الیاف بشرساخت ، دسته بندی و ویژگی ها
الیاف بشرساخت، الیافی هستند که ترکیب شیمیایی، ساختار و خواص آن ها در طی فرآیند تولید بطور قابل توجهی اصلاح می شود. الیاف بشر ساخت در تعداد زیادی از کالاهای مصرفی و صنعتی از جمله پوشاک مانند پیراهن، روسری، و جوراب و … مورد مصرف قرار میگیرند. بسیاری از پلیمرهای تشکیل دهنده الیاف بشرساخت همان ترکیباتی هستند که پلاستیک، لاستیک، چسب و پوشش سطح را تشکیل می دهند. در واقع، پلیمرهایی مانند سلولز بازیابی شده، پلی کاپرولاکتام و پلی اتیلن ترفتالات تحت نام های تجاری rayon، نایلون و Dacron استفده می شوند. این مواد به دلیل استحکام، مقاومت در برابر گرما و کپک و همچنین توانایی نگه داشتن فرم و ساختار در تولید الیاف مورد استفاده قرار میگیرند.
مقدمه
الیاف بشرساخت از الیاف طبیعی مانند ابریشم، پنبه و پشم متمایز می شوند. الیاف طبیعی نیز از پلیمرها تشکیل شده اند، اما در فرایند تولید نساجی در حالت نسبتاً بدون تغییر پدیدار می شوند. برخی از الیاف بشرساخت نیز از پلیمرهای طبیعی حاصل می گردند. به عنوان مثال، ریون و استات اولین الیاف ساخته شده توسط انسان هستند که از همان پلیمرهای سلولزی تشکیل شده اند که پنبه، کنف، کتان را تشکیل می دهند. با این حال، در مورد ریون و استات ، سلولز در حالت تغییر یافته رادیکال (معمولاً از عملیات خمیر چوب) بدست می آید. بنابراین Rayon و استات متعلق به گروهی از الیاف ساخته شده توسط انسان است که به عنوان الیاف بازیابی شده شناخته می شوند.
گروه دیگری از الیاف بشرساخت (که دسته بزرگتری را دربر می گیرند)، الیاف مصنوعی هستند. الیاف مصنوعی از پلیمرهایی ساخته شده اند که بطور طبیعی تولید نمی شوند بلکه در عوض کاملاً در کارخانه یا آزمایشگاه و تقریباً همیشه از محصولات جانبی فرآورده های نفتی یا گاز طبیعی تولید می گردند. این پلیمرها شامل نایلون و پلی اتیلن ترفتالات، آکریلیک ها ، پلی اورتان ها و پلی پروپیلن هستند. الیاف مصنوعی تقریباً برای هر مجموعه ای از خواص مورد نیاز می توانند به صورت انبوه تولید شوند.
ترکیب شیمیایی و ساختار مولکولی
پلیمرهای خطی ، شاخه ای و شبکه ای
یکی از ویژگی های متداول برای همه پلیمرهای الیاف ساز، ساختار خطی است. شیمی پلیمرها با اتصال به هم ، از طریق پیوندهای کووالانسی قوی ، از واحدهای مولکولی کوچکتر که به عنوان مونومرها معروف هستند ساخته می شوند. هنگامی که این مونومرها از انتها به هم وصل می شوند، پلیمری با ساختار خطی ساده تشکیل می شود. در بعضی از پلیمرها زنجیره های کوتاه تر در فواصل معین از زنجیره بلند رشد می کنند، به طوری که یک ساختار شاخه ای شکل می گیرد. در سایر پلیمرها شاخه ها بیشمار می شوند و به زنجیره های پلیمری دیگر متصل می شوند ، بنابراین ساختار شبکه ایجاد می کنند.
تأثیر ساختار شیمیایی بر خواص
مهمترین پلیمرهای تشکیل دهنده الیاف در جدول زیر نشان داده شده است. یکی از ویژگی های مهم این پلیمرها آن است که دارای نقاط ذوب مناسبی هستند تا بتوانند هم در ساختار پارچه اتو شوند و هم برای ذوب ریسی الیاف بدون تغییر در ساختار و خواص مورد استفاده قرار گیرند. از طرف دیگر، پلیمرهایی که دمای ذوب بسیار بالایی دارند و یا در حین فرایند ذوب ریسی تخریب میشوند در صورت حل شدن در حلال می توانند برای تهیه الیاف استفاده شوند. این ویژگی ها غالباً توسط ساختار واحدهای تکراری (منومر) پلیمر تعیین می شود.
