تنقسم الألياف الكيميائية إلى ألياف اصطناعية وتركيبية

لأول مرة ، تم الحصول على الألياف الاصطناعية في نهاية القرن التاسع عشر ، على الرغم من أن محاولات الحصول عليها كانت قبل ذلك بكثير. على سبيل المثال ، تم إنتاج الخيوط الزجاجية في مصر القديمة ، وكانت تستخدم في المجوهرات ، وفي منتصف القرن الثامن عشر. حاول إم في لومونوسوف إيجاد طرق لإنتاجهم الصناعي.

تشتمل مجموعة الألياف الاصطناعية على فسكوزي وخلات.

مخطط الحصول على النسيج من الألياف الاصطناعية:

الخشب - رقائق التنوب ← السليلوز (على شكل صفائح من الورق المقوى) ← تحضير الفسكوز (السائل) ← تكوين الألياف من المحلول ← معالجة المنسوجات للألياف (الرسم ، التواء ، إعادة اللف) ← إنتاج النسيج (إنتاج النسيج) ← الإنتاج النهائي (تشطيب القماش)

1. المواد الخام ل إنتاج ألياف الفسكوزيتم استخدام السليلوز من رقائق التنوب ، ونفايات القطن. يتم إذابة صفائح السليلوز الكرتون بالصودا الكاوية ، ومن خلال المعالجة بمواد كيميائية أخرى ، يتم الحصول على سائل فسكوزي فسكوزي ، والذي يتم دفعه من خلال الثقوب (القوالب) ، التي تخرج منها خيوط رفيعة متصلة ، ثم تتم معالجة المنسوجات للألياف (السحب ، الالتواء ، الترجيع).

يتم إنتاج ألياف الفسكوز ليس فقط في شكل خيوط متصلة ، ولكن أيضًا في شكل أطوال قصيرة ، أي ألياف أساسية مناسبة لتصنيع كل من خيوط الفسكوز المتجانسة والمختلطة ، مع إضافة ألياف مختلفة لإضفاء خصائص مختلفة على الأقمشة .

تُستخدم الأقمشة المصنوعة من ألياف الفسكوز لخياطة الملابس الخفيفة: الملابس الداخلية ، والبلوزات ، والفساتين ، والتنانير ، والأوشحة - وتُستخدم كبطانة وديكور (للستائر ، والستائر ، والمفارش).

تتمتع الأقمشة المصنوعة من ألياف الفسكوز بمظهر جميل ، ويمكن أن تشبه الحرير ، والصوف ، والقطن ، وتكون باهتة أو لامعة ، وتمتص الرطوبة أكثر من القطن ، ومع ذلك ، تفقد الأقمشة الفسكوزية حوالي 50٪ من قوتها عندما تكون مبللة ، وتتعرض لانكماش وتجاعيد عالية.

يتم غسل المنتجات المصنوعة من قماش الفسكوز بمنظفات خاصة عند درجة حرارة الماء 30 .. .40 درجة مئوية ، لا تفرك ، لا تلوي ، ولكن دع الماء يستنزف أو يلف برفق في نسيج قطني. يتم تسويتها في حالة رطبة عند درجة حرارة 160 ... 180 درجة مئوية من خلال مكواة ، وتعرض أحيانًا للتنظيف الجاف.

تحترق ألياف الفسكوز ، مثل القطن ، بلهب أصفر سريع الجري ، ورائحة الورق المحترق ، وبعد الاحتراق ، يتبقى الرماد الرمادي.

2. الأقمشة المصنوعة من ألياف الأسيتاتإنها جميلة ، ولها سطح لامع قليلاً ، وتشبه الحرير في المظهر والملمس ، وخفيفة ، وناعمة ، وثنية بشكل جيد ، ولا تتجعد ، وتحتفظ بشكلها. طريقة إنتاج ألياف الأسيتات هي نفس طريقة إنتاج ألياف الفسكوز. والفرق الوحيد هو أن السليلوز المنتج من الخشب أو نفايات القطن يتم معالجته بجوهر الأسيتيك أو حمض الكبريتيك.

عيب أقمشة الأسيتات هو فقدان القوة عندما تكون رطبة ، فهي ضعيفة التهوية وتمتص الرطوبة ، ويصعب كيها.

تُغسل المنتجات المصنوعة من أقمشة الأسيتات يدويًا في ماء دافئ عند درجة حرارة 30 درجة مئوية باستخدام منظفات خاصة ، وتجفف في حالة معلقة على علاقة معاطف ، وتُكوى رطبة قليلاً ، من الجانب الخطأ ، من خلال مكواة بمكواة دافئة.

تجف أقمشة الأسيتات بسرعة. يجب توخي الحذر عند التسخين الرطب وعدم تنظيف أقمشة الأسيتات بالأسيتون الذي يذيبها.

تحترق ألياف الأسيتات ببطء مع لهب أصفر وكرة ذائبة ورماد غامق في النهاية ، وتشعر برائحة حامضة خاصة أثناء الاحتراق.

3. ألياف تركيبيةتم الحصول عليها عن طريق التوليف - تفاعل الجمع بين المواد البسيطة (المونومرات) التي تنتج عن معالجة الفحم والنفط والغاز الطبيعي (الفينول ، الأسيتيلين ، الميثان ، إلخ).

تحتوي الألياف الاصطناعية على عدد من الخصائص التي لا تمتلكها الألياف الطبيعية: قوة ميكانيكية عالية ، ومرونة ، ومقاومة للمواد الكيميائية ، وتجعد منخفض ، وسوء تدفق ، وانكماش ضعيف. كل هذه الخصائص إيجابية ، لذلك تضاف الألياف الاصطناعية إلى الألياف الطبيعية من أجل الحصول على أقمشة ذات جودة محسنة.

الخصائص السلبية للألياف الاصطناعية هي تقليل الرطوبة ، وانخفاض نفاذية الهواء ، وارتفاع الكهرباء عند ارتدائها ، وبالتالي لا ينصح بارتداء الملابس المصنوعة من هذه الأقمشة للأطفال والأشخاص الذين يعانون من فرط الحساسية للألياف الصناعية.

تشمل الأقمشة الأكثر شيوعًا المصنوعة من الألياف الاصطناعية kapron و lavsan و nitron.

K a pro n - الألياف الأكثر متانة للتمزق والتآكل.

تتميز أقمشة النايلون بتألقها وقوتها العالية وسهولة غسلها وتجفيفها بسرعة وتتطلب معالجة حرارية رطبة دقيقة. عيوب أقمشة kapron - الانزلاق ، ذرف ، تمديد الخيط. لذلك ، يصعب خياطة الأقمشة المصنوعة من خيوط kapron.

يتم إنتاج الأقمشة الخفيفة والتريكو والدانتيل والشرائط والجديلة من خيوط كابرون. في خليط مع ألياف أخرى ، يتم استخدام ألياف kapron لإنتاج أقمشة الملابس والبدلات والمعاطف.

إذا تم إحضار ألياف النايلون إلى اللهب ، فستبدأ في الذوبان ، ثم تشتعل بلهب أصفر مزرق ضعيف مع إطلاق دخان أبيض. عندما تبرد ، تتشكل كرة صلبة داكنة في النهاية.

Lav s and n هي ألياف قوية جدًا ومرنة. يتم مزجه مع ألياف مختلفة لزيادة قوة ومرونة النسيج. يستخدم lavsan في شكله النقي في صناعة خيوط الحياكة والدانتيل والأقمشة التقنية وأكوام الفراء الصناعي والسجاد. يتم إنتاج ألياف lavsan الممزوجة بالصوف والقطن والكتان وألياف الفسكوز وأقمشة الملابس والتريكو. تخشى الأقمشة التي تحتوي على lavsan من الرطوبة الشديدة والحرارة. في اللهب ، تذوب خيوط لافسان أولاً ، ثم تحترق ببطء بلهب مصفر ، وتطلق السخام الأسود. بعد التبريد ، تتشكل كرة سوداء صلبة.

النيترون - الألياف الأكثر مقاومة و "الدفء" ، رقيق ، غير لامع ، يشبه الصوف ، ولهذا يطلق عليه اسم "الصوف الصناعي". الأقمشة المصنوعة من ألياف النترون أكثر متانة وأقل تآكلًا من النايلون واللافسان. تستخدم ألياف النترون في صناعة الملابس المحبوكة (البلوزات والسترات والأوشحة) والفراء الصناعي مع الوبر المنفوش. يتم إنتاج ألياف kapron الممزوجة بالصوف والفسكوز والقطن وأقمشة الملابس والبدلات. تحترق ألياف النترون بالومضات ، وتطلق السخام الأسود ، بعد التبريد ، يتشكل تدفق صلب للكرة ، والتي يمكن سحقها بأصابعك.

2. تحتاج إلى طهي عصيدة الحليب لثلاثة أشخاص على الإفطار. باستخدام دليل الوصفات ، حدد الكمية والتركيب والتكلفة التقريبية للمنتجات لصنع عصيدة الأرز ، ووصف التكنولوجيا المستخدمة في تحضيرها. صف أهمية الحليب ومنتجات الألبان في تغذية الإنسان (انظر الملحق).

تكنولوجيا طهي عصيدة الأرز بالحليب.

1. المعالجة الأولية للحبوب: افرز الأرز واشطفه جيداً بالماء البارد.

وصف العرض التقديمي على الشرائح الفردية:

شريحة واحدة

وصف الشريحة:

تكنولوجيا انتاج الالياف الكيماوية. خواص الألياف الكيميائية. الصف السابع من إعداد Lyakhova Svetlana Vasilievna ، مدرس التكنولوجيا MBOU المدرسة الثانوية رقم 9 ، كلينتسي ، 2012

2 شريحة

وصف الشريحة:

الغايات والأهداف 1. تكرار تصنيف ألياف النسيج. 2. إعطاء فكرة عن أنواع الألياف الكيماوية وإنتاج الأقمشة منها. 3. لتعليم كيفية فهم خصائص الأنسجة وتطبيق هذه المعرفة في الحياة. 4. زرع التطبيق العملي وتعزيز تنمية الذوق الجمالي.

3 شريحة

وصف الشريحة:

4 شريحة

وصف الشريحة:

5 شريحة

وصف الشريحة:

ما هي الألياف ، هذه هي اللوحة القماشية منذ الأيام الأولى للولادة ، يواجه الشخص أنسجة مختلفة. القمصان الداخلية والحفاضات مصنوعة من نسيج قطني ؛ في الطقس البارد ، يمكنك لف نفسك ببطانية من الصوف ؛ اربطي شرائط نايلون جميلة على شعرك. إذا قمت بسحب الخيط من القماش ، وقم بتقسيمه ، يمكنك أن ترى أنه يتكون من ألياف رقيقة وقصيرة. تسمى هذه الألياف (الصوف - في نسيج الصوف ، والشعر النباتي - في القطن ، وألياف جذع الكتان - في الكتان) بألياف الغزل. يتم الحصول على الخيوط والغزول من الألياف ، ويتم الحصول على الأقمشة من الخيوط والغزل. يتم تقسيم الألياف إلى ألياف طبيعية - وهي تلك التي يتم التبرع بها بطبيعتها (الصوف والحرير والقطن والكتان) والمواد الكيميائية ، والتي يتم الحصول عليها نتيجة العمليات الكيميائية.

6 شريحة

وصف الشريحة:

القطن هو ألياف طبيعية من أصل نباتي القطن موطنه الهند. يحب الدفء وينمو في الجنوب. عندما ينضج القطن ، تنفجر الصناديق التي تحتوي على بذور ، ويبدو كل منها كقطعة من الصوف القطني. ثم تركوا حصاد القطن في الحقل. سيقومون بقطف القطن ووضعه في الشمس حتى يجف ، ثم يجمعونه في بالات ويأخذونه إلى مطحنة الغزل. خصائص الأقمشة القطنية: متينة ، صحية ، خفيفة الوزن ، مسامية ، سهلة الغسل والكي ، لكنها تتقلص.

7 شريحة

وصف الشريحة:

يعتبر الكتان من الألياف الطبيعية من أصل نباتي ، ويتم استخلاص ألياف الكتان من الساق. يوجد أكثر من 200 نوع من الكتان في العالم ، ولكن يتم زراعة 40 نوعًا فقط. يزرع الكتان الطويل من أجل الألياف ، ويزرع الكتان المجعد من أجل الزيت. طول ألياف الكتان 15-26 سم ، لونها من الرمادي الفاتح إلى الرمادي الداكن. يتميز الكتان ببريق مميز وكتلة أكبر ودائمًا ما يكون باردًا ويصعب لمسه. خصائص أقمشة الكتان: متينة ، صحية ، لها سطح لامع ناعم ، مجعدة بشدة ، لكنها مكوية جيدًا ، وتتحمل أقصى درجات حرارة المكواة.

8 شريحة

وصف الشريحة:

هذا مثير للاهتمام الأقمشة التي تحتوي على ألياف الكتان لها خصائص طبية وفيزيائية فريدة. إنها مادة استرطابية ومضادة للجراثيم ، بالإضافة إلى أنها تمتص الضوضاء جيدًا ، ولا يتم شحنها عمليًا بالكهرباء الساكنة. في الآونة الأخيرة ، في الإنتاج المحلي ، تم استخدام ألياف الكتان في تصنيع ورق جدران النسيج الواقي من الضوضاء. طبقة واحدة من هذه الخلفية تقلل الضوضاء بمعدل 10 ديسيبل. أقمشة الكتان تحافظ على الدفء في البرد ، وتبرد في الحرارة ، مما يوفر للشخص الراحة الكاملة ؛ لا تسبب ردود فعل تحسسية فحسب ، بل لها أيضًا خصائص طبية (على سبيل المثال ، مقاومة التسوس في الظروف الرطبة). إذا كنت تنام باستمرار على ملاءات من الكتان ، فيمكنك الشفاء من فقر الدم.

