Перспективы развития производства вискозного волокна и его применение

Волокнам эвлан и эвлан  М (Великобритания), которые используются в ковровой промышленности, придана извитость. Этим обеспечивается большая плотность ворса и износоустойчивость ковровых изделий.

Известно модифицированное вискозное волокно, обладающее извитостью. При его получении используется осадительная ванна с повышенным содержанием соли и кислоты, благодаря чему образуется трехлепестковое поперечное сечение волокна. Оно имеет относительную разрывную нагрузку около 30 сН/текс, повышенное удлинение и высокий модуль упругости. Волокно обеспечивает хорошую застилистость ткани, ее гриф и рекомендуется для использования в смеси с полиэфирным волокном.

Кроме рассмотренных волокон  на основе вискозного волокна, методом  синтеза привитых полимеров получают волокна бактерицидные, огнестойкие и с другими свойствами. Бактерицидные целлюлозные материалы получают путем введения бактерицидных веществ в вискозу при формировании волокна или методом синтеза привитых полимеров (например, используя гексохлорофен) [2, c.21].

В результате прививки к  гидроксильным группам целлюлозы  фторсодержащих веществ получают масло- и грязестойкие целлюлозные материалы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 4 Свойства модифицированных вискозных волокон и их применение

 

Значительная часть выпускаемых  вискозных волокон модифицирована и имеет улучшенные или специальные  свойства – бактерицидные, огнезащищенные, окрашенные в массе и другие. Существенным свойством вискозных волокон являются: устойчивость к действию деформаций и трению, хорошая гигроскопичность. К основным недостатка можно отнести: большая потеря прочности в мокром состоянии, значительная усадка, сминаемость, пониженная формоустойчивость и износостойкость изделий.

Высокопрочные и высокомолекулярные шпательные волокна имеют следующие характерные свойства: высокая прочность в сухом и мокром состояниях, пониженное удлинение, высокое значение начального модуля (в 2-3 раза выше в сухом и в 10-20 раз в мокром виде, чем у обычных вискозных волокон), повышенная устойчивость к деформации (в 8-10 раз превышает вискозное волокно).

Многие показатели полинозного волокна аналогичны показателям хлопка и даже превосходят их. Относительная разрывная нагрузка колеблется в пределах 30-52 сН/текс (т.е. выше, чем у хлопка); потеря прочности в мокром состоянии не превышает 20-25 % (у вискозы до 60 % ); удлинение близко к удлинению хлопка — в пределах 8—10 %. По сравнению с обычными вискозными волокнами полинозные имеют повышенную эластичность, а следовательно и меньшую сминаемость изделий из них; незначительную усадку в процессе эксплуатации (стирки); большую устойчивость к щелочам, кислотам, действию высоких температур; хорошую окрашиваемость; значительно более высокую устойчивость к истиранию и многократным деформациям. По внешнему виду, блеску и другим показателям изделия из полинозных волокон напоминают изделия из мерсеризованного хлопка и могут успешно применяться как заменитель хлопкового волокна. Главным недостатком полинозных волокон, по мнению ряда авторов, является их повышенная хрупкость, что вызывает затруднения при их переработке на текстильных предприятиях.[9]

Структура полинозных волокон содержит многочисленные микронустаты, которые способствуют проникновению красителей и отдельных препаратов вглубь волокна, они оказывают особенно благоприятное влияние при обработке тканей из этих волокон синтетическими смолами для придания им несминаемости.

По основным физико-механическим показателям волокно сиблон не уступает ВВМ волокнам, выпускаемым зарубежными фирмами, и значительно превосходит обычное вискозное (таблица 1). Прочность сиблона в сухом состоянии в 1,6 раза выше прочности обычного вискозного волокна, а в мокром состоянии — в 2 раза. Сиблон имеет пониженное удлинение и набухает в воде. Удлинение при разрыве в сухом состоянии составляет 19-20 %. Волокно сиблон стабильно в размерах, устойчиво к действию щелочей.

Целлюлоза в нитях Tencel имеет значительно большую, чем у любых вискозных нитей, степень полимеризации и, соответственно, значительно большую прочность как в сухом, так и мокром состоянии. Выработанные из этих нитей ткани и трикотажные полотна обладают лучшей накрашиваемостью, стабильностью, повышенной прочностью и износостойкостью.

Относительно разрывная  нагрузка мтилона составляет 16-18 сН/текс; удлинение — 20-22 %; плотность 1,33-1,36 г/см3 (у шерсти -г-1,36 г/см3). Волокно обладает высокой устойчивостью к микроорганизмам, повышенной свето- и термостойкостью, в отличие от вискозного волокна имеет шерстоподобный вид без неприятного блеска. Ткани из мтилона превосходят вискозные по устойчивости к сминаемости и усадке.

