticas se pueden usar en mezclas con fibras naturales para hacer nuevos surtidos de textiles, mejorando significativamente la calidad y apariencia de estos últimos.
Proceso tecnológico para la obtención de fibras químicas
El proceso tecnológico para la producción de fibras químicas, por regla general, incluye tres etapas. La única excepción es la producción de poliamida, tereftalato de polietileno y algunas otras fibras, donde el proceso tecnológico comienza con la síntesis de un polímero formador de fibras.
La primera etapa del proceso es obtener una pasta o una masa fundida. En esta etapa, el polímero original se convierte en un estado viscoso al disolverse o fundirse. En algunos casos (obtención de fibras de PVA), la transición del polímero a un estado de flujo viscoso también se produce como resultado de la plastificación. La solución de hilatura o la masa fundida resultante se mezcla y purifica (filtración, desaireación). En esta etapa, para impartir ciertas propiedades a las fibras, a veces se introducen varios aditivos (estabilizadores térmicos, colorantes, agentes matificantes, etc.) en la solución de hilatura o masa fundida.
Las fibras químicas se dividen en artificiales y sintéticas.
Por primera vez, las fibras artificiales se obtuvieron a fines del siglo XIX, aunque los intentos de obtenerlas fueron mucho antes. Por ejemplo, los hilos de vidrio se producían en el antiguo Egipto, se usaban para joyería y a mediados del siglo XVIII. MV Lomonosov trató de encontrar formas de su producción industrial.
El grupo de fibras artificiales incluye viscosa y acetato.
Esquema de obtención de tejido a partir de fibras artificiales:
Madera - virutas de abeto → Celulosa (en forma de láminas de cartón) → Preparación de viscosa (líquido) → Formación de fibras a partir de una solución → Procesamiento textil de fibras (estirado, torsión, rebobinado) → Tejido (producción de telas) → Producción de acabados (acabado de telas )
1.materias primas para producción de fibras de viscosa celulosa a partir de virutas de abeto, sirve para desperdicios de algodón láminas de cartón de celulosa se disuelven con sosa cáustica y mediante el tratamiento con otros productos químicos se obtiene un líquido viscoso de viscosa, que se empuja a través de orificios (hileras), de donde salen finos hilos continuos, y luego allí es un procesamiento textil de las fibras (estirado, retorcido, rebobinado).
Las fibras de viscosa se producen no solo en forma de hilos continuos, sino también en forma de tramos cortos, es decir, fibras discontinuas, adecuadas para la fabricación de hilos de viscosa homogéneos y mezclados, con la adición de diferentes fibras para impartir diversas propiedades. a las telas.
Las telas hechas de fibras de viscosa se utilizan para coser ropa ligera: ropa de cama, blusas, vestidos, faldas, pañuelos en la cabeza, y se utilizan como forro y como decoración (para cortinas, cortinas, colchas).
Las telas hechas de fibras de viscosa tienen una apariencia hermosa, pueden parecerse a la seda, la lana, el algodón, ser mate o brillante, absorben la humedad más que el algodón; sin embargo, las telas de viscosa pierden aproximadamente el 50% de su resistencia cuando están mojadas, tienen una gran contracción y arrugas.
Los productos hechos de tela de viscosa se lavan con detergentes especiales a una temperatura del agua de 30 ... .40 ° C, no frotar, no torcer, pero dejar que el agua se escurra suavemente o envolver en un paño de algodón. Planchado en estado húmedo a una temperatura de 160 ... 180 0 С a través de una plancha, a veces se limpia en seco.
La fibra de viscosa se quema, como el algodón, con una llama amarilla, rápida, con olor a papel quemado; después de la combustión, quedan cenizas grises.
2. Tejidos de acetato son hermosas, tienen una superficie ligeramente brillante, se asemejan a la seda en apariencia y al tacto, ligeras, suaves, caen bien, ligeramente arrugadas, conservan su forma. El método para producir fibras de acetato es el mismo que el método para producir fibra de viscosa. La única diferencia es que la celulosa producida a partir de residuos de madera o algodón se trata con esencia de vinagre o ácido sulfúrico.
La desventaja de las telas de acetato es la pérdida de resistencia cuando están mojadas, son poco transpirables y absorben la humedad y son difíciles de planchar.
Los artículos hechos de telas de acetato se lavan a mano en agua tibia a una temperatura de 30 ° C con detergentes especiales, se secan en estado suspendido en una percha, se planchan ligeramente húmedos, por el lado revés, a través de una plancha con una plancha tibia.
Las telas de acetato se secan rápidamente. Se debe tener cuidado con el tratamiento térmico húmedo y no limpiar las telas de acetato con acetona, que las disolverá.
La fibra de acetato se quema lentamente, con una llama amarilla, una bola derretida y una ceniza oscura al final, se siente un olor agrio especial cuando se quema.
3. Fibras sintéticas obtenido por síntesis: la reacción de combinar sustancias simples (monómeros), que son el producto del procesamiento de carbón, petróleo y gas natural (fenol, acetileno, metano, etc.).
Las fibras sintéticas tienen una serie de propiedades que las fibras naturales no tienen: alta resistencia mecánica, elasticidad, resistencia a los productos químicos, pocas arrugas, poca fluidez, poca contracción. Todas estas propiedades son positivas, por lo que se añaden fibras sintéticas a las naturales para obtener tejidos de mejor calidad.
Las propiedades negativas de las fibras sintéticas son higroscopicidad reducida, baja permeabilidad al aire, alta electrificación cuando se usan y, por lo tanto, no se recomienda usar ropa hecha de estos tejidos para niños y personas con hipersensibilidad a las fibras sintéticas.
Los tejidos de fibra sintética más comunes incluyen nailon, lavsan, nitron.
K y pro n: la fibra más resistente al desgarro y la abrasión.
Las telas de nailon son brillantes, muy duraderas, fáciles de lavar, se secan rápidamente y requieren un tratamiento cuidadoso con calor húmedo. Las desventajas de las telas de nailon son el deslizamiento, el desprendimiento y la extensión de los hilos. Por lo tanto, las telas hechas de hilos de nailon son difíciles de coser.
Las telas ligeras, los géneros de punto, los encajes, las cintas y las trenzas se producen a partir de hilos de nailon. Mezclada con otras fibras, la fibra de nailon se utiliza para la producción de tejidos para vestidos, trajes y abrigos.
Si la fibra de nailon se lleva a la llama, comenzará a derretirse y luego se encenderá con una débil llama de color amarillo azulado con la liberación de humo blanco. Cuando se enfría, se forma una bola oscura y dura al final.
Lavsan es una fibra muy fuerte y resistente. Está mezclado con varias fibras para aumentar la resistencia y elasticidad de la tela. En su forma pura, lavsan se utiliza para la fabricación de hilos de coser, encajes, tejidos técnicos, pelo artificial, alfombras. A partir de fibras de lavsan mezcladas con lana, se producen algodón, lino, fibra de viscosa, tejidos de vestir y prendas de punto. Las telas con lavsan temen la humedad y el calor fuertes. En la llama, los hilos de lavsan primero se derriten, luego arden lentamente con una llama amarillenta, emitiendo hollín negro. Después de enfriar, se forma una bola negra dura.
