Модификация текстильных волокон

Одним из основных направ­лений расширения и улучшения ассортимента химических воло­кон является модификация существующих для придания им новых заранее заданных свойств. Это достигается за счет введения изме­нений в технологический процесс получения химических волокон на всех его стадиях. Все разнообразие методов модификации пред­ставляет собой два вида модификации - химическую и физиче­скую (структурную).

Химическая модификация заключается в частичном направлен­ном изменении химического состава основного волокнообразующего полимера. Благодаря ей получают волокна с новыми свой­ствами. При химической модификации используются следующие методы:

Физическая (структурная) модификация волокон заключается в направленном изменении надмолекулярного и морфологического строения волокон. Наибольшее распространение получили следу­ющие методы физической модификации:

Ориентация и вытягивание волокон на стадии формования и от­делки нитей для повышения прочности и устойчивости к много­кратным деформациям.

Введение добавок в виде небольшого количества низкомолеку­лярных реагентов, обладающих специфическими свойствами, в раствор или расплав полимера. Не вступая в химическое взаимо­действие с полимером, они располагаются между его макромоле­кулами. С помощью добавок можно повысить устойчивость к тер­мической, термоокислительной, фотохимической деструкции; уве­личить усталостную прочность (введение наполнителей); придать матовость (добавление двуоксида титана); повысить степень белиз­ны (добавление оптического отбеливателя), придать бактерицид­ные, огнестойкие и другие свойства. Введением в расплав пигмен­та на основе оксидов алюминия получают люминесцентные во­локна, способные не только отражать свет, но и накапливать его и затем светиться после удаления источника света. Получены волок­на, способные активно поглощать тепловую энергию за счет плав­ления введенных в них микрокапсулированных плавких веществ (например, парафина) и отдавать тепло при их затвердевании. Это позволяет регулировать теплообмен и получать материалы повы­шенной комфортности.

Метод формования нитей из смеси полимеров отличается от пре­дыдущего метода тем, что вводимые добавки являются волокнообразующими полимерами, растворимыми в тех же растворите­лях, что и основной полимер. В результате оба полимера формиру­ют надмолекулярную структуру элементарной нити, которая при­обретает ценные свойства каждого из компонентов.

Профилирование волокон достигается применением при их фор­мовании фильер, имеющих отверстия различной формы: треуголь­ника, многолучевой звездочки, трилистника, двойного ромба, щелевидные разной конфигурации и т. д. Этим способом модифи­кации поверхности волокон придается шероховатость, повышен­ная цепкость. Благодаря этому текстильные нити и материалы из таких волокон приобретают повышенную объемность и пористость.

Благодаря созданию полых синтетических волокон, имеющих один или несколько каналов или объемные полости, значительно повысили показатели гигроскопических и теплозащитных свойств. Образование полых каналов происходит на стадии формования за счет использования фильер специального профиля и конструк­ции.

В США и Японии разработаны методы получениямногослойных волокон (до 100 пленочных слоев). Такие волокна способны изменять блеск и цветовые оттенки и насыщенность при смене освеще­ния или угла зрения и даже обладают голографическим эффектом.

Би- и многокомпонентные волокна получают пропусканием через фильеры специальной конструкции растворовили расплавов двух или более полимеров, которые соединяются между собой по поверхности раздела. В зависимости от расположения полиме­ров различают два типа структуры волокон: сегментную структуру («бок о бок»), при которой полимеры расположены в сечении во­локна рядом друг с другом в виде сегментов, и матрично-фибриллярную структуру, в которой полимеры расположены либо кон­центрически (ядро-оболочка), либо в виде болееили менее длин­ных фибрилл одного полимера, размещенных внутри другого по­лимера (матрицы).

Компоненты могут бытьиз одного видаили разных видов полимеров, различающихся физико-механическими свойствами (усадкой при термообработке, вязкостью, степенью полимеризации, набуханием в различных жидкостях и т.д.). Такие волокна обладают свойствами, присущими составляющим компо­нентам.

