Полиуретановые волокна (эластан, лайкра, спандекс)

17.08.2007 00:00

Эластановая нить, спандекс, полеуретановая нить

В мире существует большое количество производителей полиуретановых волокон для производства колгот и чулок.
Наиболее известные торговые названия полиуретана: Lycra (Лайкра), Вайрин, Spandex (Спандекс)в США, Эспа, Neolan (Неолан)в Японии, Спанцель в Великобритании, Ворин в Италии, Dorlastan (Дорластан).

Полиуретановые волокна - это высокоэластичные синтетические нити, получаемые из сегментированных полиуретанов (преимущественно полиуретанмочевин). Повторяющееся звено полиуретана включает гибкий и жесткий сегменты: R-макрорадикал (мол. м. 1000-3000)простого полиэфира преимущественного состава [—СН₂СН₂СН₂СН₂О—]_n или сложного полиэфира —R:—О—[—(O)CR:'COOR:O—] _n (где R:-этилен, пропилен, бутилен, изоамилен;R:'- бутилен);R'-этилен, 1,2-пропилен или —СН₂—Аr—СН₂—, Аr = —С₆Н₄— либо —С₆Н₄СН₂С₆Н₄—. В промышленности используют преимущественно блокполиуретан, у которого х = у = 0.

R-макрорадикал (мол. м. 1000-3000)простого полиэфира преимущественного состава [—СН2СН2СН2СН2О—]n или сложного полиэфира —R:—О—[—(O)CR:'COOR:O—] n (где R:-этилен, пропилен, бутилен, изоамилен;R:'- бутилен);R'-этилен, 1,2-пропилен или —СН2—Аr—СН2—, Аr = —С6Н4— либо —С6Н4СН2С6Н4—. В промышленности используют преимущественно блокполиуретан, у которого х = у = 0.

Получение:

Все промышленные способы производства полеуретановых волокон имеют следующие стадии:

общую стадию - синтез макродиизоцианата (форполимера)в массе из полиэфирдиола и диизоцианата (берется в молярном избытке)при 60 °С в среде сухого N2.
получение полиуретана взаимодействием макродиизоцианата с диамином (удлинитель цепи)
формование нитей, которое проводят различными способами:

сухой

мокрый

химический (реакционный)

Реакцию макродиизоцианата с диамином (реакция удлинения цепи)осуществляют в среде растворителя (в основном ДМФА). Полученный формовочный раствор дозируют через фильеру в обогреваемую (185-230 °С)и интенсивно обдуваемую горячим воздухом прядильную шахту высотой до 11 м (сухой способ)или в осадительную водную ванну при комнатной температуре (мокрый способ). По другому способу диамин (до 3%)добавляют в осадительную ванну с водой или органическими растворителем, в которую через фильеры выдавливают тонкими струями макродиизоцианат (или его раствор). Образование и осаждение полиуретанмочевины происходит в ванне, поэтому этот способ получения полеуретановых волокон называют реакционным или химическим формованием.

Сухой метод формования

При сухом методе формования из прядильной шахты выходят 1-16 комплексных нитей, которые после нанесения замасливателя в количестве 2-7% наматывают на бобины и подвергают термообработке в камере при 80 °С в течение 3 часов для снижения усадки нити в кипящей воде. Преимущества сухого способа формования перед мокрым: более высокая концентрация формовочного раствора (32% против 20%), большая скорость формования (600 м/мин против 150 м/мин), проще регенерация растворителя.

Мокрый метод формования

При мокром методе сфрмованные нити промывают водой (90-95 °С)в аппаратах, где они вытягиваются примерно в 1,5 раза, наматывают на бобины и подвергают термообработке при 120 °С в течение 20-30 часов. При химическом формовании нить, намотанную на шпулю, обрабатывают водой (40-80 °С, давление 4 МПа)в течение от 15 минут до 8 часов.

Развивается также способ формования полеуретановых волокон из расплава;полиуретан в этом случае должен быть термопластичным, что достигается применением в качестве удлинителя цепи диолов - этиленгликоля или бутиленгликоля.
Наибольшее распространение получил сухой способ формования полеуретановых волокон (80% от их мирового производства), 15% производится по мокрому и химическому способам формования, 5% полеуретановых волокон формуют из расплава. В сухом способе для синтеза полиуретана применяют простой полиэфирдиол, получаемый полимеризацией ТГФ, в других способах - преимущественно сложные полиэфирдиолы, во всех способах -4,4'-дифенилметандиизоцианат, иногда-смесь 2,4- и 2,6-толуилендиизоцианатов.

Свойства и применение

Линейная плотность комплексных нитей, формуемых по сухому способу, текс	преимущественно 2,2-125
Число элементарных нитей в комплексных нитях, шт.	3-110 и более
Линейная плотность элементарных нитей, текс	0,7-1,2
Относительная прочность нитей, сН/текс	8-10
Относительное удлинение при разрыве, %	500-800
Степень эластичного восстановления, %	95-96
модуль деформации при 300%-ном растяжении, сН/текс	1,2-2,4
Влагопоглощение при 20°С и 65% относительной влажности, %	1,0-1,3
Плотность, г/см³	1,1-1,3
Температура размягчения, °С	175-200

В случае мокрого и реакционного методов формования показатели прочности и удлинения при разрыве несколько меньше, а модуля деформации растяжения несколько больше, чем при сухом формовании, меньше устойчивость к истиранию и стирке, стойкость к УФ облучению и химическая стойкость.

Полеуретановое волокно обладает удовлетворительной стойкостью к действию масел, хлорсодержащих органических растворителей, разбавленных кислот и щелочей. Полеуретановое волокно из стабилизированного полиуретана свето- и атмосферостойко. По растяжимости полеуретановые волокна равноценны резиновым нитям, к тому же обладают меньшей толщиной, более высокими прочностью и упругим восстановлением, износостойкостью, лучшей окрашиваемостью катионными, кислотными и дисперсными красителями. При 120 °С, особенно в растянутом состоянии, происходит значительная потеря прочности полеуретановых волокон. Поэтому чистку и крашение изделий из полеуретановых волокон проводят при температурах не выше 90 °С.
Благодаря этим преимуществам они практически вытеснили нити из резины, которые ранее использовались при получении текстильных изделий. Полиуретановые волокна перерабатывают в чистом виде или в смеси с натуральными или с другими видами химических волокон. Последние идут главным образом на оплётку полиуретановой нити, которая предохраняет стержневую нить от действия света. Из полеуретановых волокон изготовляют спортивные костюмы, женскую галантерею, купальники, медицинские корсеты, эластичные бинты, лечебный трикотаж, костюмы, плащи, рубашки и ряд технических изделий. Эластичные полотна, ткани, тесьму, чулочно-носочные изделия и колготки изготовляют из пряжи, содержащей 5-50% полеуретановых волокон и 50—95% нерастяжимых волокон, что придает изделиям необходимую эластичность.

Первое промышленное производствово полиуретановых нитей, которые по-прежнему занимают ведущую позицию в мире, начато в США в 1958 г., в 1962-1964 гг. полиуретановые нити появились в Европе, в 1963 г. - в Японии. В России полиуретановые нити производят с 1975 г.

всего просмотров: 12623

есть что сказать?

сказанное [0]