Nitron - la fibra más persistente y "cálida", esponjosa, opaca, se parece a la lana en apariencia, por lo tanto se llama "lana artificial". Las telas de fibra Nitron son más duraderas y se desgastan menos que el nailon y lavsan. La fibra nitron se utiliza en la fabricación de prendas de punto (suéteres, chaquetas, bufandas) y pieles artificiales con pelo esponjoso. A partir de fibras de nailon mezcladas con lana, se producen viscosa, algodón, telas para vestidos y trajes. Las fibras de nitrón se queman en destellos, emitiendo hollín negro; después de enfriarse, se forma una bola sólida que se puede triturar con los dedos.
2. Necesita cocinar papilla de leche para 3 personas para el desayuno. Usando la guía de recetas, determine la cantidad, composición y costo aproximado de los productos para la preparación de papilla de arroz, describa la tecnología de su preparación. Describir la importancia de la leche y los productos lácteos en la nutrición humana (ver apéndice).
Tecnología de cocción de gachas de arroz con leche.
1. Procesamiento primario de cereales: Clasifique el arroz y enjuague bien con agua fría.
- Introducción
- 1. Fibras químicas
- 1.2 Fibras de poliamida
- 1.3 Fibras de poliéster
- 2.1 Síntesis de caprolactama
- 2.2 Síntesis de policaproamida
- 3.5.1 Dibujar los hilos
- 3.5.2 Retorciendo los hilos
- 3.5.3 Acabado de los hilos
- 3.5.4 Secado y acondicionamiento de los hilos
- 3.5.5 Rebobinado de hilos
- 3.5.6 Ordenar hilos
- 4. Ejemplos de cálculos tecnológicos
- Conclusión
- Bibliografía
Introducción
Por primera vez, se planteó la idea de que una persona puede crear un proceso similar al proceso de obtención de seda natural, en el que se produce un líquido viscoso en el cuerpo de una oruga de gusano de seda, que se solidifica en el aire para formar un hilo fino y fuerte. expresado por el científico francés R. Réaumur allá por 1734. Sin embargo, tomó alrededor de un siglo y medio antes de que esta idea encontrara su implementación práctica.
Las fibras químicas se denominan fibras, que se obtienen mediante procesos químicos o fisicoquímicos para procesar compuestos naturales y sintéticos de alto peso molecular (polímeros). Dependiendo del origen del polímero, las fibras químicas se dividen en dos grupos principales: fibras artificiales (si el polímero utilizado es de origen natural) y sintéticas (si el polímero formador de fibras se obtiene como resultado de síntesis química de bajo peso molecular compuestos monoméricos en peso).
A su vez, las peculiaridades de la estructura química de los polímeros formadores de fibras permiten dividir las fibras químicas en dos clases principales: fibras de cadena de carbono y fibras de heterocadena.
Fibras heterocadena. Este grupo incluye todo tipo de fibras obtenidas a partir de diversas poliamidas. Tales fibras son policaproamida, polihexametilenadipamida, polienantoamida, poliundecanamida, etc.
Las fibras de heterocadena son la clase más extendida de fibras sintéticas. A escala industrial, se producen principalmente dos tipos de fibras de heterocadenas - poliamida y poliéster - y, en pequeñas cantidades, fibra de poliuretano de alta elasticidad.
La mayor distribución de las fibras de poliamida se explica por sus propiedades de cadena inherentes, una amplia base de materia prima para su producción. Además, en gran medida, los métodos de obtención de los materiales de partida, así como los procesos de formación y posterior procesamiento, se desarrollaron para las fibras de poliamida antes y con más detalle que para otras fibras de heterocadena.
Fibras de cadena de carbohidratos. Esta clase de fibras sintéticas incluye fibras cuyas macromoléculas contienen solo átomos de carbono en la cadena principal.
Las fibras de cadena de carbono producidas se subdividen en poliacrilonitrilo, cloruro de polivinilo, alcohol polivinílico, poliolefina y que contienen flúor.
Las fibras de poliacrilonitrilo (nitron, orlon, etc.) se obtienen a partir de polímeros y copolímeros de nitrilo de ácido acrílico.
Las fibras de cloruro de polivinilo se producen a partir de polímeros y copolímeros BX (fibra de roville) y cloruro de vinildeno (fibra de soviden, saran, etc.), así como de PVC clorado (fibra de clorina).
El alcohol polivinílico, la poliolefina y las fibras que contienen flúor se obtienen, respectivamente, a partir de alcohol polivinílico (fibra de vinol, curalon), poliolefinas (fibras de polietileno y polipropileno) y polímeros que contienen flúor (fibra de teflón, flúor).
Las importantes ventajas de las fibras químicas sobre las fibras naturales son una amplia base de materias primas, una alta rentabilidad de producción y su independencia de las condiciones climáticas. Muchas fibras artificiales también tienen mejores propiedades mecánicas (fuerza, elasticidad, resistencia al desgaste) y menos arrugas. La desventaja de algunas fibras químicas, por ejemplo, poliacrilonitrilo, poliéster, es la baja higroscopicidad.
1. Fibras químicas
1.2 Fibras de poliamida y poliéster
Las fibras se utilizan principalmente para confeccionar ropa. Además, una parte importante de ellos se destina a la fabricación de todo tipo de tejidos y productos técnicos, tejidos de cordones de alta resistencia, tejidos de filtro, aparejos de pesca, cuerdas, cabos, etc. Las fibras naturales no son suficientes para satisfacer las necesidades cada vez mayores de la población en productos textiles, y en muchos casos las fibras naturales no son adecuadas para productos técnicos, porque no tienen el complejo necesario de propiedades especiales (alta estabilidad térmica, resistencia, productos químicos). resistencia, bioestabilidad, etc.). Además, la producción de fibras naturales es muy laboriosa y cara. Por lo tanto, se hizo necesario desarrollar métodos industriales de producción de fibras artificiales.
La producción de fibras químicas, debido a su alta rentabilidad y una gran base de materias primas, está creciendo de manera muy intensa. El rápido crecimiento de la producción de fibras sintéticas se debe en gran parte a sus elevadas características.
La producción de fibras sintéticas de más rápido crecimiento: poliamida (nailon, anid), poliéster (lavsan), lo que explica sus valiosas propiedades (alta resistencia a la elasticidad, resistencia a deformaciones repetidas, etc.), las fibras de poliamida y poliéster se producen en forma de cordones textiles y de alta tenacidad, fibras y monofilamentos de diversas densidades lineales. Las fibras sintéticas son especialmente importantes para la producción de ciertos tipos de productos técnicos. Por ejemplo, cordones para aeronaves y neumáticos de alta resistencia, materiales aislantes eléctricos, telas filtrantes para la industria química, etc. Además, los hilos o telas de alta resistencia hechos de nailon y nailon se utilizan para fabricar la carcasa de los neumáticos de caucho para automóviles y aviación. Estos neumáticos tienen una mayor durabilidad y confiabilidad.
1.2 Fibras de poliamida
Las fibras de poliamida son fibras sintéticas obtenidas a partir de polímeros lineales cuyas macromoléculas contienen grupos amida. Las fibras de poliamida hechas de poliamidas alifáticas recibieron un amplio desarrollo industrial. Las macromoléculas de estas poliamidas, junto con los grupos amida, contienen grupos metileno.