При сопоставимой с вискозными нитями прочности нити Саnion обладают более высоким модулем, повышенной эластичностью, лучшей накрашиваемостью. Выработанные из этой нити трикотажные изделия приятны на ощупь, мягки, эластичны.[8]

 

Таблица2 - Физико-механические показатели различных волокон

Показатель	ВВМ волокно			Хлопок		Полинозное волокно	Обычное вискозное волокно
	Сиблон	Фир. ‘Ленцинг’	Фир. ‘Сятери’	средне- волокнистый.	тонко-волокнистый
Линейная плотность, текс	0,13	0,162	0,175	0,15-0,18	0,12-0,14	0,125- 0,144	0,7
Прочность, сН/текс	32-34 (30-33)	30,8	31,9	25,6- 28,5	31-34	32-38	20-21
Удлинение, %	18-21	20,7	19,0	12,5-15	13,5- 14,5	9-13	19-26
Прочность в мокром состоянии, сН/текс	20-22 (19-21)	19,1	19,6	27-32	33,5- 37,5	25-28     (25-30)	10-12
Удлинение в мокром состоянии, %	20-24 (20-24)	23,3	22,3	12-15	8,5-15	10-14    (13-18)	26-31
Модуль упругости в мокром состоянии, сН/текс	80-95 (85-100)	62	84	150-180	180-240	180-200 (180- 240)	22-35
Набухание в воде, %	70-80 (70-80)	61	63	42-55	45-55	60-65     (60-65)	100-110

Примечание - Источник: собственная разработка на основе [11,c.24]

 

Несмотря на некоторый недостатки, вискозные волокна широко используются для производства различных видов тканей и трикотажных изделий, нетканых материалов и искусственного меха, ковровых изделий и текстильной галантереи. При смешивании вискозных волокон с другими вырабатываются многие ткани для верхней одежды, сорочечно-платьевых изделий, постельного белья и трикотажных изделий. Предприятия трикотажной промышленности  вырабатывают широкий ассортимент верхних трикотажных изделий, бельевого трикотажа, чулочно-носочных изделий, текстильно-галантерейных.

Волокно мтилон в основном применяется для производства ковровых изделий.

Полинозные волокна рекомендуется использовать для замены 33-50 % тонко- и средневолокнистого хлопка при выработке пряжи 7,5-29 текс для изготовления тканей плательного, блузочного и сорочечного ассортимента, а также бельевого трикотажа и чулочно-носочных изделий. Полинозные волокна 0,67 текс применяются в качестве добавки к чесаному льну в количестве 33 %. Такая пряжа отличается высокой прочностью и равномерностью по линейной плотности. Льнополинозная пряжа линейной плотности 56 текс используется при выработке скатертей и простынного полотна. [9]

В настоящее время в  значительных объемах выпускается  кардная пряжа кольцевого и пневмонического  способов прядения, в состав которой входит 55 % средневолокнистого хлопка и 45 % волокна сиблон линейной плотности 0,17 текс. Хлопкосиблоновая пряжа производится линейной плотностью 16,5; 18,5 и 35 текс. По внешнему виду она отличается от хлопчатобумажной шелковистостью и меньшим содержанием растительных примесей. Применяется для изготовления бельевых и спортивных изделий для всех возрастных групп. Освоен также выпуск хлопкосиблоновой пряжи для трикотажной промышленности. Трикотажные полотна имеют гигроскопичность в естественных условиях 4,8-5,0%, минимальное электростатическое напряжение — 60-80 В/см.

Нити и волокна Tencel применяются для производства вельветовых тканей, полотенец, нарядной женской одежды, сорочек, рабочей одежды. В чистом виде и в смесках с полипропиленовыми волокнами нити Tencel используются для изготовления высококачественных нетканых материалов медицинского и технического назначения.

 

 

 

 

 

 

 

5 Перспективы развития производства вискозного волокна и его примнение

 

В мае 2012 г. исполнится 120 лет  со дня изобретения метода получения  вискозы Ч.Ф. Кроссом, Е.Дж. Бивеном и К. Бидлом. Эти авторы разработали способ обработки целлюлозы сероуглеродом в присутствии щелочи с получением ксантогената целлюлозы, назвав его раствор в щелочи "вискозой" (от слова Viscosity - вязкость). На основе вискозы были получены гидратцеллюлозные (вискозные) волокна. Выдачу в 1892 г. патента этим исследователям можно считать отправной точкой для сегодняшней промышленности химических волокон. Практическое осуществление патента относится к 1905 г., когда в г. Ковентри (Великобритания) впервые в мире начался выпуск вискозных волокон.