Бикомпонентные волокна сегментного типа из разноусадочных полимеров после термообработки приобретают устойчи­вую извитость, достигающую 100%. Комбинированные волокна можно получить путем осаждения на готовом волокне (подложке) различных полимеров из растворов или расплавов, образуя на его поверхности «рубашку» любой толщины.

В последнее десятилетие одним из основных направлений со­вершенствования и улучшения качества химических волокон было создание сверхтонких волокон. Для этого произвели существенные изменения на всех этапах производства: уменьшили вязкость растворов и расплавов, разработали и создали более качественные фильеры, изменили условия формования, охлаждения и отделки волокон. Традиционная технология позволяет получать волокна линейной плотностью до 0,01 текс, а по современной технологии - 0,00001 текс.

Другим способом получения сверхтонких волокон является формование бикомпонентной нити, состоящей из растворимой матрицы с расположенными в ней по всей длине тонкими нитями. После удаления матрицы получают сверхтонкие волокна. Более тонкие образования, размеры которых того же порядка, что и фибриллы текстильных волокон, получают путем расщепления высокоориентированной пленки, предварительно подвергнутой перфорации в виде проколов или продольных надрезов, или в прядильный раствор которой вводятся частицы вещества, несов­местимые с основным полимером (например, мел). При последующей вытяжке пленка расслаивается на фибриллы.

При другом способе формируют бикомпонентные нити матрично-фибриллярной структуры из несовместимых полимеров. При последующем растяжении такие нити распадаются на фибриллы.

При гидроди­намическом методе волокнистые частицы (фибриды) получают из раствора полимера мокрым способом в осадительной ванне, где создается вихревое движение жидкости, которое разбивает поли­мерную струю на тончайшие волоконца. Волокнистую массу в виде фибрилл и фибридов используют в производстве нетканых поло­тен, искусственной кожи и синтетической бумаги.

В настоящее время значительная доля выпускаемых химических во­локон являются модифицированными с применением различных методов физической, композиционной и химической модификации, благодаря ко­торым повышаются их функциональные (потребительские) характеристи­ки.

Основные методы модификации и виды модифицированных волокон для получения нетканых материалов приведены в табл.

Табл. Основные методы модификации волокон и нитей

Таким образом, наряду с большим ассортиментом уже созданных мировой промышленностью волокон и волокнистых материалов на их основе, появились существенные достижения в области модифицированных материалов для изделий бытового назначения с оптимизированными свойствами для каждого конкретного применения - материалы и изделия "дружественные человеку". Созданы также новые модифицированные виды волокон и нитей для технического применения.

Развитие отдельных видов волокон

Для всех основных видов химических волокон определились свои шаги в отношении как применения, так и способов их получения. Увели­чение потребностей в основных видах много- и среднетоннажных волокон для бытовых и технических целей предопределяет и рост их производства с одновременным совершенствованием технологии, расширением ассор­тимента и улучшением потребительских свойств.

Анализ тенденций развития производства различных видов химиче­ских волокон, позволяет выделить четыре особенно важные направления: интенсивный рост выпуска полиэфирных волокон по сравнению со всеми другими, хотя наблюдается и небольшой рост производства полиамидных и полиакрилонитрильных волокон; быстрое развитие в последний период производства полипропиленовых волокон; перспективы процессов получения вискозных и альтернативных им гидратцеллюлозных волокон, развитие новых нетрадиционных высокопроизводительных производств.

Рост производства полиэфирных волокон обусловлен весьма удачным сочетанием многих факторов. Комплекс механических свойств (и их практически полная неизменность в мокром состоянии), термостойкость, био- и хемостойкость, биоинертность и другие эксплуатационные характеристики обеспечили приоритет в применении полиэфирных волокон по сравнению со многими другими. Имеются широкие возможности для реального выпуска физически и химически модифицированных полиэфирных волокон, что еще больше повышает их эксплуатационные показатели и конкурентоспособность.

