Un scurt raport despre producția de fibre chimice moderne. Prezentare despre tehnologie pe tema „Tehnologia producerii fibrelor chimice. Proprietățile fibrelor chimice. (Clasa 7). Fibra de mătase artificială este o fibră.

Cultura rusă la începutul secolului al XIX-lea.

Prima jumătate a secolului al XIX-lea a fost marcată de progrese semnificative în cultura rusă, însoțite de dezvoltarea educației, științei, literaturii și artei. Ea a reflectat atât creșterea conștiinței de sine a poporului, cât și noile principii democratice care s-au impus în viața rusă în acei ani. Influența culturală a pătruns tot mai mult în cele mai diverse pături ale societății, intrând în contact strâns cu realitatea și îndeplinind cerințele practice ale vieții sociale.

Educaţie

Dezvoltarea socio-economică a societății ruse în prima jumătate a secolului al XIX-lea. a cerut insistent schimbări fundamentale în domeniul învăţământului public. În timpul domniei lui Alexandru I, a fost creat un sistem de învățământ care includea școli parohiale cu o clasă și școli districtuale cu două clase la etapa inițială, urmate de gimnazii de patru ani și, în final, învățământul superior se baza pe studii la universități și câteva instituţii de învăţământ tehnic.

Verigile centrale ale acestui sistem erau universitățile rusești (Moscova, Petersburg, Kazan, Dorpat etc.). Alături de ei, existau instituții de învățământ de clasă nobilă - licee, dintre care cel mai faimos a fost Liceul Tsarskoye Selo. Copiii nobililor au primit educație militară în corpul de cadeți.

În acești ani, educația în Rusia a făcut un pas semnificativ înainte. Dacă în secolul al XVIII-lea a rămas privilegiul celor mai înalte cercuri nobiliare, atunci deja în primul sfert al secolului al XIX-lea. s-a răspândit în rândul nobilimii, iar mai târziu printre negustori, mici burghezii, artizani.

Numărul bibliotecilor din țară a crescut simțitor, printre care au apărut multe private. Ziarele și reviste au început să trezească un interes din ce în ce mai mare în rândul publicului cititor, a cărui publicare s-a extins considerabil („Albina de Nord”, „Gubernskie vedomosti”, „Vestnik Evropy”, „Fiul patriei” etc.).

Stiinta si Tehnologie

În prima jumătate a secolului al XIX-lea. Știința rusă a obținut un succes semnificativ. Istoria Rusiei a fost studiată cu succes. Pentru prima dată, cititorul educat a primit un amplu, scris în limbaj literar, în 12 volume „Istoria statului rus”, creat în 1816-1829. N.M. Karamzin. O contribuție notabilă la studiile medievale rusești a fost adusă de T.N. Granovsky, ale cărui prelegeri la Universitatea din Moscova au avut un mare răspuns public.

Succese semnificative au fost obținute de filologii ruși, A.H. Vostokov a devenit fondatorul paleografiei ruse, savanții slavi ruși și cehi au lucrat în strânsă colaborare.

În prima jumătate a secolului al XIX-lea. Marinarii ruși au făcut aproximativ 40 de călătorii în jurul lumii, începutul cărora a fost pus de expedițiile lui IF Kruzenshtern și YF Lisyansky pe navele cu pânze „Nadezhda” și „Neva” (1803-1806). Întreprins în 1819-1821. FF Bellingshausen și MP Lazarev, o expediție la Polul Sud pe sloops „Vostok” și „Mirny” au descoperit Antarctica. În 1845 ᴦ. Societatea Geografică Rusă a început să lucreze,

În 1839 ᴦ. Datorită eforturilor lui V.Ya Struve, celebrul observator astronomic exemplar a fost deschis la Pulkovo (lângă Sankt Petersburg), dotat cu cel mai mare telescop.

Lucrările matematicienilor ruși: V.Ya.Bunyakovskiy, M.V. Ostrogradskiy au devenit celebre în întreaga lume. O contribuție semnificativă la dezvoltarea matematicii a fost crearea de către N.I. Lobachevsky a așa-numitei geometrii non-euclidiene.

Fizicienii ruși au lucrat cu succes în domeniul electricității. VV Petrov a descoperit arcul electric (1802), care a avut o mare importanță practică și a studiat problemele electrolizei. Lucrările lui E.H. Lenz au fost dedicate conversiei energiei termice în energie electrică, P.L. Schilling a fost creatorul telegrafului electromagnetic (1828-1832). Ulterior, în 1839 ᴦ. un alt fizician rus B.S. Jacobi a conectat capitala de Tsarskoe Selo printr-un cablu subteran. De asemenea, Jacobi a lucrat mult și cu succes la crearea unui motor electric; o barcă cu un astfel de motor a fost testată pe Neva. În atelierul lui Jacobi a fost folosită o altă descoperire a lui - s-au realizat galvanoplastie, sculptură, basoreliefuri din cupru, care, în special, a fost folosită pentru decorarea Catedralei Sf. Isaac din Sankt Petersburg.

Metalurgistul P.P.Anosov a lucrat la studiul structurii metalelor, chimistul N.N.Zinin a reușit să obțină coloranți de anilină din benzen, biologii K.Ber și K.Rulier erau celebri în lume. Medicii ruși au început să folosească anestezia în timpul operațiilor (N.I. Pirogov a folosit analgezice și antiseptice în domeniu), au lucrat în domeniul transfuziei de sânge (A.M. Filomafitsky).

Realizările în domeniul tehnologiei au fost și ele semnificative. Dezvoltarea sa a contribuit la revoluția industrială din Rusia. În 1834 ᴦ. la uzina Vyysky (Ural), mecanic iobag, tată și fiu E.A. și M.E. Cherepanovs a construit una dintre primele căi ferate din lume și deja în 1837 ᴦ. primele trenuri au mers de-a lungul căii ferate Sankt Petersburg - Tsarskoe Selo. Primele nave cu aburi de pe Neva au apărut în 1815 ᴦ., Iar în 1817-1821. au început să înoate de-a lungul Kama și Volga.

Literatură

Literatura rusă din prima jumătate a secolului al XIX-lea. - unul dintre cele mai izbitoare fenomene din istoria culturii mondiale. La cumpăna secolelor XVIII-XIX. clasicismul cu retorica și „înaltul calm” a fost înlocuit treptat de o nouă tendință literară – sentimentalismul. Fondatorul acestei tendințe în literatura rusă a fost N.M. Karamzin. Lucrările sale, deschizând lumea sentimentelor umane către contemporani, s-au bucurat de un mare succes. Creativitatea lui N.M. Karamzin a jucat un rol important în dezvoltarea limbii literare ruse. NM Karamzin a fost, în cuvintele lui VG Belinsky, cel care a transformat limba rusă, luând-o de pe piciorul construcției latine și a slavismului greu și a apropiat-o de vorbirea rusă vie, naturală, colocvială.”

Războiul Patriotic din 1812, ascensiunea conștiinței naționale generată de acesta, a dat naștere unei astfel de tendințe literare precum romantismul. V.A. Jukovsky a devenit unul dintre cei mai importanți reprezentanți ai săi în literatura rusă. În lucrările sale, V.A. Jukovsky a apelat adesea la comploturi inspirate de arta populară, schimbând legende și basme cu versuri. Activitățile active de traducere ale lui Jukovski au introdus societatea rusă în capodoperele literaturii mondiale - operele lui Homer, Ferdowsi, Schiller, Byron și alții.
Postat pe ref.rf
Romantismul revoluționar al poeților - decembriștii K.F. Ryleev, V.K. Küchelbecker - a fost pătruns de înalt patos civic.

Literatura rusă din prima jumătate a secolului al XIX-lea. neobișnuit de bogat în nume strălucitoare. Cea mai mare manifestare a geniului popular a fost poezia și proza ​​lui A.S. Pușkin. „... prin epoca lui Derzhavin, apoi Jukovski”, a scris unul dintre reprezentanții de seamă ai gândirii filozofice ruse, VV Zenkovsky, „vine Pușkin, în care creativitatea rusă și-a luat propriul drum – nu înstrăinând Occidentul... ci legându-se deja în libertate și inspirație cu însuși profunzimile spiritului rus, cu elementul rus.” În anii 30 ai secolului al XIX-lea. talentul tânărului contemporan al lui A.S. Pușkin, M.Yu. Lermontov, a înflorit într-o culoare magnifică. După ce a întruchipat în poemul său „La moartea unui poet” durerea la nivel național din cauza morții lui A.S. Pușkin, M.Yu. Lermontov și-a împărtășit curând soarta tragică. Lucrarea lui A.S. Pușkin și M.Yu. Lermontov este asociată cu afirmarea unei direcții realiste în literatura rusă.

Această tendință și-a găsit întruchiparea vie în lucrările lui Nikolai Gogol. Opera sa a lăsat o amprentă imensă asupra dezvoltării ulterioare a literaturii ruse. Influența puternică a lui N.V. Gogol a fost experimentată de cei care și-au început activitatea literară în anii 40 ai secolului al XIX-lea. F.M.Dostoievski, M.E.Saltykov-Șchedrin, N.A. Nekrasov, I.S. Turgheniev, I.A.Goncharov, ale căror nume sunt mândria culturii naționale și mondiale. Un eveniment major în viața literară de la sfârșitul anilor 30 - începutul anilor 40 a fost scurta activitate creativă a lui A.V. Koltsov, a cărui poezie a revenit la cântecele populare. Versurile filozofice și romantice ale poetului și gânditorului remarcabil F.I. Tyutchev au fost saturate de un simț profund al Patriei. Elegiile lui E.A. Baratynsky au devenit capodoperele geniului național rus.

Un fenomen semnificativ în viața culturală a Rusiei în prima jumătate a secolului al XIX-lea. devenit teatru.
Postat pe ref.rf
Popularitatea artei teatrale a crescut. Teatrul iobagilor a fost înlocuit cu teatrul „liber” – de stat și privat. Cu toate acestea, teatrele de stat au apărut în capitalele încă din secolul al XVIII-lea. În special, la Sankt Petersburg la începutul secolului al XIX-lea. au fost mai multe dintre ele - teatrul palatului din Ermit, teatrele Bolshoi și Maly. În 1827 ᴦ. s-a deschis un circ în capitală, unde au fost puse în scenă nu doar spectacole de circ, ci și spectacole dramatice. În 1832 ᴦ. La Sankt Petersburg, conform proiectului lui K.I.Rossi, a fost construită o clădire a unui teatru de teatru, dotată cu cea mai recentă tehnologie teatrală. În onoarea soției lui Nicolae I, Alexandra Feodorovna, a devenit cunoscut sub numele de Teatrul Alexandria (acum Teatrul A.S. Pușkin). În 1833 ᴦ. a fost finalizată construcția Teatrului Mihailovski (acum Teatrul de Operă și Balet Maly). Și-a primit numele în onoarea fratelui lui Nicolae I - Marele Duce Mihail Pavlovici. La Moscova în 1806 ᴦ. a fost deschis Teatrul Maly, iar în 1825 ᴦ. a fost finalizată construcția Teatrului Bolșoi.

Lucrări dramatice precum „Vai de înțelepciune” de A.S. Griboyedov, „Inspectorul general” de N.V. Gogol și altele au fost prezentate cu mare succes.
Postat pe ref.rf
La începutul anilor 50 ai secolului al XIX-lea. au apărut primele piese de teatru ale lui A.N.Ostrovsky. În anii 1920 și 1940, remarcabilul actor rus M.S. Shchepkin, un prieten al lui A.I. Herzen și N.V. Gogol, și-a demonstrat talentul polivalent la Moscova. Alți artiști remarcabili s-au bucurat și de un mare succes la public - V.A. Karatygin, premierul scenei capitalei, P.S. Mochalov, care a domnit pe scena Teatrului Dramatic din Moscova și alții.

Succese semnificative în prima jumătate a secolului al XIX-lea. a realizat teatrul de balet, a cărui istorie la acea vreme era în mare măsură asociată cu numele celebrilor regizori francezi Didlot și Perrot. În 1815 ᴦ. O minunată dansatoare rusă A.I. Istomina și-a făcut debutul pe scena Teatrului Bolșoi din Sankt Petersburg.