Fibras de policaproamida moldeado a partir de policaproamida, un polímero, un polímero sintetizado a partir de caprolactama. Estas fibras se producen en diferentes países con varios nombres, por ejemplo, "nailon" (URSS), "dederon" (Alemania), "nailon 6" (EE. UU.).
La policaproamida es un producto translúcido blanco sólido con un peso molecular de 15 000 a 25 000. A temperaturas elevadas en presencia de oxígeno, la policaproamida se degrada.
Fibras de polihexametilenadipamida ("anid" (URSS), "nailon 6.6" (EE.UU.), etc.) ,. Este polímero se obtiene de la sal AG:
Fibras de polienatoamida ( enant (URSS), "nailon 7" (EE. UU.)) se forma a partir de polienanthoamida, un polímero obtenido por policondensación de ácido n - aminoenanthic.
Fibras de poliundecanamida ( undecano, nailon 11, kiana), producido a partir de poliundecanamida, una poliamida sintetizada a partir de
u - ácido aminoundecanoico.
1.3 Fibras de poliéster
El nombre de este tipo de fibra sintética viene determinado por la naturaleza química del polímero-poliéster complejo, del que se obtienen estas fibras. Los poliésteres complejos incluyen sustancias de alto peso molecular con una fórmula general, cuyas macromoléculas consisten en unidades elementales conectadas por un enlace éster. Esta clase incluye poliésteres sintéticos naturales (ámbar, seda, etc.). Las fibras de poliéster a base de tereftalato de polietileno (PET) se producen con los nombres Lavsan (URSS), Dacron (EE. UU.), Teteron (Japón), Terital (España).
El PET es una sustancia sólida, blanca y opaca que se derrite cuando se calienta. Al enfriar rápidamente el polímero fundido, se forma un producto sólido transparente, que cristaliza a una temperatura superior a 80 ° C. El polímero es estable en muchos disolventes orgánicos (acetona, acetato de etilo, xileno, dioxano, etc.), pero se disuelve en fenoles y sus sustituidos con cloro. En álcalis y soluciones de amoníaco concentrado, el polímero se destruye.
Las fibras químicas se utilizan principalmente para fines textiles y deben caracterizarse por una relación longitud / diámetro muy grande (> 10.000), así como por unas propiedades mecánicas peculiares. propiedades:
1) alta resistencia (hasta 1 Gn / m 2 (100 kgf / mm 2));
2) alargamiento relativo alto (> 5%);
3) elasticidad y rápida desaparición de las deformaciones que surgen bajo la influencia de fuerzas externas;
4) deformaciones plásticas (residuales) mínimas después de retirar la carga;
5) máxima resistencia a cargas múltiples y alternas. Por lo tanto, para la producción de fibras químicas, solo se utilizan como materias primas polímeros formadores de fibras, que consisten en macromoléculas flexibles de forma lineal o ramificada débilmente con alta cohesión molecular. El peso molecular de estos polímeros debería ser superior a 15.000 y la distribución del peso molecular es bastante estrecha. Además, estos polímeros deben fundirse sin descomponerse, disolverse en los disolventes disponibles o volverse viscosos de alguna otra forma.
Cuadro 1. Características comparativas de las propiedades físicas y mecánicas de las fibras químicas y naturales
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Densidad, kg / m 3 |
Humedad de equilibrio,% |
Alargamiento a la rotura,% |
Resistencia a la flexión repetida, número de ciclos. |
Resistencia a la abrasión (a una carga de 3 kPa) |
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Hilo regular |
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Hilo fuerte |
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Hilo regular |
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Hilo fuerte |
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Hilo regular |
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Hilo reforzado |
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Seda natural |
2. Producción de hilos y fibras de nailon
El proceso de obtención de hilos y fibras de nailon ha sido bien estudiado y se desarrolla constantemente. El surtido de hilos, diseñado para satisfacer las necesidades de diversos sectores de la economía nacional, incluye hilos para uso textil y tecnológico.
Hay tres formas de producir hilos y fibras de nailon:
1) Método discontinuo: síntesis discontinua o continua del polímero, procesos discontinuos de extracción y secado de migajas (gránulos), formación de filamentos complejos.
2) Proceso continuo con producción de migas - síntesis continua de polímeros, extracción y secado de migas, formación de filamentos.
Método continuo con formación de filamentos directamente de la masa fundida (síntesis continua de polímeros e hilado de filamentos directamente de la masa fundida).
Los dos primeros métodos para la producción de hilos de nailon consisten en las mismas etapas tecnológicas, pero el segundo método se compara favorablemente con el primero al utilizar procesos continuos de síntesis de polímeros, extracción y secado de migas, lo que mejora significativamente la tecnología de producción y mejora la calidad. del polímero y los hilos.
El tercer método prevé la combinación en un solo proceso tecnológico de un método continuo para producir un polímero con hilado de hilos a partir de una masa fundida sin volver a fundir el polímero, mientras que la tecnología de producción de hilos cambia radicalmente. El proceso continuo se ha implementado completamente en la producción de fibras y se utiliza cada vez más en la producción de hilos textiles.
2.1 Síntesis de caprolactama
La caprolactama se puede sintetizar a partir de fenol, benceno, anilina, así como de norte-butano, furfural, acetileno, óxido de etileno y divinilo.
Considere un ejemplo de obtención de caprolactama a partir de fenol:
Obtención de caprolactama a partir de fenol.
Cuando el fenol se hidrogena (135-160 ° C) en presencia de un catalizador de níquel, se forma ciclohexanol:
La deshidrogenación del ciclohexanol da cetona-ciclohexanona:
La reacción de deshidrogenación tiene lugar a presión atmosférica y una temperatura de 400-450 ° C en presencia de un catalizador de hierro-zinc. Cuando la ciclohexanona reacciona con la hidroxilamina, se forma ciclohexanona oxima (ciclohexanoxima). Este proceso se llama oximación. :
La oximación se realiza a 20 ° C. Al final del proceso, cuando el ácido sulfúrico liberado se neutraliza con amoniaco, la temperatura de la masa de reacción se eleva espontáneamente a 90 ° C.
Bajo la acción del ácido sulfúrico concentrado, la ciclohexanona oxima se isomeriza en la lactama del ácido aminocaproico (ciclohexanona isoxima), se produce un reordenamiento de los átomos en la molécula de ciclohexanona oxima:
La caprolactama así obtenida se purifica de las impurezas mediante extracción con disolventes orgánicos (por ejemplo, tricloroetileno) y destilación repetida al vacío.
La calidad de la caprolactama utilizada para la producción de fibra de nailon se caracteriza por los siguientes indicadores principales:
Apariencia Cristales blancos
Peso molecular 113,16
Temperatura, єС
cristalización 68,8-69,0
hervir 262
Número de permanganato
Solución acuosa al 3%, de 5000-10000
meq * / kg 0,0-0,6
Coloración de una solución acuosa al 50%,
unidades escala de platino-cobalto,
no más de 5.0
Oxima de ciclohexanona 0,002
Hierro 0.00002
Acidez meq / kg, no más de 0,2
Alcalinidad meq / kg, no más de 0.05
La caprolactama llega a las fábricas de fibras sintéticas en bolsas de polietileno o en bolsas de papel colocadas en bolsas de tela cauchutada. También se transporta en estado fundido en tanques especiales, cubiertos con aislamiento térmico y equipados con una bobina para calentamiento de vapor. Al transportar la caprolactama fundida se consigue un importante efecto económico, ya que se elimina la operación de fusión de la caprolactama en la planta de consumo y se elimina la contaminación del producto. La lactama fundida se puede almacenar en recipientes térmicos y aislados.