9 شريحة

وصف الشريحة:

الصوف - ألياف طبيعية من أصل حيواني ألياف الصوف هي شعيرات الحيوانات: الأغنام والماعز والإبل. الكتلة الرئيسية من الصوف (95-97٪) تعطى من الأغنام. يتم إزالة غطاء الصوف من الأغنام بمقص أو آلات خاصة. الأفضل هو الصوف المستخرج من صوف ميرينو أو ماعز الأنجورا (الموهير). خصائص الأقمشة الصوفية: رطوبة عالية ، حماية عالية من الحرارة ، مرنة ، مقاومة لأشعة الشمس ، مقاومة للاهتراء ولكنها ذات سعة غبار عالية وانكماش.

10 شريحة

وصف الشريحة:

الحرير من الألياف الطبيعية من أصل حيواني ، والمواد الخام لإنتاج أقمشة الحرير هي خيوط شرنقة دودة القز أو ما يسمى بالحرير الخام. فراشة دودة القز هي حشرة منزلية حقيقية: فهي لا تعيش في البرية ، بل إنها نسيت كيف تطير. المراحل الأربع لتطور دودة القز هي البيض واليرقة والشرنقة والفراشة. يُعرف إنتاج الأقمشة الحريرية منذ الألفية الثالثة قبل الميلاد في الصين - طريق الحرير الصيني العظيم.

11 شريحة

وصف الشريحة:

اجمع الشرانق في 8-9 أيام من بداية الشباك وأرسلها للمعالجة الأولية. وتشمل العمليات التالية: معالجة الشرانق بالبخار الساخن لتليين غراء الحرير وفك الخيط ؛ لف عدة خيوط في نفس الوقت. طول خيط الشرنقة 600-900 متر.

12 شريحة

وصف الشريحة:

مواد من ألياف كيميائية في القرن السابع عشر ، اقترح الإنجليزي روبرت هوك إمكانية الحصول على ألياف صناعية. تم الحصول عليها صناعيا فقط في نهاية القرن التاسع عشر. في روسيا ، تم بناء أول مصنع لإنتاج الحرير الصناعي في Mytishchi ، وفي عام 1913 تم إنتاج أول مصنع. يحتوي القطن وألياف اللحاء على السليلوز. تم تطوير عدة طرق للحصول على محلول السليلوز ، والذي يتم من خلاله الحصول على خيوط شبيهة بالحرير. للحصول على ألياف أساسية ، يتم قطع الخيط المعقد بعد عمليات الإنهاء إلى ألياف بطول معين ويتم غزل الخيط منها. الألياف الاصطناعية مصنوعة من مواد بوليمرية. في بعض الأحيان تكون الألياف الكيميائية أقوى من الأسلاك الفولاذية التي لها نفس السماكة.

13 شريحة

وصف الشريحة:

مجموعات الألياف الكيماوية. اصطناعي (فيسكوز ، أسيتات ، نحاس - أمونيا). اصطناعي (بوليستر ، بولي أميد ، بولي أكريلونيتريل ، إيلاستين).

14 شريحة

وصف الشريحة:

أقمشة من ألياف صناعية المادة الخام لإنتاج الألياف الصناعية هي السليلوز الذي يتم الحصول عليه من خشب التنوب ونفايات القطن (أقصر الألياف). يمكن أن تعطي ألياف الفسكوز والألياف الأساسية والأسيتات وثلاثي الأسيتات ، مع بعض المعالجة ، مظهر الحرير والصوف والكتان. تتنوع خصائص هذه الأقمشة كتنوع مظهرها. فهي ناعمة ، مع لمعان حاد أو غير لامع ، أثقل ، وأكثر سمكًا من الحرير الطبيعي. لديهم حماية منخفضة من الانكماش والحرارة. هذه الأقمشة متينة ، ولكن عندما تكون مبللة ، تقل قوتها ، فإنها تنثني جيدًا ، ولا تمرر الهواء جيدًا وتمتص الرطوبة. يتم قطعها عند خياطة المنتج ، وتفكيكها عند اللحامات ، ويتحول النسيج إلى اللون الأصفر من التسخين القوي.

15 شريحة

وصف الشريحة:

تصنيع أقمشة الفسكوز (الاصطناعية) السليلوز الخشبي على شكل صفائح من الورق المقوى. تحضير الفسكوز (السائل) تشكيل الألياف من المحلول. طباعة النمط)

16 شريحة

وصف الشريحة:

أقمشة الألياف الاصطناعية المواد الخام لإنتاج الألياف الاصطناعية هي الغازات ومنتجات الفحم ومعالجة النفط. ألياف البوليستر - بوليستر ، لافسان ، كريمبلن ؛ ألياف بولي أميد - نايلون ، كابرون ، ديديرون ؛ بولي أكريلونيتريل - أكريليك ، نيترون ، بيرلون ؛ ألياف الإيلاستين - غالبًا ما تستخدم الليكرا في خليط مع ألياف أخرى. خصائص النسيج: قوي ، صلب ، سطح أملس ، لا تسمح بمرور الهواء ، لا تمتص الرطوبة ، المرونة - لا تتجعد ، الخصائص التكنولوجية السيئة.

17 شريحة

وصف الشريحة:

تصنيع الأقمشة التركيبية الفحم والنفط والغاز. المعالجة المسبقة للمواد الخام تحضير محلول الغزل أو الذوبان تشكيل الألياف (التثقيب من خلال المغازل) ، الرسم ، التصلد بالحرارة. معالجة المنسوجات: الشد ، التواء ، اللف. النسيج: الحصول على نسج. تشطيب النسيج

18 شريحة

وصف الشريحة:

الأقمشة الأكثر شيوعًا المصنوعة من الألياف الاصطناعية. ألياف بوليستر (lavsan ، krimplen) ألياف بولي أميد (kapron ، نايلون) ألياف بولي أكريلونيتريل (نيترون ، أكريليك) ألياف إيلاستين (ليكرا ، دورلاستان)

19 شريحة

• مقدمة
• 1. ألياف كيميائية
• 1.2 ألياف البولي أميد
• 1.3 ألياف البوليستر
• 2.1 تخليق الكابرولاكتام
• 2.2 تخليق بولي كابرواميد
• 3.5.1 رسم الخيط
• 3.5.2 التواء
• 3.5.3 تشطيب الخيط
• 3.5.4 تجفيف وتكييف الخيوط
• 3.5.5 لف الخيوط
• 3.5.6 فرز الخيط
• 4. أمثلة على الحسابات التكنولوجية
• استنتاج
• فهرس

مقدمة

ولأول مرة فكرة أنه يمكن لأي شخص أن يخلق عملية مشابهة لعملية الحصول على الحرير الطبيعي ، حيث يتم إنتاج سائل لزج في جسم كاتربيلر دودة القز ، والذي يتصلب في الهواء ليشكل خيطًا رفيعًا وقويًا ، ريومور من قبل العالم الفرنسي في عام 1734. ومع ذلك ، مر حوالي قرن ونصف قبل أن يتم تطبيق هذه الفكرة عمليًا.

تسمى الألياف الكيميائية بالألياف ، والتي يستخدم إنتاجها عمليات كيميائية أو فيزيائية كيميائية لمعالجة المركبات عالية الجزيئات الطبيعية والاصطناعية (البوليمرات). اعتمادًا على أصل البوليمر ، يتم تقسيم الألياف الكيميائية إلى مجموعتين رئيسيتين: الألياف الاصطناعية (إذا كان البوليمر المستخدم من أصل طبيعي) والألياف الاصطناعية (إذا تم الحصول على البوليمر المكون للألياف نتيجة للتخليق الكيميائي من الوزن الجزيئي المنخفض مركبات مونومر).

في المقابل ، تتيح ميزات التركيب الكيميائي للبوليمرات المكونة للألياف إمكانية تقسيم الألياف الكيميائية إلى فئتين رئيسيتين: ألياف سلسلة الكربون والألياف غير المتجانسة.

ألياف غير متجانسة. تشمل هذه المجموعة جميع أنواع الألياف التي تم الحصول عليها من البولي أميدات المختلفة. هذه الألياف هي polycaproamide ، polyhexamethylene adipamide ، polyenanthoamide ، polyundecanamide ، إلخ.

الألياف غير المتجانسة هي الفئة الرئيسية للألياف الاصطناعية التي حظيت بأكبر قدر من التوزيع. على المستوى الصناعي ، يتم إنتاج نوعين أساسيين من الألياف غير المتجانسة - البولي أميد والبوليستر - وبكميات صغيرة ألياف البولي يوريثان عالية المرونة.

يتم تفسير التوزيع الأكبر لألياف البولي أميد من خلال خصائص السلسلة المتأصلة ، وهي قاعدة واسعة من المواد الخام لإنتاجها. أيضًا ، إلى حد كبير ، تم تطوير طرق الحصول على المواد الخام ، وكذلك عمليات التكوين والمعالجة اللاحقة ، لألياف البولي أميد في وقت سابق وبتفصيل أكثر من الألياف غير المتجانسة الأخرى.

ألياف سلسلة الكربون. تشتمل هذه الفئة من الألياف الاصطناعية على ألياف تحتوي جزيئاتها الكبيرة على ذرات كربون فقط في السلسلة الرئيسية.

يتم تقسيم ألياف سلسلة الكربون المنتجة إلى بولي أكريلونيتريل ، بولي فينيل كلوريد ، كحول بولي فينيل ، بولي أوليفين ومحتوي على الفلور.

يتم الحصول على ألياف بولي أكريلونيتريل (نيترون ، أورلون ، إلخ) من بوليمر وبوليمرات مشتركة من حمض النتريل الأكريليكي.

يتم إنتاج ألياف البولي فينيل كلوريد من بوليمرات وبوليمرات مشتركة من VX (ألياف نوع rovil) وكلوريد فينيلدين (ألياف سوفيدن ، ساران ، إلخ) ، وكذلك من بولي كلوريد الفينيل المكلور (ألياف الكلورين).

يتم الحصول على كحول البولي فينيل والبولي أوليفين والألياف المحتوية على الفلور على التوالي من كحول البولي فينيل (ألياف فينول ، كورالون) ، بولي أوليفينات (ألياف البولي إيثيلين والبولي بروبيلين) والبوليمرات المحتوية على الفلور (ألياف التفلون ، الفلورولون).

تتمثل المزايا المهمة للألياف الكيميائية على الألياف الطبيعية في قاعدة واسعة من المواد الخام وربحية عالية للإنتاج واستقلالها عن الظروف المناخية. تتمتع العديد من الألياف الكيميائية أيضًا بخصائص ميكانيكية أفضل (القوة والمرونة ومقاومة التآكل) وأقل تجعدًا. عيب بعض الألياف الكيميائية ، مثل بولي أكريلونيتريل ، والبوليستر ، هو انخفاض الرطوبة.

1. ألياف كيميائية

1.2 ألياف البولي أميد والبوليستر

تستخدم الألياف بشكل أساسي لصنع الملابس. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إنفاق قدر كبير منها على تصنيع جميع أنواع الأقمشة والمنتجات التقنية ، ونسيج الحبل عالي القوة ، وأقمشة المرشحات ، وعدة الصيد ، والحبال ، والحبال ، إلخ. لا تكفي الألياف الطبيعية لتلبية الاحتياجات المتزايدة للسكان في منتجات المنسوجات ، والألياف الطبيعية في كثير من الحالات غير مناسبة للمنتجات التقنية ، لأنها لا تمتلك المجموعة اللازمة من الخصائص الخاصة (مقاومة عالية للحرارة ، قوة ، كيميائية المقاومة ، الاستقرار الحيوي ، إلخ). بالإضافة إلى ذلك ، فإن إنتاج الألياف الطبيعية يتطلب عمالة كثيفة ومكلفة. لذلك ، أصبح من الضروري تطوير طرق صناعية لإنتاج الألياف بشكل مصطنع.

ينمو إنتاج الألياف الكيماوية بشكل مكثف للغاية نظرًا لربحيتها العالية وقاعدة المواد الخام الضخمة. يتم تسهيل النمو السريع في إنتاج الألياف الكيميائية إلى حد كبير من خلال خصائصها العالية.

أسرع وتيرة التطور في إنتاج الألياف الاصطناعية - بولي أميد (كابرون ، أنيد) ، بوليستر (لافسان) ، مما يفسر خصائصها القيمة (قوة عالية في المرونة ، مقاومة التشوهات المتكررة ، إلخ) يتم إنتاج ألياف البولي أميد والبوليستر في شكل خيوط نسجية وخيوط عالية القوة وألياف وخيوط أحادية ذات كثافات خطية مختلفة. تعتبر الألياف الاصطناعية ذات أهمية خاصة لإنتاج أنواع معينة من المنتجات التقنية. على سبيل المثال ، الأسلاك الخاصة بالطائرات والإطارات الهوائية للخدمة الشاقة ، ومواد العزل الكهربائي ، وأقمشة الترشيح للصناعات الكيماوية ، إلخ. أيضًا ، تُستخدم الخيوط أو الأقمشة عالية القوة المصنوعة من النايلون والنايلون لتصنيع جثة إطارات السيارات والطيران المطاطية. زادت هذه الإطارات المسافة المقطوعة والموثوقية.

1.2 ألياف البولي أميد

ألياف البولي أميد هي ألياف تركيبية يتم الحصول عليها من بوليمرات خطية ، تحتوي الجزيئات الكبيرة منها على مجموعات أميد. تلقت ألياف البولي أميد المصنوعة من البولي أميدات الأليفاتية تطوراً صناعياً واسعاً. تحتوي الجزيئات الكبيرة لهذه البولياميدات ، جنبًا إلى جنب مع مجموعات الأميد ، على مجموعات الميثيلين.