Prima jumătate a secolului al XIX-lea a devenit momentul formării unei școli naționale de muzică în Rusia. În aceeași perioadă, a fost creată o operă națională rusă. Lucrarea lui M.I. Glinka a adus o contribuție uriașă la dezvoltarea artei muzicale. Operele O viață pentru țar create de el (din motive evidente s-a numit mult timp Ivan Susanin la noi), Ruslan și Lyudmila l-au pus pe Mihail Glinka la egalitate cu cei mai mari compozitori ai lumii. În opera sa și în opera sa simfonică, M.I. Glinka a fost fondatorul muzicii clasice rusești. Printre cei mai talentați compozitori din prima jumătate a secolului al XIX-lea. a inclus A.A. Alyabyev - autorul a peste 200 de romane și cântece, A.N. Verstovsky. Un fenomen major în istoria artei muzicale rusești a fost opera lui A.S. Dargomyzhsky. Lucrările sale vocale, în special romanțele, au avut mare succes. Pe baza cântecelor și ceremoniilor, a fost creată opera sa „Sirena” - o dramă muzicală lirică. Tezaurul artei muzicale rusești include opera lui A.S.Dargomyzhsky „Oaspetele de piatră”, scrisă pe textul lui A.S. Pușkin.

Pictura. Tendințe în pictura rusă XIX

Viața culturală a Rusiei în prima jumătate a secolului al XIX-lea. caracterizat prin dezvoltarea intensivă a artelor plastice. A apărut în pictura rusă în secolul al XVIII-lea. clasicismul a proclamat arta antică ca model de urmat. În al doilea sfert al secolului al XIX-lea. se exprimă în academism, adoptat de Academia de Arte ca unică școală de artă. Conservând formele clasice, academicismul le-a adus la nivelul unei legi imuabile și a fost o „direcție guvernamentală” în artele vizuale. Reprezentanții academicismului au fost F.A.Bruni, I.P.Martos, F.I.Tolstoi.

De la începutul secolului al XIX-lea. în artele plastice rusești se dezvoltă o astfel de direcție precum sentimentalismul. Cu toate acestea, elementele de sentimentalism din opera maeștrilor ruși au fost de obicei combinate cu elemente de clasicism sau romantism. Trăsăturile sentimentalismului au fost întruchipate pe deplin în lucrările remarcabilului artist A.G. Venetsianov, care a pictat cu dragoste peisaje din satele din Rusia Centrală și portrete ale țăranilor. Direcția romantică a picturii a fost întruchipată în opera lui K.P. Bryullov, poate cel mai faimos artist rus din prima jumătate a secolului al XIX-lea. Pictura sa „Ultima zi a Pompeii” a stârnit încântarea contemporanilor săi și i-a adus lui KP Bryullov faima europeană. O.A. Kiprensky a fost un reprezentant izbitor al tendinței romantice. După ce a trăit o viață creativă scurtă, dar excepțional de bogată, în picturile sale a reușit să exprime cele mai bune sentimente și idei umane precum patriotismul, umanismul, dragostea de libertate. 30-40 ai secolului XIX a devenit momentul nașterii unei noi direcții în pictura rusă - realismul. P.A. Fedotov a devenit unul dintre fondatorii săi. Personajele lui P.A. Fedotov nu erau eroi ai antichității, ci oameni obișnuiți. A devenit primul artist care a ridicat tema „omulețului”, devenită ulterior tradițională pentru arta rusă.

Un fenomen semnificativ în viața artistică a Rusiei în prima jumătate a secolului al XIX-lea. a fost opera lui A.A. Ivanov, remarcabilul pictor marin I.K. Aivazovsky. AA Ivanov și-a dedicat mulți ani lucrării la pânza gigantică „Apariția lui Hristos către oameni”, punând în ea un profund conținut filosofic și etic. Ideile nobile de bunătate și dreptate, intoleranță la violență și vicii, care au inspirat artiștii ruși în prima jumătate a secolului al XIX-lea, au avut o influență puternică asupra dezvoltării artelor plastice rusești în deceniile următoare.

Arhitectură

Dezvoltarea urbanismului rusesc în prima jumătate a secolului al XIX-lea. a stimulat căutarea creativă a arhitecților ruși. Accentul principal era încă pe construcțiile din Sankt Petersburg. În această perioadă s-a format aspectul clasic, tradițional pentru el. O serie de ansambluri monumentale sunt create în oraș în stilul clasicismului matur. În centrul capitalei, în Piața Palatului, KI Rossi ridică clădirea Statului Major (1819-1829), puțin mai târziu, după proiectul lui O. Montferrand, aici a fost instalată Coloana Alexandru (1830-1834), și în 1837-1843. A.P. Bryullov construiește clădirea Cartierului General al Corpului de Gardă. Același Rossi în 1829-18E4. creează clădirile Senatului și Sinodului, Palatul Mihailovski (1819-1825), Teatrul Alexandria și construiește o stradă întreagă (Teatralnaya, acum strada Zodchego Rossi). În primul deceniu al secolului al XIX-lea. la Sankt Petersburg se află în construcție Institutul Smolny (D. Quarenghi), clădirea Bursei cu coloane rostrale (Toma de Tomon), Catedrala din Kazan (A.N. Voronikhin). În anii următori, au fost ridicate Catedrala Sf. Isaac (O. Montferrand), Amiraalitatea Principală (A.D. Zaharov).

Construcția din piatră avea loc în alte orașe ale imperiului. După incendiul din 1812 ᴦ. Moscova se reconstruia rapid. În orașele de provincie și de district, împreună cu clădirile din piatră, au început să fie construite case mari private din piatră.

Cultura rusă la începutul secolului al XIX-lea. - concept și tipuri. Clasificarea și caracteristicile categoriei „Cultura rusă la începutul secolului al XIX-lea”. 2017, 2018.

Acestea sunt fibre obținute din polimeri organici naturali și sintetici. În funcție de tipul de materie primă, fibrele chimice se împart în sintetice (din polimeri sintetici) și artificiale (din polimeri naturali). Uneori, fibrele chimice includ și fibre obținute din compuși anorganici (sticlă, metal, bazalt, cuarț). Fibrele chimice sunt produse în industrie sub formă de:

1) monofilamente (fibră simplă de lungime mare);

2) fibre discontinue (lungimi scurte de fibre fine);

3) firele de filament (un mănunchi format dintr-un număr mare de fibre subțiri și foarte lungi, legate prin răsucire), firele de filament, în funcție de scop, se împart în fire textile și tehnice, sau fire de snur (fire mai groase, cu rezistență și răsucire crescute). ).

Fibre artificiale - fibre (fire) obținute prin metode industriale într-o fabrică.

Fibrele chimice, în funcție de materie primă, sunt împărțite în grupuri principale:

fibrele artificiale sunt obținute din polimeri organici naturali (de exemplu, celuloză, cazeină, proteine) prin extragerea polimerilor din substanțe naturale și acțiunea chimică asupra acestora

fibrele sintetice sunt produse din polimeri organici sintetici obținuți prin reacții de sinteză (polimerizare și policondensare) din compuși cu molecul scăzut (monomeri), materie primă pentru care sunt produse din petrol și cărbune.

fibre minerale - fibre obtinute din compusi anorganici.

Referință istorică.

Posibilitatea obținerii de fibre chimice din diverse substanțe (clei, rășini) a fost prezisă încă din secolele al XVII-lea și al XVIII-lea, dar abia în 1853 englezul Oudemars a propus pentru prima dată formarea de fire subțiri nesfârșite dintr-o soluție de nitroceluloză într-un amestec de alcool și eter, iar în 1891 inginerul francez I. de Chardonnay a fost primul care a organizat producția unor astfel de fire la scară industrială. Din acel moment, a început dezvoltarea rapidă a producției de fibre artificiale. În 1896 a fost stăpânită producția de fibre de cupru-amoniac din soluții de celuloză într-un amestec de amoniac apos și hidroxid de cupru. În 1893, englezii Cross, Beavin și Beadl au propus o metodă de producere a fibrelor de viscoză din soluții apos-alcaline de xantat de celuloză, realizată la scară industrială în 1905. În 1918-20, a fost dezvoltată o metodă de producere a fibrei de acetat. dintr-o soluție de acetat de celuloză parțial saponificat în acetonă, iar în 1935 s-a organizat producția de fibre proteice din cazeină din lapte.

În fotografia din dreapta jos - nu fibre chimice, desigur, ci stofa de bumbac.

Producția de fibre sintetice a început odată cu lansarea în 1932 a fibrei de clorură de polivinil (Germania). În 1940, cea mai cunoscută fibră sintetică, poliamida (SUA), a fost produsă la scară industrială. Producția industrială de fibre sintetice de poliester, poliacrilonitril și poliolefine a avut loc în anii 1954-60. Proprietăți. Fibrele chimice au adesea rezistență ridicată la tracțiune [până la 1200 MN/m2 (120 kgf/mm2)], alungire semnificativă la tracțiune, stabilitate dimensională bună, rezistență la îndoire, rezistență ridicată la sarcini repetate și alternante, rezistență la lumină, umiditate, mucegai, bacterii , rezistență la căldură chimio.

Proprietățile fizico-mecanice și fizico-chimice ale fibrelor chimice pot fi modificate în procesele de formare, întindere, finisare și tratament termic, precum și prin modificarea atât materiei prime (polimer) cât și a fibrei în sine. Acest lucru face posibilă crearea de fibre chimice cu o varietate de proprietăți textile și alte proprietăți chiar și dintr-un polimer inițial care formează fibrele (tabel). Fibrele chimice pot fi folosite in amestecuri cu fibre naturale la fabricarea de noi sortimente de textile, imbunatatind semnificativ calitatea si aspectul acestora din urma. Productie. Pentru producerea fibrelor chimice dintr-un număr mare de polimeri existenți se folosesc doar cei care constau din macromolecule flexibile și lungi, liniare sau slab ramificate, au o greutate moleculară suficient de mare și au capacitatea de a se topi fără descompunere sau de a se dizolva în solvenți disponibili. .

Astfel de polimeri sunt denumiți în mod obișnuit polimeri care formează fibre. Procesul constă în următoarele operaţii: 1) prepararea soluţiilor de filare sau topituri; 2) formarea fibrelor; 3) finisarea fibrei filate. Prepararea soluțiilor de filare (topituri) începe cu transferul polimerului inițial într-o stare vâscoasă (soluție sau topitură). Apoi soluția (topitura) este curățată de impuritățile mecanice și bulele de aer și se introduc în ea diverși aditivi pentru stabilizarea termică sau ușoară a fibrelor, matărea acestora etc. Soluția sau topitura preparată în acest mod este alimentată la mașina de filare pentru a fila fibrele. Filarea fibrelor implică forțarea unei substanțe (topite) prin găurile fine ale filierei într-un mediu care solidifică polimerul în fibre fine.

În funcție de scopul și grosimea fibrei care se formează, numărul de găuri din matriță și diametrul acestora pot fi diferite. Când fibrele chimice sunt filate dintr-o topitură de polimer (de exemplu, fibre de poliamidă), aerul rece servește ca mediu care solidifică polimerul. Dacă filarea se realizează dintr-o soluție de polimer într-un solvent volatil (de exemplu, pentru fibrele de acetat), acest mediu este aerul fierbinte în care solventul se evaporă (procesul de filare „uscat”). Atunci când o fibră este filată dintr-o soluție de polimer într-un solvent nevolatil (de exemplu, fibră de viscoză), filamentele se solidifică, căzând după filă într-o soluție specială care conține diverși reactivi, așa-numita baie de precipitare filare ("umed"). metodă). Viteza de filare depinde de grosimea și scopul fibrelor, precum și de metoda de filare.

La turnare dintr-o topitură, viteza ajunge la 600-1200 m/min, dintr-o soluție prin metoda „uscata” - 300-600 m/min, prin metoda „umedă” - 30-130 m/min. Soluția de filare (topitură) în procesul de transformare a fluxurilor de lichid vâscos în fibre subțiri este trasă simultan (desare filiere). În unele cazuri, fibra este întinsă suplimentar imediat după părăsirea mașinii de filat (desen de plastifiant), ceea ce duce la o creștere a rezistenței V. x. și îmbunătățirea proprietăților lor textile. Finisarea fibrelor chimice constă în prelucrarea fibrelor proaspăt formate cu diverși reactivi. Natura operațiunilor de finisare depinde de condițiile de filare și de tipul fibrei.