2.2 Síntesis de policaproamida
El proceso de polimerización de la caprolactama, que convierte los ciclos en polímeros lineales, se llama poliamidación. Tiene lugar solo a una temperatura relativamente alta y presión elevada, normal o reducida en presencia de un activador.
Los activadores pueden ser ácidos orgánicos o minerales, así como agua, sal AG, ácido aminocaproico u otros compuestos que, en las condiciones del proceso de poliamidación de caprolactamas, son capaces de sufrir transformaciones químicas con la liberación de agua.
Además de los compuestos enumerados, los álcalis y el sodio metálico son activadores muy eficaces, que reducen la duración de la reacción de poliamidación en decenas y cientos de veces. En condiciones industriales, el agua se usa con mayor frecuencia como activador para la poliamidación de caprolactama.
El mecanismo de reacción para la formación de policaproamida depende de la naturaleza del activador utilizado. En presencia de agua, la reacción de poliamidación de la caprolactama avanza paso a paso de acuerdo con el siguiente esquema:
En la etapa inicial del proceso, cuando la caprolactama interactúa con el agua, se forma ácido aminocaproico:
El ácido aminocaproico se combina con la molécula de caprolactama para formar un dímero:
El dímero interactúa con otra molécula de caprolactama y se forma un trímero:
La adición de moléculas de caprolactama ocurre antes de la formación de policaproamida:
La reacción de poliamidación de la caprolactama es de equilibrio y reversible:
En este sentido, la caprolactama no se convierte completamente en policaproamida, y el polímero siempre contiene una cierta cantidad de monómero y otros compuestos solubles en agua de bajo peso molecular (dímero, trímero y caprolactama).
La cantidad y composición de la fracción de bajo peso molecular contenida en la policaproamida (Fig. 1) depende de las condiciones de temperatura del proceso. Por ejemplo, a 180 ° C la cantidad de fracciones de bajo peso molecular que constan de un dímero y un trímero alcanza el 2-3%, y a 250-270 ° C ya es del 10-12%, con aproximadamente 2/3 del monómero. y 1/3 de los dímeros y trímeros de caprolactama. Los compuestos solubles en agua de bajo peso molecular se pueden eliminar de la policapramida mediante extracción con agua caliente o destilación al vacío del polímero fundido.
Calendario 1 - Adiccion el contenido de bajo peso molecular compuestos en policaproamida a partir de la temperatura de poliamidación caprolactama.
Se imponen ciertos requisitos a la policaproamida destinada a la transformación en fibra de nailon. En particular, debe tener un peso molecular suficientemente alto (al menos 11000) y ser monolítico, es decir, no contienen una gran cantidad de vacíos y conchas. Además, el polímero debe estar libre de productos de oxidación (policaproamida blanca).
Un indicador importante de la capacidad fibrizante de la policaproamida es el peso molecular o el grado de poliamidación.
El peso molecular especificado del polímero se puede lograr ajustando las condiciones de poliamidación: temperatura, duración del proceso y contenido de regulador (estabilizador). Los reguladores del peso molecular de las poliamidas son sustancias capaces de interactuar con uno de los grupos terminales de la cadena en crecimiento de una macromolécula durante la síntesis de un polímero, deteniendo su crecimiento. Muy a menudo, los ácidos acético, sebácico o adípico se utilizan como reguladores. Para estos fines, también se usa ácido acético. norte-butilamina es un regulador de doble acción capaz de bloquear ambos grupos funcionales de una macromolécula de poliamida.
Variando la cantidad de regulador añadido, se puede obtener un polímero con el peso molecular deseado. Cuanto más regulador se añada al monómero, menor será el peso molecular del polímero.
La capacidad de formación de fibras de la policaproamida depende de parámetros del polímero como la solidez y el contenido de productos de oxidación. La presencia de burbujas de productos gaseosos (la mayoría de las veces vapor de agua) en el polímero fundido es la razón de la rotura del hilo durante el hilado y el estirado. La oxidación parcial (presencia de manchas oscuras) o continua de la policaproamida (el polímero tiene un tinte marrón) también conduce a la rotura. Además, cuando se usa un polímero de este tipo, aparecen áreas hundidas y no alargadas en los hilos.
La oxidación de la policaproamida se puede prevenir mediante los esfuerzos apropiados de poliamidación de la caprolactama, asegurando el completo aislamiento de la masa de reacción de la acción del oxígeno atmosférico.
3. Formación de fibras. Parte teórica
Modelado de fibras. El proceso consiste en forzar la solución de hilado (fundido) a través de los finos orificios de la hilera. en un entorno que hace que el polímero se solidifique en forma de fibras finas. Dependiendo del propósito y el grosor de la fibra hilada, el número de orificios en la matriz es:
1) 1? 4? para monofilamento;
2) ¿10? 60? para hilos textiles;
3) 800? 1200? para hilos de cordón;
4) 3000? 80000? para fibra cortada. Al moldear fibras sintéticas a partir de polímero fundido de fibras de poliamida el medio que hace que el polímero se endurezca es el aire frío. Si el hilado se realiza a partir de una solución de un polímero en un disolvente volátil (por ejemplo, fibras de acetato), dicho medio es aire caliente en el que se evapora el disolvente (proceso de moldeo "seco"). Cuando se hila a partir de una solución de un polímero en un disolvente no volátil (por ejemplo, fibras de rayón), se utiliza una solución que contiene varios reactivos para precipitar el polímero e hilar la fibra, el llamado baño de precipitación (proceso de hilado "húmedo").
La velocidad de hilatura depende del grosor y el propósito de las fibras, así como del método de hilatura: para hilatura por fusión - 10-20 m / seg, de la solución por el método "seco" - 5-10 m / seg, por el método "húmedo" - 0.5-2 m / seg.
La solución de hilatura (fundido) en el proceso de convertir corrientes de líquido viscoso en fibras se estira simultáneamente (estirado de la hilera), en algunos casos, la fibra se estira adicionalmente en el eje de hilatura (baño de sedimentación) o inmediatamente después de dejar la hiladora en un estado plástico (dibujo plastificante). Tirar de las fibras en un estado plástico (orientación) aumenta su resistencia. Después de la formación, las cuerdas que contienen de varias a 360.000 fibras se envían para su acabado o, además, se estiran en frío o en caliente (hasta 100-160 ° C) 3 × 10 veces. El estiramiento adicional aumenta significativamente la resistencia a la tracción de las fibras y reduce su alargamiento. Al mismo tiempo, se mejoran muchas propiedades textiles valiosas de las fibras (aumenta el módulo de elasticidad, disminuye la proporción de deformación plástica y aumenta la resistencia a deformaciones repetidas). Las condiciones de hilado (la velocidad de solidificación del polímero, la uniformidad de su liberación de la solución o la masa fundida, la tensión y el grado de alargamiento) determinan la calidad de las fibras hiladas y sus propiedades físicas y mecánicas.
Las ecuaciones que describen los procesos de flujo de cualquier fluido son el resultado de aplicar al movimiento de estos fluidos los principios físicos básicos formulados en las leyes de conservación del momento angular, la energía y la masa.
