Синтетическое волокно
Синтетические волокна или синтетические волокна (в британском английском ; см. различия в написании ) — это волокна, изготовленные людьми посредством химического синтеза , в отличие от натуральных волокон , которые получают непосредственно из живых организмов, таких как растения (например, хлопок) или мех животных. Они являются результатом обширных исследований ученых по воспроизведению натуральных животного и волокон растительного происхождения . Как правило, синтетические волокна создаются путем экструзии волокнообразующих материалов через фильеры , образуя волокно. Их называют синтетическими или искусственными волокнами. Слово «полимер» происходит от греческого префикса «поли», что означает «много», и суффикса «мер», что означает «отдельные единицы». (Примечание: каждая единица полимера называется мономером).
Первые синтетические волокна
[ редактировать ]Нейлон был первым коммерчески успешным синтетическим термопластичным полимером. Компания DuPont начала свой исследовательский проект в 1927 году. Первый нейлон, нейлон 66, был синтезирован 28 февраля 1935 года Уоллесом Хьюмом Карозерсом в исследовательском центре DuPont на экспериментальной станции DuPont.
Следующий шаг сделал Илер де Шардонне , французский инженер и промышленник , который изобрел первый искусственный шелк , который он назвал «шелк Шардонне». В конце 1870-х годов Шардоне работал с Луи Пастером над лекарством от эпидемии, уничтожавшей французских тутовых червей . Неспособность убрать пролитую жидкость в темной комнате привела к тому, что Шардонне обнаружил нитроцеллюлозу как потенциальную замену настоящего шелка. Понимая ценность такого открытия, Шардонне приступил к разработке своего нового продукта. [1] который он представил на Парижской выставке 1889 года. [2] Материал Шардоне был чрезвычайно легковоспламеняющимся, и впоследствии его заменили другими, более стабильными материалами.
Коммерческие продукты
[ редактировать ]
Первый успешный процесс был разработан в 1894 году английским химиком Чарльзом Фредериком Кроссом и его сотрудниками Эдвардом Джоном Беваном и Клейтоном Бидлом. Они назвали волокно « вискозой », потому что продукт реакции сероуглерода и целлюлозы в основных условиях давал высоковязкий раствор ксантогената . [3] Первый коммерческий вискоза была произведена британской компанией Courtaulds в 1905 году. Название «вискоза» было принято в 1924 году, при этом «вискоза» использовалась для обозначения вязкой органической жидкости, используемой для изготовления как вискозы, так и целлофана . Похожий продукт, известный как ацетат целлюлозы, был обнаружен в 1865 году. Вискоза и ацетат представляют собой искусственные волокна, но не полностью синтетические, поскольку они изготавливаются из древесины . [4]
Нейлон , первое синтетическое волокно в «полностью синтетическом» смысле этого термина. [ нужна ссылка ] был разработан Уоллесом Карозерсом , американским исследователем химической фирмы DuPont в 1930-х годах. Вскоре он дебютировал в Соединенных Штатах в качестве замены шелку , как раз к введению нормирования во время Второй мировой войны . Его новое использование в качестве материала для женских чулок затмило более практические применения, такие как замена шелка в парашютах и других военных целях, таких как веревки .
Первое полиэфирное волокно было запатентовано в Великобритании в 1928 году компанией International General Electric. [5] Его также производили британские химики, работавшие в Ассоциации принтеров Калико , Джон Рекс Уинфилд и Джеймс Теннант Диксон. [6] [7] в 1941 году. Они произвели и запатентовали одно из первых полиэфирных волокон, которое они назвали Терилен , также известное как Дакрон , которое равно или превосходит нейлон по прочности и упругости. [8] ICI и DuPont продолжили производство собственных версий волокна.
Мировое производство синтетических волокон в 2014 году составило 55,2 млн тонн. [9]
Описания
[ редактировать ]
Около половины всех волокон являются синтетическими и применяются во всех областях волоконных и текстильных технологий. Хотя многие классы волокон на основе синтетических полимеров оцениваются как потенциально ценные коммерческие продукты, четыре из них — нейлон , полиэстер , акрил и полиолефин — доминируют на рынке. На долю этих четырех стран приходится около 98 процентов по объему производства синтетических волокон, причем только на полиэстер приходится около 60 процентов. [10]
Синтетические волокна являются источником загрязнения микропластиком из стиральных машин. [11]
Обычные синтетические волокна
[ редактировать ]К распространенным синтетическим волокнам относятся:
К специальным синтетическим волокнам относятся:
- Искусственный шелк (1894 г.)