În același timp, compușii cu molecul scăzut (de exemplu, din fibre de poliamidă), solvenți (de exemplu, din fibre de poliacrilonitril) sunt îndepărtați din fibre, acizi, săruri și alte substanțe antrenate de fibre din baia de precipitare (de exemplu , fibrele de viscoză) sunt spălate. Pentru a conferi fibrelor astfel de proprietăți precum moliciunea, alunecarea crescută, aderența la suprafață a fibrelor simple etc., după spălare și curățare, acestea sunt supuse unui tratament de revigorare sau ungere. Fibrele sunt apoi uscate pe role de uscare, cilindri sau camere de uscare. După finisare și uscare, unele fibre chimice sunt supuse unui tratament termic suplimentar - priză termică (de obicei în stare întinsă la 100-180 ° C), în urma căruia forma firului este stabilizată și contracția ulterioară atât a fibrelor în sine, cât și a fibrelor. produse realizate din acestea în timpul tratamentelor uscate și umede la temperaturi ridicate.

Lit.:

Caracterizarea fibrelor chimice. Director. M., 1966; Rogovin Z.A., Fundamentele chimiei și tehnologiei pentru producția de fibre chimice. a 3-a ed., Vol. 1-2, M.-L., 1964; Tehnologia de producere a fibrelor chimice. M., 1965. V.V. Iurkevici.

precum și alte surse:

Marea Enciclopedie Sovietică;

Kalmykova E.A., Lobatskaya O.V. Știința materialelor producției de cusut: manual. Alocație, Minsk: Vysh. shk., 2001412s.

Maltseva E.P., Știința materialelor producției de îmbrăcăminte, - ed. a II-a, revizuită. și suplimentar Moscova: industria ușoară și alimentară, 1983.232.

Buzov B.A., Modestova T.A., Alymenkova N.D. Știința materialelor producției de cusut: manual. pentru universități, ed. a IV-a, revizuită și mărită., M., Legprombytizdat, 1986 - 424.

După compoziția chimică, fibrele sunt subdivizate pe fibre organice și anorganice.

Fibre organice sunt formate din polimeri care conțin atomi de carbon legați direct între ei sau care includ atomi ai altor elemente împreună cu carbonul.

Fibre anorganice sunt formate din compuși anorganici (compuși din elemente chimice altele decât compușii carbonului).

Pentru producerea fibrelor chimice dintr-un număr mare de polimeri existenți, se folosesc numai polimeri formatori de fibre. Polimeri formatori de fibre constau din macromolecule flexibile și lungi, liniare sau slab ramificate, au o greutate moleculară suficient de mare și au capacitatea de a se topi fără descompunere sau de a se dizolva în solvenți disponibili.

Fibre naturale și artificiale ……………………………………… ... …… .3

Domeniile de aplicare ale fibrelor chimice ……………. ……………………… ..5

Clasificarea fibrelor chimice ……………………………………… ..… ..7

Gestionarea calității fibrelor chimice ……………. ………… ...… 9

Proces tehnologic de producere a fibrelor chimice …………… ...… ..10

Flexibilitatea producției …………………………………………… ... ………… ..14

Lista literaturii utilizate ………………………………………… ...… 15

Fibre naturale și chimice

Toate tipurile de fibre, în funcție de originea lor, sunt împărțite în două grupe - naturale și chimice. Dintre fibrele naturale, organice (bumbac, in, cânepă, lână, mătase naturală) și anorganice (azbest).

Dezvoltarea industriei fibrelor chimice este direct proporțională cu disponibilitatea și disponibilitatea materiilor prime de bază. Lemnul, petrolul, cărbunele, gazele naturale și gazele de rafinărie, care sunt materie primă pentru producția de fibre chimice, sunt disponibile în țara noastră în cantități suficiente.

Fibrele chimice au încetat de mult să fie doar înlocuitori pentru mătase și alte fibre naturale (bumbac, lână). În acest moment, ele formează o clasă complet nouă de fibre, care are o semnificație independentă. Fibrele chimice pot fi folosite pentru a realiza bunuri de consum frumoase, durabile și disponibile în general, precum și produse tehnice de înaltă calitate, care nu sunt inferioare ca calitate produselor din fibre naturale și, în multe cazuri, le depășesc într-o serie de indicatori importanți.

În industria textilă și tricotajelor, fibrele chimice sunt utilizate atât în ​​formă pură, cât și în amestec cu alte fibre. Sunt folosite pentru a produce articole de îmbrăcăminte, îmbrăcăminte, căptușeală, lenjerie, țesături decorative și de tapițerie; blănuri artificiale, covoare, ciorapi, lenjerie intimă, rochii, îmbrăcăminte exterioară, tricotaje și alte produse.

Dezvoltarea rapidă a producției de fibre chimice este stimulată de o serie de motive obiective:

a) producția de fibre chimice necesită mai puține investiții de capital pentru producerea unei unități de producție decât producerea oricărui tip de fibre naturale;

b) costurile cu forța de muncă necesare pentru producerea fibrelor chimice sunt semnificativ mai mici decât în ​​producerea oricărui fel de fibre naturale;

c) fibrele chimice au o varietate de proprietăți, ceea ce asigură produse de înaltă calitate. În plus, utilizarea fibrelor chimice face posibilă extinderea gamei de textile. Nu mai puțin important este faptul că proprietățile fibrelor naturale pot fi modificate doar în limite foarte înguste, în timp ce proprietățile fibrelor chimice, prin variarea condițiilor de filare sau prelucrare ulterioară, pot fi modificate intenționat într-o gamă foarte largă.

Aplicații ale fibrelor chimice

În funcție de scop, fibrele chimice sunt produse sub formă de monofilamente, multifilamente, fibre discontinue și câlți.

Monofilamentele sunt fire simple de lungime mare, care nu se împart pe direcția longitudinală și sunt potrivite pentru fabricarea directă a textilelor și a produselor tehnice. Monofilamentul este folosit cel mai adesea sub formă de fir de pescuit, precum și pentru fabricarea plaselor de pescuit și a sitelor de făină. Uneori, monofilamentele sunt folosite și în diferite dispozitive de măsurare.

Fire complexe - constau din două sau mai multe filamente, conectate prin răsucire, lipire și potrivite pentru fabricarea directă a produselor. Firele complexe, la rândul lor, sunt împărțite în două grupe: textile și tehnice. Firele textile includ fire subțiri destinate în principal fabricării de bunuri de larg consum. Firele industriale includ fire cu o densitate liniară mare utilizate pentru fabricarea de produse tehnice și de cablu (anvelope pentru auto și avioane, benzi transportoare, curele de transmisie).

Recent, firele complexe cu rezistență mare la rupere și cu deformare minimă sub sarcină (modul mare) au început să fie utilizate pe scară largă pentru armarea materialelor plastice, iar firele de înaltă rezistență cu proprietăți speciale - pentru fabricarea suprafețelor rutiere.

Fibra discontinuă, constând din filamente de diferite lungimi tăiate, până nu demult era folosită doar pentru fabricarea de fire la mașinile de filat bumbac, lână și in. În zilele noastre, fibrele cu secțiune rotundă sunt utilizate pe scară largă pentru fabricarea de covoare pentru pereți și podea și pentru stratul superior al pardoselilor. Pentru fabricarea hârtiei sintetice se folosesc fibre de 2 - 3 mm lungime (fibride).

O frânghie, constând dintr-un număr mare de filamente pliate longitudinal, este folosită pentru a face fire la mașinile textile.

Pentru produsele dintr-un anumit sortiment (îmbrăcăminte exterioară, ciorapi etc.), se produc fire texturate, cărora, prin prelucrare suplimentară, li se oferă volum sporit, ondulare sau extensibilitate.

Toate fibrele artificiale care se produc în prezent pot fi împărțite în două grupe în ceea ce privește volumul de producție - tonaj mare și tonaj scăzut. Fibrele și firele de mare tonaj sunt destinate producției în masă de bunuri de larg consum și produse tehnice. Astfel de fibre sunt produse în volume mari pe baza unui număr mic de polimeri inițiali (GC, LC, PA, PET, PAN, PO).

Fibrele cu tonaj redus sau, așa cum sunt numite și fibre cu destinație specială, sunt produse în cantități mici datorită proprietăților lor specifice. Ele sunt utilizate în tehnologie, medicină și o serie de ramuri ale economiei naționale. Acestea includ fibre rezistente la căldură și căldură, bactericide, rezistente la foc, chimiosorbție și alte fibre. În funcție de natura polimerului inițial care formează fibrele, fibrele chimice sunt împărțite în artificiale și sintetice.

În funcție de natura polimerului inițial care formează fibrele, fibrele chimice sunt împărțite în artificiale și sintetice.

Clasificarea fibrelor chimice

Fibrele artificiale sunt produse pe baza de polimeri naturali si sunt subdivizate in celuloza hidratata, acetat si proteine. Cel mai mare tonaj sunt fibrele celulozice hidratate obtinute prin metoda vascozei sau cupru-amoniac.

Fibrele de acetat se obțin pe baza de esteri de acetat de celuloză (acetați) cu conținut diferit de grupări acetat (fibre BAC și TAC).

Fibrele pe bază de proteine ​​de origine vegetală și animală sunt produse în cantități foarte limitate datorită calității lor scăzute și utilizării lor pentru producerea de materii prime alimentare.

Fibrele sintetice sunt produse din polimeri sintetizați în industrie din substanțe simple (caprolactamă, acrilonitril, propilenă etc.). În funcție de structura chimică a macromoleculelor polimerului inițial care formează fibre, acestea sunt împărțite în două grupe: carbo-lanț și hetero-lanț.

Fibrele carbochain includ fibre obținute pe baza unui polimer, al cărui lanț macromolecular principal este construit numai din atomi de carbon legați între ei. Cea mai mare aplicație a acestui grup de fibre este obținută de fibrele de poliacrilonitril și poliolefine. Într-o măsură mai mică, dar încă în cantități relativ mari, fibrele sunt produse pe bază de clorură de polivinil și alcool polivinilic. Fibrele fluorurate sunt produse în cantități limitate.

Fibrele heterocatenă includ fibre obținute din polimeri, principalele lanțuri macromoleculare ale cărora, pe lângă azotul de carbon, conțin atomi de oxigen, azot sau alte elemente. Fibrele din acest grup - polietilen tereftalat și poliamidă - sunt cel mai mare tonaj dintre toate fibrele chimice. Fibrele poliuretanice sunt produse într-un volum relativ mic.

De remarcat în mod deosebit este grupa fibrelor de înaltă rezistență cu modul înalt pentru scopuri tehnice - fibre de carbon obținute din polimeri grafitizat sau carbonizat, sticlă, metal sau fibre obținute din nitruri sau carburi metalice. Aceste fibre sunt utilizate în principal la fabricarea materialelor plastice armate și a altor materiale structurale.

Gestionarea calității fibrelor chimice

Fibrele chimice au adesea o rezistență mare la rupere [până la 1200 MN / m2 (120kgf / mm2)], ceea ce înseamnă alungire la rupere, stabilitate dimensională bună, rezistență la îndoire, rezistență ridicată la sarcini repetate și alternante, rezistență la lumină, umiditate, mucegai, bacterii , chimio și rezistență la căldură. Proprietățile fizico-mecanice și fizico-chimice ale fibrelor chimice pot fi modificate în procesele de formare, întindere, finisare și tratament termic, precum și prin modificarea atât materiei prime (polimer) cât și a fibrei în sine. Acest lucru face posibilă crearea de fibre chimice cu o varietate de proprietăți textile și alte proprietăți chiar și dintr-un polimer inițial care formează fibre. Fibrele artificiale pot fi folosite în amestecuri cu fibre naturale pentru a realiza noi sortimente de textile, îmbunătățind semnificativ calitatea și aspectul acestora din urmă.