ألياف بولي كابرواميدمصبوب من polycaproamide - بوليمر ، بوليمر مركب من كابرولاكتام. يتم إنتاج هذه الألياف في بلدان مختلفة تحت أسماء مختلفة ، مثل "kapron" (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية) ، "ديدرون" (ألمانيا) ، "نايلون 6" (الولايات المتحدة الأمريكية).

Polycaproamide هو منتج صلب أبيض شفاف مع MM 15000 - 25000. في درجات حرارة مرتفعة في وجود الأكسجين ، يتعرض البوليكابراميد للتحلل.

ألياف البوليهكساميثيلين أديباميد ("anid" (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية) ، "النايلون 6.6" (الولايات المتحدة الأمريكية) ، وما إلى ذلك) ،. يتم الحصول على هذا البوليمر من ملح AG:

ألياف بوليناتو أميد (إنانت (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية) ، "نايلون 7" (الولايات المتحدة الأمريكية)) يتكون من بولي أنانثواميد - بوليمر تم الحصول عليه عن طريق التكثيف المتعدد لحمض ني أمينوينانثيك.

ألياف بوليانديكاناميد ( undecane ، nylon 11 ، kiana) ، المُنتَج من مادة polyundecanamide - بولي أميد مُصنَّع من

ش - حمض أمينونديكانويك.

1.3 ألياف البوليستر

يتم تحديد اسم هذا النوع من الألياف الاصطناعية من خلال الطبيعة الكيميائية للبوليمر - البوليستر ، التي يتم الحصول على هذه الألياف منها. تشتمل البوليسترات على مواد جزيئية كبيرة مع صيغة عامة ، تتكون جزيئاتها الكبيرة من وحدات أولية مترابطة بواسطة رابطة استر. تشمل هذه الفئة كلاً من البوليستر الصناعي الطبيعي (العنبر ، الحرير ، إلخ). يتم إنتاج ألياف البوليستر القائمة على البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) تحت الأسماء "lavsan" (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية) ، "dacron" (الولايات المتحدة الأمريكية) ، "teteron" (اليابان) ، "terital" (إسبانيا).

PET مادة صلبة بيضاء غير شفافة تذوب عند تسخينها. عند التبريد السريع لصهر البوليمر ، يتم تكوين منتج صلب وشفاف ، والذي يتبلور عند درجات حرارة أعلى من 80 درجة مئوية. يكون البوليمر مستقرًا في العديد من المذيبات العضوية (الأسيتون ، أسيتات الإيثيل ، الزيلين ، الديوكسان ، إلخ) ، ولكنه قابل للذوبان في الفينولات ومركباتها المستبدلة بالكلور. في القلويات ومحاليل الأمونيا المركزة ، يتم تدمير البوليمر.

تُستخدم الألياف الكيميائية بشكل أساسي لأغراض النسيج ويجب أن تتميز بنسبة كبيرة جدًا من الطول إلى القطر (> 10000) ، فضلاً عن الخصائص الميكانيكية المميزة. الخصائص:

1) قوة عالية (تصل إلى 1 Gn / م 2 (100 كجم / مم 2)) ؛

2) استطالة عالية (> 5٪) ؛

3) المرونة والاختفاء السريع للتشوهات الناشئة تحت تأثير القوى الخارجية ؛

4) الحد الأدنى من التشوهات البلاستيكية (المتبقية) بعد التفريغ ؛

5) أقصى مقاومة للأحمال المتكررة والمتناوبة. لذلك ، لإنتاج الألياف الكيميائية ، يتم استخدام البوليمرات المكونة للألياف فقط كمواد خام ، والتي تتكون من جزيئات كبيرة خطية مرنة أو متفرعة قليلاً مع تماسك جزيئي عالي. يجب أن يكون الوزن الجزيئي لهذه البوليمرات أكثر من 15000 ويجب أن يكون توزيع الوزن الجزيئي ضيقًا جدًا. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تذوب هذه البوليمرات بدون تحلل ، أو تذوب في المذيبات المتاحة ، أو يتم نقلها إلى حالة لزجة بواسطة بعض الوسائل الأخرى.

الجدول 1. الخصائص المقارنة للخواص الفيزيائية والميكانيكية للألياف الكيميائية والطبيعية

	الكثافة ، كجم / م 3	رطوبة التوازن ،٪	استطالة عند الكسر،٪	مقاومة الانحناء المتكرر ، عدد الدورات	مقاومة التآكل (تحت الحمل 3kPa)
الخيط العادي
خيط قوي
الخيط العادي
خيط قوي
الخيط العادي
الخيط المقوى
حرير طبيعي

2. إنتاج خيوط وألياف kapron

تمت دراسة عملية الحصول على خيوط وألياف kapron جيدًا وتتطور باستمرار. تشمل مجموعة الخيوط ، المصممة لتلبية احتياجات مختلف قطاعات الاقتصاد الوطني ، خيوط النسيج والأغراض التكنولوجية.

هناك ثلاث طرق لإنتاج خيوط وألياف نايلون:

1) الطريقة الدورية - تخليق بوليمر دوري أو مستمر ، عمليات دورية لاستخراج وتجفيف الفتات (الحبيبات) ، تشكيل خيوط معقدة.

2) الطريقة المستمرة لإنتاج الفتات - تخليق البوليمر المستمر ، استخلاص الفتات وتجفيفها ، تشكيل خيوط معقدة.

طريقة مستمرة مع غزل متعدد الشعيرات مباشرة من الذوبان (تخليق بوليمر مستمر وغزل متعدد الشعيرات مباشرة من الذوبان).

تتكون الطريقتان الأوليتان لإنتاج خيوط kapron من نفس المراحل التكنولوجية ، لكن الطريقة الثانية تقارن بشكل إيجابي مع الطريقة الأولى باستخدام العمليات المستمرة لتخليق البوليمر واستخراج الفتات وتجفيفها ، مما يحسن بشكل كبير تكنولوجيا الإنتاج ويحسن جودة البوليمر والخيوط.

تتضمن الطريقة الثالثة الجمع في عملية تكنولوجية واحدة بين طريقة مستمرة لإنتاج بوليمر مع خيوط الغزل من المصهور دون إعادة صهر البوليمر ، بينما يتم تغيير تقنية إنتاج الخيوط بشكل أساسي. تم تنفيذ العملية المستمرة بشكل كامل في إنتاج الألياف وتستخدم بشكل متزايد في إنتاج خيوط النسيج.

2.1 تخليق الكابرولاكتام

يمكن تصنيع الكابرولاكتام من الفينول والبنزين والأنيلين وأيضًا من ن- البوتان والفورفورال والأسيتيلين وأكسيد الإيثيلين والديفينيل.

ضع في اعتبارك مثالًا للحصول على الكابرولاكتام من الفينول:

تحضير الكابرولاكتام من الفينول.

عندما يتم هدرجة الفينول (135-160 درجة مئوية) في وجود محفز نيكل ، يتشكل سيكلوهكسانول:

يعطي نزع الهيدروجين من سيكلوهكسانول كيتون سيكلوهكسانون:

يحدث تفاعل نزع الهيدروجين عند الضغط الجوي ودرجة حرارة 400-450 درجة مئوية في وجود محفز من الحديد والزنك. عندما يتفاعل سيكلوهكسانون مع هيدروكسيلامين ، يتشكل سيكلوهكسانون أوكسيم (سيكلوهكسانوكسيم). هذه العملية تسمى الأكسجة. :

يتم التأكسد عند 20 درجة مئوية. في نهاية العملية ، عندما يتطور حمض الكبريتيك مع الأمونيا ، ترتفع درجة حرارة كتلة التفاعل تلقائيًا إلى 90 درجة مئوية.

تحت تأثير حامض الكبريتيك المركز ، يتحول الأيزومرات الحلقي الهكسانون إلى لاكتام حمض أمينوكابرويك (سيكلوهكسانون إيزوكسيم) ، تحدث إعادة ترتيب الذرات في جزيء أوكسيم سيكلوهكسانون:

يتم تنقية الكابرولاكتام الذي يتم الحصول عليه بهذه الطريقة من الشوائب عن طريق الاستخلاص بالمذيبات العضوية (على سبيل المثال ، ثلاثي كلورو إيثيلين) والتقطير المتكرر تحت التفريغ.

تتميز جودة الكابرولاكتام المستخدم في إنتاج ألياف الكابرون بالمؤشرات الرئيسية التالية:

ظهور بلورات بيضاء

الوزن الجزيئي 113.16

درجة الحرارة ، ºС

التبلور 68.8-69.0

الغليان 262

عدد البرمنجنات

3٪ محلول مائي ، s 5000-10000

ميق * / كجم 0.0-0.6

تلوين 50٪ محلول مائي ،

الوحدات مقياس البلاتين والكوبالت ،

لا يزيد عن 5.0

أوكسيم سيكلوهكسانون 0.002

حديد 0.00002

حموضة ميق / كغ لا تزيد عن 0.2

قلوية ميق / كغ لاتزيد عن 0.05

يدخل الكابرولاكتام مصانع الألياف الاصطناعية في أكياس بلاستيكية أو في أكياس ورقية موضوعة في أكياس قماشية مطاطية. كما يتم نقلها في حالة منصهرة في خزانات خاصة مغطاة بالعزل الحراري ومجهزة بملف تسخين بالبخار. عند نقل صهر الكابرولاكتام ، يتم تحقيق تأثير اقتصادي كبير ، حيث يتم التخلص من عملية ذوبان الكابرولاكتام في المصنع المستهلك واستبعاد تلوث المنتج. يمكن تخزين اللاكتام المصهور في حاويات ساخنة ومعزولة.

2.2 تخليق بولي كابرواميد

تسمى عملية بلمرة الكابرولاكتام - تحويل الدورات إلى بوليمرات خطية - تعدد الأميد. يستمر فقط عند درجة حرارة عالية نسبيًا وضغط مرتفع أو طبيعي أو منخفض في وجود المنشط.

الأحماض العضوية أو المعدنية ، وكذلك الماء ، ملح AG ، حمض أمينوكابرويك ، أو غيرها من المركبات التي ، في ظل ظروف عملية الكابرولاكتام polyamidation ، قادرة على الخضوع لتحولات كيميائية مع إطلاق الماء ، يمكن أن تعمل كمنشطات.

بالإضافة إلى المركبات المدرجة ، تعتبر القلويات والصوديوم المعدني من المنشطات الفعالة للغاية ، والتي تقلل من مدة تفاعل البولي أميد بعشرات ومئات المرات. في ظل ظروف الإنتاج ، غالبًا ما يستخدم الماء كمنشط لعملية تعدد الأميد الكابرولاكتام.

تعتمد آلية التفاعل لتشكيل بولي كابرواميد على طبيعة المنشط المستخدم. في وجود الماء ، يستمر تفاعل البولي أميد للكابرولاكتام بشكل تدريجي وفقًا للمخطط التالي:

في المرحلة الأولى من العملية ، عندما يتفاعل الكابرولاكتام مع الماء ، يتشكل حمض أمينوكابرويك:

يتحد حمض أمينوكابرويك مع جزيء كابرولاكتام ويتكون ديمر:

يتفاعل الثنائى مع جزيء كابرولاكتام آخر ويتم تشكيل أداة تقليم:

يحدث ارتباط جزيئات الكابرولاكتام قبل تكوين بولي كابرواميد:

تفاعل الكابرولاكتام متعدد الأميدات هو توازن وقابل للانعكاس:

في هذا الصدد ، لا يتم تحويل الكابرولاكتام بالكامل إلى بولي كابرواميد ويحتوي البوليمر دائمًا على كمية من المونومر ومركبات أخرى منخفضة الوزن الجزيئي قابلة للذوبان في الماء (ديمر ، تريمر وكابرولاكتام).

تعتمد كمية وتركيب جزء الوزن الجزيئي المنخفض الموجود في بولي كابرواميد (الشكل 1) على ظروف درجة حرارة العملية. على سبيل المثال ، عند 180 درجة مئوية ، تصل كمية الكسور ذات الوزن الجزيئي المنخفض المكونة من ثنائي وثالث إلى 2-3٪ ، وعند 250-270 درجة مئوية تكون بالفعل 10-12٪ ، مع ما يقرب من 2/3 عبارة عن مونومر و 1 / 3 كونها ديمرز وتشذيب من الكابرولاكتام. يمكن إزالة المركبات القابلة للذوبان في الماء ذات الوزن الجزيئي المنخفض من البولي كابراميد عن طريق الاستخراج بالماء الساخن أو التفريغ الفراغي من البوليمر المصهور.

برنامج 1 - مدمن محتوى منخفض الوزن الجزيئي المركبات في بولي كابرواميد على درجة حرارة البولي أميد كابرولاكتام.

يتم فرض متطلبات معينة على البولي كابرواميد المخصص للمعالجة في ألياف kapron. على وجه الخصوص ، يجب أن يكون وزنها الجزيئي مرتفعًا بدرجة كافية (على الأقل 11000) وأن تكون متجانسة ؛ لا تحتوي على عدد كبير من الفراغات والقذائف. بالإضافة إلى ذلك ، يجب ألا يحتوي البوليمر على منتجات أكسدة (بولي كابرواميد أبيض).

يعتبر الوزن الجزيئي أو درجة البولي أميد من المؤشرات المهمة على قدرة البوليكابراميد على التليف.

يمكن تحقيق الوزن الجزيئي المحدد للبوليمر عن طريق ضبط ظروف البولي أميد - درجة الحرارة ومدة العملية ومحتوى المنظم (المثبت). منظمات الوزن الجزيئي لمادة البولي أميدات هي مواد قادرة على التفاعل مع إحدى المجموعات النهائية لسلسلة النمو للجزيء الكبير أثناء تخليق البوليمر ، مما يوقف نموه. في أغلب الأحيان ، يتم استخدام أحماض الأسيتيك أو الدهنية أو الدهنية كمنظم. يستخدم حمض الخليك أيضًا لهذه الأغراض. ن-Butylamine هو منظم مزدوج الفعل قادر على منع كلتا المجموعتين الوظيفيتين لجزيء البولي أميد الكبير.