Estas leyes se formulan de la siguiente manera: el elemento productivo, separado dentro de un volumen ocupado por un fluido en movimiento y delimitado por una superficie cerrada imaginaria, es un sistema termodinámico cerrado (es decir, un sistema que solo puede intercambiar energía con el medio ambiente).
De la ley de conservación de la materia se deduce que la masa en un sistema cerrado permanece constante. Matemáticamente, esta ley se expresa de la siguiente manera:
donde t es el tiempo, es la divergencia del vector velocidad x.
De acuerdo con la segunda ley de Newton, la tasa de cambio en el momento de un elemento fluido es igual a la suma de todas las fuerzas que actúan sobre él:
donde g es el vector principal de fuerzas de masa que actúan sobre el fluido en el punto considerado.
Sin embargo, teniendo en cuenta que durante el flujo de los polímeros, debido a su alta viscosidad, las fuerzas de fricción son muchas veces superiores a las fuerzas de inercia y de masa, se desprecian los términos que tienen en cuenta la influencia de estas fuerzas. Con esto en mente, simplificamos la ecuación y la escribimos en la forma:
Ecuación de Stokes.
La ecuación del balance de calor se deriva de la ley de conservación de la energía:
donde C x es la capacidad calorífica específica del líquido a volumen constante.
q es el vector de flujo de calor,
k - coeficiente de conductividad térmica del líquido.
Ecuaciones de conservación de masa (ecuaciones de continuidad) en un sistema de coordenadas rectangular (x, y, z):
Ecuaciones de conservación de masa en coordenadas cilíndricas (r,?, Z):
Ecuaciones de movimiento en un sistema de coordenadas rectangular:
Ecuaciones de movimiento en un sistema de coordenadas cilíndrico (r,?, Z):
En los componentes del tensor de tensión, el primer índice indica la dirección de la normal al sitio en el que actúa la tensión dada, el segundo índice indica la dirección de la acción de la tensión.
Debido a la simetría del tensor de tensiones, las siguientes igualdades son válidas (la ley de emparejamiento de tensiones tangenciales):
Las ecuaciones de movimiento anteriores no describen la relación entre la magnitud del esfuerzo cortante y las tasas de deformación correspondientes. Para caracterizar completamente el comportamiento del polímero deformante, es necesario complementar esta ecuación con la ecuación reológica de estado, que conecta los componentes del tensor de velocidad de deformación con los componentes del tensor de tensión.
De la ecuación reológica, que se refiere al caso de un flujo unidimensional constante.
La ecuación de estado reológica, que tiene en cuenta la naturaleza de relajación del desarrollo de deformaciones altamente elásticas y es válida para pequeñas deformaciones inversas, tiene la forma:
Tenga en cuenta que las ecuaciones de estado deben asociarse durante un cierto intervalo de tiempo, no con ningún punto particular en el espacio con coordenadas. NS I, y con el mismo elemento del entorno ubicado en el momento del tiempo t en un punto en el espacio con coordenadas NS I.
Recientemente, la fórmula del estado reológico para medio elástico-viscoso propuesta por White también es popular.
donde pI es el componente de isotropía del tensor de tensión.
Funcional GRAMO se puede representar como una expansión integral:
Las propiedades reológicas del medio se determinan mediante la elección adecuada de los núcleos integrales Ф y Ш. El primer núcleo Ф conecta el módulo de relajación de la viscoelasticidad lineal y limita la región de pequeña deformación.
Usando algún estado instantáneo del ambiente como punto de referencia, es posible expresar una deformación específica del ambiente usando la expansión de la serie de Taylor:
donde - e (s) = e (t - q) es el tensor de deformaciones, determinado de acuerdo con la medida de Fingler:
La forma más simple de la ecuación reológica, teniendo en cuenta la anomalía de viscosidad:
donde I 2 es el invariante cuadrático del tensor de la tasa de deformación,
metro 0 - el valor de la viscosidad efectiva a I 2 =1.
El valor del invariante cuadrático en coordenadas rectangulares:
El valor del invariante cuadrático en coordenadas cilíndricas:
en el caso de una cizalla simple, la ecuación reológica tomará la forma:
La ecuación de balance de energía, compilada para el estado estacionario bajo el supuesto de que todas las características termofísicas no dependen de la temperatura, tiene la forma:
donde c es la densidad de la masa fundida, CON pag - capacidad calorífica de la masa fundida, k metro- coeficiente de conductividad térmica de la masa fundida.
Para construir un modelo que admita una solución analítica, hacemos los siguientes supuestos:
Flujo del eje y existe sólo en las inmediaciones de las paredes del canal. En el resto de la sección del canal, el flujo en la dirección del eje y desaparecido.
Las dimensiones del canal son constantes a lo largo de toda su longitud; por lo tanto, los valores x x y x z no dependen de z.
El gradiente de temperatura en la dirección transversal debido al flujo circulante es insignificante en comparación con el gradiente longitudinal. Por lo tanto,
Si se asume que la ecuación de balance de energía que la transferencia de calor debido a la conducción de calor debido a a lo largo del eje del canal es insignificante, entonces la ecuación de balance de energía se reducirá a la siguiente forma:
3.1 Formación de hilos multifilamento a partir de la masa fundida
El principio de formación de filamentos a partir de una masa fundida consiste en forzar la masa fundida de polímero con una bomba dosificadora a través de los delgados orificios de la hilera. Una corriente de polímero fundido que emerge de cada orificio de la hilera, que se enfría en el aire, se solidifica y se convierte en un filamento. Los filamentos conectados en un haz forman un hilo complejo, que se enrolla en una bobina.
Los troqueles suelen ser capilares cortos con. El canal de la matriz tiene un contorno liso, lo que permite moldear el flujo en la entrada en una forma de vidrio y minimizar la distorsión de la forma extruida debido a la recuperación elástica.
Foto 1 - Diagrama de hilado de fibras fundidas por soplado
Con un aumento en la velocidad de dibujo y la tensión de orientación, el valor de la relación D/ D 0 Disminuye rápidamente. Una expresión aproximada para evaluar la recuperación elástica del chorro en presencia de una corriente de aire es la siguiente:
donde, B= D/ D 0 - el coeficiente de restauración del chorro a la fuerza axial,
F = 0, l eff es el tiempo de relajación de las macromoléculas del polímero fundido,
m - coeficiente dinámico de viscosidad condicionalmente fijo,
GRAMO es la función que describe la disipación de la energía interna del flujo.
Según la ley de potencia de Oswald de Ville, la ecuación para la conservación de la energía y el momento es la siguiente:
Al considerar el balance energético, la intensidad del flujo de calor debido al trabajo de las fuerzas de fricción viscosa, referidas a la unidad de volumen (e v), se describe mediante la expresión:
Figura 2- Lugar de hilatura: 1 - depósito de migas; 2 - grúa; 3 - compensador; 4 - tubo de ramificación; 5 - rejilla de fusión; c - chaqueta de vapor; Polímero 7-fundido; Bomba de 8 dosificadores; 9 - bomba de presión; 10 - unidad de bombeo; 11 - juego de matrices; 12 - morir; 13 - mina obtuch-naya; 14 - eje de hilatura; 15 - lavadoras preparativas; 16 - rodillo de presión; 17 y 18 - hilado (crianza) zorros; 19 - no apilador; 20 carretes; 21 - cilindro de fricción; 22 - aislamiento térmico.
