ацетатные волокна

АЦЕТАТНЫЕ ВОЛОКНА (арнель, ацел, курплета, родиа, трайцел, триальбин, трилан)

искусств. волокна, формуемые из ацетатов целлюлозы. Различают триацетатное волокно и собственно ацетатное волокно. Первое получают из триацетата целлюлозы с= 280–290 (-степень замещения целлюлозы, т. е. число замещенных OH-групп в 100 элементарных звеньях ее макромолекулы), второе — из продукта частичного омыления триацетата с= 240–250, наз. вторичным ацетатом целлюлозы. Степень полимеризации ацетатов, обеспечивающая их пригодность для переработки в волокна, составляет 250–300.

Температура начала распада вторичного ацетата должна быть не ниже 200 °C, триацетата-не ниже 220 °C Содержание в ацетатах своб. кислот (в пересчете на CH₃COOH) и золы не должно превышать соотв. 0,015 и 0,1%.

• см. также целлюлозы ацетаты

Получение. Из ацетатов целлюлозы вырабатывают гл. обр. комплексную нить, а также жгут (из вторичного ацетата) и в очень небольших количествах — штапельное волокно. Осн. метод получения нитей — сухое формование, которое заключается в продавливании раствора ацетата через отверстия фильеры в вертикальную трубу высотой 3–6,5 м (шахту прядильной машины) с циркулирующим в ней подогретым воздухом. Растворитель вторичного ацетата — смесь ацетона с водой (95 :5), триацетата — смесь метиленхлорида с этано-лом или метанолом (90:10). Осн. стадии процесса: 1) приготовление формовочного раствора, введение в него матирующих агентов или красителей, фильтрование, освобождение от пузырьков воздуха; 2) формование волокна (нити); 3) обработка свежесформованной нити текстильно-вспомогат. веществами, кручение и др. операции, необходимые для снижения электризуемости нити и облегчения ее дальнейшей переработки.

При формовании нитей из вторичного ацетата целлюлозы 25%-ный раствор, нагретый до 70–80 °C, продавливают через отверстия (обычно 12^40) фильеры под давлением ок. 2,5 МПа. При подаче воздуха по противоточной схеме температура в верх. части шахты составляет 45–55 °C, в нижней -75–85 °C, при прямоточной подаче — соотв. 40 + 2 и 58±2 °C. Скорость формования составляет 500–1200 м/мин. Волокно, из которого изготовляют жгут, формуют через фильеры с 70–140 отверстиями со скоростью 500–700 м/мин при температуре в верхней, нижней и средней частях шахты соотв. 50–55, ок. 80 и ок. 90 °C.

Триацетатную нить получают из ~20%-ных растворов, нагретых до 45–50 °C, при давлении ок. 1,5 МПа и скорости 500–700 м/мин. В случае прямоточной подачи воздуха температура в верхней и нижней частях шахты составляет соотв. 30–35 и 50–70 °C.

Условие рентабельности производства А. в. из растворов-возможно более полная регенерация растворителя (процесс включает адсорбцию паров растворителя на активном угле, десорбцию и разделение конденсата ректификацией). В небольших количествах триацетатную нить получают также формованием из расплава при 310–320 °C и скорости 700–900 м/мин. Метод наиб. экономичен (исключаются стадии приготовления раствора и регенерации растворителя), однако требует применения полимеров с высокой термич. устойчивостью.

Мокрое формование А.в. (продавливание прядильного раствора через отверстия фильеры в жидкость, вызывающую осаждение полимера) используют для получения штапельного и жгутового волокон. В этих случаях потеря производительности, обусловленная низкой скоростью формования (20–25 м/мин), м. б. компенсирована применением фильер с большим числом (15–20 тыс.) отверстий. Для формования можно использовать растворы, образующиеся при ацетилировании целлюлозы (т. наз. сиропы). Несмотря на ряд существенных недостатков (необходимость применения и послед. регенерации больших объемов растворителей, низкая скорость, многостадийность), этот метод целесообразно использовать для получения высокопрочных нитей (послед. омылением и вытягиванием таких нитей м. б., в частности, получен исходный материал для рассасывающихся шовных мед. нитей).