عن طريق تغيير كمية المنظم المضافة ، يمكن الحصول على بوليمر بالوزن الجزيئي المطلوب. كلما زاد المنظم المضاف إلى المونومر ، انخفض الوزن الجزيئي للبوليمر.

تعتمد قدرة تشكيل الألياف في البولي كابرواميد على مؤشرات البوليمر مثل الصلابة ومحتوى منتجات الأكسدة. إن وجود فقاعات من المنتجات الغازية (غالبًا بخار الماء) في البوليمر المنصهر هو سبب تكسر الخيط أثناء الغزل والرسم. يؤدي جزئيًا (وجود نقاط داكنة) أو أكسدة مستمرة لبوليمر أميد (البوليمر ذو صبغة بنية) أيضًا إلى الانكسار. بالإضافة إلى ذلك ، عند استخدام مثل هذا البوليمر ، تظهر مناطق مترهلة وغير ممتدة على الخيوط.

يمكن منع أكسدة البولي كابرواميد بالجهود المناسبة لتعدد أميد الكابرولاكتام ، مما يوفر عزلًا تامًا لكتلة التفاعل من التعرض للأكسجين الجوي.

3. تكوين الألياف. الجزء النظري

تشكيل الألياف. تتكون العملية من إجبار محلول الغزل (الصهر) عبر الفتحات الصغيرة في المغزل في بيئة تتسبب في تصلب البوليمر في شكل ألياف دقيقة. اعتمادًا على الغرض من الألياف المتكونة وسمكها ، يكون عدد الثقوب في المغزل هو:

1) 1؟ 4؟ حيدة

2) 10 - 60؟ لخيوط النسيج

3) 800 - 1200؟ لخيوط الحبل

4) 3000 - 80000؟ للألياف الأساسية. عند تكوين ألياف كيميائية من البوليمر ، تذوب ألياف البولي أميد الهواء البارد هو الوسيط الذي يتسبب في تصلب البوليمر. إذا تم الغزل من محلول بوليمر في مذيب متطاير (على سبيل المثال ، ألياف أسيتات) ، مثل هذا الوسط هو الهواء الساخن الذي يتبخر فيه المذيب (صب "جاف"). عند التدوير من محلول بوليمر في مذيب غير متطاير (على سبيل المثال ، ألياف فسكوز) ، يتم استخدام محلول يحتوي على كواشف مختلفة ، ما يسمى بحمام الترسيب (طريقة الغزل "الرطب") ، لإيداع البوليمر وتدوير الألياف.

تعتمد سرعة التشكيل على سماكة الألياف والغرض منها ، وكذلك على طريقة التشكيل: عند التشكيل من المصهور - 10-20 تصلب متعدد،من محلول بالطريقة "الجافة" - 5-10 تصلب متعدد،بطريقة "الرطب" - 0.5-2 تصلب متعدد.

يتم سحب محلول الغزل (الذوبان) في عملية تحويل تيارات السائل اللزج إلى ألياف في نفس الوقت (الرسم المغزول) ، وفي بعض الحالات يتم سحب الألياف بشكل إضافي في عمود الدوران (حمام الترسيب) أو مباشرة بعد ترك آلة الغزل في حالة بلاستيكية (رسم بلاستيكي). يؤدي شد الألياف في الحالة البلاستيكية (الاتجاه) إلى زيادة قوتها. بعد التشكيل ، يتم إرسال القطر الذي يحتوي على عدة إلى 360.000 ألياف للتشطيب أو يتم سحبها أيضًا على البارد أو تسخينها (حتى 100-160 درجة مئوية) بمعامل 3-10. يزيد التمدد الإضافي بشكل كبير من قوة الشد للألياف ويقلل من استطالاتها النسبية. في الوقت نفسه ، يتم تحسين العديد من خصائص النسيج القيمة للألياف (يزداد معامل المرونة ، وتقل نسبة تشوه البلاستيك ، وتزداد مقاومة التشوهات المتكررة). تحدد ظروف الغزل (معدل تصلب البوليمر ، وتوحيد إطلاقه من المحلول أو الذوبان ، والتوتر ودرجة التمدد) جودة الألياف المشكلة وخصائصها الفيزيائية والميكانيكية.

المعادلات التي تصف عمليات تدفق أي سوائل هي نتيجة تطبيق على حركة هذه السوائل المبادئ الفيزيائية الأساسية التي تمت صياغتها في قوانين حفظ الزخم والطاقة والكتلة.

تمت صياغة هذه القوانين على النحو التالي: العنصر الإنتاجي المعزول داخل حجم يشغله مائع متحرك ومحدود بسطح مغلق وهمي هو نظام مغلق ديناميكي حراري (أي ، مثل هذا النظام الذي يمكنه فقط تبادل الطاقة مع البيئة).

يترتب على قانون حفظ المادة أن الكتلة في نظام مغلق تظل ثابتة. رياضيا ، يتم التعبير عن هذا القانون على النحو التالي:

حيث t - الوقت ، - تباعد متجه السرعة x.

وفقًا لقانون نيوتن الثاني ، فإن معدل التغير في زخم عنصر مائع يساوي مجموع كل القوى المؤثرة عليه:

حيث g هو المتجه الرئيسي لقوى الجسم التي تعمل على السائل عند النقطة قيد النظر.

ومع ذلك ، مع الأخذ في الاعتبار أنه أثناء تدفق البوليمرات ، بسبب لزوجتها العالية ، تكون قوى الاحتكاك أكبر بعدة مرات من قوى القصور الذاتي والكتلة ، يتم إهمال المصطلحات التي تأخذ في الاعتبار تأثير هذه القوى. مع وضع ذلك في الاعتبار ، نبسط المعادلة ونكتبها بالصيغة:

معادلة ستوكس.

تتبع معادلة توازن الحرارة من قانون الحفاظ على الطاقة:

حيث C x هي السعة الحرارية النوعية للسائل عند حجم ثابت.

ف - ناقلات تدفق الحرارة ،

k هي الموصلية الحرارية للسائل.

معادلات حفظ الكتلة (معادلات الاستمرارية) في نظام إحداثيات مستطيل (x ، y ، z):

معادلات حفظ الكتلة في إحداثيات أسطوانية (ص ،؟ ، ض):

معادلات الحركة في نظام إحداثيات مستطيل:

معادلات الحركة في نظام إحداثيات أسطواني (r،؟، z):

في مكونات موتر الإجهاد ، يشير المؤشر الأول إلى الاتجاه الطبيعي للمنطقة التي يعمل عليها الضغط المحدد ، ويشير المؤشر الثاني إلى اتجاه الإجهاد.

نظرًا لتماثل موتر الإجهاد ، فإن المساواة التالية صالحة (قانون اقتران ضغوط القص):

لا تصف معادلات الحركة أعلاه العلاقة بين مقدار إجهاد القص ومعدلات الإجهاد المقابلة. من أجل التوصيف الكامل لسلوك البوليمر المشوه ، من الضروري استكمال هذه المعادلة بمعادلة ريولوجية للحالة تتعلق بمكونات موتر معدل الإجهاد بمكونات موتر الإجهاد.

من المعادلة الريولوجية ، والتي تشير إلى حالة التدفق الثابت أحادي البعد.

معادلة الحالة الانسيابية ، التي تأخذ في الاعتبار طبيعة الاسترخاء لتطور التشوه المرن للغاية وتكون صالحة للتشوهات العكسية الصغيرة ، لها الشكل:

لاحظ أن معادلات الحالة يجب أن تقترن بفاصل زمني معين وليس مع أي نقطة محددة في الفضاء مع الإحداثيات X أنا, ولكن مع نفس عنصر البيئة ، الذي كان في الوقت الحالي رفي نقطة في الفضاء مع إحداثيات X أنا.

في الآونة الأخيرة ، كانت صيغة الحالة الانسيابية للوسط المرن اللزج التي اقترحها White شائعة أيضًا.

حيث pI هو مكون الخواص لموتّر الإجهاد.

وظيفي جييمكن تمثيلها كتوسيع متكامل:

يتم تحديد الخصائص الانسيابية للوسط من خلال الاختيار المناسب للحبوب المتكاملة Ф و. تربط النواة الأولى Ф معامل استرخاء اللزوجة الخطية وتحد من منطقة التشوهات الصغيرة.

باستخدام بعض الحالات الآنية للوسيط كنقطة مرجعية ، من الممكن التعبير عن تشوه محدد للوسيط باستخدام التمدد في سلسلة تايلور:

حيث - e (s) \ u003d e (t - c) - موتر الإجهاد ، محدد وفقًا لمقياس Fingler:

أبسط شكل من أشكال المعادلة الريولوجية ، مع مراعاة شذوذ اللزوجة:

أين أنا 2 هو الثابت التربيعي لموتّر معدل الإجهاد ،

م 0 - قيمة اللزوجة الفعالة عند أنا 2 =1.

قيمة الثابت التربيعي في الإحداثيات المستطيلة:

قيمة الثابت التربيعي في الإحداثيات الأسطوانية:

في حالة القص البسيط ، ستأخذ المعادلة الريولوجية الشكل:

معادلة توازن الطاقة ، التي تم تجميعها للحالة المستقرة على افتراض أن جميع الخصائص الفيزيائية الحرارية لا تعتمد على درجة الحرارة ، لها الشكل:

أين ج هي كثافة الذوبان ، من ص - السعة الحرارية للذوبان ، ك م- معامل التوصيل الحراري للذوبان.

لبناء نموذج يسمح بحل تحليلي ، نقوم بعمل الافتراضات التالية:

التدفق في اتجاه المحور ذموجود فقط على مقربة من جدران القناة. في بقية قسم القناة ، يتدفق التدفق في اتجاه المحور ذمفقود.

أبعاد القناة على طول الدين بأكمله ثابتة ، لذلك لا تعتمد القيمتان x x و x z ض.

إن تدرج درجة الحرارة في الاتجاه العرضي بسبب تدفق الدورة الدموية لا يكاد يذكر مقارنة بالتدرج الطولي. في هذا الطريق،

إذا افترضنا أن معادلة توازن الطاقة هي أن انتقال الحرارة بسبب التوصيل الحراري على طول محور القناة صغير بشكل مهم ، فسيتم تقليل معادلة توازن الطاقة إلى الشكل التالي:

3.1 ذوبان الغزل من خيوط متعددة الشعيرات

مبدأ تشكيل خيوط متعددة الشعيرات من المصهور هو دفع البوليمر الذائب بمضخة الجرعات من خلال الفتحات الرقيقة في المغزل. يخرج تيار من ذوبان البوليمر من كل ثقب قالب ، ويبرد في الهواء ، ويتصلب ويتحول إلى خيوط. تشكل الخيوط الأولية المتصلة في حزمة خيطًا معقدًا يتم جرحه على بكرة.

المغازل عادة عبارة عن شعيرات دموية قصيرة فيها. تتميز قناة القالب بمحيط ناعم ، مما يجعل من الممكن إعطاء تيار المدخل شكل الزجاج وتقليل تشوه شكل البثق بسبب الاستعادة المرنة.

الصورة 1 - مخطط الغزل الذائب

مع زيادة سرعة الرسم والإجهاد التوجيهي ، فإن النسبة د/ د 0 ينخفض ​​بسرعة. التعبير التقريبي لتقدير الانتعاش المرن للطائرة في وجود عادم له الشكل التالي:

أين، ب= د/ د 0 - معامل استعادة القوة المحورية النفاثة ،

F = 0, l eff - وقت استرخاء الجزيئات الكبيرة للذوبان البوليمر ،

م - معامل ديناميكي ثابت مشروط للزوجة ،

جي هي وظيفة تصف تبديد الطاقة الداخلية للتدفق.

وفقًا لقانون السلطة لأوزوالد دي فيل ، فإن معادلة الحفاظ على الطاقة والزخم هي كما يلي:

عند النظر في توازن الطاقة ، يتم وصف شدة التدفق الحراري بسبب عمل قوى الاحتكاك اللزج ، المرتبطة بحجم الوحدة (e v) بالتعبير:

الشكل 2- مكان الغزل: 1 - قادوس الفتات ؛ 2 - رافعة 3 - المعوض 4 - أنبوب فرعي 5 - صر الانصهار. ج - سترة بخارية 7-بوليمر منصهر. مضخة 8 جرعات 9 - مضخة الضغط 10 - وحدة الضخ ؛ 11 - طقم سبونبوند ؛ 12 - يموت ؛ 13 - منجم obdupochnaya ؛ 14 - عمود الدوران ؛ 15 - غسالات التحضير. 16 - بكرة الضغط 17 و 18 - الغزل (استقبال) ليسكي. 19 - افتح الملف ؛ 20 بكرة 21 - اسطوانة الاحتكاك. 22- العزل الحراري.

بالنسبة لخيوط الغزل من المصهور ، يكون النمط الرأسي مميزًا عندما يتحرك الخيط من أعلى إلى أسفل. آلة تشكيل سن اللولب kapron مكتملة بعدد من أوضاع الغزل. يتكون كل مكان للغزل (الشكل 2) من ثلاث وحدات رئيسية: وحدة انصهار بولي كابرواميد (فتات) وتشكيل خيط. مناطق تصلب التيارات الذائبة وتشكيل خيوط أولية ومعقدة. أجهزة لف الخيوط المعقدة المشكلة.

