Rregullimi
Mallra tekstile
Produktet e tekstilit janë produkte të bëra nga fibra dhe fije. Këto përfshijnë pëlhura, pëlhura të thurura, materiale jo të endura dhe filmike, lëkurë artificiale dhe lesh.
Faktorët që formojnë vetitë e konsumatorit dhe cilësinë e produkteve tekstile përfshijnë vetitë, strukturën dhe cilësinë e fibrave tekstile, fijeve dhe fijeve, metodën e prodhimit, strukturën e materialit dhe llojin e përfundimit.
Klasifikimi, diapazoni dhe vetitë e fibrave Fibra është një trup fleksibël, i qëndrueshëm, gjatësia e të cilit është disa herë më e madhe se dimensionet e saj tërthore. Fijet e tekstilit përdoren për të bërë fije, fije, pëlhura, pëlhura të thurura, materiale jo të endura, lëkurë artificiale dhe gëzof. Aktualisht, ato përdoren gjerësisht në prodhimin e produkteve tekstile. lloje të ndryshme
fibra që ndryshojnë nga njëra-tjetra në përbërjen kimike, strukturën dhe vetitë. Karakteristikat kryesore të klasifikimit të fibrave të tekstilit janë mënyra e prodhimit (origjina) dhe përbërja kimike, të cilat përcaktojnë elementet bazë fizike, mekanike dhe. vetitë kimike
fibrave, si dhe produkteve të marra prej tyre. Bazuar në origjinën e tyre, të gjitha fibrat ndahen në natyrore dhe kimike.
Fijet natyrore janë fibra me origjinë natyrore, d.m.th., bimore, shtazore ose minerale.
Fijet kimike janë fibra të prodhuara në fabrika. Fijet kimike janë ose artificiale ose sintetike. Fijet artificiale janë marrë nga komponimet natyrore me molekulare të lartë. Fijet sintetike përftohen nga substanca me peshë të ulët molekulare si rezultat i reaksioneve të polimerizimit ose polikondensimit, kryesisht nga produktet e përpunimit të naftës dhe qymyrit.
Gama dhe vetitë e fibrave dhe fijeve natyrore
Komponimet natyrore me peshë të lartë molekulare formohen gjatë zhvillimit dhe rritjes së fibrave. Substanca kryesore e të gjitha fibrave bimore është celuloza, fibrat shtazore janë proteina: në lesh - keratin, në mëndafsh - fibroinë. Pambuk të marra nga kupat e pambukut. Është një fibër e hollë, e shkurtër, e butë dhe me gëzof që mbulon farat e bimëve njëvjeçare të pambukut. Është lënda e parë kryesore. Fibra pambuku është një tub me mure të hollë me një kanal brenda. Pambuku karakterizohet nga forca relativisht e lartë, rezistenca ndaj nxehtësisë (130-140°C), higroskopia mesatare (18-20%) dhe një pjesë e vogël e deformimit elastik, si rezultat i të cilave produktet e pambukut janë të rrudhura fort. Pambuku është shumë rezistent ndaj alkaleve dhe pak rezistent ndaj gërryerjes. Zbulimet më të fundit në inxhinieri gjenetike bëri të mundur rritjen e pambukut me ngjyrë.
Liri- fibra bast, gjatësia e të cilave është 20-30 mm ose më shumë. Ato përbëhen nga qeliza cilindrike të zgjatura me sipërfaqe mjaft të lëmuara. Fijet elementare lidhen me njëra-tjetrën me substanca pektine në tufa prej 10-50 copë. Higroskopiteti varion nga 12 në 30%. Fibra e lirit është e lyer dobët për shkak të përmbajtjes së konsiderueshme të substancave yndyrore të dyllit. Për sa i përket rezistencës ndaj dritës, temperaturave të larta dhe shkatërrimit mikrobik, si dhe përçueshmërisë termike, është superior ndaj pambukut. Fibra liri përdoret për prodhimin e pëlhurave teknike (gomuar, pëlhurë, rripa, etj.), Pëlhura shtëpiake (liri, kostume dhe fustane) dhe pëlhura kontejnerësh.