Proces tehnologic de obţinere a fibrelor chimice

Procesul tehnologic de producere a fibrelor chimice, de regulă, include trei etape. Singura excepție este producția de poliamidă, polietilen tereftalat și alte fibre, unde procesul tehnologic începe cu sinteza unui polimer care formează fibre.

Prima etapă a procesului este obținerea unui drog sau topitură. În această etapă, polimerul original este adus într-o stare vâscoasă prin dizolvare sau topire. În unele cazuri (obținerea fibrelor PVA), trecerea polimerului la o stare de curgere vâscoasă are loc și ca urmare a plastificării. Soluția de filare sau topitura rezultată este amestecată și purificată (filtrare, dezaerare). În această etapă, pentru a conferi fibrelor anumite proprietăți, în soluția de filare sau topitură se introduc uneori diverși aditivi (stabilizatori termici, coloranți, agenți de mată etc.).

Fibrele chimice sunt împărțite în artificiale și sintetice

Pentru prima dată, fibrele artificiale au fost obținute la sfârșitul secolului al XIX-lea, deși încercările de a le obține au fost mult mai devreme. De exemplu, fire de sticlă au fost produse în Egiptul antic, au fost folosite pentru bijuterii și la mijlocul secolului al XVIII-lea. MV Lomonosov a încercat să găsească modalități de producție industrială.

Grupul de fibre artificiale include vascoza si acetatul.

Schema de obținere a țesăturii din fibre artificiale:

Lemn - așchii de molid → Celuloză (sub formă de foi de carton) → Prepararea viscozei (lichid) → Formarea fibrelor din soluție → Prelucrarea fibrelor textile (desare, răsucire, bobinare) → Țesutură (producție țesături) → Producție de finisare (finisare țesături) )

1.Materia prima pentru producția de fibre de viscoză celuloză din așchii de molid, se folosește bumbac rezidual. Foile de celuloză din carton se dizolvă cu sodă caustică și, prin tratare cu alte substanțe chimice, se obține un lichid vâscos de viscoză, care este împins prin orificii (filiere), de unde ies fire subțiri continue, iar apoi are loc o prelucrare textila a fibrelor (desare, rasucire, rebobinare).

Fibrele de vâscoză sunt produse nu numai sub formă de fire continue, ci și sub formă de lungimi scurte, adică fibre discontinue, potrivite atât pentru fabricarea firelor de vâscoză omogene, cât și amestecate, cu adaos de diferite fibre pentru a conferi proprietăți diferite. la tesaturi.

Țesăturile din fibre de viscoză sunt folosite pentru coaserea hainelor ușoare: lenjerie, bluze, rochii, fuste, batiste - și sunt folosite ca căptușeală și decorative (pentru perdele, perdele, cuverturi de pat).

Țesăturile din fibre de viscoză au un aspect frumos, pot să semene cu mătasea, lâna, bumbacul, să fie mate sau strălucitoare, absorb umezeala mai mult decât bumbacul. Cu toate acestea, țesăturile de viscoză își pierd aproximativ 50% din rezistența umedă, au o contracție mare și șifonare.

Produsele din țesătură de viscoză sunt spălate cu detergenți speciali la o temperatură a apei de 30 ... Călcat în stare umedă la o temperatură de 160 ... 180 0 С printr-un fier de călcat, uneori curățat uscat.

Fibra de vâscoză arde, ca bumbacul, cu o flacără galbenă, care curge rapid, având miros de hârtie arsă; după ardere, rămâne cenușă cenușie.

2. Țesături din acetat sunt frumoase, au o suprafață ușor strălucitoare, seamănă cu mătasea la aspect și la atingere, ușoare, moi, se drapează bine, ușor șifonate, își păstrează forma. Metoda de producere a fibrelor de acetat este aceeași cu metoda de producere a fibrelor de viscoză. Singura diferență este că celuloza produsă din deșeuri de lemn sau bumbac este tratată cu esență de oțet sau acid sulfuric.

Dezavantajul țesăturilor din acetat este pierderea rezistenței atunci când sunt umede, sunt slab respirabile și absorb umezeala și sunt greu de călcat.

Articolele din țesături din acetat se spală manual în apă caldă la temperatura de 30°C cu detergenți speciali, se usucă în stare suspendată pe un cuier, se călcă ușor umed, din partea greșită, printr-un fier de călcat cu fier de călcat cald.

Țesăturile din acetat se usucă rapid. Trebuie avut grijă cu tratamentul termic umed și nu curățați țesăturile din acetat cu acetonă, care le va dizolva.

Fibra de acetat arde încet, cu o flacără galbenă, se formează o minge topită și cenușă închisă la sfârșit, se simte un miros acru deosebit la ardere.

3. Fibre sintetice obţinut prin sinteză - reacţia de combinare a unor substanţe simple (monomeri), care sunt produsul prelucrării cărbunelui, petrolului şi gazelor naturale (fenol, acetilenă, metan etc.).

Fibrele sintetice au o serie de proprietăți pe care fibrele naturale nu le au: rezistență mecanică mare, elasticitate, rezistență la substanțe chimice, sifonare scăzută, curgere slabă, contracție slabă. Toate aceste proprietăți sunt pozitive, prin urmare fibrele sintetice se adaugă celor naturale pentru a obține țesături de calitate îmbunătățită.

Proprietățile negative ale fibrelor sintetice sunt higroscopicitatea redusă, permeabilitatea scăzută la aer, electrificarea ridicată atunci când sunt purtate și, prin urmare, nu este recomandată purtarea de haine din aceste țesături pentru copii și persoane cu hipersensibilitate la fibrele sintetice.

Cele mai comune țesături din fibre sintetice includ nailon, lavsan, nitron.

K și pro n - cea mai durabilă fibră la rupere și abraziune.

Țesăturile din nailon se remarcă prin strălucire, rezistență ridicată, ușor de spălat, se usucă rapid și necesită un tratament termic umed atent. Dezavantajele țesăturilor de nailon - alunecarea, vărsarea, răspândirea firelor. Prin urmare, țesăturile din fire de nailon sunt dificil de coase.

Țesăturile ușoare, tricotajele, dantelă, panglici, împletitură sunt produse din fire de nailon. Într-un amestec cu alte fibre, fibra de nailon este utilizată pentru producția de țesături pentru rochii, costume, haine.

Dacă fibra de nailon este adusă la flacără, atunci va începe să se topească și apoi se va aprinde cu o flacără slabă galben-albăstruie cu eliberarea de fum alb. Când s-a răcit, la sfârșit se formează o minge tare și închisă.

Lavsanul este o fibră foarte puternică și rezistentă. Este amestecat cu diverse fibre pentru a crește rezistența și elasticitatea țesăturii. În forma sa pură, lavsanul este utilizat pentru fabricarea de fire de cusut, dantelă, țesături tehnice, grămadă de blană artificială, covoare. Din fibre lavsan amestecate cu lână, bumbac, in, fibre de viscoză, țesături pentru rochii și tricotaje se produc. Țesăturile cu lavsan se tem de umiditate puternică și căldură. În flacără, firele de lavsan se topesc mai întâi, apoi ard încet cu o flacără gălbuie, emanând funingine neagră. După răcire, se formează o minge neagră tare.

Nitron - cea mai persistentă și „caldă” fibră, pufoasă, plictisitoare, seamănă cu lâna ca aspect, de aceea se numește „lana artificială” Țesăturile din fibră Nitron sunt mai durabile și se uzează mai puțin decât nailonul și lavsanul. Fibra de nitron este folosită la fabricarea de tricotaje (pulovere, jachete, eșarfe) și blană artificială cu grămadă pufoasă. Din fibre de nailon amestecate cu lână, se produc țesături de viscoză, bumbac, rochii și costume. Fibrele de nitron ard în fulgerări, emitând funingine neagră; după răcire, se formează o minge solidă care poate fi zdrobită cu degetele.

2. Trebuie să gătiți terci de lapte pentru 3 persoane la micul dejun. Folosind ghidul de rețete, determinați cantitatea, compoziția și costul aproximativ al produselor pentru prepararea terciului de orez, descrieți tehnologia preparării acestuia. Descrieți importanța laptelui și a produselor lactate în alimentația umană (vezi anexa).

Tehnologia de gătit a terciului de orez cu lapte.

1. Prelucrarea primară a cerealelor: Sortați orezul și clătiți bine în apă rece.

• Introducere
• 1. Fibre chimice
• 1.2 Fibre de poliamidă
• 1.3 Fibre de poliester
• 2.1 Sinteza caprolactamei
• 2.2 Sinteza policaproamidei
• 3.5.1 Desenarea firelor
• 3.5.2 Răsucirea firelor
• 3.5.3 Finisarea firelor
• 3.5.4 Uscarea și condiționarea firelor
• 3.5.5 Rebobinarea firelor
• 3.5.6 Sortarea firelor
• 4. Exemple de calcule tehnologice
• Concluzie
• Bibliografie

Introducere

Pentru prima dată, ideea că o persoană poate crea un proces asemănător cu procesul de obținere a mătăsii naturale, în care în corpul unei omizi de vierme de mătase se produce un lichid vâscos, care se solidifică în aer pentru a forma un fir subțire și puternic, a fost exprimată de omul de știință francez R. Réaumur încă din 1734. Cu toate acestea, a durat aproximativ un secol și jumătate până când această idee și-a găsit implementarea practică.

Fibrele chimice se numesc fibre, care sunt obținute prin procese chimice sau fizico-chimice pentru prelucrarea compușilor naturali și sintetici de înaltă moleculă (polimeri). În funcție de originea polimerului, fibrele chimice sunt împărțite în două grupe principale: fibre artificiale (dacă polimerul utilizat este de origine naturală) și sintetice (dacă polimerul care formează fibre este obținut ca urmare a sintezei chimice de la nivel molecular scăzut). -compuşi monomeri de greutate).

La rândul lor, particularitățile structurii chimice a polimerilor care formează fibre fac posibilă împărțirea fibrelor chimice în două clase principale, fibre cu lanț de carbon și fibre cu lanț hetero.

Fibre heterolanțuri. Această grupă include toate tipurile de fibre obținute din diverse poliamide. Astfel de fibre sunt policaproamidă, polihexametilen adipamidă, polienantoamidă, poliundecanamidă etc.

Fibrele heterolanț sunt cea mai răspândită clasă de fibre sintetice. La scară industrială, se produc în principal două tipuri de fibre heterolanțuri - poliamidă și poliester - și, în cantități mici, fibră poliuretanică foarte elastică.

Cea mai mare distribuție a fibrelor de poliamidă se explică prin proprietățile lor inerente ale lanțului, o bază largă de materie primă pentru producția lor. De asemenea, în mare măsură, metodele de obținere a materiilor prime, precum și procesele de formare și prelucrare ulterioară, au fost dezvoltate pentru fibrele de poliamidă mai devreme și mai detaliat decât pentru alte fibre heterocatenă.

Fibre carbochain. Această clasă de fibre sintetice include fibre ale căror macromolecule conțin numai atomi de carbon în lanțul principal.

Fibrele de lanț de carbon produse sunt subdivizate în poliacrilonitril, clorură de polivinil, alcool polivinilic, poliolefină și fluor.

Fibrele de poliacrilonitril (nitron, orlon etc.) sunt obținute din polimer și copolimeri de nitril acid acrilic.

Fibrele de clorură de polivinil sunt produse din polimeri și copolimeri BX (fibră roville) și clorură de vinilden (fibră de soviden, saran etc.), precum și din PVC clorurat (fibră de clor).

Alcoolul polivinilic, poliolefina și fibrele cu conținut de fluor se obțin, respectiv, din alcoolul polivinilic (fibră de vinol, curalon), poliolefine (fibre de polietilenă și polipropilenă) și polimeri cu conținut de fluor (fibră de teflon, fluorlon).

Avantajele importante ale fibrelor chimice față de fibrele naturale sunt o bază largă de materii prime, rentabilitatea ridicată a producției și independența acesteia față de condițiile climatice. Multe fibre artificiale au, de asemenea, proprietăți mecanice mai bune (rezistență, elasticitate, rezistență la uzură) și mai puține riduri. Dezavantajul unor fibre chimice, de exemplu poliacrilonitril, poliester, este higroscopicitatea scăzută.