Штапельные полиэфирные волокна (включая модифицированные) частично вытеснили и продолжают вытеснять во многих случаях вискозные волокна и часто конкурируют с полиакрилонитрильными, особенно в смесках с шерстью. Возможности модификации полиэфирных волокон на стадии синтеза и в готовом виде позволяют широко варьировать их свойства – гидрофильность, накрашиваемость и другие. Широкое использование смесей штапельных полиэфирных волокон в сочетании с целлюлозными (хлопок, лен, гидратцеллюлозные) также является одной из важных причин их развития. Это сочетание позволяет свести к минимуму недостатки целлюлозных волокон, в частности, сминаемость тканей на их основе, низкую биостойкость, и в то же время сохранять высокие гигроскопические характеристики текстильных материалов.

Текстильные полиэфирные нити (особенно текстурированные) нашли широкое применение в тонких тканях и трикотаже бытового назначения, тканях и нетканых материалах для интерьеров жилья, салонов автомашин и многих других целях. Они имеют лучшие свойства по сравнению с ацетатными и триацетатными. Это также явилось причиной снижения интереса к ацетатным нитям. Созданы высокоэластичные полиэфирные нити на основе три- и тетраметилентерефталата.

Также существует способ производства жесткоцепных макромолекул полиэтилентерефталата, имеющих повышенные прочностные и огнеупорные характеристики, разработан метод получения жесткоцепных (высокомодульных) волокон из гибкоцепных и метод выбора полимерных волокон в зависимости от требуемой устойчивости к нагрузкам во времени. Известны и биоразлагаемые алифатические полиэфирные волокна.

Полипропиленовые волокна являются вторыми по темпам роста производства. Выпускаемые в настоящее время полипропиленовые волокна и нити находят самое широкое применение. Они обладают комплексом хороших механических характеристик, не изменяются в мокром состоянии, имеют высокую хемо- и биостойкость, биоинертность и ряд других особенностей. В настоящее время значительная часть полипропиленовых волокон физически и химически модифицирована, что позволило существенно повысить их эксплуатационные характеристики. Исключительной особенностью полипропиленовых волокон является их низкая плотность 0,91÷0,92 г/см³. Это позволяет существенно сократить их расход на изделия по сравнению с любыми другими видами. Однако следует отметить и низкую термостойкость таких волокон.

Полипропиленовые штапельные волокна используются для получения нетканых материалов и в смесках с другими волокнами в изделиях, не подвергающихся воздействию высоких температур (утюжка таких тканей невозможна). Удачным оказалось применение полипропиленовых смесок с целлюлозными волокнами для одежных изделий. При этом улучшается отвод влаги от кожи человека, и повышаются гигиенические характеристики. Оптимальным является создание двухслойных материалов: полипропилен - целлюлозные волокна или сочетание нижнего слоя из полипропиленового полотна со вторым из гигроскопичного целлюлозного материала. Нижнее белье, спортивные изделия благодаря низкой гигроскопичности полипропиленового слоя оказываются все время "сухими" и в то же время способствуют транспорту влаги в наружный слой.

Важное значение имеет полипропиленовый текстурированный жгутик, широко используемый в ковровом производстве. Полипропиленовые технические нити нашли применение в фильтровальных нетканых материалах и специальной одежде, а пленочные и фибриллированные - в качестве упаковочного шпагата и мягкой тары. Из них изготавливаются высокопрочные легкие нетонущие канаты.

Вискозные штапельные волокна - обычные и высокомодульные - с успехом применяются взамен хлопка, они используются в чистом виде и различных смесках для широкого спектра изделий бытового назначения. Многие их этих волокон модифицированы, имеют улучшенные или специальные свойства - бактерицидные, сорбционные, огнезащищённые, окрашенные в массе и другие. Это также существенно повысило их потребительские показатели.

