Поліуретанові волокна – це

Поліуретанові волокнаабоеластомерна поліуретанова нитка- це синтетична нитка, одержувана на основі поліуретанових каучуків [1] .

Зміст

Перше промислове виробництво поліуретанових ниток розпочато США 1958 року, в 1962—1964 роках поліуретанові нитки з'явилися торік у Європі, 1963 року — у Японії.

Перше виробництво поліуретанових волокон «спандекс» в Україні [2] було організовано в 1975 на Волзькому виробничому об'єднанні «Хімволокно» за проектом всесоюзного проектного інституту ДІПРОІВ.

Морфологічна структура

Лінійні поліуретани мають блокову структуру макромолекул, що складається з чергуються жорстких і гнучких сегментів з сильно вигнутими молекулярними ланцюгами: поліефірних сегментів, що забезпечують високі еластичні деформації, і жорстких сегментів, що містять поліуретанові та карбамідні групи, що забезпечують взаємодію між макромолекулами. .

Температура скловання еластомірних поліуретанових ниток -40 ... -60 ° C, температура плавлення 160-230 ° C. Надзвичайно висока деформативність еластомерних ниток (при невисокій міцності) дозволяє використовувати їх як допоміжні у поєднанні із звичайними видами ниток, останні одночасно забезпечують захист еластомерних ниток від швидкого руйнування при експлуатації виробів.

Еластомерну нитку через хімічний склад часто відносять до алергенів.

Способи отримання

Поліуретанові волокна виробляються чотирма способами:

екструзією з розплаву полімеру;
реакційним (хімічним) формуванням;
сухим формуванням із розчину;
мокрим формуванням із розчину.

Всі промислові способи одержання поліуретанових волокон мають загальну стадію — синтез макродіізоціанату (форполімеру) у масі з поліефірдіолу та діізоціанату (береться у молярному надлишку) при 60 °C серед сухого азоту. Наступні стадії - отримання поліуретану взаємодією макродіізоціанату з діаміном (подовжувач ланцюга) та формування ниток проводять різними способами.

Реакцію макродіізоціанату з діаміном (реакція подовження ланцюга) здійснюють серед розчинника (в основному ДМФА). Отриманий формувальний розчин дозують через фільєру в обігрівається (185-230 ° C) і прядильну шахту, що інтенсивно обдувається гарячим повітрям висотою до 11 м (сухий спосіб) або в осаджувальну водну ванну при кімнатній температурі (мокрий спосіб).

За іншим способом діамін (до 3%) додають в осаджувальну ванну з водою або органічним розчинником, в яку через фільєри видавлюють тонкими струменями макродіізоціанат (або його розчин). Утворення та осадження поліуретансечовини відбувається у ванні, тому цей спосіб отримання поліуретанових волокон називають реакційним чи хімічним формуванням.

При сухому методі формування з прядильної шахти виходять 1-16 комплексних ниток, які після нанесення замасливателя в кількості 2-7% намотують на бобіни і термообробки в камері при 80 °C протягом 3 годин для зниження усадки нитки в киплячій воді.

При мокрому методі сформовані нитки промивають водою (90-95 ° C) в апаратах, де вони витягуються приблизно в 1,5 рази, намотують на бобіни і піддають термообробці при 120 ° C протягом 20-30 год. При хімічному формуванні нитка, намотана на шпулю, обробляють водою (40-80 ° C, тиск 4 МПа) протягом 0,25-8 год.

Переваги сухого способу формування перед мокрим: вищаконцентрація формувального розчину (32% проти 20%), велика швидкість формування (600 м/хв проти 150 м/хв), простіше регенерація розчинника.

Розвивається також спосіб формування поліуретанових волокон із розплаву; поліуретан у цьому випадку має бути термопластичним, що досягається застосуванням як подовжувач ланцюга діолів - етиленгліколю або бутиленгліколю.

Найбільшого поширення набув сухий спосіб формування поліуретанових волокон (80% від їхнього світового виробництва), 15% виробляється по мокрому та хімічному способам формування, 5% поліуретанових волокон формують з розплаву. У сухому способі для синтезу поліуретану застосовують простий поліефірдіол, одержуваний полімеризацією ТГФ, в інших способах - переважно складні поліефірдіоли, у всіх способах - 4,4'-дифенілметандіізоціанат, іноді - суміш 2,4 - і 2,6-толуїлендіізоціанатів.

Асортимент

Асортимент поліуретанових ниток визначається їх призначенням. Вони можуть служити як допоміжні при зрощуванні (з'єднанні разом) або випускаються у вигляді обмотаних іншими видами ниток.

На основі еластомірних ниток у поєднанні з нитками звичайних видів виробляються різні текстильні структури - вторинні неоднорідні кручені та обкручені нитки з нерівномірно навантаженими компонентами. З них виготовляються еластичні тканини та трикотаж різноманітних видів. Еластичні нитки та еластичні полотна — незамінний матеріал для текстильних виробів, що облягають тіло, широкого асортименту, у тому числі трикотажних спортивних, галантерейних та медичних.

Поліуретанові волокна відомі під торговими назвами: лайкра, вайрін (США), еспа, неолан (Японія), спанцель (Велика Британія), Ворін (Італія) та ін.