Ацетатные волокна

АЦЕТАТНЫЕ ВОЛОКНА (арнель, ацел, курплета, родиа, трайцел, триальбин, трилан), искусств. волокна, формуемые из ацетатов целлюлозы. Различают триацетатное во-

локно и собственно ацетатное волокно. Первое получают из триацетата целлюлозы с= 280-290 (-степень замещения целлюлозы, т.е. число замещенных ОН-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.

Т-ра начала распада вторичного ацетата должна быть не ниже 200°С, триацетата-не ниже 220°С Содержание в ацетатах своб. к-т (в пересчете на СН₃СООН) 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 кол-вах - штапельное волокно. Осн. метод получения нитей -сухое формование, к-рое заключается в продавливании р-ра ацетата через отверстия фильеры в вертикальную трубу высотой 3-6,5 м (шахту прядильной машины) с циркулирующим в ней подогретым воздухом. Р-ритель вторичного ацетата - смесь ацетона с водой (95 :5), триацетата - смесь метиленхлорида с этано-лом или метанолом (90:10). Осн. стадии процесса: 1) приготовление формовочного р-ра, введение в него матирующих агентов или красителей, фильтрование, освобождение от пузырьков воздуха; 2) формование волокна (нити); 3) обработка свежесформованной нити текстилъно-вспомогат. в-вами, кручение и др. операции, необходимые для снижения электризуемости нити и облегчения ее дальнейшей переработки.

При формовании нитей из вторичного ацетата целлюлозы 25%-ный р-р, нагретый до 70-80°С, продавливают через отверстия (обычно 12^40) фильеры под давлением ок. 2,5 МПа. При подаче воздуха по противоточной схеме т-ра в верх. части шахты составляет 45-55°С, в нижней -75-85 °С, при прямоточной подаче - соотв. 40 + 2 и 58±2°С. Скорость формования составляет 500-1200 м/мин. Волокно, из к-рого 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 °С.

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

Условие рентабельности произ-ва А. в. из р-ров-возможно более полная регенерация р-рителя (процесс включает адсорбцию паров р-рителя на активном угле, десорбцию и разделение конденсата ректификацией). В небольших кол-вах триацетатную нить получают также формованием из расплава при 310-320°С и скорости 700-900 м/мин. Метод наиб. экономичен (исключаются стадии приготовления р-ра и регенерации р-рителя), однако требует применения полимеров с высокой термич. устойчивостью.

Мокрое формование А.в. (продавливание прядильного р-ра 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 р-ры, образующиеся при ацетилировании целлюлозы (т. наз. сиропы). Несмотря на ряд существенных недостатков (необходимость применения и послед. регенерации больших объемов р-рителей, 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 к-рых 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. р-ров (выше 30%-ных) в смеси CF₃COOH и СН₂С1₂, 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 р-рителей, применяемых при хим. чистке (уайт-спирит, трихлор- и тетрахлорэтиленХ СС1₄, высших спиртов; незначительно набухают в низших спиртах, раств. в ацетоне, СН₃СООН и НСООН, диоксане, нитрометане, ДМФА, диметилацетамиде, N-метилпирролидоне, СН₂С1₂, СНС1₃, разрушаются в конц. р-рах минеральных к-т 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 °С на воздухе или 10 мин при 110-130°С в среде водяного пара), несминаемы и формоустойчивы. Макс. т-ра глажения ацетатных тканей 180°С, термообработанных триацетатных-240°С. Осн. недостатки А. в.: низкая устойчивость к истиранию, электризуемость, малая гигроскопичность (триацетатные ткани), деформируемость (ацетатные ткани). Снижение электризуемости, улучшение гигиенич. св-в и нек-рое повышение износоустойчивости изделий из триацетатных нитей достигается омылением ацетильных групп на пов-сти 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 произ-ве плиссированных и тисненых изделий. Из текстурированных нитей изготовляют трикотажные изделия. Жгутовое А. в. применяют в произ-ве 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 р-ров и коллоидных систем методами обратного осмоса, ультрафильтрации, диализа. Мировое произ-во 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. об-ва им. Д.И. Менделеева", 1972, т. 17. № 6, с. 648-53; Примкулов М. Т.. Усманов X. У., Mapтиросов К. Л., Производство ацетатного жгута из хлопкового линта, Таш., 1982. Л. П. Перепечкин. X. У. Усманов.