Уже к 2015 году общемировое  потребление химволокон увеличиться  на 80%, к 2020 г. потребление химволокон и нитей на душу населения в  году достигнет величины более 9 кг/чел, а к 2050 году — 13,6 кг. Основной рост спроса на химические волокна ожидается в Азии и Латинской Америке. Для развитых стран наблюдается тенденция перехода от массового производства текстильных продуктов к персонализированному и интеллектуальному производству. В прогнозируемый период расшириться область применения новых материалов, превосходящих натуральные материалы по своим качествам, конечные свойства которых будут в максимальной степени определяться их назначением волокон. Высокотехнологичные материалы и текстиль на основе химических волокон заменят значительную часть металла и пластмассы, используемых в автомобильной промышленности, судостроении, аэронавтике, машиностроении, электронике, электротехнике и медицинских приборах, строительстве и сельском хозяйстве и в меньшей степени дерево, кожаные материалы в мебели, спортивных товарах и др. Производство технического текстиля требует существенной модернизации производства. Важную роль в дальнейшем развитии рынка химических волокон играет разработка и внедрение новых материалов «идентичных натуральным», а также химических волокон нового поколения. Введение различных добавок позволяет придать им различные эффекты, в том числе терапевтические: фунгицидные, антиревматические, антиаллергические, дезодорирующие и др [8].

Перспективными технологиями производства химических волокон являются: технологии производства высокотехнологичных  волокон нового поколения со специальными функциями; энергоэффективные технологии; высокопродуктивные технологий получения волокнистых материалов; технологии изготовления полимерных нановолокон; технологий получения полимеров и волокон, основанных на методах генной инженерии и биомиметики. Более широкое распространение получат новые технологий формования волокон: в т.ч. применение методов прямого получения нетканых материалов, минуя стадию получения штапельных волокон и нитей и их последующую текстильную переработку [10] .

Прогноз до 2050 г показывает следующее: Мировое потребление  всех видов волокон к этому  году должно составить около 140 млн т в год, т.е. примерно в 3 раза больше, чем в 2000 г. При этом потребление синтетических волокон и нитей увеличится в 4 раза, целлюлозных - в 3 раза, хлопка и шерсти — на 10 %. При сохранении нынешних площадей засева хлопка (33 млн га) его сбор возрастет с 0,58 т с 1 га в 2000 г. до 0,64 т с 1 га в 2050 г. Доля синтетических волокон в общем объеме потребления к этому времени составит 68 %, целлюлозных — 10 %, хлопка и шерсти — 17 %, остальных — около 5 % [6,c.57].

 

Таблица 1 - Мировое потребление волокон, прогнозируемое к 2050 г

Примечание - Источник: собственная разработка на основе [5,c.130]

 

Объем производства в химической промышленности Беларуси в 2011-2015 годах  должен увеличиться в 2,5 раза. Такую  задачу поставил премьер-министр Беларуси Михаил Мясникович в Светлогорске на совещании, которое проходило на базе РУП "СПО "Химволокно". На нем рассматривались перспективы развития белорусских предприятий, производящих химические волокна. Генеральный директор ОАО "Могилевхимволокно" Сергей Пузевич сообщил: предприятие в 2011-2015 годах планирует осуществить инвестиционные проекты на Br450 млрд., что позволит не только повысить конкурентоспособность продукции, но и снизить ее себестоимость. За это время объем производства планируется увеличить в 1,6 раза [8].

Перспективы гидратцеллюлозных  волокон бесспорны. Доступность  природного сырья - целлюлозы, ее воспроизводимость в природе становятся все более важным фактором. Существенно изменился ассортимент вискозных волокон и нитей, созданы и в больших объемах выпускаются хлопкоподобные модальные (ВВМ) волокна, огнезащищенные, антимикробные волокна и многие другие. Хорошие функциональные, особенно гигиенические  характеристики вискозных волокон, привели к повторному расширению их применения.

В ближайшие годы, вероятно, появятся новые виды химических волокон с более высокими показателями по физико-механическим свойствам. Однако расширение ассортимента химических волокнистых материалов и повышение их качества будет осуществляться с целью придания им высоких разрывных характеристик, устойчивости к многократным деформациям на растяжение, изгиб, истирание. Будут продолжаться исследования по разработке более эффективных способов химической модификации химических волокнистых материалов для придания им полезных свойств, таких как антимикробные, ионообменные, огнезащитные, устойчивые к высоким температурам, водо-, маслоотталкивающие и другие, что позволит еще больше расширить ассортимент текстильных изделий, особенно технического назначения.

Проводились и будут проводиться  исследования на период до 2020 года  по химической и физической модификации химических волокнистых материалов для придания им указанных выше полезных свойств.

Судьба вискозного волокна  во многом будет зависеть от решения  проблем с окружающей средой, связанных  с их производством. Однако сегодня  они преодолеваются либо с активизацией природоохранных мероприятий (Индонезия), либо с организацией экологически чистых производств новых волокон типа лиоцелл, получаемых в Западной Европе по безсероуглеродному способу [5, c.128].