Гидратцеллюлозные волокна (hydrated cellulose tibres). Сырьем для производства гидратцеллюлозных искусственных волокон слу­жит природная целлюлоза с содержанием а-целлюлозы 90—98 %, получаемая из древесины ели, сосны, пихты, бука, хлопкового пуха. Формование нитей осуществляется из щелочного (вискозные во­локна) или медно-аммиачного (медно-аммиачные волокна) раст­вора природной целлюлозы одно - или двухванным способом в оса­дительной ванне, содержащей серную кислоту и ряд других ре­агентов. Во время формования волокон раствор целлюлозы разру­шается, зарождаются и растут макромолекулы гидратцеллюлозы. По химическому составу гидратцеллюлоза аналогична природной целлюлозе, однако существенно отличается от нее своей физичес­кой структурой: степень полимеризации макромолекул гидратцел­люлозы меньше, чем природной целлюлозы (составляет 300—800)» несколько иное расположение звеньев в ее макромолекуле, другая форма упаковки, расположения и ориентации макромолекул в над­молекулярной структуре. Степень кристалличности гидратцеллю­лозных волокон 40—50 %. Более рыхлой, менее ориентированной структурой гидратцеллюлозных волокон обусловливается отличие их свойств от свойств натуральных целлюлозных волокон. Выпускаемые гидратцеллюлозные волокна имеют разные стро­ение и свойства.

Вискозные волокна (Viscosa) получают однованным способом с одновременной вытяжкой, что способствует образованию неодно­родной структуры волокна. Процесс формования вискозного во­локна протекает во времени: на начальной стадии процесс восста­новления целлюлозы происходит преимущественно в наружном слое струйки раствора, где вырастают длинные макромолекулы; во внутреннем слое восстановление целлюлозы идет медленнее, макромолекулы получаются более короткими и менее ориентиро­ванными. По мере формования объем волокна уменьшается, что вызывает деформацию его поверхности, и поперечник приобрета­ет сильно изрезанную форму. Наружная оболочка имеет более плот­ное и ориентированное расположение макромолекул по сравне­нию с ядром, составляет 35-50 % поверхности поперечного сече­ния и является наиболее прочной частью волокна. Вискозные во­локна обладают высокой гигроскопичностью, светостойкостью, мягкостью и стойкостью к истиранию. Однако им свойствен и ряд недостатков, связанных главным образом с неоднородной, рых­лой и мало упорядоченной структурой. При увлажнении волокна сильно набухают, что приводит к повышенной усадке текстиль­ных материалов, значительно теряют прочность при растяжении (до 50 %) и устойчивость к истиранию. Для снижения недостатков используют специальные отделки вискозных материалов. Взаимо­действие с химическими реагентами вискозных волокон такое же, как и природных целлюлозных волокон, но из-за рыхлой структу­ры и большей ее доступности вискозные волокна менее стойки. Действие температуры, светопогоды и микроорганизмов на эти волокна аналогично действию на хлопок и лен.

Высокомодульное вискозное волокно (Modal) получают по мо­дифицированному вискозному способу. Нить формируется при бо­лее низкой скорости, чем обычная, с последующей вытяжкой и термофиксацией, что позволяет получить высокоориентирован­ную, равномерную, плотную и равновесную структуру. В нашей стране выпускают высокомодульное вискозное волокно сиблон, которое имеет прочность в нормальных условиях в 1,6 раза выше, чем прочность обычного вискозного волокна, а в мокром состоя­нии - в 2 раза выше. Сиблон в меньшей степени, чем обычное волокно, набухает и усаживается, и по своим свойствам приближа­ется к хлопковому волокну, хотя уступает последнему по прочности в мокром состоянии, устойчивости к изгибу и растворимости в щелочи. Сиблон применяется как заменитель средневолокнистого хлопка, в смеси с хлопковыми и синтетическими волокнами и в чистом виде.