Para formar hilos a partir de una masa fundida, un patrón vertical es característico cuando el hilo se mueve de arriba a abajo. La máquina para formar hilos de nailon se completa desde varias posiciones de hilatura. Cada puesto de hilatura (Fig. 2) consta de tres unidades principales: una unidad de fusión de policaproamida (migajas) y una unidad de formación de hilo. Zonas de solidificación de corrientes de fusión y formación de filamentos y filamentos. Dispositivos para enrollar hilados.
La unidad para fundir polímeros y moldear corrientes de masa fundida consta de una tolva y un cabezal de hilatura. En el búnker, en una atmósfera de nitrógeno, se almacena un suministro de migas, que es necesario para el funcionamiento continuo durante 2-6 días. ¿Búnker? un recipiente vertical cilíndrico fabricado en aluminio con una trampilla en la parte superior para la carga de migas y un fondo cónico con mirilla para controlar el consumo de migas (Fig. 3). Una grúa está montada en la parte cónica de la tolva, que conecta la tolva a través de una junta de expansión y un ramal con un cabezal giratorio. Los servicios de suministro y evacuación de nitrógeno están conectados a la parte superior del búnker. Después de cargar la miga y sellar la tolva, se extrae el aire de la misma, para lo cual se crea alternativamente un vacío varias veces y la tolva se llena con nitrógeno.
figura 3 - Cabeza giratoria:
1 - rama de tubería; 2 - rejilla de fusión; 3 - bomba de medición; 4 - tepaislamiento; 5 - unidad de bomba; 6 - cabeza cuerpo; 7 - camisa; 8 - conjunto de fneller; 9 - mangapar termoeléctrico; 10 - bomba de presión.
El cabezal de hilatura o cabezal formador de fusión consta de una camisa calefactora, una parrilla de fusión y una unidad de bombeo. La parrilla de fusión (Fig. 4) es un serpentín tubular helicoidal plano, calentado desde el interior por vapores VOT. ¿Está equipada la unidad de bomba (fig. 5) con dos bombas de engranajes? cabezal de presión y dosificación (Fig. 6) y una hilera que consta de un dispositivo de filtrado (malla metálica y arena de cuarzo) y una hilera? placa maciza con orificios con un diámetro de 0, 20 × 0,25 mm (para monofilamento de hasta 0,5 mm). La parrilla de fusión y la unidad de bombeo están ubicadas en la camisa del cabezal giratorio, calentadas por intercambiador de calor de vapor o líquido desde una sala de calderas común o por medio de un calentador eléctrico local.
Dibujo 4 - Rejilla de fusión: 1 - marco; 2 - bobina.
Desde la tolva, las migas por gravedad a través del grifo, el compensador y el ramal se alimentan a la parrilla de fusión, donde a 265-290 ° C se funden las migas. La resina fundida se recoge en un espacio cónico debajo de la rejilla, de donde es extraída por la bomba de inyección y transferida a la bomba dosificadora. La bomba dosificadora inyecta la masa fundida bajo una sobrepresión de hasta 8 MPa, forzándola a través de un filtro y una matriz, de donde sale en forma de finos chorros uniformes (Fig. 7).
Dibujo 5 - Unidad de bombeo con rejilla de fusión.
Dibujo 6 - Giro de engranajes (cabezal de presión y medición) bomba.
Dibujo 7 - Fondo giratoriola cabeza con un eje de soplado: 1 - cabezal giratorio; 2 - eje de soplado; 3 - un hilo.
Todas las partes del cabezal de hilatura (parrilla, bloque, bombas) con las que entra en contacto el polímero fundido están hechas de acero aleado resistente al calor.
Para evitar la oxidación del polímero durante la fusión, se sopla continuamente nitrógeno sobre la parrilla de fusión, que no contiene más de 0,0005% de oxígeno. La cantidad de nitrógeno suministrada está estrictamente controlada, ya que un exceso de nitrógeno, incluso con el contenido de oxígeno indicado, provoca la oxidación del polímero.
Junto a los descritos, también se utilizan otros diseños de rejillas de fusión y cabezales giratorios calentados por líquido CALIENTE y electricidad.
Figura 8 - Diagrama del fusor de tornillo (extrusora):
1 - recipiente cilíndrico; 2 - dispositivo de arranque; 3 - calentadores eléctricos; 4 - tornillo; 5 - zonaderritiendo; 6 - zona de templado; 7 - zona de descarga.
Otro tipo de dispositivo de fusión es un fusor - extrusor de tornillo (Fig.8), que proporciona alta productividad, tiempo de residencia mínimo del polímero en el estado fundido, lo que conduce a un aumento mínimo en el contenido de compuestos de bajo peso molecular en el polímero. durante el proceso de hilatura, mezcla intensiva de la masa fundida, que es muy importante para homogeneizar sus propiedades y crea la presión suficiente necesaria para transportar la masa fundida a los cabezales de hilatura. Un cabezal de fusión de este tipo permite el funcionamiento del grupo de cabezales de hilatura. Un hilo formado a partir de migajas fundidas mediante extrusoras (que contiene 0,5 - 0,8% de compuestos de bajo peso molecular y 0,05% de humedad) contiene hasta un 2% de compuestos de bajo peso molecular que no necesitan ser extraídos.
La zona de solidificación de las corrientes de masa fundida y la formación de filamentos y filamentos consta de un eje de soplado e hilado (acompañante). Las corrientes de polímero fundido que emergen de los orificios del troquel se solidifican en forma de filamentos, donde se combinan en un haz, formando un hilo complejo, que llega a la parte de recepción y devanado de la máquina.
La cámara de soplado está ubicada directamente debajo de la matriz y sirve para crear un flujo de aire uniforme en la dirección perpendicular al movimiento de los filamentos. Debido a esto, el haz de filamentos en movimiento (filamento complejo) se fija en una determinada posición y se excluye la posibilidad de su oscilación y la formación de secciones adelgazadas y engrosadas. Para soplar se utiliza aire acondicionado. Desde el eje de soplado, el filamento pasa al eje de hilatura, que sirve para proteger el hilo de hilar de la influencia de corrientes de aire aleatorias y para un enfriamiento adicional en el caso de hilados industriales. Para ello, el eje de hilatura está encamisado para enfriarlo con agua fría.
3.2 Dispositivo de bobinado de filamento desprendido
Los hilos que salen del eje de hilatura tocan los dispositivos de humectación y lubricación (arandelas) y, al pasar a través de dos discos de hilado, entran en el carrete de recogida, que es accionado por un eje de fricción.
Los discos de hilar sirven para la comodidad del enhebrado y, además, contribuyen a un modo estable de hilado del hilo a velocidad constante, evitando las vibraciones de los filamentos en la zona de curado provocadas por el movimiento alternativo del esparcidor de hilo.
Los filamentos que salen del cabezal de hilatura están prácticamente exentos de humedad; en el camino de la hilera al carrete de recogida, el filamento no tiene tiempo de ser humedecido por la humedad del aire. Para evitar que el hilo de la bobina de hilado se moje durante el proceso de bobinado, lo que provocaría que la fibra se salga del carrete y lo dañe, se humedece antes de entrar en la bobina. Además, en la sección de bobinado multihilo, el aire está condicionado por la temperatura y la humedad (temperatura 18 - 20 ° C, humedad relativa 45-55%). Por lo tanto, se crea especialmente una humedad baja, que evita que el hilo se hinche y contribuye a la preservación de la forma del bobinado.