1. Fibre chimice

1.2 Fibre de poliamidă și poliester

Fibrele sunt folosite în principal pentru fabricarea îmbrăcămintei. În plus, o cantitate semnificativă din ele este cheltuită pentru fabricarea de tot felul de țesături și produse tehnice, țesături de snur de înaltă rezistență, țesături filtrante, obiecte de pescuit, frânghii, frânghii etc. Fibrele naturale nu sunt suficiente pentru a satisface nevoile din ce în ce mai mari ale populației în produse textile, iar în multe cazuri fibrele naturale sunt improprii pentru produsele tehnice, deoarece nu au complexul necesar de proprietăți speciale (rezistență ridicată la căldură, rezistență, chimie). rezistență, biostabilitate etc.). În plus, producția de fibre naturale necesită o forță de muncă foarte intensă și costisitoare. Prin urmare, a devenit necesară dezvoltarea unor metode industriale de producție a fibrelor artificiale.

Producția de fibre chimice, datorită rentabilității lor ridicate și a unei baze uriașe de materii prime, este în creștere foarte intensă. Creșterea rapidă a producției de fibre artificiale se datorează în mare măsură caracteristicilor lor ridicate.

Cea mai rapidă creștere a producției de fibre sintetice - poliamidă (nylon, anid), poliester (lavsan), ceea ce explică proprietățile lor valoroase (rezistență mare în elasticitate, rezistență la deformații repetate etc.), fibrele de poliamidă și poliester sunt produse sub formă de cordoane textile și de înaltă tenacitate, fibre și monofilamente de diferite densități liniare. Fibrele sintetice sunt deosebit de importante pentru producerea anumitor tipuri de produse tehnice. De exemplu, cordon pentru avioane și anvelope pneumatice pentru sarcini grele, materiale de izolare electrică, cârpe filtrante pentru industria chimică etc. De asemenea, fire de înaltă rezistență sau țesături din nailon și nailon sunt folosite pentru realizarea carcasei anvelopelor de cauciuc de automobile și aviație. Aceste anvelope au durabilitate și fiabilitate sporite.

1.2 Fibre de poliamidă

Fibrele de poliamidă sunt fibre sintetice obținute din polimeri liniari, ale căror macromolecule conțin grupări amidice. Fibrele de poliamidă realizate din poliamide alifatice au primit o dezvoltare industrială largă. Macromoleculele acestor poliamide, împreună cu grupările amidice, conțin grupări metilen.

Fibre de policaproamidă turnat din policaproamidă - un polimer, un polimer sintetizat din caprolactamă. Aceste fibre sunt produse în diferite țări sub diferite denumiri, de exemplu „nylon” (URSS), „dedron” (Germania), „nylon 6” (SUA).

Policaproamida este un produs solid alb translucid cu o greutate moleculară de 15 000 - 25 000. La temperaturi ridicate în prezența oxigenului, policaproamida se degradează.

Fibre de polihexametilen adipamidă („anid” (URSS), „nylon 6.6” (SUA), etc.),. Acest polimer este obținut din sarea AG:

Fibre de polienatoamidă ( enant (URSS), „nylon 7” (SUA)) se formează din polienantoamidă - un polimer obţinut prin policondensarea acidului n - aminoenantic.

Fibre de poliundecanamidă ( undecan, nailon 11, kiana), produs din poliundecanamidă - o poliamidă sintetizată din

u - acid aminoundecanoic.

1.3 Fibre de poliester

Denumirea acestui tip de fibre sintetice este determinată de natura chimică a polimerului - poliester complex, din care se obțin aceste fibre. Poliesterii complecși includ substanțe cu molecul mare cu o formulă generală, ale căror macromolecule constau din unități elementare legate printr-o legătură esterică. Această clasă include atât poliesteri sintetici naturali (chihlimbar, mătase etc.). Fibrele de poliester pe bază de polietilen tereftalat (PET) sunt produse sub denumirile Lavsan (URSS), Dacron (SUA), Teteron (Japonia), Terital (Spania).

PET este o substanță solidă, albă, opacă, care se topește atunci când este încălzită. La răcirea rapidă a topiturii polimerului, se formează un produs solid transparent, care cristalizează la o temperatură de peste 80єС. Polimerul este stabil în mulți solvenți organici (acetonă, acetat de etil, xilen, dioxan etc.), dar se dizolvă în fenoli și cei substituiți cu clor. În alcalii și soluții concentrate de amoniac, polimerul este distrus.

Fibrele chimice sunt utilizate în principal în scopuri textile și trebuie să fie caracterizate printr-un raport lungime/diametru foarte mare (> 10.000), precum și proprietăți mecanice deosebite. proprietati:

1) rezistență ridicată (până la 1 Gn / m 2 (100 kgf / mm 2));

2) alungire relativă mare (> 5%);

3) elasticitatea și dispariția rapidă a deformațiilor apărute sub influența forțelor externe;

4) deformații plastice (reziduale) minime după îndepărtarea sarcinii;

5) rezistență maximă la sarcini multiple și alternative. Prin urmare, pentru producerea fibrelor chimice se folosesc ca materii prime doar polimeri formatori de fibre, care constau din macromolecule flexibile de formă liniară sau slab ramificată cu coeziune moleculară ridicată. Greutatea moleculară a acestor polimeri trebuie să fie mai mare de 15.000, iar distribuția greutății moleculare este destul de îngustă. În plus, acești polimeri trebuie să se topească fără descompunere, să se dizolve în solvenți disponibili sau să devină vâscoși într-un alt mod.

Tabelul 1. Caracteristici comparative ale proprietăților fizice și mecanice ale fibrelor chimice și naturale

	Densitate, kg/m 3	Umiditate de echilibru, %	Alungire la rupere,%	Rezistenta la indoire repetata, numarul de cicluri	Rezistență la abraziune (la o sarcină de 3 kPa)
Fir obișnuit
Fir puternic
Fir obișnuit
Fir puternic
Fir obișnuit
Fir ranforsat
Mătase naturală

2. Producția de fire și fibre de nailon

Procesul de obținere a firelor și fibrelor de nailon a fost bine studiat și este în continuă dezvoltare. Sortimentul de fire, conceput pentru a răspunde nevoilor diverselor sectoare ale economiei naționale, include fire de uz textil și tehnologic.

Există trei moduri de a produce fire și fibre de nailon:

1) Metoda batch - sinteză discontinuă sau continuă a polimerului, procese discontinue de extracție și uscare a firimiturii (granule), formarea de filamente complexe.

2) Metoda continuă cu obţinerea firimiturii - sinteza polimerică continuă, extragerea şi uscarea firimiturii, formând fire multifilament.

Metodă continuă cu formarea filamentelor direct din topitură (sinteza polimerică continuă și filarea filamentelor direct din topitură).

Primele două metode de producere a firelor de nailon constau din aceleași etape tehnologice, dar a doua metodă se compară favorabil cu prima prin utilizarea proceselor continue de sinteză a polimerilor, extragerea și uscarea firimiturii, care îmbunătățește semnificativ tehnologia de producție și îmbunătățește calitatea. a polimerului și a firelor.

A treia metodă prevede combinarea într-un singur proces tehnologic a unei metode continue de producere a unui polimer cu filarea firelor dintr-o topitură fără retopirea polimerului, în timp ce tehnologia de producere a firelor este schimbată radical. Procesul continuu a fost implementat pe deplin în producția de fibre și este din ce în ce mai utilizat în producția de fire textile.

2.1 Sinteza caprolactamei

Caprolactama poate fi sintetizată din fenol, benzen, anilină, precum și din n-butan, furfural, acetilena, oxid de etilena si divinil.

Luați în considerare un exemplu de obținere a caprolactamei din fenol:

Producția de caprolactamă din fenol.

Când fenolul este hidrogenat (135-160 ° C) în prezența unui catalizator de nichel, se formează ciclohexanol:

Dehidrogenarea ciclohexanolului dă cetonă-ciclohexanonă:

Reacția de dehidrogenare are loc la presiunea atmosferică și la o temperatură de 400-450°C în prezența unui catalizator fier-zinc. Când ciclohexanona reacţionează cu hidroxilamina, se formează ciclohexanonoximă (ciclohexanoximă). Acest proces se numește oximare. :

Oximarea se efectuează la 20 ° C. La sfârșitul procesului, când acidul sulfuric eliberat este neutralizat cu amoniac, temperatura masei de reacție crește spontan la 90 ° C.

Sub acțiunea acidului sulfuric concentrat, ciclohexanon-oxima este izomerizată în lactama acidului aminocaproic (ciclohexanon-izoxima), are loc o rearanjare a atomilor în molecula de ciclohexanon-oximă:

Caprolactama obținută în acest mod este purificată din impurități prin extracție cu solvenți organici (de exemplu, tricloretilenă) și distilare repetată sub vid.

Calitatea caprolactamei utilizate pentru producerea fibrei de nailon este caracterizată de următorii indicatori principali:

Aspect Cristale albe

Greutate moleculară 113,16

Temperatura, єС

cristalizare 68,8-69,0

fierbe 262

Număr de permanganat

Soluție apoasă 3%, de la 5000-10000

meq * / kg 0,0-0,6

Colorarea unei soluții apoase 50%,

unitati scara platina-cobalt,

nu mai mult de 5.0

Ciclohexanonă oximă 0,002

Fier de călcat 0,00002

Aciditate meq / kg, nu mai mult de 0,2

Alcalinitate meq / kg, nu mai mult de 0,05

Caprolactama ajunge la fabricile de fibre sintetice în pungi de polietilenă sau în pungi de hârtie plasate în saci de material cauciucat. De asemenea, se transporta in stare topita in rezervoare speciale, acoperite cu izolatie termica si dotate cu serpentina pentru incalzirea cu abur. La transportul topiturii de caprolactamă, se obține un efect economic semnificativ, deoarece operațiunea de topire a caprolactamei la instalația de consum este eliminată și contaminarea produsului este eliminată. Lactama topită poate fi depozitată în recipiente încălzite și izolate.

2.2 Sinteza policaproamidei

Procesul de polimerizare a caprolactamei - cicluri de conversie în polimeri liniari - se numește poliamidare. Are loc numai la o temperatură relativ ridicată și presiune ridicată, normală sau redusă în prezența unui activator.

Activatorii pot fi acizi organici sau minerali, precum și apă, sare AG, acid aminocaproic sau alți compuși care, în condițiile procesului de poliamidare a caprolactamei, sunt capabili să sufere transformări chimice cu eliberarea apei.

Pe lângă compușii enumerați, alcalii și sodiul metalic sunt activatori foarte eficienți, care reduc durata reacției de poliamidare de zeci și sute de ori. În condiții industriale, apa este folosită cel mai adesea ca activator pentru poliamidarea caprolactamei.

Mecanismul de reacție pentru formarea policaproamidei depinde de natura activatorului utilizat. În prezența apei, reacția de poliamidare a caprolactamei se desfășoară treptat, conform următoarei scheme:

În etapa inițială a procesului, când caprolactama interacționează cu apa, se formează acid aminocaproic:

Acidul aminocaproic se combină cu molecula de caprolactamă pentru a forma un dimer:

Dimerul interacționează cu o altă moleculă de caprolactamă și se formează un trimer:

Adăugarea de molecule de caprolactamă are loc înainte de formarea policaproamidei:

Reacția de poliamidare a caprolactamei este de echilibru și reversibilă:

În acest sens, caprolactama nu este complet transformată în policaproamidă și polimerul conține întotdeauna o anumită cantitate de monomer și alți compuși solubili în apă cu greutate moleculară mică (dimer, trimer și caprolactamă).

Cantitatea și compoziția fracției cu greutate moleculară mică conținută în policaproamidă (Fig. 1) depind de condițiile de temperatură ale procesului. De exemplu, la 180 ° C cantitatea de fracții cu greutate moleculară mică, constând dintr-un dimer și un trimer, ajunge la 2-3%, iar la 250-270 ° C - deja 10-12%, cu aproximativ 2/3 din monomer și 1/3 din dimeri și trimeri de caprolactamă. Compușii solubili în apă cu greutate moleculară mică pot fi îndepărtați din policapramidă prin extracție cu apă fierbinte sau stripare în vid din polimerul topit.

