Ацетатное волокно. Производство ацетатного волокна

Во все времена текстильная промышленность была одной из важнейших отраслей народного хозяйства в нашей стране, так как давала государству огромное количество так необходимой ему ткани, которая постоянно требовалась не только для производства одежды, но даже использовалась в производстве вооружения.

А потому едва ли не с первых дней существования СССР перед химиками была поставлена задача получения искусственных тканей, так как натуральных материалов остро не хватало. В результате было создано ацетатное волокно.

Что это такое?

Справедливости ради нужно заметить, что так называют не какой-то один определенный вид ткани, а сразу несколько типов искусственных волокон. Во всех случаях делают их из ацетилцеллюлозы. Наиболее часто встречается волокно из триацетилцеллюлозы, а также обычное ацетатное волокно, произведенное из вторичной ацетилцеллюлозы.

Важные качества искусственных волокон

Гигроскопичность таких тканей не превышает 3,5%. Волокно практически не впитывает влагу, не набухает и не дает осадки даже после многократного цикла намачивание/сушка. В сравнении с натуральными тканями, искуственные намного меньше подвергаются воздействию микроорганизмов, света и тепла. Кроме того, к ним совершенно равнодушна моль. Ткани эти способны без потери своих качеств выдерживать нагревание вплоть до 100 градусов по Цельсию.

Вещи, сделанные из ацетатных волокон, весьма приятны на вид, отлично стираются и быстро просыхают. Кроме того, при их стирке требуется добавлять намного меньше моющих средств, так как грязь легко вымывается из волокон данного типа.

Отметим, что слабые кислоты и щелочи не действуют на ацетатное волокно столь губительно, как в случае с натуральными тканями, но в результате оно омыляется и теряет большую часть своих полезных качеств. Концентрированные же неорганические кислоты сразу его разрушают.

Микроскопическое строение волокна

Если посмотреть на такую ткань в микроскоп, то можно увидеть сотни продольных канавок на поверхности волокна. Из-за этого отдельные нити плохо сцепляются меж собой, а ткань в целом достаточно упруга и плохо сминается. Блеск их роднит по внешнему виду с натуральным шелком, да и по толщине отдельные волокна довольно схожи с нитью, которую выдают личинки тутовых шелкопрядов. Если перед производителем стоит задача получения ткани, в которой нити будут надежно сцеплены друг с другом, то на поверхности волокон делаются Н-образные поперечные надрезы.

Кроме повышенной прочности, такое полотно характеризуется очень красивым искристым блеском, а потому его часто используют в оформительских целях.

Недостатки ацетатных тканей

К сожалению, не все так хорошо: эти разновидности искусственных материалов очень плохо противятся истиранию, очень легко набирают статическое электричество, плохо окрашиваются стандартными красками, которые обычно используются в текстильной промышленности. Гладить их следует, не повышая температуру утюга свыше 115°, так как иначе возможна термическая деформация.

Прочие негативные качества

Учитывая очень высокую способность ацетатного волокна к накоплению статического заряда, из него довольно трудно производить ткани. Если при глажке хоть немного переборщить с температурой утюга, то на поверхности ткани появляются глубокие дефекты, которые уже невозможно устранить. Горит ацетатное волокно ярким желтым цветом. Довольно легко тушится, после чего долго тлеет, выделяя в окружающий воздух большое количество плотного дыма со специфическим запахом.

Производство

Как вы уже могли понять, ацетатное волокно получают из целлюлозы. Конечно, предпочтительнее использовать хлопковую, но при ее нехватке или отсутствии вполне можно использовать высококачественную древесную. После выработки и очистки ее обрабатывают уксусным ангидридом. В качестве катализатора реакции используют серную кислоту, а для растворения получившейся ацетилцеллюлозы добавляется кислота уксусная.

В присутствии небольшого количества воды волокна начинают омыляться, в результате чего получают диацетилцеллюлозу. К полученной субстанции добавляется смесь ацетона и воды (95:1). Все, прядильная смесь готова. Ее фильтруют, очищая от переизбытка грубых механических примесей, после чего отправляют в прядильную машину. Получение ацетатного волокна происходит в воздушной среде (сухой метод).