تتكون وحدة صهر البوليمر وتشكيل نفاثات المصهور من قادوس ورأس غزل. في القبو ، في جو من النيتروجين ، يتم تخزين الفتات ، وهو أمر ضروري للتشغيل المستمر لمدة 2-6 أيام. بنكر؟ وعاء أسطواني عمودي مصنوع من الألمنيوم مع فتحة في الجزء العلوي لتحميل الفتات وقاع مخروطي مع زجاج رؤية لمراقبة استهلاك الفتات (الشكل 3). يتم توصيل الرافعة بالجزء المخروطي من القادوس ، لتوصيل القادوس من خلال معوض وأنبوب فرعي برأس دوار. ترتبط الاتصالات الخاصة بإمداد النيتروجين والإخلاء بالجزء العلوي من القبو. بعد تحميل الفتات وختم القادوس ، تتم إزالة الهواء منه ، حيث يتم إنشاء فراغ بالتناوب عدة مرات ويتم ملء القادوس بالنيتروجين.

الشكل 3 - رأس الغزل:

1 - فرع الأنابيب; 2 - صر الانصهار; 3 - مضخة الجرعات; 4 - تيبعازلة; 5 - وحدة مضخة; 6 - رأس الجسم; 7 - قميص; 8 - طقم الطيار; 9 - كمالمزدوجات الحرارية; 10 - مضخة الضغط.

يتكون رأس الدوران أو الذوبان والتشكيل من سترة تسخين وشبكة صهر ووحدة ضخ. شبكة الانصهار (الشكل 4) عبارة عن سربنتين مسطح ، حلزوني ، أنبوبي ، يتم تسخينه من الداخل بواسطة أبخرة BOT. هل وحدة المضخة (الشكل 5) مزودة بمضختين ترسيتين؟ الضغط والجرعات (الشكل 6) ومجموعة مغزل تتكون من جهاز ترشيح (شبكة معدنية ورمل كوارتز) ومغزل؟ صفيحة ضخمة بفتحات بقطر 0.20 × 0.25 مم (للخيوط الأحادية حتى 0.5 مم). توجد شبكة الانصهار ووحدة المضخة في غلاف رأس الغزل ، ويتم تسخينها بالبخار أو السائل الساخن من منزل مرجل مشترك أو باستخدام سخان كهربائي محلي.

صورة 4 - صر الانصهار: 1 - الإطار; 2 - لفه.

من القبو ، يتدفق الفتات عن طريق الجاذبية عبر رافعة ومعوض وأنبوب فرعي إلى شبكة الانصهار ، حيث يذوب الفتات عند 265-290 درجة مئوية. يتم جمع الراتينج المصهور في مساحة مخروطية أسفل الشبكة ، حيث يتم أخذها بواسطة مضخة الضغط ونقلها إلى مضخة الجرعات. تضخ مضخة الجرعات المصهور تحت ضغط زائد يصل إلى 8 ميجا باسكال ، مما يدفعه عبر المرشح ويموت ، حيث يخرج على شكل تيارات موحدة رقيقة (الشكل 7).

صورة 5 - كتلة مضخة مع صهر الانصهار.

صورة 6 - الغزل والعتاد (الضغط والجرعات) مضخة.

صورة 7 - الجزء السفلي من الغزلرأس ال مع منفاخ رمح: 1 - نهاية رأس الغزل; 2 - رمح منفاخ; 3 - خيط.

جميع أجزاء رأس الغزل (الشبكة ، الكتلة ، المضخات) التي يتلامس معها البوليمر المصهور مصنوعة من سبائك الفولاذ المقاوم للحرارة.

لتجنب أكسدة البوليمر أثناء الانصهار ، يتم نفخ النيتروجين الذي لا يحتوي على أكثر من 0.0005٪ أكسجين بشكل مستمر فوق شبكة الانصهار. يتم التحكم بدقة في كمية النيتروجين التي يتم توفيرها ، حيث يؤدي وجود فائض من النيتروجين ، حتى عند محتوى الأكسجين المحدد فيه ، إلى أكسدة البوليمر.

إلى جانب تلك الموصوفة ، تُستخدم أيضًا تصميمات أخرى لشبكات الصهر ورؤوس الغزل المسخنة بواسطة BOT السائل والكهرباء.

الشكل 8 - رسم تخطيطي لصهر المسمار (الطارد):

1 - وعاء أسطواني; 2 - جهاز التمهيد; 3 - سخانات كهربائية; 4 - برغي; 5 - منطقةذوبان; 6 - منطقة التقسية; 7 - منطقة التفريغ.

نوع آخر من أجهزة الصهر هو صهر لولبي - جهاز بثق (الشكل 8) ، والذي يوفر إنتاجية عالية ، وأقل وقت مكوث للبوليمر في الحالة المنصهرة ، مما يؤدي إلى الحد الأدنى من الزيادة في محتوى المركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض في البوليمر أثناء عملية الغزل ، الخلط المكثف للصهر ، وهو أمر مهم جدًا لحساب متوسط ​​خصائصه ويخلق ضغطًا كافيًا ضروريًا لنقل المصهور إلى رؤوس الغزل. يضمن رأس الذوبان هذا تشغيل مجموعة من رؤوس الغزل. خيط يتكون من فتات مذابة بواسطة أجهزة بثق (تحتوي على 0.5 - 0.8٪ مركبات ذات وزن جزيئي منخفض و 0.05٪ رطوبة) تحتوي على ما يصل إلى 2٪ من المركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض التي لا تحتاج إلى الاستخراج.

تتكون منطقة تصلب النفاثات الذائبة وتشكيل خيوط أولية ومعقدة من منفاخ وعمود غزل (مصاحب). تتجمد تيارات البوليمر الذائبة الخارجة من ثقوب المغزل في شكل خيوط أولية ، حيث يتم توصيلها في حزمة ، وتشكل خيطًا معقدًا يدخل في جزء الاستقبال والملف من الآلة.

يقع عمود المنفاخ أسفل المغزل مباشرة ويعمل على إنشاء تدفق هواء موحد في الاتجاه العمودي لحركة الشعيرات. نتيجة لذلك ، يتم تثبيت حزمة الخيوط المتحركة (الشعيرة المعقدة) في موضع معين ويتم استبعاد إمكانية تذبذبها وتشكيل مقاطع رقيقة وسميكة. يستخدم الهواء المكيف في النفخ. من عمود النفخ ، يدخل الخيط المعقد في عمود الدوران ، والذي يعمل على حماية خيط التشكيل من تأثير تدفقات الهواء العشوائية ولتبريد إضافي في حالة خيوط الغزل التقنية. لهذا الغرض ، تم تجهيز عمود الدوران بغطاء للتبريد بالماء البارد.

3.2 جهاز لف الخيوط المغزولة

تلامس الخيوط الخارجة من عمود الدوران أجهزة الترطيب والتشحيم (الغسالات) ، ثم تمر عبر قرصين دوارين ، وتدخل إلى بكرة الاستقبال ، التي تحركها عمود الاحتكاك.

تعمل أقراص الغزل على تسهيل خيوط الخيط ، بالإضافة إلى المساهمة في الدوران المستقر للخيط بسرعة ثابتة ، مما يمنع تذبذبات الخيوط في منطقة المعالجة الناتجة عن الحركة الترددية للناشر الخيطي.

لا تحتوي الخيوط الخارجة من رأس الغزل عملياً على أي رطوبة ؛ في الطريق من المغزل إلى بكرة الاستقبال ، لا يتوفر للخيط المعقد وقت لترطيبه برطوبة الهواء. لمنع الخيط الموجود على بكرة الغزل من التبلل أثناء عملية اللف ، مما قد يؤدي إلى انزلاق الألياف من البكرة وإتلافها ، يتم ترطيبها قبل دخولها إلى المكوك. بالإضافة إلى ذلك ، في قسم لف الخيوط المعقدة ، يتم تكييف الهواء حسب درجة الحرارة والرطوبة (درجة الحرارة 18 - 20 درجة مئوية ، الرطوبة النسبية 45-55٪). وبالتالي ، يتم إنشاء رطوبة منخفضة خصيصًا ، مما يمنع الخيط من التورم ويساعد في الحفاظ على شكل اللف.

بالتزامن مع الترطيب أو بعده مباشرة ، يتم تطبيق مادة التشحيم (التحضير) على الخيط. هذه العملية ضرورية لتسهيل عملية الرسم ولتقليل احتكاك الخيط على أجزاء الماكينة أثناء عمليات السحب واللف. في الآونة الأخيرة ، وجدت الطريقة المشتركة لترطيب وتزييت الخيط أثناء الغزل استخدامًا متزايدًا. في هذه الحالة ، يتم استخدام مادة التشحيم في شكل مستحلب مائي يحتوي على 5-20 ٪ من المستحضرات.

3.3 معلمات الصب

يتم تحديد المعلمات الرئيسية لعملية غزل الشعيرة - درجة الحرارة والسرعة - من خلال خصائص البوليمر ، وسمك الخيوط الأولية والمعقدة ، والغرض من الخيوط وخصائصها المحددة.

عادة ما تتوافق درجة حرارة الغزل الخيطي مع درجة حرارة شبكة الانصهار. هذا الأخير يختلف في حدود 265 - 290 درجة مئوية اعتمادًا على الوزن الجزيئي للبوليمر. كلما زاد حجمها ، ارتفعت درجة حرارة غزل الشعيرة. عادة ما تكون درجة حرارة الغلاف 2-5 درجة مئوية أقل من درجة حرارة الشبكة.

تختلف سرعة الدوران في حدود 350 - 1500 م / دقيقة وتعتمد على إنتاجية جهاز الصهر ، ولزوجة مصهور البوليمر (الوزن الجزيئي للبوليمر ودرجة حرارة الصب) ، وسماكة الخيوط الأولية والمعقدة.

يتم تشكيل الخيوط المعقدة بسمك 29 و 93.5 و 187 تكس بسرعة 350 إلى 600 م / دقيقة ، خيوط معقدة بسمك 15.6 ؛ 6.7 ؛ 5 ؛ 3.3 ؛ 1.67 - بسرعات من 700 إلى 1500 م / دقيقة.

3.4 تشكيل خيوط النايلون

لتشكيل خيوط النايلون بسماكات مختلفة ، يتم استخدام أنواع مختلفة من الآلات في الإنتاج. يتم التحكم في جودة الخيط المشكل في ورشة الغزل من خلال المؤشرات التالية: وزن البكرات. الكثافة الخطية للخيط ومحتوى الرطوبة ومواد التشحيم.

بعد الغزل ، لا تمتلك خيوط kapron بعد مجموعة الخصائص المطلوبة لمزيد من معالجة النسيج بسبب الاستطالة العالية عند الكسر والقوة المنخفضة. ولتحقيق الخصائص المطلوبة يجب أن يخضعوا لعمليات الرسم (3 - 6 مرات) واللف.

تعتمد خصائص الخيوط النهائية (قوة الاستطالة ، إلخ) على العديد من العوامل. يتم تحديد متطلبات الخيوط بشكل أساسي من خلال مجال تطبيقها. كقاعدة عامة ، يجب أن يكون للخيوط المخصصة لتصنيع المنسوجات استطالة أعلى (26-34٪) من الخيوط التقنية (12-16٪). لذلك ، تخضع الأخيرة لاستطالة أقوى. إن قدرة خيوط البولي أميد على التمدد تجعل من الممكن الحصول عليها بالخصائص المرغوبة وتلبية متطلبات المستهلكين المختلفين. يمكن الحصول على خيط نايلون بنفس السماكة باستطالة مختلفة حسب الغرض.

في ظل هذه الظروف ، يعد خيوط الماكينة للحصول على خيوط معقدة تلبي جميع متطلبات المستهلك (من حيث السماكة والقوة والاستطالة وما إلى ذلك) أمرًا معقدًا للغاية. في الممارسة العملية ، عند إعادة تزويد الماكينة بالوقود ، تابع ما يلي. بالنسبة لخيط بسمك معين ، يتم ضبط درجة الرسم ، ويتم تحديد تغذية المضخة المطلوبة وتردد دورانها عن طريق الحساب عند سرعة دوران معينة.

تغذية المضخة س ( in g / min) بواسطة الصيغة

أين ؟ سرعة القولبة ، م / دقيقة ، م؟ درجة شد الخيط ، تي? الكثافة الخطية للخيط ، تكس.

في الحسابات التقريبية ، يمكن تجاهل التصحيحات التي تأخذ في الاعتبار محتوى الرطوبة ومواد التشحيم في الخيط النهائي ، والاختلاف في محتوى المركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض في الخيط المغزول حديثًا والنهائي ، وكذلك الانكماش أثناء التشطيب واللف. .

سرعة المضخة ص ( rpm) باستخدام العلاقة التالية:

من أين؟ كثافة البوليمر المذاب ، ف ؟ أداء المضخة لكل ثورة.

بعد تحديد القيم س و صإجراء عملية الغزل التجريبي للخيط في عدة أماكن غزل بالماكينة. يتم سحب الخيط المغزول بتعدد متزايد حتى يتم الحصول على خيط ذو قوة محددة وقيم استطالة. إذا نتج عن ذلك خيط به انحراف في الكثافة الخطية ، يتم تصحيح الكثافة الخطية للخيط المتشكل من خلال تغيير مماثل في تدفق المضخة. بعد ذلك ، يتم تكرار القولبة التجريبية ورسم الخيط مرة أخرى حتى يتم الحصول على الخيط النهائي بالخصائص المرغوبة.

3.5 معالجة نسيج خيوط النايلون

تُحفظ البكرات ذات الخيوط غير المسحوبة القادمة من ورشة الغزل في غرفة عازلة أو في متجر نسيج وفقًا للظروف القياسية (درجة الحرارة 21-23 درجة مئوية ، الرطوبة النسبية 55-65٪) لمدة 12 ساعة على الأقل. يعد ذلك ضروريًا لحساب متوسط ​​خصائص الخيط الموجود على البكرة فوق طبقات العبوة ولتوزيع الرطوبة ومواد التشحيم بالتساوي. تعتمد طبيعة معالجة النسيج (درجة الرسم واللف) لخيوط kapron على سمكها والغرض منها.