Полинозное волокно относится к разряду высокомодульных вис­козных волокон. Его получают по двухванному способу с высокой пластификационной вытяжкой, благодаря чему обеспечиваются повышенная степень полимеризации целлюлозы (500-800) и ориентации макромолекул и однородность структуры волокна в попе­речном сечении, форма которого почти круглая. Надмолекулярная структура и кристалличность полинозного волокна близки к струк­туре и кристалличности хлопка. По своим свойствам полинозное волокно является близким аналогом тонковолокнистого хлопка. Оно обладает высокой прочностью при растяжении, малой ее потерей во влажном состоянии, эластичностью, упругостью и низкой усадкой. Однако полинозное волокно характеризуется хрупкостью и низкой прочностью при изгибе, что вызывает трудности в его текстильной переработке.

На основе синтеза привитых полимеров можно получить химически модифицированные вискозные волокна с разнообразными специфическими свойствами: огнестойкие, бактерицидные, кислотостойкие, масло- и водоупорные и т.д. Для химической моди­фикации вискозных волокон применяют и другие методы: «сши­вание» структурных элементов, малоусадочную и малосминаемую отделку, замену реакционноспособных групп (поверхностное ацетилирование).

Медноаммиачное волокно (сирго) формуется двухванным спо­собом: в первой ванне оно получает предварительную вытяжку с частичным восстановлением целлюлозы, во второй ванне вытяж­ка завершается. Медноаммиачное волокно имеет однородную струк­туру без ориентированной оболочки на поверхности, поэтому ок­рашивается равномерно. По своим физико-механическим свойствам оно аналогично обычному вискозному волокну, но обладает мень­шими прочностью и удлинением. Медноаммиачные волокна вы­пускаются в ограниченном объеме и применяются главным обра­зом в трикотажном производстве.

Производство вискозных и медноаммиачных волокон связано с экологическими проблемами, так как требует большого расхода воды, выделяет токсичные отходы, для очистки которых необхо­димы большие затраты.

Альтернативой вискозным волокнам являются целлюлозные волокна группы лиоцелл (Lyocell, Tencell). Особенность производ­ства этих волокон состоит в том, что для получения раствора цел­люлозы используется органический растворитель, который не всту­пает в химическую связь с целлюлозой и после фильтрации может использоваться вновь. Таким образом, создается замкнутый эко­логически чистый цикл производства. Волокна Lyocell полностью состоят из целлюлозы, имеют равномерную структуру из фибрилл равной толщины. По прочности они сопоставимы с полиэфирны­ми волокнами, по гигроскопическим свойствам - с хлопком; спо­собны к набуханию во влажном состоянии, обладают небольшой усадкой, мягким грифом и блеском. Нити Tencell отличаются по­вышенной объемностью и подвижностью в структуре ткани. Одна из особенностей — способность к фибриллированию во время влаж­ной абразивной обработки. При правильной обработке это спо­собствует формированию мягкой поверхности ткани. Волокно Tencell А100 не обладает этим свойством, так как подвергается «сшиванию» в сухом состоянии.

Ацетилцеллюлозные волокна (acetate cellulose fibres). Основным сырьем для получения ацетилцеллюлозных волокон служит хлоп­ковая целлюлоза с содержанием альфа-целлюлозы не менее 98%. В про­цессе предварительной подготовки сырья проводят ацетилирование природной целлюлозы, в результате которого в элементарных звеньях целлюлозы частично или полностью гидроксильные груп­пы заменяются на ацетильные.

Триацетатные и ацетатные волокна формуют из растворов ис­ходных полимеров сухим способом. Сокращение количества гидроксильных групп в составе целлюлозы обусловливает существен­ное различие основных свойств ацетилцеллюлозных и гидратцеллюлозных волокон.