Методом сухо-мокрого, мокрого или сухого формования, а также формованием пластифицированного полимера с использованием спец. фильер, в отверстиях которых имеются иглы или капилляры, получают А. в. с непрерывным каналом в центре (полые волокна).

Свойства. Линейная плотность нитей составляет 5,7–22,2 (чаще 8,3–11,1) текс, жгутов — ок. 5200 текс (элементарного волокна — 0,36 текс). Прочность нитей-10–14 сН/текс, относит. удлинение-20–40%, модуль упругости (при относит. влажности воздуха 65%)-3-4 ГПа (в мокром состоянии — соотв. 7–8 сН/текс, 30–50% и 1,2–2,0 ГПа). Прочность нитей, полученных мокрым формованием из конц. растворов (выше 30%-ных) в смеси CF₃COOH и CH₂Cl₂, достигает 30–40 сН/текс при относит. удлинении 6–10% и начальном модуле упругости 13–15 ГПа. Электрич. характеристики А.в.: 10¹² Ом∙см, ~5, tg-0,08.

По устойчивости к действию света и др. атм. факторов А.в. превосходят хлопок, натуральный шелк, шерсть, гидратцеллюлозные и поликапроамидные волокна, но уступают полиакрилонитрильным и полиэфирным (светостойкость триацетатного волокна заметно выше, чем ацетатного). А. в. устойчивы к действию растворителей, применяемых при хим. чистке (уайт-спирит, трихлор- и тетрахлорэтилен), CCl₄, высших спиртов; незначительно набухают в низших спиртах, раств. в ацетоне, CH₃COOH и HCOOH, диоксане, нитрометане, ДМФА, диметилацетамиде, N-метилпирролидоне, CH₂Cl₂, CHCl₃, разрушаются в конц. растворах минеральных кислот и щелочей. По стойкости к действию микроорганизмов и насекомых А.в. (особенно триацетатные) превосходят природные и гидратцеллюлозные.

Достоинства ацетатных нитей и изделий из них — приятный внеш. вид; по грифу эти нити ближе, чем нити из других хим. волокон, к натуральному шелку. Ткани из А.в. хорошо драпируются; триацетатные ткани, подвергнутые термообработке (1 мин при 210–230 °C на воздухе или 10 мин при 110–130 °C в среде водяного пара), несминаемы и формоустойчивы. Макс. температура глажения ацетатных тканей 180 °C, термообработанных триацетатных-240 °C. Осн. недостатки А. в.: низкая устойчивость к истиранию, электризуемость, малая гигроскопичность (триацетатные ткани), деформируемость (ацетатные ткани). Снижение электризуемости, улучшение гигиенич. свойств и некоторое повышение износоустойчивости изделий из триацетатных нитей достигается омылением ацетильных групп на поверхности нитей в щелочной среде.

Применение. Ацетатные нити используют при изготовлении бельевого трикотажа, тканей для подкладки и штор, изделий детского ассортимента, косынок и др., триацетатные — при изготовлении тканей для платьев, галстуков, купальных костюмов, термообработанные триацетатные — в производстве плиссированных и тисненых изделий. Из текстурированных нитей изготовляют трикотажные изделия. Жгутовое А. в. применяют в производстве сигаретных фильтров, задерживающих 30–50% никотина, до 80% фенола и пирокатехина, 30–40% 3,4-бензпирена (на изготовление жгута расходуется ок. 20% мирового выпуска ацетатов целлюлозы). Полое волокно с селективно проницаемыми стенками используют в спец. аппаратах для мембранного разделения растворов и коллоидных систем методами обратного осмоса, ультрафильтрации, диализа. Мировое производство А. в. 609 тыс. т/год (1983), из них текстильного назначения 275 тыс. т/год, остальное — жгутовое А.в.

^{Лит.: Костров Ю. А., Химия и технология производства ацетатного волокна, М. 1967; Перспечкин Л. П., "Ж. Всес. хим. общества им. Д.И. Менделеева", 1972, т. 17. № 6, с. 648–53; Примкулов М. Т.. Усманов Х. У., Мартиросов К. Л., Производство ацетатного жгута из хлопкового линта, Таш., 1982.}

_{Л. П. Перепечкин, Х. У. Усманов}