عمليات معالجة خيوط النايلون لأغراض النسيج:

أ) استخراج ؛

ب) التواء مع اللف على البكرات المثقوبة ؛

ج) الإنهاء (إزالة المركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض وتثبيت الالتواء) ؛

ه) تكييف الهواء.

و) اللف على الخراطيش المخروطية ؛

ز) الفرز.

يتم تحرير خيوط النايلون المخصصة لإنتاج منتجات تقنية مختلفة من المصنع على بكرات مخروطية وتخضع لنفس عمليات ما بعد المعالجة. تتم معالجة الخيوط التقنية (الحبلية) بكثافة خطية تبلغ 93.5 و 187 تكس بالكامل تقريبًا في المصنع إلى نسيج الحبل. في هذه الحالة ، تتضمن عمليات النسيج المعقدة عمليات لف خيوط الحبل ونسج نسيج الحبل.

في السابق ، بدأت معالجة خيوط النايلون (بالإضافة إلى خيوط البولي أميد الأخرى) بعملية التواء مسبق. قبل رسم الخيط ، اعتمادًا على السماكة ، تم الإبلاغ عن تطور من 50 إلى 100 لفة / م. اللف المسبق يجعل الخيط مضغوطًا ، مما يسهل عملية السحب ، مع تقليل تكسر الخيوط الأولية والمعقدة وزيادة توحيد خصائص الخيوط المسحوبة. في السنوات الأخيرة ، تم التخلص من عملية الالتواء المسبق في جميع مصانع ألياف النايلون نتيجة للتحكم الأكثر صرامة في معايير جميع العمليات التكنولوجية ، واستخدام المواد الخام عالية النقاء واستخدام مواد التشحيم المناسبة على الآلات. في الوقت نفسه ، تم تخفيض مناطق الإنتاج بشكل كبير وخفضت تكاليف العمالة.

3.5.1 رسم الخيط

يتم تنفيذ هذه العملية على آلات سحب اللف. من بين جميع عمليات العملية التكنولوجية للحصول على خيوط kapron ، يعد رسم الخيط أحد أكثر العمليات أهمية. تحدد هذه العملية إلى حد كبير جودة وخصائص الخيوط ، كما كانت ، تتحكم في جميع المراحل السابقة من العملية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن توحيد الرسم ، وبالتالي توحيد خصائص الخيط المسحوب ، يعتمد على العديد من العوامل: الوزن الجزيئي للبوليمر ، ومحتوى المركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض ، وظروف التشكيل (درجة الحرارة والسرعة ) ، رطوبة كمية مواد التشحيم المطبقة على الخيط ، إلخ.

لا تتميز خصائص الخيوط بالقيم المطلقة للمعلمات الفيزيائية والميكانيكية فحسب ، بل تتميز إلى حد كبير بتوحيد هذه المعلمات. تؤدي التقلبات في درجة الحرارة وسرعة الدوران والرطوبة ودرجة حرارة الهواء في ورشة العمل والتغيرات في ظروف ترطيب وتزييت الخيط والمعلمات الأخرى للعملية التكنولوجية إلى إنتاج خيط ، تتميز أقسامه الفردية بخصائص غير متكافئة. بطبيعة الحال ، عندما يتم رسم مثل هذا الخيط ، فإن أقسامه الفردية ستمتد بشكل مختلف ، ونتيجة لذلك ، سيكون للخيط النهائي خصائص فيزيائية وميكانيكية غير متساوية. لذلك ، فإن الالتزام الصارم بمعلمات العملية مهم للغاية.

يظهر الرسم التخطيطي لآلية الالتواء والعادم لآلة KV-300-I في (الشكل 9). يتم استخدامه لرسم ولف خيوط النسيج بكثافة خطية من 1.67 إلى 15.6 تكس بنسبة رسم من 2.42 - 4.90 وسرعة سحب خيط مسحوب يصل إلى 750 م / دقيقة. وزن حزمة الإخراج يصل إلى 400 جرام.

الشكل 9- مخطط آلية السحب البارد والساخن للخيط الفني لجهاز KV-300-I: 1 - عبوة بألياف غير مسحوبة ، 2 - أدلة خيط التوتر ؛ 3 - دليل الخيط ؛ 4 - مزود الطاقة ؛ 5 - عصا الفرامل. 6 - قرص العادم العلوي ؛ 7 سخانات 8 - قرص العادم السفلي ؛ 9 - دليل الخيط ؛ 10 - شرطي ؛ 11 - حلقة مع شريط تمرير ؛ 12 - المغزل.

عند رسم خيوط البولي أميد ، مثل العديد من الخيوط الاصطناعية الأخرى التي يتم الحصول عليها من البوليمرات المتبلورة ، يتم ملاحظة تأثير التعنق المميز. لإصلاح مكان تشكيل العنق وزيادة انتظام شد الخيط ، يتم تثبيت عصا فرامل مستديرة بين وحدة التغذية والبسكويت (في مجال السحب). من مادة صلبة (عقيق ، اكسيد الالمونيوم ، إلخ) ، حولها يدور الخيط دورة واحدة. نتيجة للاحتكاك المستمر للخيط ، تكون العصا ساخنة جدًا (حتى 80 درجة مئوية). وبالتالي ، فإن تشكيل رقبة على الخيط (عند ترك العصا) يرجع إلى الكبح والتسخين بواسطة العصا. تستخدم عصا الفرامل ، كقاعدة عامة ، في إنتاج الخيوط التقنية ؛ يمكن سحب الخيوط الرفيعة بدون عصا. العملية الموصوفة تسمى الرسم البارد.

خيوط النايلون للأغراض الفنية بكثافة خطية 93.5 و 187 تكس تخضع للرسم المشترك: بارد وساخن. في نفس الوقت ، يتم وضع جهاز لتسخين الخيوط إلى 150-180 درجة مئوية في منطقة التمدد.

عند تدوير الألياف من المصهور ، تتناقص مساحة المقطع العرضي للألياف في المنطقة من المخرج من المغزل إلى بكرات الاستقبال بشكل قطعي. يظهر تغيير نموذجي في مساحة المقطع العرضي ونصف قطر ألياف البوليمر في الرسم البياني 2. ويبلغ طول المنطقة التي يتم فيها سحب الألياف حوالي 200 سم. لا توجد طريقة لاكتشاف متى تبدأ الألياف في التصلب.

حسب طبيعة التبعيات أ (ض) و ص (ض), في الرسم البياني 2 ، يمكن ملاحظة أن مجال السرعة في قسم الرسم بالألياف موصوف بوظائف النموذج: . لذلك ، من أجل وصف التدفق ، من الضروري حل المكونين r و z معًا لمعادلة الحركة ومعادلة توازن الطاقة ومعادلة الحالة في ظل ظروف حدية مناسبة. هذه مهمة صعبة نوعًا ما ، خاصةً عندما يكون من الضروري استخدام معادلة حالة ريولوجية غير خطية.

الرسم البياني 2 - منحنيات التغيرات في مساحة المقطع العرضي ونصف قطر الألياف في منطقة الرسم المصهور (ض - مسافة الخروج من المغازل). مواد, درجة الحرارة و معدل أخذ العينات من الألياف على التوالي 1 - كابرون; 265 درجة مئوية; 300 م / دقيقة; 2 - بولى بروبلين; 262 درجة مئوية; 350 م / دقيقة.

في الوقت الحالي ، لم يتم تطوير جهاز رياضي حتى الآن يجعل من الممكن التنبؤ بدقة بقانون تقليل نصف قطر الألياف أو توزيع سرعة التدفق في منطقة التخفيض الشديد لنصف قطر الألياف. صحيح ، لقد تم بالفعل إجراء عدة محاولات لتقدير السرعة ونصف قطر الألياف ودرجة الحرارة اعتمادًا على المسافة من القالب. كان كيس وماتسو أول من درس غزل الألياف غير المتساوية. تعمم ورقة خان النتائج التي تم الحصول عليها من قبل المؤلفين المذكورين وتقترح معادلتين تصفان توزيع مكون السرعة الفردي و

تي= تي (ض) للحالة المستقرة:

حيث e هي الابتعاثية ، وتدفق الكتلة ، وهي السعة الحرارية عند حجم ثابت ، و F D هي قوة مقاومة الهواء (لكل وحدة مساحة) ، تساوي

أين إلى- معامل التصحيح؛ فهرس أ يشير إلى أن الخصائص ذات الصلة تشير إلى الهواء المحيط.

استكمل هان معادلي النقل هاتين بقانون قوة تدفق الشد الذي يأخذ في الاعتبار اعتماد درجة الحرارة على اللزوجة:

حيث ، هي اللزوجة عند معدل القص الصفري ، e هي العرض ، هي طاقة التنشيط للتدفق اللزج.

لا يمكن الحصول على حل نظام المعادلات هذا إلا بالطريقة العددية. النتائج التي تم الحصول عليها لها معنى مادي في قسم المحور ض حتى بداية التبلور ، عندما يؤدي إطلاق الحرارة بسبب التأثير الطارد للحرارة للتبلور إلى تقليل معدل تبريد الذوبان (الرسم البياني 3). فيما يلي نتائج قياس درجة حرارة سطح الألياف في عملية السحب من الذوبان ، حسب المسافة ض.

نتيجة لتبلور الطبقات الداخلية ، مع زيادة المسافة من القالب ، قد تزداد درجة حرارة سطح الألياف.

الرسم البياني 3 - تبعية تمبراجولات سطح الأليافمن على بعد من الموتض. معدل اختيار الألياف: 1 - 50 م / دقيقة; 1.93 جم / دقيقة; 2 - 100 ; 1,93 ; 3 - 200 ; 1,93 ; 4 - 200 ; 0,7 .

حاليًا ، هناك مشكلتان مرتبطتان باستقرار عملية سحب الألياف من الذوبان تجذبان أكبر قدر من الاهتمام ، وهما: الرنين أثناء الرسم والتليف. في حالة وجود صدى أثناء الرسم ، لوحظ تواتر منتظم وثابت للتغيير في قطر الألياف المسحوبة. قابلية تشكيل الألياف تعني قدرة ذوبان البوليمر على التمدد دون أن ينكسر بسبب التعنق أو فشل التماسك.

الشكل 10 ؟ التبلور الخطي للألياففي تشكيل الألياف. مورفولوهيكل gia الذي يتطورأثناء عملية سحب الألياف (1 - كرويهيكل تنايا; 2 - الأجنةكريستال، مطوية صفيحة; 3 - جرثومة الكريستال ، اللاميلا المستقيمة). جزء تحاكالأقمشة يشغلها الذوبان. السرعة منألياف البورون: أ - قليل جدا; ب - صغير; في - معدل; جي - عالي.

وثائق مماثلة

تصنيف الالياف الكيماوية. خصائص وصفات أصنافها الاصطناعية: ألياف الفسكوز والأسيتات. نظائر البولي أميد والبوليستر. نطاق ألياف النايلون واللافسان والبوليستر والبولي أكريلونيتريل وخيوط الأكريليك.

عرض تقديمي ، تمت إضافة 2014/09/14


مراحل انتاج الالياف الكيماوية. أنواع الكربون الجرافيت وغير الجرافيتية. ألياف وخيوط عالية القوة ومقاومة للحرارة وغير قابلة للاحتراق (فينيلون وفنيفلون وأوكسالون وأرميد وكربون ورسوم بيانية): التركيب والهيكل والإنتاج والخصائص والتطبيق.

العمل الرقابي ، تمت إضافة 07/06/2015


الخصائص المقارنة للخصائص الكيميائية والفيزيائية الكيميائية للألياف غير المتجانسة وألياف الكاربوتشين. تكنولوجيا صباغة الأقمشة القطنية والكتانية ومن خليط من ألياف السليلوز والبوليستر. جوهر التشطيب النهائي للأقمشة الصوفية.

الاختبار ، تمت الإضافة 09/20/2010


أنواع الألياف الصناعية وخصائصها وتطبيقها العملي. ألياف الفسكوز والنحاس الأمونيا وخلات السليلوز كمواد أولية لإنتاجها. تحسين الخواص الاستهلاكية للغزل من خلال استخدام الألياف الكيماوية.

ورقة مصطلح ، تمت الإضافة في 12/02/2011


تحليل تطور إنتاج الألياف الكيماوية. الاتجاهات الرئيسية لتحسين طرق الحصول على ألياف الفسكوز. التقنيات الحديثة للحصول على ألياف السليلوز الرطبة. وصف العملية التكنولوجية. تقييم الأثر البيئي للمشروع.

أطروحة ، تمت إضافة 08/16/2009


الخصائص الفيزيائية والميكانيكية لألياف البازلت. إنتاج ألياف الأراميد والخيوط والأبراج. المجال الرئيسي لتطبيق الألياف الزجاجية ومواد المنسوجات الزجاجية. الغرض والتصنيف ونطاق ألياف الكربون وألياف الكربون.

الاختبار ، تمت إضافة 10/07/2015


اتجاهات للاستخدام الرشيد للكهرباء. موازين المواد والطاقة للعمليات التكنولوجية. عمليات المعالجة الحرارية للوقود. تصنيف الالياف الكيماوية. خصائص المعدات والأدوات الآلية.

دليل التدريب ، تمت إضافة 01/15/2010


تسمية مؤشرات جودة الخيوط والغزول لصناعة النسيج. خواص خيوط الغزل من الألياف الطبيعية والنباتية والكيميائية. خصائص المستهلك للنسيج المحبوك ، ومزايا استخدامه في إنتاج الملابس الجاهزة.

ورقة مصطلح ، تمت إضافتها في 12/10/2011


مقارنة الخواص الفيزيائية والكيميائية للحرير الطبيعي وألياف لافسان. بنية الألياف وتأثيرها على المظهر والخصائص. مقارنة بين نظام الغزل الرطب للكتان ونظام التمشيط للغزل الجاف. الخصائص الصحية للأقمشة.