leshiështë flokët e deleve, dhive, deveve dhe kafshëve të tjera. Fibra e leshit përbëhet nga shtresa flake (e jashtme), kortikale dhe bërthamore. Përqindja e proteinës së keratinës në përbërjen kimike fibra përbën 90%. Pjesa më e madhe e leshit për ndërmarrjet e industrisë tekstile furnizohet nga kultivimi i deleve. Leshi i deleve vjen në katër lloje: push, qime në tranzicion, qime qethëse dhe flokë të vdekur. Poshtë është një fibër shumë e hollë, e rrudhur, e butë dhe e qëndrueshme, pa një shtresë bërthamore. Përdoren bajram, patë, rosë, dhi dhe lepuri. Flokët kalimtarë janë një fije më e trashë dhe më e trashë se pushi. Awn është një fije që është më e ngurtë se flokët kalimtare. Flokët e ngordhur janë një fibër shumë e trashë, e trashë dhe e pakthyeshme e mbuluar me luspa të mëdha lamelare. Fibra Moger (angora) vjen nga dhitë Angora. Fibra lesh kashmiri merret nga dhitë e Kashmirit, e cila është e butë, e butë në prekje dhe kryesisht me ngjyrë të bardhë. Një tipar i veçantë i leshit është aftësia e tij për t'u ndjerë dhe mbrojtja e lartë nga nxehtësia. Falë këtyre vetive, leshi përdoret për të prodhuar pëlhura dhe produkte të thurura të një gamë dimri, si dhe pëlhura, draperie, shami, shami dhe produkte të shamisë.
Mëndafshi- këto janë fije të holla të gjata të prodhuara nga krimbi i mëndafshit me ndihmën e gjëndrave të mëndafshit dhe të plagosur prej tij në fshikëz. Gjatësia e një filli të tillë mund të jetë 500-1500 m Lloji më i mirë i mëndafshit konsiderohet të jetë mëndafshi i përdredhur i bërë nga fijet e gjata të nxjerra nga mesi i fshikëzës. Mëndafshi natyral përdoret gjerësisht në prodhimin e fijeve të qepjes, pëlhurave të veshjeve dhe mallrave me copa (shami koke, shami dhe shalle). Mëndafshi është veçanërisht i ndjeshëm ndaj rrezeve ultravjollcë, kështu që jeta e shërbimit të produkteve të mëndafshit natyral në rrezet e diellit zvogëlohet ndjeshëm.
Gama dhe vetitë e fibrave dhe fijeve kimike
Fijet e prodhuara nga njeriu
Fibër viskoze- fibrat kimike më natyrale nga të gjitha, të marra nga celuloza natyrale. Në varësi të qëllimit, fijet viskoze prodhohen në formën e fijeve, si dhe fijet kryesore (të shkurtra) me një sipërfaqe me shkëlqim ose mat. Fibra ka higroskopi të mirë (35-40%), rezistencë ndaj dritës dhe butësi. Disavantazhet e fibrave viskoze janë: një humbje e madhe e forcës kur lagësht, rrudhosje e lehtë, rezistencë e pamjaftueshme ndaj fërkimit dhe tkurrje të konsiderueshme kur njomet. Këto disavantazhe eliminohen në fibrat e modifikuara të viskozës (polinose, siblon, mtilon), të cilat karakterizohen nga forca dukshëm më e lartë në thatësi dhe lagështi, rezistencë më e madhe ndaj konsumit, më pak tkurrje dhe rritje të rezistencës ndaj rrudhave. Siblon, krahasuar me fibrat konvencionale të viskozës, ka një shkallë më të ulët tkurrjeje, rritje të rezistencës ndaj rrudhave, forcë në lagështi dhe rezistencë ndaj alkalit. Mtilani ka vetitë antimikrobike dhe përdoret në mjekësi si fije për fiksimin e përkohshëm të qepjeve kirurgjikale. Fijet e viskozës përdoren në prodhimin e pëlhurave të veshjeve, të brendshmeve dhe veshjeve të sipërme, si në formë të pastër, ashtu edhe në përzierje me fibra dhe fije të tjera.
Fijet acetate dhe triacetate marrë nga tul pambuku. Pëlhurat e bëra nga fibra acetate janë shumë të ngjashme në pamje me mëndafshin natyral, kanë elasticitet të lartë, butësi, mbulesë të mirë, rrudhosje të ulët dhe aftësi për të transmetuar rrezet ultraviolet. Higroskopia është më e vogël se ajo e viskozës, kështu që ato elektrizohen. Pëlhurat e bëra nga fibra triacetate kanë rrudhosje dhe tkurrje të ulët, por humbasin forcën kur lagen. Për shkak të elasticitetit të tyre të lartë, pëlhurat ruajnë mirë formën dhe përfundimet (të valëzuara dhe të palosura). Rezistenca e lartë ndaj nxehtësisë ju lejon të hekurosni pëlhura të bëra nga fibra acetate dhe triacetate në 150-160°C.
