Строение, свойства и классификация полиамидных волокон

Полиамиды – синтетические гетероцепные волокнообразующие полимеры. Их получают на химических заводах из продуктов переработки нефти и угля. Макромолекулы полиамидов представляют собой участки повторяющихся метиленовых групп [ - CН - ] , 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, которое 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 плоскую форму плоского зигзага и взаимодействуют друг с другом благодаря водородным связям. Степень кристалличности зависит от симметричности звеньев и регулярности их расположения в макромолекулах, для различных полиамидов она должна быть 40 -60 %. Выпускаются полиамидные волокна и нити различных видов – капроновые (поликапролактам, или нейлон -6), анид (полигексаметиленадипамид, или нейлон – 6,6) и энант (полиэнантамид, или нейлон – 7). Эти волокна получают из расплава полимера с последующим вытягиванием и термофиксацией.

Полиамидные волокна характеризуются очень высокой прочностью, которая уменьшается во влажном состоянии, но незначительно. Удлинение полиамидных волокон достаточно высокое, и, что особенно важно, значимую часть деформации составляют обратимые компоненты. Высокая упругость волокон обеспечивает их значительную устойчивость к многократным деформациям, также полиамидные волокна устойчивы к истиранию.

К недостаткам полиамидных волокон можно отнести их низкую гигроскопичность (3,5 – 5 %), что значительно снижает гигиенические свойства материалов. Обладают невысокой теплостойкостью, имеет низкую светостойкость, их быстрое старение, в результате чего они желтеют, становятся ломкими, жесткими и теряют прочность. Также они чрезмерно гладкие по поверхности, имеют малую сцепляемость, за счет этого плохо смешиваются с другими волокнами. Также наблюдается повышенная пиллингуемость тканей и изделий из смеси капрона с натуральными волокнами при эксплуатации. Для устранения этого недостатка при формовании капронового волокна используют фильеры с профилированными отверстиями. Профилируемые капроновые волокна имеют повышенный блеск.

Восприимчивость волокон к красителям повышенная. Полиамидные волокна устойчивы к действию щелочей и восстановителей, а органические растворители (амины, ацетон и т.д.) вообще не действуют на полиамидные волокна. Они растворяются при нагревании в бутиловом спирте при температуре 120 – 180 0C, этиленгликоле, ацетофеноне, хорошо растворяются в фенольных соединениях.

Технологический процесс производства полиамидных волокон состоит из следующих основных стадий: синтеза полимеров из низкомолекулярных веществ, формования волокон, текстильной обработки волокон (вытягивание, перематывание, кручение и т.д.). Около 98% от общего производства полиамидных волокон составляют волокна из алифатических полиамидов, причем основную масса из них производится из поли-e-капроамида(выпускается под торговыми названиями капрон, найлон-6, амилан, дедерон, стилон, лилион, релон, перлон, видлон, хемлон, энкалон) и, полигексаметиленадипинамида (найлон-6,6, анид, леона, глацем).

К физико-химическим свойства полиамидных волокон зависят от химической природы и молекулярной массы исходного полиамида, структурных особенностей волокна. С повышением молекулярной массы полиамида улучшаются прочность, модуль деформации при растяжении, и другие физико-механические показатели. Полиамидные волокна характеризуются высокой прочностью при растяжении, устойчивостью к знакопеременным деформациям, высоким сопротивлением к ударным нагрузкам и истиранию. Недостатки полиамидных волокон из алифатических полиамидов сравнительно низкая гигроскопичность, что является причиной их высокой электризуемости, относительно низкий модуль деформации при растяжении и низкие теплостойкость, термостойкость и светостойкость. Для повышения устойчивости полиамидных волокон к окислению при термическое и фотохимическое воздействие в исходный полимер можно вводить различные антиоксиданты (ароматические амины и фенолы, бензимидазолы, органические и неорганические соли переходных металлов, комплексные соединения, содержащие Cu, или др.).

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

84 − 74 =