التحكم في العمل ، تمت إضافة 12/01/2010


جهاز كيميائي لإجراء عملية كيميائية أو فيزيائية أو فيزيائية كيميائية أو أكثر فيها. الاجهزة المزودة بأجهزة التحريك واستخدامها في الصناعة الكيماوية. تحديد الأبعاد الهيكلية للجهاز.

علم المواد

من صنع مدرس التكنولوجيا

كيرشيكوفا أ.

أهداف الدرس:

التعليمية:

لإعطاء فكرة عن أنواع الألياف الكيميائية ، للتعرف على طرق إنتاجها وخصائصها وتطبيقها في الحياة المحيطة ؛

تعميم وتنظيم معرفة الطلاب حول تصنيف الألياف ؛

لتعليم تحديد نوع الألياف من خلال العلامات الخارجية واللمس وطبيعة الاحتراق

النامية:

تنمية التفكير المنطقي

التعليمية:

المساهمة في تكوين الذوق الجمالي والعملي

المساهمة في تكوين الاهتمام المعرفي بالموضوع

تعزيز العلاقات الإيجابية داخل الفريق

هل تحب أن تلبس بشكل جميل؟ كيف برأيك ، من أين يبدأ صنع الملابس؟ ما الذي تبحث عنه عادة عند شراء القماش؟

• لماذا تريد أن تعرف كل هذا؟
• لتتعلم كيفية فهم الأقمشة ، عليك أن تعرف خصائصها ، ثم ستتعلم كيف تعتني بأشياءك بشكل صحيح وستظل دائمًا الأكثر أناقة وجمالًا وعملية.
• في الصف الخامس والسادس ، تعرفت على الأنسجة من أصل نباتي وحيواني.
• دعونا نتذكر ما هي هذه الأقمشة.

ألياف كيميائية.

يتم الحصول على ألياف النسيج الكيميائية عن طريق معالجة المواد الخام ذات المنشأ المختلف. على هذا الأساس ، يتم تقسيمهم إلى مصطنعو اصطناعي. المادة الخام لإنتاج الألياف الاصطناعية هي السليلوز الذي يتم الحصول عليه من خشب التنوب ونفايات القطن. المواد الخام لإنتاج الألياف الاصطناعية هي الغازات - منتجات معالجة الفحم والنفط.

تنقسم تقنية إنتاج الألياف الكيماوية إلى ثلاث مراحل:

• الحصول على محلول الغزل. (يتم إنتاج جميع الألياف الكيميائية من المحاليل اللزجة أو المذابة).
• تشكيل الألياف. (يتم تمرير محلول غزل لزج من خلال مغازل - أغطية ذات ثقوب صغيرة. ويتراوح عدد الثقوب في المغزل من 24 إلى 36 ألفًا. وتتدفق تيارات المحلول ، التي تتدفق من المغازل ، وتشكل خيوطًا رفيعة صلبة. يتم دمج الخيوط من مغزل واحد على ماكينات الغزل في خيط مشترك واحد يتم سحبها ولفها على بكرة.
• الانتهاء من الألياف. (يتم غسل الخيوط الناتجة وتجفيفها ولفها ومعالجتها بالحرارة (لإصلاح الالتواء). يتم تبييض بعض الألياف وصبغها ومعالجتها بمحلول صابون لجعلها ناعمة).

ألياف صناعية

ألياف الفسكوز عبارة عن سليلوز يتم الحصول عليه من خشب التنوب ، بدون أي شوائب. اعتمادًا على الغرض ، يمكن أن يكون للفسكوز سطح لامع أو غير لامع. من خلال تغيير اللمعان والسماكة وتجعيد الألياف ، يمكن إعطاء نسيج الفسكوز مظهر الكتان أو الحرير أو القطن أو الصوف.

لا تتحمل الأسيتات الحرارة الشديدة وتذوب عند درجة حرارة 210 درجة. يحتوي Triacetate على مقاومة أكبر للحرارة ، ونقطة انصهاره تبلغ 300 درجة.

تحترق ألياف الأسيتات وثلاثي الأسيتات بسرعة وفي نفس الوقت تتجعد إلى كرات بنية صغيرة تنبعث منها رائحة الخل. اذا كان

أضرم النار

اخرج الخيط

من اللهب

توقف.

ألياف تركيبية

• هذه هي الألياف الكيميائية التي تم الحصول عليها من البوليمرات الاصطناعية. تتكون الألياف الاصطناعية إما من صهر البوليمر (بولي أميد ، بوليستر ، بولي أوليفين) أو من محلول بوليمر (بولي أكريلونيتريل ، بولي فينيل كلوريد ، كحول بولي فينيل) باستخدام طريقة جافة أو رطبة.

مواد غير منسوجة من ألياف كيميائية

أقمشة داخلية لاصقة حرارية

الحشوة الحرارية - تم تصميم صدار لتقوية حزام البنطال أو التنانير بحيث لا يمكن أثناء العملية التمدد والتواء وإلقاء نظرة غير مرتبة.

أسئلة للتحكم

• أ) نبات القراص
• ب) الكتان
• ب) الصوف
• د) القطن
• د) الحرير
• أ) يغير طوله
• ب) لا يغير طوله
• أ) الغزل
• ب) النسيج
• ب) الزخرفة
• قوة
• ب) البلل
• ب) الستارة
• د) التهوية
• د) سعة الغبار

• قوة
• ب) الستارة
• ب) فصل الخيط في اللحامات
• د) الانكماش
• د) الانهيار
• ب) مادة كيميائية
• د) تركيبي
• د) مصطنعة

أسئلة للتحكم

• 1. يتم الحصول على ألياف نباتية من:
• أ) نبات القراص
• ب) الكتان
• ب) الصوف
• د) القطن
• د) الحرير
• 2. الخيط المشترك في التوتر:
• أ) يغير طوله
• ب) لا يغير طوله
• 3. تسمى عملية الحصول على نسيج من الخيوط عن طريق نسجها:
• أ) الغزل
• ب) النسيج
• ب) الزخرفة
• 4 - تشمل الخصائص الصحية للأقمشة ما يلي:
• قوة
• ب) البلل
• ب) الستارة
• د) التهوية
• د) سعة الغبار

• 5. اللون الطبيعي لألياف الصوف هو:
• أ) أبيض ب) أسود ج) برتقالي د) بني هـ) رمادي
• 6. تشمل الخصائص التكنولوجية للأقمشة ما يلي:
• قوة
• ب) الستارة
• ب) فصل الخيط في اللحامات
• د) الانكماش
• د) الانهيار
• 7- تنقسم ألياف النسيج إلى ألياف طبيعية و:
• أ) نباتي ب) معدني
• ب) مادة كيميائية
• د) تركيبي
• د) مصطنعة

الألياف الطبيعية والكيميائية …………………………………………… ... …… .3

مجالات تطبيق الألياف الكيماوية …………… .. ……………………… ..5

تصنيف الألياف الكيميائية ……………………………………… ..… ..7

إدارة جودة الألياف الكيميائية .................. ...... ...... ... 9

العملية التكنولوجية للحصول على الألياف الكيماوية …………… ..… .. 10

مرونة الإنتاج ……………………………………………………………… .. 14

قائمة الأدبيات المستخدمة ………………………………………………………………………………………………………………. 15

ألياف طبيعية وكيميائية

جميع أنواع الألياف ، حسب الأصل ، تنقسم إلى مجموعتين - طبيعية وكيميائية. من بين الألياف الطبيعية ، يتم تمييز الألياف العضوية (القطن والكتان والقنب والصوف والحرير الطبيعي) والألياف غير العضوية (الأسبستوس).

يعتمد تطوير صناعة الألياف الكيماوية بشكل مباشر على توافر الأنواع الرئيسية من المواد الخام وإمكانية الوصول إليها. تتوفر الأخشاب والنفط والفحم والغاز الطبيعي وغازات التكرير ، وهي المواد الأولية لإنتاج الألياف الكيماوية ، في بلادنا بكميات كافية.

لم تعد الألياف الكيميائية لفترة طويلة مجرد بدائل للحرير والألياف الطبيعية الأخرى (القطن والصوف). في الوقت الحاضر ، يشكلون فئة جديدة تمامًا من الألياف ، والتي لها أهمية مستقلة. يمكن صنع سلع استهلاكية جميلة ودائمة ويمكن الوصول إليها بشكل عام من الألياف الكيماوية ، فضلاً عن المنتجات التقنية عالية الجودة التي ليست أقل جودة من المنتجات المصنوعة من الألياف الطبيعية ، وفي كثير من الحالات تتفوق عليها في عدد من المؤشرات المهمة.

في صناعة النسيج والتريكو ، تُستخدم الألياف الكيميائية في صورة نقية وفي مخاليط مع ألياف أخرى. يتم استخدامها لإنتاج الملابس ، والملابس ، والبطانة ، والكتان ، وأقمشة الديكور والمفروشات ؛ الفراء الاصطناعي ، والسجاد ، والجوارب ، والملابس الداخلية ، والفساتين ، والملابس الخارجية ، والتريكو وغيرها من المنتجات.

يتم تحفيز التطور السريع في إنتاج الألياف الكيميائية من خلال عدد من الأسباب الموضوعية:

أ) يتطلب إنتاج الألياف الكيماوية استثمارات رأسمالية أقل لكل وحدة إنتاج من إنتاج أي نوع من الألياف الطبيعية ؛

ب) تكون تكاليف العمالة اللازمة لإنتاج الألياف الكيماوية أقل بكثير من تكلفة إنتاج أي نوع من الألياف الطبيعية ؛

ج) تحتوي الألياف الكيميائية على مجموعة متنوعة من الخصائص ، مما يضمن منتجات عالية الجودة. بالإضافة إلى ذلك ، يتيح لك استخدام الألياف الكيميائية توسيع نطاق منتجات المنسوجات. لا تقل أهمية عن حقيقة أن خصائص الألياف الطبيعية لا يمكن تغييرها إلا في حدود ضيقة جدًا ، في حين أن خصائص الألياف الكيميائية ، من خلال تغيير ظروف التكوين أو المعالجة اللاحقة ، يمكن تغييرها بشكل مباشر في نطاق واسع جدًا.

مجالات تطبيق الالياف الكيماوية

اعتمادًا على الغرض ، يتم إنتاج الألياف الكيميائية في شكل خيوط أحادية وخيوط معقدة وألياف أساسية وسحب.

الخيوط الأحادية - خيوط مفردة بطول كبير ، لا تنقسم في الاتجاه الطولي ومناسبة للتصنيع المباشر للمنسوجات والمنتجات التقنية. غالبًا ما يتم استخدام الخيوط الأحادية في شكل خط الصيد ، وكذلك لتصنيع شباك الصيد ومناخل الدقيق. في بعض الأحيان تستخدم الخيوط الأحادية أيضًا في أدوات القياس المختلفة.

الخيوط المعقدة - تتكون من خيوط أولية أو أكثر ، مترابطة عن طريق التواء ، لصق ، ومناسبة للتصنيع المباشر للمنتجات. الخيوط المعقدة ، بدورها ، تنقسم إلى مجموعتين: النسيجية والفنية. خيوط النسيج هي خيوط رفيعة مخصصة أساسًا لتصنيع السلع الاستهلاكية. تشتمل الخيوط الفنية على خيوط ذات كثافة خطية عالية تستخدم في تصنيع المنتجات التقنية ومنتجات الأسلاك (إطارات السيارات والطائرات وأحزمة النقل وأحزمة الإدارة).

في الآونة الأخيرة ، تم استخدام الخيوط المعقدة ذات قوة الشد العالية والحد الأدنى من التشوه تحت التحميل (معامل عالية) على نطاق واسع لتقوية البلاستيك ، والخيوط عالية القوة ذات الخصائص الخاصة لتصنيع أسطح الطرق.

الألياف الأساسية ، التي تتكون من خيوط ذات أطوال مقطوعة مختلفة ، كانت تستخدم حتى وقت قريب فقط لتصنيع خيوط الغزل على آلات غزل القطن والصوف والكتان. في الوقت الحاضر ، تُستخدم الألياف ذات المقطع العرضي الدائري على نطاق واسع في صناعة سجاد الجدران والأرضيات والطبقة العليا من الأرضيات. تستخدم ألياف بطول 2-3 مم (ألياف) في صناعة الورق الصناعي.

يتم استخدام سحب يتكون من عدد كبير من الخيوط المطوية طوليًا في صناعة الغزل على آلات النسيج.

بالنسبة للمنتجات ذات النطاق المعين (القميص الخارجي ، الجوارب ، إلخ) ، يتم إنتاج خيوط منسوجة ، والتي ، من خلال معالجة إضافية ، يتم زيادة حجمها أو تجعيدها أو تمددها.

يمكن تقسيم جميع الألياف الكيميائية المنتجة حاليًا إلى مجموعتين من حيث حجم الإنتاج - حمولة كبيرة و حمولة منخفضة. الألياف والخيوط متعددة الأطنان مخصصة للإنتاج الضخم للسلع الاستهلاكية والمنتجات التقنية. يتم إنتاج هذه الألياف على نطاق واسع بناءً على عدد صغير من البوليمرات الأولية (HC ، LC ، PA ، PET ، PAN ، PO).

يتم إنتاج الألياف منخفضة الحمولة ، أو كما يطلق عليها أيضًا ، الألياف لأغراض خاصة ، بكميات صغيرة نظرًا لخصائصها المحددة. تستخدم في الهندسة والطب وعدد من قطاعات الاقتصاد الوطني. وتشمل هذه الألياف المقاومة للحرارة والحرارة والجراثيم والمقاومة للحريق والامتصاص الكيميائي والألياف الأخرى. اعتمادًا على طبيعة البوليمر الأولي المكون للألياف ، يتم تقسيم الألياف الكيميائية إلى ألياف اصطناعية وتركيبية.

اعتمادًا على طبيعة البوليمر الأولي المكون للألياف ، يتم تقسيم الألياف الكيميائية إلى ألياف اصطناعية وتركيبية.