Ацетилцеллюлозные волокна, прежде всего, обладают сравни­тельно низкими гигроскопическими свойствами, хотя наличие некоторого количества гидроксильных групп в ацетатных нитях обусловливает их большую гигроскопичность, чем триацетатных. В связи с этим влияние влаги на их свойства неболь­шое. Триацетатные волокна имеют высокую упругость, устойчиво сохраняют форму в изделии, не усаживаются при влажной и теп­ловой обработке. Однако прочность при растяжении этих нитей небольшая.

Ацетилцеллюлозные во­локна характеризуются высокой устойчивостью к действию ми­кроорганизмов, светостойкостью и хорошими диэлектрическими свойствами.

Белковые химические волокна (artificial protein fibres).

Исходны­ми полимерами для производства искусственных белковых воло­кон служат казеин (белок молока) и зеин (белок растительного происхождения). Природная форма макромолекул казеина и зеина представляет собой сферически свернутую глобулу. Поэтому при получении из таких полимеров волокон стремятся развернуть гло­булярные макромолекулы в нитевидные, линейные и создать усло­вия устойчивого закрепления этой формы. После формования, про­водимого из раствора однованным способом, полученную нить под­вергают операции дубления, сущность которой заключается в созда­нии между макромолекулами белка химических поперечных свя­зей. По показателям растяжимости и гигроскопичности казеиновые и зеиновые волокна близки к натуральной шерсти. На ощупь они мягкие, теплые; хорошие теплоизоляторы. Однако их прочность невелика и значительно снижается в мокром состоянии. Термостойкость волокон небольшая, они боятся горячей воды, особенно содержащей щелочь.

По технологии Nature Works (США) сахаристые вещества рас­тений перерабатываются в полипептид, который пригоден для высокоскоростного формования из расплава и для получения сверх­тонких белковых нитей.

Новым направлением в производстве химических белковых во­локон является получение биосинтезируемых полимеров (Япония). На основе растительного углеводородного сырья (крахмала) ме­тодом биотехнологии получают исходный мономер (молочную кислоту), который полимеризуется с образованием полилактида со степенью кристалличности 70%. Волокна лактрон (Lactron) формуются из расплава и отличаются легкостью, прочностью (45-54 сН/текс), растяжимостью ( р=30-40%) и интенсивностью окраски. Лактрон относится к биологически разлагающимся во­локнам. По комплексу физико-механических свойств волокна лак­трон напоминают полиэфирные и используются в смеси с хлоп­ком, шерстью и полиэфирными волокнами для производства со­рочечных и костюмных тканей.

Полиамидные волокна (Polyamide fibres). Полиамиды - син­тетические гетероцепные волокнообразующие полимеры. Их получа­ют на химических заводах из продуктов переработки нефти и угля. Макромолекулы полиамидов представляют собой участки повторя­ющихся метиленовых групп [—СН2—], соединенных амидными группами —CONH—. Для получения волокон используют более 10 видов полиамидов, которые различаются числом метиленовых групп и характером их расположения между амидными группами. В ми­ровой практике используют название полиамид или нейлон с ука­занием одной или двух цифр, которые означают число атомов уг­лерода в исходном компоненте. С увеличением числа метиленовых групп в элементарном звене полиамида изменяются его свойства: снижается температура плавления, уменьшается гигроскопичность, повышается устойчивость к изгибу, светопогоде, истиранию.

Волокнообразующие полиамиды обладают сравнительно неболь­шой степенью полимеризации (80-200). Макромолекулы имеют форму плоского зигзага и взаимодействуют друг с дру­гом благодаря водородным связям. Степень кристалличности зави­сит от симметрии звеньев и регулярности их расположения в мак­ромолекулах, для различных полиамидов она может быть 40-60 %.

В нашей стране выпускают полиамидные волокна и нити раз­личных видов: капроновые (поликапролактам, или нейлон-6), анид (полигексаметилен-адипамид, или нейлон-6,6) и энант (полиэнан - тамид, или нейлон-7). Эти волокна и нити получают из расплава полимера с последующим вытягиванием и термофиксацией.

