Полиакрилонитрильные волокна, в просторечии акрил - синтетические волокна, получаемые в результате полимеризации акрилонитрила – продукта нефтехимии. Разнообразие вариантов их получения определяют и большой ассортимент – сотни торговых марок - нитрон, акрилан, верел, дайнель, зефран, креслан, орлон, кашмилон, куртель, орлон, торайлон, экслан и др.
Полиакрилонитрильные волокна обладают прекрасным комплексом потребительских свойств. Их нередко называют «искусственной шерстью». Обладают максимальной светостойкостью, достаточно высокой прочностью, сравнительно большой растяжимостью, мало впитывают загрязнения, легко очищаются, не повреждаются молью и микроорганизмами.
Используются полиакрилонитрильные волокна главным образом как заменители шерсти при производстве ковров, искусственного меха, как теплоизоляционный материал и добавка к шерстяным волокнам.
Часто это волокно входит в состав смесового текстиля или вязальной пряжи с добавками натуральной шерсти, мохера, ангоры. Это снижает цену ткани и делает ее более прочной, хотя и несколько ухудшает гигиенические свойства.
Изделия из полиакрилонитрила требуют правильного ухода и при его соблюдении долго сохраняют свой вид.
Полиакрилонитрильные (ПАН) волокна - синтетические волокна, формуемые из растворов полиакрилонитрила или сополимеров, содержащих более 85% акрилонитрила.
Полимер нитрила акриловой кислоты (полиакрилонитрил) был впервые получен Моро (Moreau) в 1893 г. В 1931 г. Уоллес Карозерс (Carothers) разработал метод получения латексов из полиакрилонитрила. В 1940 г., был предложен метод получения нитрильного каучука. В 1946 г. в США запущено промышленное производство полиакрилонитрильных волокон по сухому способу. В 1953 г. фирма DuPont (США) начала выпускать полиакрилонитрильное волокно орлон (это волокно легко окрашивается классическими основными красителями, обладающими высокой устойчивостью к свету и стирке, по сравнению с натуральными волокнами). Полиакрилонитрил и различные сополимеры на его основе нашли широкое применение в производстве волокна типа «нитрон», бутадиен-нитрильного каучука, ударопрочного полистирола и т. д. В 1963 г. был организован выпуск полиакрилонитрильного волокна нитрон на Саратовском ПО «Нитрон» и затем на заводах химических волокон в г. Новополоцке и г. Навои.
В 1950-1960-х годах промышленное производство полиакрилонитрильных волокон интенсивно развивалось, пик производства пришёлся на 1970-й год. Затем потребность в полиакрилонитрильном волокне начала снижаться – в первую очередь, в связи с развитием производства нейлона и появлением новых технологий производства искусственной шерсти. Кроме того, мировой нефтяной кризис середины 1970-х привел к заметному подорожанию сырья. В 1991 году с этого рынка ушла компания DuPont (США) – первый производитель полиакрилонитрильного волокна.
При производстве полиакрилонитрильного волокна проводят следующие основные технологические операции: получение волокнообразующего полимера, формование волокна по мокрому или сухому методу и регенерация растворителя (чаще всего диметилформамида и диметилацетамида). Полиакрилонитрил получают полимеризацией акрилонитрила в водных растворах электролитов или в водных эмульсиях. Практически весь производимый полиакрилонитрил используется для получения полиакрилонитрильных волокон.
При формовании полиакрилонитрильных волокон сухим способом используют растворы с концентрацией полимера 20-35 % по массе. Нагретые до 100-130 °C растворы продавливают через фильеры в воздушную шахту прядильной машины, где образуются волокна в результате испарения растворителя из струек раствора. В шахте поддерживается температура 200-280 °C. Полностью удалить растворитель из полиакрилонитрильных волокон в шахте не удается, и выходящие из нее волокна могут содержать до 12 % растворителя. Их подвергают вытягиванию в 5-8 раз и принимают на шпули или в контейнеры. Дальнейшая отделка полиакрилонитрильных волокон проводится на других машинах.
Отделочные операции включают удаление растворителя, сушку, тепловые обработки для регулирования и фиксации усадочности (кратковременный прогрев волокна выше температуры стеклования с регулируемым натяжением или усадкой), а также обработку ПАВ для уменьшения жесткости и электризуемости волокон.
При производстве штапельного полиакрилонитрильного волокна нити объединяют в жгуты. Отделанные жгуты гофрируют для придания волокнам извитости, необходимой при текстильной переработки или режут на штапельки определенной длины (резаное волокно).
При формовании полиакрилонитрильных волокон мокрым способом используют растворы с концентрацией полимера 10-25 % по массе. Растворы продавливают через фильеры в осадительную ванну (смесь растворителя с осадителем полимера и водой). В результате взаимодействия в осадительной ванне происходит осаждение полимера в виде гель-волокон. Сформованные волокна подвергают вытягиванию и тем же обработкам, что и полиакрилонитрильные волокна, полученные по сухому способу.
Большая пористость (50-60 % объема) и развитая внутренняя поверхность свежесформованных полиакрилонитрильных гель-волокон, полученных по мокрому способу, даёт возможность быстрого (в течение секунд) и равномерного крашения, отбеливания, введения внутрь волокна различных модификаторов или других добавок (например, солей металлов для повышения электропроводности). В результате последней сушки и удаления влаги поры закрываются (смыкаются) и происходит фиксация введенного красителя, отбеливателя или других модификаторов. Красители, матирующие препараты и отбеливатели можно также вводить и в прядильный раствор (крашение в массе) при мокром и при сухом формовании. Часто для крашения полиакрилонитрильных волокон и изделий из них используют катионные красители.
Продолжение скрыто.
Полностью статью Андрея Парфеньева Вы можете прочитать в ноябрьском номере журнала «Все для химчистки и прачечной» №4 за 2019 год.
Купить журнал.
Подписаться на журнал