- Винион (1939)
- Предложение (1941)
- Спандекс (1959)
- Виналон (1939)
- Арамиды (1961) — известные как Номекс , Кевлар и Тварон.
- Модал (1960-е)
- Дайнима/Спектры (1979)
- ПБИ (полибензимидазольное волокно) (1983)
- Сера (1983)
- Лиоцелл (1992) (искусственный, не синтетический)
- НОАК (2002)
- М-5 (волокно PIPD)
- Орлон
- Зайлон (волокно PBO)
- Vectran (волокно TLCP) из полимера Vectra LCP.
- Дерклон используется в производстве ковров
[ нужна ссылка ]
Другие синтетические материалы, используемые в волокнах, включают:
- Акрилонитриловый каучук (1930 г.)
Современные волокна, изготовленные из старых искусственных материалов, включают:
- Стекловолокно (1938 г.) применяется для:
- промышленная, автомобильная и домашняя изоляция ( стекловата )
- армирование композиционных материалов ( стеклопластик , стеклофибробетон )
- специальная бумага для сепараторов аккумуляторов и фильтрации
- Металлическое волокно (1946 г.) применяется для:
- металлических свойств придание одежде целях в модных (обычно изготавливается из композитного пластика и металлической фольги )
- устранение и предотвращение накопления статического заряда
- проведение электричества для передачи информации
- проводимость тепла [ нужна ссылка ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Гаррет, Альфред (1963). Вспышка гения . Принстон, Нью-Джерси: D. Van Nostand Company, Inc., стр. 48–49 .
- ^ Изобретательский гений . Нью-Йорк: Книги Time-Life. 1991. с. 52 . ISBN 978-0-8094-7699-2 .
- ^ Дэй, Лэнс; Ян МакНил (1998). Биографический словарь истории техники . Тейлор и Фрэнсис. п. 113. ИСБН 978-0415193993 .
- ^ Вудингс, Кэлвин Р. «Краткая история регенерированных целлюлозных волокон» . ВУДИНГС КОНСАЛТИНГ, ООО. Архивировано из оригинала 22 апреля 2012 года . Проверено 26 мая 2012 г.
- ^ Лоасби, Г. (1951). «Развитие синтетических волокон». Журнал Трудов Текстильного института . 42 (8): П411–П441. дои : 10.1080/19447015108663852 .
- ^ Мир химии . Томсон Гейл. 2005. Архивировано из оригинала 28 октября 2009 года . Проверено 1 ноября 2009 г.
- ^ Аллен, П. (1967). "Некролог". Химия в Британии .
- ^ Фрэнк Гринуэй, «Уинфилд, Джон Рекс (1901–1966)», ред. Оксфордский национальный биографический словарь, Oxford University Press, 2004 г., по состоянию на 20 июня 2011 г.
- ↑ Искусственные волокна продолжают расти. Архивировано 28 апреля 2016 г. в Wayback Machine , Textile World.
- ^ Дж. Э. Макинтайр, почетный профессор текстильной промышленности, Университет Лидса, Великобритания (ред.). Синтетические волокна: нейлон, полиэстер, акрил, полиолефин . Woodhead Publishing - Серии по текстилю. Том. 36. Кембридж. Архивировано из оригинала 17 июля 2011 года . Проверено 21 апреля 2010 г.
- ^ Кацнельсон, Алла (2015). «Новостной сюжет: Микропластик представляет собой загадку загрязнения» . Труды Национальной академии наук . 112 (18): 5547–5549. Бибкод : 2015PNAS..112.5547K . дои : 10.1073/pnas.1504135112 . ПМЦ 4426466 . ПМИД 25944930 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Первоначальным источником этой статьи и большинства статей о синтетических волокнах (скопировано с разрешения) является журнал Whole Earth, № 90, лето 1997 г. www.wholeearth.com. Архивировано 6 января 2009 г. на Wayback Machine.