Полиамидные волокна и нити характеризуются очень высокой прочностью, которая уменьшается во влажном состоянии незначи­тельно, примерно на 10-13 %. Удлинение полиамидных волокон и нитей достаточно высокое, и, что особенно важно, значительную часть деформации составляют обратимые компоненты. Высокая упругость волокон обеспечивает их значительную устойчивость к многократным деформациям. Например, устойчивость к многократ­ному изгибу полиамидных нитей в 100 раз превышает устойчи­вость вискозных и в 10 раз - хлопковых. Особенность полиамидных волокон - их высокая устойчивость к истиранию, по показателям которой они превосходят все существующие волокна (хлопковые - в 10 раз, шерстяные - в 20 раз, вискозные - в 50 раз).

К недостаткам полиамидных волокон (нитей) следует отнести их низкую гигроскопичность (3,5-5 %), что значительно снижает гигиенические свойства материалов, изготовленных из этих воло­кон. Они обладают невысокой теплостойкостью: уже при нагрева­нии до температуры 160°С прочность уменьшается на 40-50%, что объясняется интенсивным процессом термоокислительной де­струкции полимера. Этим же можно объяснить и низкую свето­стойкость полиамидных волокон, их быстрое старение, в резуль­тате которого они желтеют, становятся ломкими, жесткими и те­ряют прочность.

Недостатком можно считать чрезмерную гладкость поверхности полиамидных волокон, их малую сцепляемость, в результате чего они плохо смешиваются с другими волокнами, при эксплуатации изделий «вылезают» на поверхность ткани. Кроме того, из-за глад­кости волокон происходит спуск петель в трикотаже. Для сниже­ния гладкости полиамидных волокон и нитей и придания им спе­цифических свойств при их формовании изменяют профиль попе­речного сечения. Тонкие сложнопрофильные шелкоподобные по­лиамидные нити шелон-1 и трилобал придают текстильным ма­териалам мерцающий или глянцевый эффект, мягкость, шелко­вистость, увеличенную пористость, что повышает воздухопрони­цаемость и влагопроводность материалов.

В настоящее время разработаны химически модифицирован­ные полиамидные волокна каприлон и мегалон, которые полу­чают путем боковой прививки сополимера, содержащего гидроксильные группы. Такие волокна по гигроскопичности (5-7%) не уступают хлопку, а по прочности, устойчивости к истиранию превосходят его. Восприимчивость волокон к красителям повы­шенная.

Полиэфирные волокна (Polyester fibres). Полиэфиры представ­ляют собой высокомолекулярные соединения, отдельные звенья макромолекул которых соединены сложноэфирными группами —СО—О—. Из всех известных полиэфиров для получения синтети­ческих волокон и нитей используют полиэтилентерефталат

Макромолекулы полиэтилентерефталата линейны, имеют ре­гулярное расположение функциональных групп, обладают высо­кой жесткостью, сильно вытянуты. Число элементарных звеньев в макромолекуле 85-120. Из расплава полимера в нашей стране по­лучают полиэфирное волокно лавсан.

Подобно полиамидным волокнам и нитям лавсан обладает боль­шой прочностью, которую при необходимости можно увеличить.

Лавсановые волокна и нити высокоэластичны. По устойчивости к истиранию полиэфирные нити уступают только полиамидным, но они несравненно более устойчивы к дей­ствию светопогоды, обладают высокой стойкостью к кислотам, окислителям, разрушаются в горячих щелочных растворах. Поли­эфирные нити имеют высокую термостойкость, превосходя по этому показателю все природные волокна и большинство хими­ческих. Они способны выдерживать длительную эксплуатацию при повышенных температурах.

Полиэфирные волокна и нити имеют очень низкую гигро­скопичность, поэтому во влажном состоянии их механические свойства (прочность, растяжимость, сминаемость, устойчивость к многократным деформациям) практически не меняются. С этим же связана высокая формоустойчивость материалов из лавсана во влажном состоянии. Лавсановые волокна обладают шерстоподобным внешним видом, на ощупь они мягкие, теплые, объем­ные; используются как в чистом виде, так и в смеси с другими волокнами.