Programa 1 - Dependenta conținutul de greutate moleculară mică compuși din policaproamidă de la temperatura de poliamidare caprolactamă.

Anumite cerințe sunt impuse policaproamidei destinate procesării în fibră de nailon. În special, trebuie să aibă o greutate moleculară suficient de mare (cel puțin 11000) și să fie monolitică, adică nu conțin un număr mare de goluri și cochilii. În plus, polimerul trebuie să fie lipsit de produse de oxidare (policaproamidă albă).

Un indicator important al capacității de fibrare a policaproamidei este greutatea moleculară sau gradul de poliamidare.

Greutatea moleculară specificată a polimerului poate fi atinsă prin ajustarea condițiilor de poliamidare - temperatură, durata procesului și conținutul de regulator (stabilizator). Regulatorii greutății moleculare ai poliamidelor sunt substanțe capabile să interacționeze cu una dintre grupele terminale ale lanțului de creștere a unei macromolecule în timpul sintezei polimerului, oprindu-i creșterea. Cel mai adesea, ca regulator se folosesc acizii acetic, sebacic sau adipic. În aceste scopuri, se folosește și acidul acetic. n-butilamina este un regulator cu dublă acțiune capabil să blocheze ambele grupări funcționale ale unei macromolecule de poliamidă.

Variând cantitatea de regulator adăugată, se poate obține un polimer cu greutatea moleculară dorită. Cu cât se adaugă mai mult regulator la monomer, cu atât greutatea moleculară a polimerului este mai mică.

Capacitatea de formare a fibrelor a policaproamidei depinde de parametrii polimerului cum ar fi soliditatea și conținutul de produși de oxidare. Prezența bulelor de produse gazoase (cel mai adesea vapori de apă) în polimerul topit este motivul ruperii firului în timpul filării și tragerii. Oxidarea parțială (prezența petelor întunecate) sau continuă a policaproamidei (polimerul are o tentă maro) duce, de asemenea, la rupere. În plus, atunci când utilizați un astfel de polimer, pe fire apar zone lăsate și nealungite.

Oxidarea policaproamidei poate fi prevenită prin eforturi adecvate de poliamidare a caprolactamei, asigurând izolarea completă a masei de reacție de acțiunea oxigenului atmosferic.

3. Formarea fibrelor. Partea teoretică

Modelarea fibrelor. Procesul constă în forțarea soluției de filare (topire) prin orificiile fine ale filierei într-un mediu care determină solidificarea polimerului sub formă de fibre fine. În funcție de scopul și grosimea fibrei filate, numărul de găuri din matriță este:

1) 1? 4? pentru monofilament;

2) 10? 60? pentru fire textile;

3) 800? 1200? pentru fire de snur;

4) 3000? 80000? pentru fibre discontinue. La turnarea fibrelor artificiale din polimerul topit al fibrelor de poliamidă mediul care face ca polimerul să se întărească este aerul rece. Dacă filarea se realizează dintr-o soluție de polimer într-un solvent volatil (de exemplu, fibre de acetat), un astfel de mediu este aerul fierbinte în care solventul se evaporă (proces de turnare „uscat”). La filarea dintr-o soluție de polimer într-un solvent nevolatil (de exemplu fibre de raion), se folosește o soluție care conține diverși reactivi pentru a precipita polimerul și a fila fibrele, așa-numita baie de precipitare proces de filare („umed”).

Viteza de filare depinde de grosimea și scopul fibrelor, precum și de metoda de filare: pentru filarea topită - 10-20 m/sec, din soluție prin metoda „uscata” - 5-10 m/sec, prin metoda „umedă” - 0,5-2 m/sec.

Soluția de filare (topitură) în procesul de transformare a fluxurilor de lichid vâscos în fibre este trasă simultan (trecere filă), în unele cazuri, fibra este trasă suplimentar în arborele de filare (baia de decantare) sau imediat după lăsarea mașinii de filare în o stare plastică (desen plastifiant). Tragerea fibrelor în stare plastică (orientare) crește rezistența acestora. După formare, frânghiile care conțin de la câteva până la 360.000 de fibre sunt trimise pentru finisare sau trase suplimentar la rece sau încălzit (până la 100-160 ° C) de 3 × 10 ori. Întinderea suplimentară crește semnificativ rezistența la tracțiune a fibrelor și reduce alungirea acestora. În același timp, multe proprietăți textile valoroase ale fibrelor sunt îmbunătățite (modulul de elasticitate crește, proporția deformației plastice scade și rezistența la deformații multiple crește). Condițiile de filare (rata de solidificare a polimerului, uniformitatea eliberării acestuia din soluție sau topitură, tensiunea și gradul de alungire) determină calitatea fibrelor filate și proprietățile lor fizice și mecanice.

Ecuațiile care descriu procesele curgerii oricăror fluide sunt rezultatul aplicării mișcării acestor fluide a principiilor fizice de bază formulate în legile conservării momentului unghiular, energiei și masei.

Aceste legi sunt formulate astfel: un element productiv, separat în interiorul unui volum ocupat de un fluid în mișcare și delimitat de o suprafață închisă imaginară, este un sistem închis termodinamic (adică un sistem care poate face schimb de energie doar cu mediul).

Din legea conservării materiei rezultă că masa într-un sistem închis rămâne constantă. Din punct de vedere matematic, această lege se exprimă astfel:

unde t este timpul, este divergența vectorului viteză x.

În conformitate cu cea de-a doua lege a lui Newton, viteza de modificare a impulsului unui element fluid este egală cu suma tuturor forțelor care acționează asupra acestuia:

unde g este vectorul principal al forțelor de masă care acționează asupra fluidului în punctul luat în considerare.

Totuși, ținând cont de faptul că în timpul curgerii polimerilor, datorită vâscozității lor mari, forțele de frecare sunt de multe ori mai mari decât forțele de inerție și de masă, termenii care iau în considerare influența acestor forțe sunt neglijați. Având în vedere acest lucru, simplificăm ecuația și o scriem sub forma:

Ecuația Stokes.

Ecuația bilanţului termic rezultă din legea conservării energiei:

unde C x este capacitatea termică specifică a lichidului la volum constant.

q - vectorul fluxului de căldură,

k - coeficientul de conductivitate termică a lichidului.

Ecuații de conservare a masei (ecuații de continuitate) într-un sistem de coordonate dreptunghiular (x, y, z):

Ecuații de conservare a masei în coordonate cilindrice (r,?, Z):

Ecuații de mișcare într-un sistem de coordonate dreptunghiular:

Ecuații de mișcare într-un sistem de coordonate cilindric (r,?, Z):

În componentele tensoarelor de tensiuni, primul indice indică direcția normalului la locul pe care acționează stresul dat, al doilea indice indică direcția acțiunii tensiunii.

Datorită simetriei tensorului tensiunii, sunt valabile următoarele egalități (legea împerecherii tensiunilor tangențiale):

Ecuațiile de mișcare de mai sus nu descriu relația dintre mărimea efortului de forfecare și ratele de deformare corespunzătoare. Pentru a caracteriza pe deplin comportamentul polimerului deformant, este necesară completarea acestei ecuații cu ecuația reologică de stare, conectând componentele tensorului vitezei de deformare cu componentele tensorului tensiunii.

Din ecuația reologică, care se referă la cazul unui flux unidimensional constant.

Ecuația reologică de stare, care ține cont de natura relaxantă a dezvoltării deformației foarte elastice și este valabilă pentru mici deformații inverse, are forma:

Rețineți că ecuațiile de stare ar trebui să fie asociate pentru un anumit interval de timp, nu cu un anumit punct din spațiu cu coordonate NS i, si cu acelasi element al mediului situat in momentul de timp tîntr-un punct din spațiu cu coordonate NS i.

Recent, este populară și formula stării reologice pentru mediu elastic-vâscos propusă de White.

unde pI este componenta de izotropie a tensorului tensiunii.

Funcţional G poate fi reprezentat ca o extindere integrală:

Proprietățile reologice ale mediului sunt determinate de alegerea adecvată a miezurilor integrale Ф și Ш.Primul miez Ф conectează modulul de relaxare al viscoelasticității liniare și limitează regiunea de deformare mică.

Folosind o stare instantanee a mediului ca punct de referință, este posibil să se exprime o deformare specifică a mediului folosind expansiunea seriei Taylor:

unde - e (s) = e (t - q) este tensorul deformațiilor, determinat în conformitate cu măsura Fingler:

Cea mai simplă formă a ecuației reologice, ținând cont de anomalia de vâscozitate:

Unde eu 2 este invariantul patratic al tensorului vitezei de deformare,

m 0 - valoarea vâscozităţii efective la eu 2 =1.

Valoarea invariantului pătratic în coordonate dreptunghiulare:

Valoarea invariantului pătratic în coordonate cilindrice:

în cazul unei forfecare simple, ecuația reologică va lua forma:

Ecuația bilanțului energetic, compilată pentru starea de echilibru sub presupunerea că toate caracteristicile termofizice nu depind de temperatură, are forma:

unde c este densitatea topiturii, CU p - capacitatea termică a topiturii, k m- coeficientul de conductivitate termică a topiturii.

Pentru a construi un model care admite o soluție analitică, facem următoarele ipoteze:

Fluxul pe ax y există doar în imediata vecinătate a pereților canalului. În restul secțiunii de canal, curgerea în direcția axei y absent.

Dimensiunile canalului pe toată lungimea sunt constante; prin urmare, valorile x x și x z nu depind de z.

Gradientul de temperatură pe direcția transversală datorită fluxului circulant este neglijabil în comparație cu gradientul longitudinal. Prin urmare,

Dacă ecuația de bilanț energetic se presupune că transferul de căldură datorat conducției de căldură de-a lungul axei canalului este neglijabil, atunci ecuația de echilibru energetic se va reduce la următoarea formă:

3.1 Formarea de fire multifilament din topitură

Principiul formării filamentelor dintr-o topitură constă în forțarea topiturii polimerului cu o pompă de dozare prin deschiderile subțiri ale matriței. Un curent de polimer topit care părăsește fiecare gaură a filierei, răcindu-se în aer, se solidifică și se transformă într-un filament. Filamentele legate într-un mănunchi formează un fir complex, care este înfășurat pe o bobină.

Moarele sunt de obicei capilare scurte cu. Canalul matriței are un contur neted, ceea ce face posibilă conferirea curgerii la intrare o formă de sticlă și minimizarea distorsiunii formei extrudatului datorită recuperării elastice.

Poza 1 - Diagrama de filare a fibrei topite

Cu o creștere a vitezei de tragere și a tensiunii de orientare, valoarea raportului D/ D 0 scade rapid. O expresie aproximativă pentru evaluarea recuperării elastice a jetului în prezența unui curent de aer este următoarea:

Unde, B= D/ D 0 - coeficientul de restabilire a jetului la forța axială,

F = 0, l eff este timpul de relaxare al macromoleculelor topiturii polimerului,

m - coeficientul dinamic de vâscozitate fixat condiționat,

G este funcția care descrie disiparea energiei interne a fluxului.

Conform legii puterii lui Oswald de Ville, ecuația pentru conservarea energiei și a impulsului este următoarea:

Când se analizează bilanţul energetic, intensitatea fluxului de căldură datorat lucrului forţelor de frecare vâscoasă, raportată la unitatea de volum (e v), este descrisă prin expresia:

Poza 2- Loc de filare: 1 - buncăr de firimituri; 2 - macara; 3 - compensator; 4 - conductă de ramificație; 5 - grătar de topire; c - jacheta de abur; 7-polimer topit; 8-pompa dozatoare; 9 - pompa de presiune; 10 - unitate de pompare; 11 - set de matrițe; 12 - moare; 13 - obtuchnaya mina; 14 - arbore de filare; 15 - saibe preparative; 16 - rola de presiune; 17 și 18 - filare (adoptiv) vulpi; 19 - non-stivuitor; 20-bobina; 21 - cilindru de frecare; 22 - izolatie termica.

Pentru filarea filamentelor dintr-o topitură, un model vertical este caracteristic atunci când filamentul se mișcă de sus în jos. Mașina pentru formarea firelor de nailon este finalizată dintr-un număr de poziții de filare. Fiecare poziție de filare (Fig. 2) constă din trei unități principale: o unitate de topire a policaproamidei (pesmet) și o unitate de filetare. Zone de solidificare a fluxurilor de topitură și formarea de filamente și filamente complexe. Dispozitive pentru bobinarea firului filat.