تصنيف الالياف الكيماوية

يتم إنتاج الألياف الاصطناعية على أساس البوليمرات الطبيعية وتنقسم إلى سليلوز رطب وخلات وبروتين. أكثر الأحمال المتعددة هي ألياف السليلوز الرطبة التي يتم الحصول عليها بطريقة الفسكوز أو الأمونيا النحاسية.

يتم إنتاج ألياف الأسيتات على أساس إسترات حمض الأسيتيك (أسيتات) من السليلوز بمحتويات مختلفة من مجموعات الأسيتات (ألياف VAC و TAC).

يتم إنتاج الألياف القائمة على البروتينات من أصل نباتي وحيواني بكميات محدودة للغاية بسبب جودتها المنخفضة واستخدام المواد الخام الغذائية لإنتاجها.

يتم إنتاج الألياف الاصطناعية من بوليمرات يتم تصنيعها في الصناعة من مواد بسيطة (كابرولاكتام ، أكريلونيتريل ، بروبيلين ، إلخ). اعتمادًا على التركيب الكيميائي للجزيئات الكبيرة للبوليمر الأولي المكون للألياف ، يتم تقسيمها إلى مجموعتين: carbochain و heterochain.

تشمل ألياف الكاربوتشين الألياف التي تم الحصول عليها على أساس البوليمر ، حيث يتم بناء سلسلة الجزيئات الكبيرة الرئيسية فقط من ذرات الكربون المتصلة ببعضها البعض. تلقت ألياف البولي أكريلونيتريل والبولي أوليفين أكبر تطبيق من هذه المجموعة من الألياف. إلى حد أقل ، ولكن بكميات كبيرة نسبيًا ، يتم إنتاج الألياف القائمة على كلوريد البوليفينيل والبولي فينيل الكحول. يتم إنتاج الألياف المحتوية على الفلور بكميات محدودة.

تشمل ألياف Heterochain الألياف التي تم الحصول عليها من البوليمرات ، سلاسل الجزيئات الرئيسية التي تحتوي ، بالإضافة إلى نيتروجين الكربون ، على ذرات من الأكسجين أو النيتروجين أو عناصر أخرى. ألياف هذه المجموعة - البولي إيثيلين تيريفثاليت والبولي أميد - هي الأكثر تعددًا في الأطنان من جميع الألياف الكيميائية. يتم إنتاج ألياف البولي يوريثين بكميات صغيرة نسبيًا.

وتجدر الإشارة بشكل خاص إلى مجموعة الألياف عالية القوة عالية المعامل للأغراض التقنية - الكربون ، الذي يتم الحصول عليه من بوليمرات أو زجاج أو معدن أو ألياف تم الحصول عليها من نيتريد معدني أو كربيد. تستخدم هذه الألياف بشكل أساسي لتصنيع البلاستيك المقوى والمواد الإنشائية الأخرى.

إدارة جودة الألياف الكيماوية

غالبًا ما تتمتع الألياف الكيميائية بقوة شد عالية [تصل إلى 1200 MN / m2 (120 kgf / mm2)] ، مما يعني استطالة الشد ، وثبات جيد في الأبعاد ، ومقاومة التجعد ، ومقاومة عالية للأحمال المتكررة والمتناوبة ، ومقاومة الضوء ، والرطوبة ، والعفن ، البكتيريا ومقاومة الكيماويات والحرارة. يمكن تغيير الخصائص الفيزيائية الميكانيكية والفيزيائية الكيميائية للألياف الكيميائية في عمليات الغزل والرسم والتشطيب والمعالجة الحرارية ، وكذلك عن طريق تعديل كل من المادة الأولية (البوليمر) والألياف نفسها. وهذا يجعل من الممكن إنشاء ألياف كيميائية ، حتى من بوليمر أولي واحد مكون للألياف ، بمجموعة متنوعة من المنسوجات وخصائص أخرى. يمكن استخدام الألياف الاصطناعية مع الألياف الطبيعية في تصنيع مجموعات جديدة من المنسوجات ، مما يحسن بشكل كبير من جودة ومظهر الأخير.

عملية تكنولوجية للحصول على ألياف كيميائية

تتضمن العملية التكنولوجية لإنتاج الألياف الكيميائية عادة ثلاث مراحل. الاستثناء الوحيد هو إنتاج البولي أميد والبولي إيثيلين تيريفثاليت وبعض الألياف الأخرى ، حيث تبدأ العملية التكنولوجية بتركيب بوليمر مكون للألياف.

المرحلة الأولى من العملية هي الحصول على محلول الغزل أو الذوبان. في هذه المرحلة ، يتم نقل البوليمر الأصلي إلى حالة لزجة عن طريق الذوبان أو الذوبان. في بعض الحالات (الحصول على ألياف PVA) ، يحدث أيضًا انتقال البوليمر إلى الحالة اللزجة نتيجة للبلاستيك. يخضع محلول الغزل الناتج أو الذوبان للخلط والتنقية (الترشيح ، نزع الهواء). في هذه المرحلة ، من أجل نقل خصائص معينة إلى الألياف ، يتم أحيانًا إدخال مواد مضافة مختلفة (المثبتات الحرارية ، والأصباغ ، وعوامل الصقل ، وما إلى ذلك) في محلول الغزل أو الذوبان.

المرحلة الثانية - غزل الألياف - تتكون من حقيقة أن محلول الغزل أو الذوبان الذي تم الحصول عليه وتحضيره بطريقة مناسبة يتم دفعه من خلال فتحات المغزل على شكل تيارات رقيقة ، تتشكل منها خيوط لا نهاية لها عندما يتصلب المصهور أو يتم تبريد البوليمر من المحلول ، نتيجة تبخر المذيبات أو مواد التخثر.

اعتمادًا على عدد الثقوب في المغزل (من واحد إلى 100000 أكثر) ، يتم تكوين خيوط أحادية أو خيوط منزلية أو خيوط تقنية أو حزمة من الخيوط (سحب) ، والتي يتم قطعها بعد ذلك إلى أطوال قصيرة (ألياف) أو معالجتها غير مقطوعة.

في بعض الأحيان ، تدخل الخيوط من المغزل إلى الناقل ويتم إطلاقها في شكل طبقة ليفية (الضرب).

يعد تكوين الألياف أهم مرحلة في إنتاج الألياف الكيميائية ، لأنه في عملية تصلب ذوبان أو ترسيب البوليمر من محلول ، يتم تكوين بنية فوق الجزيئية للألياف بعناصر ذات حجم ودرجة معينة من الكمال (fabrils ، spherulites ، crystallites) وبدرجات متفاوتة من اتجاهها.

عند غزل ألياف من محلول الغزل ، تتشكل ألياف مسامية. يعتمد حجم وترتيب الشعيرات الدموية والمسام على ظروف ترسيب البوليمر من المحلول ويؤثر بشدة على خصائص امتصاص الألياف (الصباغة ، امتصاص الماء).

في عملية الغزل ، تكتسب الألياف مجموعة معينة من المعلمات الفيزيائية والميكانيكية (تحميل الكسر ، واستطالة الكسر ، وما إلى ذلك) ، والتي يمكن أن تتنوع في حدود واسعة إلى حد ما عن طريق تغيير ظروف غزل الألياف.

من خلال غزل الألياف في حالة حرة (بدون توتر) ، يمكن الحصول على ألياف ناعمة ومرنة مع انكماش منخفض في الماء أو عند تسخينها. تستطيل هذه الألياف والخيوط المصنوعة منها بقوة تحت التحميل (لها معامل تشوه صغير) وتتميز بقوة منخفضة في الاتجاه الطولي.

عند تشكيل الألياف من محلول الغزل أو الذوبان تحت التوتر أو تحت ظروف السحب ، تتغير الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للألياف والخيوط بشكل كبير: تزداد قوة ومعامل التشوه ، وتقل مرونتها وليونها. ومع ذلك ، يزداد الانكماش في الماء أو تسخين هذه الألياف.

نظرًا للإمكانيات الواسعة لتغيير ظروف التكوين ، فمن الممكن الحصول على ألياف من نفس البوليمر الأولي الذي يختلف اختلافًا كبيرًا في الخصائص ، وهو أحد المزايا الرئيسية للألياف الكيميائية على الألياف الطبيعية.

تؤثر طريقة الغزل بشكل كبير على خصائص الألياف الناتجة. غالبًا ما يكون للألياف التي يتم الحصول عليها من المحاليل شكل مقطعي مقطوع. تتميز الألياف التي تم الحصول عليها من المصهور بكثافة تعبئة متزايدة للجزيئات الكبيرة ، وسطح أملس وقطع دائري. الحصول على الألياف من المصهور له عدد من المزايا ، حيث لا توجد حاجة لاستخدام كميات كبيرة من المذيبات وتجديدها. بالإضافة إلى ذلك ، تقلل هذه الطريقة بشكل كبير من إطلاق أبخرة المذيبات في الغلاف الجوي ودخولها إلى مياه الصرف ، وهو أمر ضروري لحل المشكلات البيئية لصناعة الألياف الكيميائية.

المرحلة الثالثة هي المعالجة اللاحقة للألياف المشكلة حديثًا ، والتي تشمل الغسيل والتجفيف وتطبيق مواد التشحيم والعوامل المضادة للكهرباء الساكنة ، واختبار الألياف ، واللف ، وما إلى ذلك.

في هذه المرحلة ، يتم إصلاح وتحسين البنية فوق الجزيئية المتكونة أثناء التشكيل. يلعب التمدد الإضافي والمعالجة الحرارية بعد الإنهاء والتجفيف الدور الأكبر في هذه العملية. تؤثر هذه العمليات أيضًا بشكل كبير على الخصائص الفيزيائية والميكانيكية والتشغيلية للألياف النهائية. اعتمادًا على ظروف التمدد والمعالجة الحرارية ، تتغير بشكل كبير القوة ومعامل التشوه والانكماش ومقاومة التشوهات المتكررة والخصائص الأخرى للألياف.

بالإضافة إلى المراحل المذكورة أعلاه للحصول على الألياف الكيميائية ، في بعض الحالات ، يتم استكمال العملية التكنولوجية بالمرحلة الرابعة - تعديل الألياف. يمكن إجراء تعديل على الألياف المشكلة حديثًا بالطرق الفيزيائية والكيميائية. نتيجة للتعديل ، من الممكن تغيير التركيب الكيميائي وهيكل الألياف (تطعيم السلاسل الجانبية للتركيبات المختلفة ، وإنشاء روابط متقاطعة بين الجزيئات الكبيرة) ، وإدخال إضافات مختلفة في تكوين الألياف (الأصباغ ، الفوسفور ، مبيضات بصرية ، مواد مبيدة للجراثيم ، وما إلى ذلك) ، وتغيير شكل الألياف (التنميط المقطعي ، والتعرج ، والخشونة ، والضخامة ، وما إلى ذلك). كل هذا يجعل من الممكن تغيير خصائص الألياف في نطاق واسع والحصول على ألياف ذات خصائص محددة مسبقًا. بفضل هذا ، يصبح من الممكن توسيع نطاق المنتجات من الألياف الكيميائية بشكل كبير والحصول على ألياف ذات خصائص معينة ضرورية لصناعة معالجة معينة. باستخدام طرق تعديل مختلفة ، تم الحصول على ألياف مبيد للجراثيم ، وامتصاص كيميائي ، ومقاومة للحريق ، ومرونة عالية ، وضخمة ، وثابتة الأبعاد ، وألياف أخرى.

مرونة الإنتاج

المستوى الحالي للتقدم العلمي والتكنولوجي يعني الالتزام بمرونة تنظيم الإنتاج.

تعني مرونة الإنتاج إطلاق مجموعة واسعة من المنتجات ، وتوحيد العملية التكنولوجية ، وتقنيات المجموعة ، والتغيير السريع للمعدات.

تتميز الفترة الحالية بتوسيع نطاق الألياف الكيميائية بناءً على الأنواع الموجودة من خلال تحسين خصائصها. أدى استخدام الألياف الكيماوية إلى زيادة حجم الإنتاج بشكل كبير وتوسيع نطاق الأقمشة ومنتجات المنسوجات الأخرى. الواعدة هي إنتاج ألياف مقاومة للحبوب مع زيادة الصباغة ؛ ألياف ذات قابلية احتراق منخفضة ، وألياف مبيدة للجراثيم ، وما إلى ذلك. تم تحسين نطاق المنتجات بسبب إنتاج خيوط منخفضة الانكماش ذات معامل عالٍ لسلك الإطارات ، والأقمشة التقنية ، والمواد المركبة ، إلخ.

في الظروف الحديثة للتجديد السريع لمجموعة المنتجات ، يجب أن تتغير تكنولوجيا الإنتاج أيضًا.

يؤدي تطوير عمليات إنتاج الألياف الكيميائية إلى إنشاء تقنيات متقدمة جدًا لإنتاج الألياف والمواد الليفية بالخصائص الوظيفية اللازمة. يتم تطوير طرق جديدة للحصول على الألياف بناءً على مبادئ المحاكاة الحيوية والهندسة الوراثية. عمليات التكنولوجيا الحيوية لإنتاج المونومرات والبوليمرات المكونة للألياف هي الأقل استهلاكًا للطاقة ، وأقل خطورة من الناحية البيئية مقارنة بالتقنيات الكيميائية التقليدية ، وتتيح الحصول على المنتجات المرغوبة ذات الإنتاجية العالية.

فهرس

1. Ryauzov A. N.، Gruzdev V. A.، Baksheev I. P. تكنولوجيا إنتاج الألياف الكيميائية: كتاب مدرسي للمدارس الفنية. - م: الكيمياء ، 1980. - ص. 29-36

2. Yurkevich VV ، Pakshver AB تكنولوجيا إنتاج الألياف الكيماوية. م: الكيمياء ، 1987. - ص. 8-16