|
polymer family and type |
common names and trade names |
deniers (gm/9,000 m) |
tensile strength (gm/denier) |
elongation at break (%) |
initial modulus (gm/denier) |
Cellulosics |
|||||
|
regenerated cellulose |
2–3 |
2.0–2.1 |
17–20 |
— |
|
|
acetate, Arnel |
2–3 |
1.2–1.4 |
25–28 |
35–40 |
|
Polyamide |
|||||
|
polycaprolactam (textile fibre) |
1.5–5 |
4.5–6.8 |
23–43 |
25–35 |
|
|
polyhexamethylene adipamide (textile fibre) |
1.5–5 |
4.5–6.8 |
23–43 |
25–35 |
|
|
polycaprolactam (industrial fibre) |
1.5–5 |
8.5–9.5 |
12–17 |
33–46 |
|
|
polyhexamethylene adipamide (industrial fibre) |
1.5–5 |
8.5–9.5 |
12–17 |
33–46 |
|
Aramid |
|||||
|
poly-p-phenylene tereph-thalamide |
Kevlar, Twaron, Technora |
1.0–1.5 |
25–30 |
3–6 |
500–1,000 |
|
poly-m-phenylene isoph-thalamide |
Nomex, Conex |
2–5 |
3–6 |
2–30 |
130–150 |
Polyester |
|||||
|
Dacron, Terylene, Trevira |
1.5–5 |
4.7–6.0 |
35–50 |
25–50 |
|
Polyacrylonitrile |
|||||
|
acrylic (>85% acrylonitrile) |
Acrilan, Creslan, Courtelle |
2–8 |
2.5–4.5 |
27–48 |
25–63 |
|
modacrylic (35–85% acrylonitrile) |
Verel, SEF |
2–8 |
2.5–4.5 |
27–48 |
22–56 |
Polypropylene |
|||||
|
Herculon, Marvess |
2–10 |
5–9 |
15–30 |
29–45 |
|
Polyethylene |
|||||
|
2–10 |
2–4 |
20–40 |
— |
||
|
Dyneema, Spectra |
— |
30–35 |
2.7–3.5 |
1,370–2,016 |
|
Polyurethane |
|||||
|
2.5–20 |
0.6–1.5 |
400–600 |
— |
||
|
polymer family and type |
apparel and home-furnishing applications |
industrial applications |
|||
Cellulosics |
|||||
|
regenerated cellulose |
area rugs, substitute for cotton in clothing |
disposable nonwoven fabrics, tire cord, paper |
|||
|
suit coat linings |
cigarette filters |
||||
Polyamide |
|||||
|
polycaprolactam (textile fibre) |
hosiery, lingerie, sports garments, soft-sided luggage, upholstery |
no significant applications |
|||
|
polyhexamethylene adipamide (textile fibre) |
hosiery, lingerie, sports garments, soft-sided luggage, upholstery |
no significant applications |
|||
|
polycaprolactam (industrial fibre) |
no significant applications |
tires, ropes, seat belts, parachutes, fishing lines and nets, hoses |
|||
|
polyhexamethylene adipamide (industrial fibre) |
no significant applications |
tires, ropes, seat belts, parachutes, fishing lines and nets, hoses |
|||
Aramid |
|||||
|
poly-p-phenylene tereph-thalamide |
no significant applications |
radial tire belts, bulletproof vests, reinforcement for boat hulls and aircraft panels |
|||
|
poly-m-phenylene isoph-thalamide |
no significant applications |
filter bags for hot stack gases, flame-resistant clothing |
|||
Polyester |
|||||
|
permanent-press clothing, fibrefill insulation, carpets |
sewing thread, seat belts, tire yarns, nonwoven fabrics |
||||
Polyacrylonitrile |
|||||
|
acrylic (>85% acrylonitrile) |
substitute for wool—e.g., in sweaters, hosiery, blankets |
filters, battery separators, substitute for asbestos in cement |
|||
|
modacrylic (35–85% acrylonitrile) |
flame-resistant clothing—e.g., artificial fur, children’s sleepwear |
flame-resistant awnings, tents, boat covers |
|||
Polypropylene |
|||||
|
upholstery, carpets, carpet backing |
ropes, nets, disposable nonwoven fabrics |
||||
Polyethylene |
|||||
|
no significant applications |
cordage, webbing |
||||
|
no significant applications |
reinforcement for boat hulls, bulletproof vests |
||||
Polyurethane |
|||||
|
stretch fabrics—e.g., for sportswear, swimsuits |
no significant applications |
||||
ترجمه شده از : https://www.britannica.com/technology/man-made-fiber/Chemical-composition-and-molecular-structure
شرکت دانش بنیان شیمیایی سلیس با بیش از 30 سال سابقه تولید کننده انواع مواد تعاونی نساجی می باشد. جهت دریافت دیتاشیت و نمونه و یا اطلاعات بیشتر با ما در تماس باشید.