Unitatea pentru topirea polimerilor și turnarea fluxurilor de topitură constă dintr-un buncăr și un cap de filare. O rezervă de firimituri este depozitată în buncăr într-o atmosferă de azot, care este necesară pentru funcționarea continuă timp de 2-6 zile. Buncăr? un vas cilindric vertical din aluminiu cu trapa in partea superioara pentru incarcarea firimituri si fund conic cu geam de vizualizare pentru monitorizarea consumului de firimituri (Fig. 3). În partea conică a buncărului este montată o macara, care conectează buncărul printr-o articulație de dilatare și o conductă de ramificație cu un cap de filare. Utilitățile pentru alimentarea și evacuarea cu azot sunt conectate la partea superioară a buncărului. După încărcarea firimiturii și etanșarea buncărului, aerul este îndepărtat din acesta, pentru care se creează alternativ un vid de mai multe ori și buncărul este umplut cu azot.

Figura 3 - Cap care se învârte:

1 - ramură de conductă; 2 - grătar de topire; 3 - pompă de măsurat; 4 - tepizolare; 5 - unitate de pompare; 6 - cap corp; 7 - cămaşă; 8 - set fneller; 9 - mânecătermocuplu; 10 - pompa de presiune.

Capul de filare sau capul de formare a topirii constă dintr-o manta de încălzire, un grătar de topire și o unitate de pompare. Grătarul de topire (Fig. 4) este un serpentin tubular plat, elicoidal, încălzit din interior de vapori VOT. Unitatea de pompare (fig. 5) este echipata cu doua pompe cu angrenaje? cap de presiune și dozare (Fig. 6) și un set de filare format dintr-un dispozitiv de filtrare (plasă metalică și nisip de cuarț) și o filă? placă masivă cu găuri cu un diametru de 0, 20 × 0,25 mm (pentru monofilament de până la 0,5 mm). Grătarul de topire și unitatea de pompare sunt amplasate în mantaua capului rotativ, care este încălzită cu un schimbător de căldură cu abur sau lichid dintr-un cazan comun sau cu ajutorul unui încălzitor electric local.

Desen 4 - Gratar de topire: 1 - cadru; 2 - bobina.

Din buncăr, firimiturile gravitaționale prin robinet, compensatorul și conducta de ramificație sunt alimentate la grătarul de topire, unde la 265-290 ° C se topesc firimiturile. Rășina topită este colectată într-un spațiu conic sub grătar, de unde este preluată de pompa de injecție și transferată în pompa de dozare. Pompa de dozare pompează topitura sub presiune în exces de până la 8 MPa, forțând-o printr-un filtru și o matriță, de unde iese sub formă de fluxuri subțiri uniforme (Fig. 7).

Desen 5 - Unitate de pompare cu grila de topire.

Desen 6 - Uneltele se rotesc (cap de presiune și dozare) pompa.

Desen 7 - Fund care se învârtecapul cu un ax de suflare: 1 - capătul capului se rotește; 2 - arborele de suflare; 3 - un fir.

Toate părțile capului de filare (grătar, bloc, pompe) cu care polimerul topit vine în contact sunt realizate din oțel aliat rezistent la căldură.

Pentru a evita oxidarea polimerului în timpul topirii, azotul este suflat continuu peste grătarul de topire, care nu conține mai mult de 0,0005% oxigen. Cantitatea de azot furnizată este strict controlată, deoarece un exces de azot, chiar și la conținutul de oxigen indicat, provoacă oxidarea polimerului.

Alături de cele descrise, sunt utilizate și alte modele de grătare de topire și capete de filare încălzite cu lichid HOT și electricitate.

Figura 8 - Diagrama topitoriei cu șuruburi (extruder):

1 - vas cilindric; 2 - Dispozitiv de pornire; 3 - încălzitoare electrice; 4 - şurub; 5 - zonatopire; 6 - zona de temperare; 7 - zona de descărcare.

Un alt tip de dispozitiv de topire este un topitor cu șurub - extruder (Fig. 8), care asigură productivitate ridicată, timp minim de rezidență al polimerului în stare topită, ceea ce duce la o creștere minimă a conținutului de compuși cu greutate moleculară mică în polimer. în timpul procesului de filare, amestecarea intensivă a topiturii, care este foarte importantă pentru omogenizarea proprietăților acesteia și creează suficientă presiune necesară pentru a transporta topitura la capetele de filare. Un astfel de cap de topire permite grupului de capete de filare să funcționeze. Un fir format din pesmet topit cu ajutorul extruderelor (conținând 0,5 - 0,8% compuși cu greutate moleculară mică și 0,05% umiditate) conține până la 2% compuși cu greutate moleculară mică care nu trebuie extrași.

Zona de solidificare a fluxurilor de topire și de formare a filamentelor și filamentelor constă dintr-un arbore de suflare și filare (însoțitor). Curenții de topitură de polimer care ies din găurile matriței se solidifică sub formă de filamente, unde sunt combinate într-un mănunchi, formând un fir complex, care merge la partea de primire și înfășurare a mașinii.

Camera de suflare este situată direct sub matriță și servește la crearea unui flux uniform de aer pe direcția perpendiculară pe mișcarea filamentelor. Din acest motiv, fasciculul de filamente în mișcare (filament complex) este fixat într-o anumită poziție și este exclusă posibilitatea oscilației lor și a formării secțiunilor subțiate și îngroșate. Pentru suflare se folosește aer condiționat. Din arborele de suflare, filamentul intră în arborele de filare, care servește la protejarea firului de filare de influența curenților de aer aleatori și pentru răcirea suplimentară în cazul firelor industriale de filare. În acest scop, arborele de filare este îmbrăcat pentru răcire cu apă rece.

3.2 Dispozitiv de înfășurare a firelor filate

Firele care părăsesc arborele de filare ating dispozitivele de umezire și lubrifiere (șaibe) și, trecând prin două discuri de filare, intră în tamburul de preluare, care este antrenat de un arbore de frecare.

Discurile de filare servesc pentru confortul filetării și, în plus, contribuie la un mod stabil de filare a firului la o viteză constantă, prevenind vibrațiile filamentelor din zona de întărire cauzate de mișcarea alternativă a distribuitorului de fire.

Filamentele care ies din capul de filare sunt practic lipsite de umiditate; pe drumul de la fila la mulineta de preluare, filamentul nu are timp sa fie umidificat de umezeala din aer. Pentru a preveni udarea firului de pe bobina de filare în timpul procesului de înfășurare, ceea ce ar face ca fibra să alunece de pe bobină și să o deterioreze, aceasta este umezită înainte de a intra în bobină. În plus, în secțiunea de înfășurare cu mai multe fire, aerul este condiționat de temperatură și umiditate (temperatura 18 - 20 ° C, umiditate relativă 45-55%). Astfel, se creează special o umiditate scăzută, care împiedică umflarea firului și contribuie la păstrarea formei de înfășurare.

Concomitent cu umezirea sau imediat după aceasta, se aplică un lubrifiant (preparat) pe fir. Această operațiune este necesară pentru a facilita procesul de tragere și pentru a reduce frecarea firului pe piesele mașinii în timpul operațiilor de tragere și răsucire. Recent, metoda combinată de umezire și dimensionare a firului în timpul filării a fost din ce în ce mai utilizată. În acest caz, se folosește un lubrifiant sub formă de emulsie apoasă care conține 5-20% din substanțele preparatului.

3.3 Parametrii procesului de turnare

Parametrii principali ai procesului de filare a filamentului - temperatura și viteza sunt determinați de proprietățile polimerului, grosimea filamentelor și a filamentelor, scopul și proprietățile specificate ale filamentelor.

Temperatura de filare a filamentului corespunde de obicei cu temperatura grătarului de topire. Acesta din urmă variază în intervalul 265 - 290 ° C, în funcție de greutatea moleculară a polimerului. Cu cât este mai mare, cu atât temperatura de filare a firului este mai mare. Temperatura jachetei este de obicei cu 2-5 ° C mai mică decât temperatura grătarului.

Viteza de filare variază în intervalul 350 - 1500 m/min și depinde de productivitatea dispozitivului de topire, de vâscozitatea topiturii polimerului (greutatea moleculară a polimerului și temperatura de filare) și de grosimea filamentelor și filamentelor.

Firele multifilament cu o grosime de 29, 93,5 și 187 tex sunt filate cu o viteză de 350 până la 600 m / min, fire multifilament cu o grosime de 15,6; 6,7; 5; 3,3; 1,67 - la o viteză de 700 până la 1500 m / min.

3.4 Formarea firelor de nailon

În producție sunt utilizate diferite tipuri de mașini pentru a forma fire de nailon de diferite grosimi. Calitatea firului format în atelierul de filare este controlată de următorii indicatori: greutatea completă a bobinelor. Densitatea liniară a firului, umiditatea și conținutul de lubrifiant.

După filare, firele de nailon nu posedă încă un set de proprietăți necesare pentru prelucrarea ulterioară a textilelor, datorită alungirii lor mari la rupere și rezistenței reduse. Pentru a atinge proprietățile cerute, acestea trebuie supuse operațiunilor de tragere (3 - 6 ori) și răsucire.

Proprietățile filamentelor finite (rezistența la alungire etc.) depind de mulți factori. Cerințele pentru fire sunt determinate în principal de zona de aplicare a acestora. De regulă, firele destinate fabricării textilelor ar trebui să aibă o alungire mai mare (26 × 34%) decât firele tehnice (12 × 16%). Prin urmare, acestea din urmă sunt supuse unei întinderi mai puternice. Capacitatea de întindere a firelor de poliamidă face posibilă obținerea acestora cu proprietățile dorite și îndeplinirea cerințelor diverșilor consumatori. Firul de nailon de aceeași grosime se poate obține cu alungire diferită în funcție de scop.

În aceste condiții, filetarea mașinii de obținere a firelor complexe care să satisfacă toate cerințele consumatorului (ca grosime, rezistență, alungire etc.) este destul de dificilă. În practică, la realimentarea utilajului, procedați după cum urmează. Pentru un fir de o grosime dată, raportul de tragere este setat, iar alimentarea necesară a pompei și frecvența de rotație a acesteia la o anumită viteză de filare sunt determinate prin calcul.

Alimentare cu pompa Q (în g/min) se găsește prin formula

Unde ? viteza de formare, m/min, M? gradul de tragere a firului, T? densitatea liniară a firului, tex.

În calculele aproximative, pot fi ignorate corecțiile care țin cont de conținutul de umiditate și lubrifiant din firul finit, diferența de conținut de compuși cu molecule scăzute din firul proaspăt format și finit, precum și contracția în timpul finisării și răsucirii.

Viteza pompei NS ( rpm) se determină folosind următorul raport:

de unde? densitatea polimerului topit q ? performanța pompei pe rotație.

După definirea valorilor Q și NS Filarea experimentală a firului este efectuată la mai multe stații de filare ale mașinii. Firul format este întins cu multiplicitate crescândă până se obține un fir cu parametrii de rezistență și alungire specificați. Dacă acest lucru are ca rezultat un filet cu o abatere a densității liniare, densitatea liniară a filetului format este corectată printr-o modificare corespunzătoare a debitului pompei. După aceea, filarea și întinderea experimentală a firului se repetă din nou până când se obține un fir finit cu proprietățile dorite.

3.5 Prelucrarea textilelor de fire de nailon

Bobinele cu fire neîntinse provenite din atelierul de filare se păstrează într-o cameră tampon sau într-un magazin de textile în condiții de aer condiționat (temperatura 21-23°C, umiditate relativă 55-65%) timp de cel puțin 12 ore. Acest lucru este necesar pentru a media proprietățile firului de pe bobină peste straturile pachetului și pentru a distribui uniform umiditatea și lubrifiantul. Natura prelucrării textilelor (gradul de tragere și răsucire) a firelor de nailon depinde de grosimea și scopul acesteia.