Этот способ хорош также и тем, что не требуется использование каких-то дополнительных химикатов. Густая и тягучая прядильная масса попросту продавливается сквозь фильеру с множеством отверстий, после чего поступает в паровоздушную камеру при температуре около 87 градусов по Цельсию. Так как производство ацетатного волокна требует огромного количества воды и целлюлозы, много заводов есть около Байкала.

Некоторые сведения о цвете

Высокая температура необходима, чтобы ацетон окончательно испарился из смеси. После этого полученные нити охлаждают, покрывают их поверхность маслом для предупреждения образования статического заряда, после чего наматывают на бобину. За минуту формируется до 600 метров нити. В дальнейшем она не требует практически никакой обработки, за исключением только скрутки при производстве более толстых волокон.

Как же окраска? В большинстве случаев краситель вводят на этапе производства, так что на бобину накручивается уже нить требуемого оттенка. Мы уже говорили, что ацетатное волокно очень плохо прокрашивается стандартными средствами, а потому в настоящее время 90% тканей производятся из нитей, изготовленных из прядильных смесей с заданными качествами.

В наше время созданы тысячи разновидностей специальных дисперсных красок. Они позволяют получать не просто цветную ткань, а настоящие шедевры, имеющие удивительный переливчатый цвет. Такое впечатление создается за счет того, что краска не прилипает к поверхности нитей, как в случае с тем же вискозным полотном, а является частью самого полотна.

Если нужно, используются белые красители, в результате чего получают ткани практически безупречной белоснежной окраски. Так как ацетатное волокно очень устойчиво к действию УФ-лучей и очень легко стирается, долговечность такого полотна во много раз превосходит этот показатель для хлопка или иной натуральной ткани.

Как происходит формовка

Чаще всего в производстве применяются фильеры, имеющие около 200 отверстий. Если получаемую нить планируется скручивать в толстые волокна или веревки, смесь пропускается через фильеры с гофрированными и извитыми стенками. Если говорить о штапельных ацетатных волокнах, то их производство практически ничем не отличается от описанного нами выше процесса.

Особенность состоит в том, что отдельные нити, выходящие из формующего устройства, тут же собирают в жгут, который сразу же режется на куски требуемой длины. Кроме того, штапельные волокна могут изготавливаться в виде ленточек, которые в дальнейшем также разрезаются на части требуемой длины.

Основные свойства волокон

Каковы основные свойства ацетатного волокна? Толщина вырабатываемых нитей в любом случае составляет от 11,1 текс X 25, до 16,7 текс X 25 (№ 90/25— 60/25). Если сравнивать с вискозными волокнами той же толщины, то у ацетатных нитей прочность несколько ниже (примерно на 10-12%). Но! Если эта ткань намокает (да, та самая гигроскопичность в 3,5%), то прочностные показатели снижаются сразу на 40-45!

Прочность на разрыв (разрывное удлинение) равна приблизительно 27%, зато упругое удлинение намного превышает таковое для неоднократно упомянутых выше вискозных тканей. Именно из-за этого «ацетаты» очень плохо сминаются, а вещи из них долгое время выглядят идеально.

Модернизированный вариант

Все вышесказанное может натолкнуть внимательного читателя на мысль, что у ткани такого типа слишком много недостатков. Это утверждение вполне справедливо для недавнего прошлого, но сегодня при ее производстве практически всегда используются модифицирующие добавки, которые не оказывают никакого химического воздействия на ацетатное волокно. Формула в этом случае выглядит так: [C6H7O2(OH)3-x(OCOCH3)x].

Кроме того, сегодня все чаще используют направленную тепловую обработку прядильной массы: молекулы начинают образовывать более упорядоченные структуры. В результате ацетатная ткань становится намного прочнее, и уже не так боится сильного нагрева.

На сегодняшний день подобными качествами характеризуется волокно «Алон», производящееся по типу штапельного полотна. Оно очень прочное и упругое, обладает высокой долговечностью и красивым внешним видом. Эмпирическим путем было выяснено, что небольшое количество пирофосфата алюминия, добавленного в прядильную массу, позволяет получать ацетатное волокно, применение которого возможно в любой сфере, где есть опасность возгорания (занавесы для театров, к примеру).