В настоящее время разработана структурно модифицированная полиэфирная нить шелон-2 - сложнопрофильная, тонковолок­нистая, шелкоподобная. Эта нить может использоваться при изго­товлении шелковых тканей для придания им малоусадочности, малосминаемости и хороших гигиенических свойств.

Основным направлением улучшения свойств полиэфирных во­локон, особенно штапельных, является химическая модификация полимера. В промышленном масштабе выпускаются волокна на основе политриметилентерефталата и полибутилентерефталата. По сравнению с полиэфирными волокнами они имеют ряд преиму­ществ по прочности, эластичности, стойкости к истиранию, объем­ности и мягкости.

Полиуретановые нити (Elastane fibres). Полиуретаны - гетеро­цепные полимеры, макромолекулы которых содержат уретановую группу —Н—СОО—. Наличием дополнительного атома кислорода в уретановой группе обусловливаются повышенная гибкость цепи и более низкая температура плавления полиуретана по сравнению с полиамидом. Полиуретаны, используемые для изготовления во­локон, представляют собой блок-сополимер, макро­молекулы которого содержат гибкие и жесткие блоки. В качестве гибких эластических блоков служат низкомолекулярные простые или сложные алифатические полиэфиры, а в качестве жестких крис­таллизующихся блоков — полимочевинные и ароматические груп­пы. Подобное строение макромолекул придает полиуретану значи­тельную эластичность. Изменяя характер исходных мономеров, со­отношение отдельных компонентов, можно значительно изменять
свойства полимеров и получаемых из них волокон. На основе по­лиуретанов разработаны синтетические нити, получившие назва­ние спандекс, лайкра, дорластан. В процессе получения полиуретановых нитей их формование проводят как из расплавов, так и растворов сухим и мокрым способами.

В нашей стране на основе полиуретанов выпускают полиуретановые нити, формование которых проводят мокрым способом. Отличительная особенность полиуретановых нитей - их высокая эластичность (разрывное удлинение может достигать 800%). При удлинении на 300% доля эластического восстановления составля­ет 92-98 %. Полиуретановые нити придают текстильным матери­алам высокую эластичность, упругость, формоустойчивость, несминаемость. Они обладают большой устойчивостью к истиранию (в 20 раз больше, чем резиновая нить).

Полиуретановые нити достаточно устойчивы к светопогоде и химическим реагентам, однако прочность их сравнительно неве­лика. При нагревании до температуры 150°С начинается термичес­кая деструкция, нити желтеют, повышается их жесткость.

Полиуретановые нити используются для изготовления эластич­ных тканей и трикотажных спортивных и медицинских изделий. Они играют роль каркасных стержней, вокруг которых навиваются нити из других волокон.

Полиакрилонитрильные волокна (Polyacrylonitrile fibres).

Ис­ходными полимерами для производства полиакрилонитрильных волокон (нитрона) в нашей стране служат полиакрилонитрил и его сополимеры.

Степень полимеризации полиакрилонитрила 750-1000. Его ис­пользование затруднено из-за неплавкости и нерастворимости в обычных растворителях. Нитрон получают в основном в виде во­локна.

Нитроновые волокна обладают достаточно высокой прочнос­тью и сравнительно большой растяжимостью (22-35%). Благода­ря низкой гигроскопичности эти свойства во влажном состоянии не изменяются. Нитроновые волокна имеют максимальную свето­стойкость. В условиях комбинированного воздействия солнечного света, дыма, копоти, воды, кислот и т.п., в которых гидратцеллюлозные волокна полностью разрушаются, полиакрилонитриль­ные волокна теряют прочность всего на 15%. Эти волокна характе­ризуются высокой термостойкостью: в процессе длительного на­гревания при температуре 120-130 °С они практически не изме­няют своих свойств.