Operațiuni de prelucrare a firelor de nailon în scopuri textile:

O glugă;

b) răsucire cu rebobinare pe bobine perforate;

c) finisare (îndepărtarea compuşilor cu greutate moleculară mică şi fixarea răsucirii);

e) aer conditionat;

f) rebobinare la mandrine conice;

g) sortarea.

Firele de nailon, destinate producerii diverselor produse tehnice, sunt produse din fabrica pe bobine conice si sunt supuse acelorasi operatii de prelucrare ulterioara. Firele tehnice (snur) de 93,5 și 187tex sunt aproape complet prelucrate în fabrică în țesătură de șnur. În acest caz, complexul operațiunilor textile include operațiile de răsucire a firelor de șnur și de țesut țesăturii de șnur.

Anterior, prelucrarea firelor de nailon (ca și a altor fire de poliamidă) începea cu o operație preliminară de răsucire. Înainte de a trage firul, în funcție de grosime, a fost raportată o răsucire de la 50 la 100 de spire/m. Răsucirea prealabilă face firul compact, ceea ce facilitează tragerea, reducând în același timp ruperea filamentelor și a filamentelor și sporind uniformitatea firelor întinse. În ultimii ani, operația preliminară de răsucire a fost eliminată la toate fabricile de fibre de nailon ca urmare a controlului mai strict al parametrilor tuturor proceselor tehnologice, a utilizării de materii prime de o puritate mai mare și a utilizării pe mașini a compozițiilor de dimensionare adecvate. În același timp, suprafețele de producție au fost reduse semnificativ, iar costurile cu forța de muncă au scăzut.

3.5.1 Desenarea firelor

Această operație se efectuează pe mașini de întindere. Dintre toate operațiunile procesului tehnologic de obținere a firelor de nailon, tragerea firelor este una dintre cele mai critice. Această operație determină în mare măsură calitatea și proprietățile firelor și, așa cum ar fi, controlează toate etapele anterioare ale procesului. Acest lucru se datorează faptului că uniformitatea întinderii și, în consecință, uniformitatea proprietăților firului întins depinde de mulți factori: greutatea moleculară a polimerului, conținutul de compuși cu greutate moleculară mică, condițiile de formare (temperatura și viteza), conținutul de umiditate al cantității de lubrifiant aplicat firului etc.

Proprietățile firelor sunt caracterizate nu numai de valorile absolute ale indicatorilor fizici și mecanici, ci, în mare măsură, de uniformitatea acestor indicatori. Fluctuațiile temperaturii și vitezei de filare, umidității și temperaturii aerului în atelier, modificările condițiilor de umezire și ungere a firului și alți parametri ai procesului tehnologic duc la producerea unui fir, ale cărui secțiuni individuale au proprietăți inegale. . Desigur, atunci când trageți un astfel de fir, secțiunile sale individuale se vor întinde în moduri diferite și, ca urmare, firul finit va avea caracteristici fizice și mecanice inegale. Prin urmare, respectarea strictă a parametrilor procesului tehnologic este atât de importantă.

O diagramă schematică a mecanismului de torsiune și evacuare a mașinii KV-300-I este prezentată în (Fig. 9). Este utilizat pentru întinderea și răsucirea firelor textile cu densitate liniară de la 1,67 la 15,6 tex pentru un raport de tragere de 2,42 la 4,90 și o viteză de tragere a firului tras de până la 750 m / min. Greutatea pachetului de ieșire este de până la 400 g.

Figura 9- Schema mecanismului de tragere la rece și la cald a unui fir tehnic al mașinii KV-300-I: 1 - ambalare cu fibră neîntinsă, 2 - ghidaje de tensionare; 3 - alimentator de fire; 4 - dispozitiv de alimentare; 5 - tija de frana; 6 - disc de evacuare superior; 7-încălzitoare; 8 - disc de evacuare inferior; 9 - ghidaj fir; 10 - copeici; 11 - un inel cu un glisor; 12 - fus.

La întinderea firelor de poliamidă, la fel ca multe alte fire sintetice din polimeri cristalizabili, se observă un efect caracteristic de gât. Între alimentator și biscuit (în câmpul de întindere) este instalată o tijă de frână rotundă pentru a fixa locul formării gâtului și a crește uniformitatea tragerii firului. din material solid (agat, corindon etc.), în jurul căruia firul face o rotire. Ca urmare a frecării continue a firului, bastonul se încălzește puternic (până la 80 ° C). Astfel, formarea unui gat pe fir (la parasirea batului) se datoreaza incetinirii si incalzirii acestuia cu batul. Un tijă de frână este folosită, de regulă, pentru a obține fire tehnice; firele fine pot fi trase fără băţ. Acest proces se numește tragere la rece.

Firele de nailon pentru scopuri tehnice cu o densitate liniară de 93,5 și 187tex sunt supuse unei întinderi combinate: la rece și la cald. În acest caz, în zona de tragere este plasat un dispozitiv pentru încălzirea firelor la 150 - 180 ° C.

La filarea fibrei din topitură, aria secțiunii transversale a fibrei în regiunea de la ieșirea din filă la rolele de preluare scade hiperbolic. O variație tipică a ariei secțiunii transversale și a razei unei fibre polimerice este prezentată în graficul 2. Întinderea fibrei este de aproximativ 200 cm lungime. Încă nu există nicio modalitate de a detecta când fibra începe să se solidifice.

Prin natura dependenţelor A (z) și R (z), prezentat în graficul 2, se poate observa că câmpul de viteză din secțiunea de tragere a fibrei este descris prin funcții de forma: . Prin urmare, pentru a descrie curgerea, este necesar să se rezolve împreună componentele r - și z ale ecuației de mișcare, ecuația balanței energetice și ecuația de stare în condițiile la limită corespunzătoare. Aceasta este o sarcină destul de dificilă, mai ales atunci când este necesar să se utilizeze o ecuație neliniară a stării reologice.

Programul 2 - Curbele de modificări ale zonei secțiunii transversale și ale razei fibrei în secțiunea de extragere a topiturii (z - distanta de la iesire din filare). Material, temperatura si viteza de culegere a fibrelor respectiv 1 - nailon; 265 ° C; 300 m/min; 2 - polipropilenă; 262 ° C; 350 m/min.

În prezent, nu a fost încă dezvoltat un aparat matematic care să permită prezicerea cu exactitate a legii scăderii razei fibrei sau a distribuției vitezei de curgere în zona de scădere intensivă a razei fibrei. Adevărat, au fost deja făcute câteva încercări de a estima viteza, raza fibrei și temperatura în funcție de distanța de la matriță. Primii care au investigat filarea fibrelor non-izoterme au fost Kees și Matsuo. Lucrarea lui Hahn generalizează rezultatele obținute de autorii menționați mai sus și propune două ecuații care descriu distribuția unei singure componente de viteză și

T= T (z) pentru starea de echilibru:

unde e este emisivitatea, este debitul masic, este capacitatea termică la volum constant, F D este forța de rezistență a aerului (pe unitate de suprafață), egală cu

Unde LA- factor de corectie; index A indică faptul că specificațiile respective se aplică aerului înconjurător.

Khan a completat aceste două ecuații de transport cu o lege de putere a curgerii de tracțiune, ținând cont de dependența de temperatură a vâscozității:

unde, este vâscozitatea la viteza de forfecare zero, e este lățimea, este energia de activare a fluxului vâscos.

Rezolvarea acestui sistem de ecuații poate fi obținută numai printr-o metodă numerică. Rezultatele obţinute au semnificaţie fizică pe secţiunea axei z până la începutul cristalizării, când degajarea de căldură datorită efectului exotermic al cristalizării reduce viteza de răcire a topiturii (graficul 3). Iată rezultatele măsurării temperaturii suprafeței fibrei în timpul tragerii din topitură, în funcție de distanță z.

Ca rezultat al cristalizării straturilor interioare, temperatura de suprafață a fibrei poate chiar să crească pe măsură ce distanța față de matriță crește.

Programul 3 - Dependenta de temperatururi de suprafață de fibrede la distanța de la matrițăz. Viteza de prelevare a fibrelor: 1 - 50 m/min; 1,93 g/min; 2 - 100 ; 1,93 ; 3 - 200 ; 1,93 ; 4 - 200 ; 0,7 .

În prezent, cea mai mare atenție sunt atrase de ele însele două probleme asociate cu stabilitatea procesului de extragere a fibrelor din topitură și anume: rezonanța în timpul tragerii și formabilitatea fibrei. În prezența rezonanței în timpul tragerii, se observă o periodicitate regulată și constantă a modificării diametrului fibrei trase. Formabilitatea fibrei se referă la capacitatea unei topituri de polimer de a se întinde fără rupere din cauza gâtului sau a defecțiunii coeziunii.

Figura 10 ? Cristalizarea liniară a fibreiîn filarea fibrelor. Morphologia structura care se dezvoltaXia în timpul tragerii fibrei (1 - spherolistructura; 2 - embrionicristal, pliat lamelă; 3 - embrion cristal, lamelă îndreptată). Zone umbritepânzele sunt ocupate cu topirea. Viteza de lafibre de bor: A - foarte putin; b - mic; v - in medie; G - înalt.

Documente similare

Clasificarea fibrelor chimice. Proprietățile și calitățile soiurilor lor artificiale: fibre de viscoză și acetat. Analogi de poliamidă și poliester. Domeniul de aplicare al fibrelor de nailon, lavsan, poliester și poliacrilonitril, fire acrilice.

prezentare adaugata 14.09.2014


Etapele producției de fibre chimice. Tipuri de grafit și carbon negrafitizat. Fibre și fire de înaltă rezistență, rezistente la căldură și incombustibile (fenilonă, vnivlon, oxalon, armidă, carbon și grafic): compoziție, structură, producție, proprietăți și aplicare.

test, adaugat 07.06.2015


Caracteristici comparative ale proprietăților chimice și fizico-chimice ale fibrelor heterocatene și ale fibrelor de carbon. Tehnologie de vopsire pentru bumbac, in și un amestec de fibre de celuloză și poliester. Esența finisării finale a țesăturilor de lână.

test, adaugat 20.09.2010


Tipuri de fibre artificiale, proprietățile lor și aplicarea practică. Fibre de viscoză, cupru-amoniac și acetat, celuloză ca materie primă pentru producerea lor. Îmbunătățirea proprietăților de consum ale firelor prin utilizarea fibrelor chimice.

lucrare de termen, adăugată 12.02.2011


Analiza dezvoltării producției de fibre chimice. Principalele direcții de îmbunătățire a metodelor de obținere a fibrelor de viscoză. Tehnologii moderne de obținere a fibrelor celulozice hidratate. Descrierea procesului tehnologic. Expertiza de mediu a proiectului.

teză, adăugată 16.08.2009


Proprietățile fizice și mecanice ale fibrelor de bazalt. Productie fibre aramide, fire, funii. Domeniul principal de aplicare a materialelor din fibră de sticlă și fibră de sticlă. Scopul, clasificarea, domeniul de aplicare al fibrei de carbon și al plasticului armat cu fibră de carbon.

test, adaugat 10.07.2015


Direcții de utilizare rațională a energiei electrice. Bilanțele materiale și energetice ale proceselor tehnologice. Prelucrarea termică a combustibililor. Clasificarea fibrelor chimice. Caracteristicile echipamentelor, mașini-unelte.

manual, adăugat 15.01.2010


Nomenclatorul indicatorilor de calitate ai firelor si atelor pentru industria textila. Proprietăți ale firelor din fibre naturale, vegetale și chimice. Proprietățile de consum ale țesăturii tricotate, avantajele utilizării sale la fabricarea articolelor de îmbrăcăminte.

lucrare de termen, adăugată 12.10.2011


Comparația proprietăților fizice și chimice ale fibrelor naturale de mătase și lavsan. Structura fibrei, efectul acesteia asupra aspectului și proprietăților. Comparație între sistemul de filare umedă a lenjeriei de in și sistemul de filare uscată pieptănată. Proprietățile igienice ale țesăturilor.

test, adaugat 12.01.2010


Dispozitive chimice pentru efectuarea unuia sau mai multor procese chimice, fizice sau fizico-chimice în ele. Aparate cu dispozitive de agitare, utilizarea lor în industria chimică. Determinarea dimensiunilor structurale ale aparatului.