Simultáneamente con la humectación o inmediatamente después, se aplica un lubricante (preparación) al hilo. Esta operación es necesaria para facilitar el proceso de estirado y para reducir la fricción del hilo en las piezas de la máquina durante las operaciones de estirado y torsión. Recientemente, se ha utilizado cada vez más el método combinado de humedecer y encolar el hilo durante el hilado. En este caso, se utiliza un lubricante en forma de emulsión acuosa que contiene del 5 al 20% de las sustancias de preparación.
3.3 Parámetros del proceso de moldeo
Los principales parámetros del proceso de hilado de filamentos: la temperatura y la velocidad están determinados por las propiedades del polímero, el grosor de los filamentos y los filamentos complejos, el propósito y las propiedades específicas de los filamentos.
La temperatura de hilado del filamento normalmente corresponde a la temperatura de la parrilla de fusión. Este último varía en el rango de 265-290 ° C, dependiendo del peso molecular del polímero. Cuanto más grande es, mayor es la temperatura de hilado del hilo. La temperatura de la chaqueta suele ser de 2 a 5 ° C más baja que la temperatura de la parrilla.
La velocidad de hilado varía en el rango de 350 a 1500 m / min y depende de la productividad del dispositivo de fusión, la viscosidad del polímero fundido (peso molecular del polímero y temperatura de hilado) y el grosor de los filamentos y filamentos.
Los hilos multifilamento con un grosor de 29, 93,5 y 187 tex se hilan a una velocidad de 350 a 600 m / min, los hilos multifilamento con un grosor de 15,6; 6,7; cinco; 3,3; 1,67 - a una velocidad de 700 a 1500 m / min.
3.4 Formación de hilos de nailon
En la producción se utilizan varios tipos de máquinas para formar hilos de nailon de varios espesores. La calidad del hilo formado en la hilandería se controla mediante los siguientes indicadores: la plenitud de las bobinas. Densidad lineal del hilo, contenido de humedad y lubricante.
Después del hilado, los hilos de nailon aún no poseen un conjunto de propiedades requeridas para el procesamiento textil posterior, debido a su alto alargamiento a la rotura y baja resistencia. Para lograr las propiedades requeridas, deben someterse a las operaciones de estirado (3 a 6 veces) y torsión.
Las propiedades de los filamentos acabados (resistencia al alargamiento, etc.) dependen de muchos factores. Los requisitos para los hilos están determinados principalmente por el área de su aplicación. Como regla general, los hilos destinados a la fabricación de textiles deben tener un alargamiento más alto (26 × 34%) que los hilos técnicos (12 × 16%). Por lo tanto, estos últimos están sujetos a un estiramiento más fuerte. La capacidad de estiramiento de los hilos de poliamida permite obtenerlos con las propiedades deseadas y satisfacer los requisitos de varios consumidores. Se puede obtener hilo de nailon del mismo grosor con diferente alargamiento según el propósito.
En estas condiciones, el enhebrado de la máquina para obtener hilos complejos que satisfagan todos los requisitos del consumidor (en términos de espesor, resistencia, alargamiento, etc.) es bastante difícil. En la práctica, al repostar la máquina, proceda de la siguiente manera. Para una rosca de un espesor dado, se establece la relación de estirado, y la alimentación de la bomba requerida y su frecuencia de rotación a una velocidad de hilatura dada se determinan mediante cálculo.
Alimentación por bomba Q ( en g / min) se calcula mediante la fórmula
donde ? velocidad de formación, m / min, METRO? el grado de tirar del hilo, T? densidad lineal del hilo, tex.
En cálculos aproximados, se pueden ignorar las modificaciones que tienen en cuenta el contenido de humedad y lubricante en el hilo terminado, la diferencia en el contenido de compuestos de bajo peso molecular en el hilo recién formado y terminado, así como la contracción durante el acabado y la torsión.
Velocidad de la bomba NS ( rpm) se determina utilizando la siguiente relación:
¿de donde? la densidad del polímero fundido q ? rendimiento de la bomba por revolución.
Después de definir los valores Q y NS El hilado experimental del hilo se lleva a cabo en varias estaciones de hilado de la máquina. El hilo formado se estira con una multiplicidad creciente hasta que se obtiene un hilo con parámetros específicos de resistencia y alargamiento. Si esto da como resultado un hilo con una desviación en la densidad lineal, la densidad lineal del hilo hilado se corrige mediante un cambio correspondiente en el flujo de bombeo. Después de eso, el hilado y el estiramiento experimentales del hilo se repiten nuevamente hasta que se obtiene un hilo terminado con las propiedades deseadas.
3.5 Procesamiento textil de hilos de nailon
Las bobinas con hilos sin estirar procedentes de la hilandería se guardan en una cámara tampón o en una tienda textil en condiciones acondicionadas (temperatura 21-23 ° C, humedad relativa 55-65%) durante al menos 12 horas. Esto es necesario para promediar las propiedades del hilo en la bobina sobre las capas del paquete y para distribuir uniformemente la humedad y el lubricante. La naturaleza del procesamiento textil (grado de estiramiento y torsión) de los hilos de nailon depende de su grosor y propósito.
Operaciones de transformación de hilos de nailon con fines textiles:
a) capucha;
b) torsión con rebobinado en bobinas perforadas;
c) acabado (eliminación de compuestos de bajo peso molecular y fijación de la torsión);
e) aire acondicionado;
f) rebobinado a mandriles cónicos;
g) clasificación.
Los hilos de nailon, destinados a la producción de diversos productos técnicos, se producen en fábrica en bobinas cónicas y se someten a las mismas operaciones de procesamiento posterior. Los hilos técnicos (cordones) de 93,5 y 187tex se procesan casi por completo en la fábrica en tejido de cordones. En este caso, el complejo de operaciones textiles incluye las operaciones de torcer los hilos del cordón y tejer la tela del cordón.
Anteriormente, el procesamiento de hilos de nailon (como otros hilos de poliamida) comenzaba con una operación de torsión preliminar. Antes de estirar el hilo, según el grosor, se informó un giro de 50 a 100 vueltas / m. El pre-retorcido hace que el hilo sea compacto, lo que facilita su proceso de estirado, mientras que disminuye la rotura de hilos elementales y complejos y aumenta la uniformidad de las propiedades de los hilos estirados. En los últimos años, la operación de torsión preliminar se ha eliminado en todas las fábricas de fibra de nailon como resultado del control más estricto de los parámetros de todos los procesos tecnológicos, el uso de materias primas de mayor grado de pureza y el uso de composiciones de encolado adecuadas en las máquinas. . Al mismo tiempo, las áreas de producción se han reducido significativamente y los costos laborales han disminuido.
3.5.1 Dibujar los hilos
Esta operación se realiza en estiradoras. De todas las operaciones del proceso tecnológico de obtención de hilos de nailon, el trefilado de hilos es uno de los más críticos. Esta operación determina en gran medida la calidad y propiedades de los hilos y, por así decirlo, controla todas las etapas previas del proceso. Esto se debe al hecho de que la uniformidad del estiramiento y, en consecuencia, la uniformidad de las propiedades del hilo estirado dependen de muchos factores: el peso molecular del polímero, el contenido de compuestos de bajo peso molecular, las condiciones de formación (temperatura y velocidad), el contenido de humedad de la cantidad de lubricante aplicado al hilo, etc.
Las propiedades de los hilos se caracterizan no solo por los valores absolutos de los indicadores físicos y mecánicos, sino en gran medida por la uniformidad de estos indicadores. Las fluctuaciones en la temperatura y la velocidad de hilado, la humedad y la temperatura del aire en el taller, los cambios en las condiciones de humectación y lubricación del hilo y otros parámetros del proceso tecnológico conducen a la producción de un hilo, cuyas secciones individuales tienen propiedades desiguales. . Naturalmente, al tirar de dicho hilo, sus secciones individuales se estirarán de diferentes maneras y, como resultado de esto, el hilo terminado tendrá características físicas y mecánicas desiguales. Por lo tanto, el estricto cumplimiento de los parámetros del proceso tecnológico es tan importante.
En la (Fig. 9) se muestra un diagrama esquemático del mecanismo de torsión y escape de la máquina KV-300-I. Se utiliza para estirar y retorcer hilos textiles con densidad lineal de 1,67 a 15,6tex para una relación de estirado de 2,42 a 4,90 y una velocidad de estirado del hilo estirado de hasta 750 m / min. El peso del paquete de salida es de hasta 400 g.
Figura 9- Esquema del mecanismo de estirado en frío y en caliente del hilo técnico de la máquina KV-300-I: 1 - embalaje con fibra no estirada, 2 - guías de tensión; 3 - alimentador de hilo; 4 - dispositivo de suministro de energía; 5 - palanca de freno; 6 - disco de escape superior; 7 calentadores; 8 - disco de escape inferior; 9 - guía del hilo; 10 - kopeks; 11 - un anillo con un control deslizante; 12 - husillo.
Al estirar hilos de poliamida, como muchos otros hilos sintéticos hechos de polímeros cristalizables, se observa un efecto de estrangulamiento característico. Se instala una palanca de freno redonda entre el alimentador y la galleta (en el campo de estiramiento) para fijar el lugar de la formación del cuello y aumentar la uniformidad del tirón del hilo. hecho de material sólido (ágata, corindón, etc.), alrededor del cual el hilo da una vuelta. Como resultado de la fricción continua del hilo, el palo se calienta fuertemente (hasta 80 ° C). Así, la formación de un cuello en el hilo (al dejar el palo) se debe al enlentecimiento y calentamiento del mismo con el palo. Una palanca de freno se usa, por regla general, al obtener hilos técnicos; los hilos finos se pueden tirar sin un palo. Este proceso se llama estirado en frío.
Los hilos de nailon para fines técnicos con una densidad lineal de 93,5 y 187tex se someten a estiramientos combinados: frío y caliente. Al mismo tiempo, se coloca un dispositivo para calentar los hilos a 150 - 180 ° C en la zona de estiramiento.
Al hilar la fibra de la masa fundida, el área de la sección transversal de la fibra en la región desde la salida de la hilera hasta los rodillos de recogida disminuye de forma hiperbólica. En el gráfico 2 se muestra un cambio típico en el área de la sección transversal y el radio de una fibra de polímero. El estiramiento de la fibra es de aproximadamente 200 cm de largo. Todavía no hay forma de detectar cuándo la fibra comienza a solidificarse.
Por la naturaleza de las dependencias A (z) y R (z), presentado en el gráfico 2, se puede ver que el campo de velocidad en la sección de estirado de fibras se describe mediante funciones de la forma: . Por lo tanto, para describir el flujo, es necesario resolver conjuntamente las componentes ryz de la ecuación de movimiento, la ecuación de balance de energía y la ecuación de estado bajo las condiciones de contorno correspondientes. Esta es una tarea bastante difícil, especialmente cuando es necesario utilizar una ecuación no lineal de estado reológico.
Programa 2 - Curvas de cambios en el área de la sección transversal y el radio de la fibra en la sección de estirado en fusión (z - distancia desde la salida desde hileras). Material, temperatura y velocidad de recogida de fibra respectivamente 1 - nylon; 265 ° C; 300 m / min; 2 - polipropileno; 262 ° C; 350 m / min.
En la actualidad, todavía no se ha desarrollado un aparato matemático que permita predecir con precisión la ley de disminución del radio de la fibra o la distribución de la velocidad de flujo en el área de disminución intensiva del radio de la fibra. Es cierto que ya se han hecho varios intentos para estimar la velocidad, el radio de la fibra y la temperatura en función de la distancia desde la matriz. Los primeros en investigar la hilatura de fibras no isotérmicas fueron Kees y Matsuo. El artículo de Hahn generaliza los resultados obtenidos por los autores antes mencionados y propone dos ecuaciones que describen la distribución de un solo componente de velocidad. y
T= T (z) para estado estacionario:
donde e es la emisividad, es el caudal másico, es la capacidad calorífica a volumen constante, F D es la fuerza de resistencia del aire (por unidad de área), igual a
donde PARA- factor de corrección; índice pero indica que las especificaciones respectivas se aplican al aire ambiente.
Khan complementó estas dos ecuaciones de transporte con una ley de potencia de flujo de tracción, teniendo en cuenta la dependencia de la temperatura de la viscosidad:
donde, es la viscosidad a velocidad de cizallamiento cero, e es el ancho, es la energía de activación del flujo viscoso.
La solución de este sistema de ecuaciones solo se puede obtener mediante un método numérico. Los resultados obtenidos tienen un significado físico en la sección del eje z hasta el comienzo de la cristalización, cuando la liberación de calor debido al efecto exotérmico de la cristalización reduce la velocidad de enfriamiento de la masa fundida (gráfico 3). Estos son los resultados de medir la temperatura de la superficie de la fibra durante la extracción de la masa fundida, dependiendo de la distancia. z.
Como resultado de la cristalización de las capas internas, a medida que aumenta la distancia desde la matriz, la temperatura superficial de la fibra puede incluso aumentar.
Programa 3 - Dependencia del templerecorridos de superficie de fibradesde la distancia del dadoz. Velocidad de muestreo de fibra: 1 - 50 m / min; 1,93 g / min; 2 - 100 ; 1,93 ; 3 - 200 ; 1,93 ; 4 - 200 ; 0,7 .
Actualmente, la mayor parte de la atención se atrae sobre sí mismos dos problemas asociados con la estabilidad del proceso de extracción de fibras de la masa fundida, a saber: resonancia durante el estiramiento y conformabilidad de la fibra. En presencia de resonancia durante el estirado, se observa una periodicidad regular y constante de cambio en el diámetro de la fibra estirada. La formabilidad de la fibra se refiere a la capacidad de un polímero fundido para estirarse sin romperse debido a un estrechamiento o falla de cohesión.
Figura 10 ? Cristalización lineal de fibrasen hilado de fibras. Morpholoestructura gia que se desarrollaXia durante el dibujo de la fibra (1 - spheroliestructura; 2 - embrionescristal, doblada lámina; 3 - embrión cristal, laminilla enderezada). Zonas sombreadaslas telarañas están ocupadas con el derretimiento. Velocidad desdefibra de boro: pero - muy poco; B - chiquita; en - promedio; GRAMO - elevado.
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