Fijet sintetike
Fijet sintetike janë bërë nga materiale polimer. Përparësitë e përgjithshme të fibrave sintetike janë forca e lartë, rezistenca ndaj gërryerjes dhe mikroorganizmave dhe rezistenca ndaj rrudhave. Disavantazhi kryesor është higroskopia e ulët dhe elektrifikimi.
Fijet poliamide - najloni, anidi, enant, najloni - dallohen nga forca e lartë në tërheqje, rezistenca ndaj gërryerjes dhe përkuljes së përsëritur, kanë rezistencë të lartë kimike, rezistencë ndaj ngricave dhe rezistencë ndaj veprimit të mikroorganizmave. Disavantazhet e tyre kryesore janë higroskopia e ulët, rezistenca ndaj nxehtësisë dhe rezistenca ndaj dritës dhe elektrifikimi i lartë. Si rezultat i "plakjes" së shpejtë, ato zverdhen, bëhen të brishtë dhe të fortë. Fijet dhe fijet poliamide përdoren gjerësisht në prodhimin e produkteve shtëpiake dhe teknike.
Fijet poliestër - lavsan - shkatërrohen nga veprimi i acideve dhe alkaleve, higroskopia është 0.4%, prandaj nuk përdoret në formën e tij të pastër për prodhimin e pëlhurave shtëpiake. Karakterizohet nga rezistencë e lartë ndaj nxehtësisë, tkurrje të ulët, përçueshmëri të ulët termike dhe elasticitet të lartë. Disavantazhet e fibrës janë ngurtësia e saj e shtuar, aftësia për të formuar pilula në sipërfaqen e produkteve, higroskopia e ulët dhe elektrifikimi i fortë. Lavsan përdoret gjerësisht në prodhimin e pëlhurave, pëlhurave të thurura dhe jo të endura për përdorim shtëpiak në një përzierje me fibra leshi, pambuku, liri dhe fije viskoze, e cila u jep produkteve rritje rezistencë ndaj gërryerjes, elasticitet dhe stabilitet dimensional. Përveç kësaj, fibra përdoret në mjekësi për të bërë qepje kirurgjikale dhe enët e gjakut.
Fijet e poliakrilonitrilit - nitron, dralon, dolan, orlon - ngjajnë me leshin në pamje. Produktet e prodhuara prej tij, edhe pas larjes, kanë qëndrueshmëri të lartë dimensionale dhe rezistencë ndaj rrudhave. Ato janë rezistente ndaj tenjave dhe mikroorganizmave dhe janë shumë rezistente ndaj rrezatimit bërthamor. Për sa i përket rezistencës ndaj gërryerjes, nitroni është inferior ndaj fibrave poliamide dhe poliester. Përdoret në prodhimin e trikotazheve të jashtme, pëlhurave, si dhe lesh artificial, qilima, batanije dhe pëlhura.
Fijet e alkoolit polivinil- vinol, ralon - kanë forcë dhe rezistencë të lartë ndaj gërryerjes dhe përkuljes, ekspozimit ndaj dritës, mikroorganizmave, djersës, reagentëve të ndryshëm (acidet, alkalet, agjentët oksidues, produktet e naftës). Vinoli ndryshon nga të gjitha fibrat sintetike në higroskopinë e tij të rritur, gjë që bën të mundur përdorimin e tij në prodhimin e pëlhurave për të brendshme dhe veshje të sipërme. Fijet kryesore (të shkurtra) të polivinil alkoolit përdoren në formë të pastër ose të përziera me pambuk, lesh, liri ose fibra kimike për të prodhuar pëlhura, veshje të thurura, shami, shami, kanavac, pëlhurë gome dhe materiale filtri.
Fijet poliuretani- material elastik, stilastik - kanë elasticitet të lartë: ato mund të shtrihen shumë herë dhe të rriten në gjatësi me 5-8 herë. Kanë elasticitet të lartë, forcë, rezistencë ndaj rrudhave, rezistencë ndaj gërryerjes (20 herë më shumë se ajo e një fije gome), mot të lehtë dhe reagentë kimikë, por higroskopikitet të ulët dhe rezistencë ndaj nxehtësisë: në temperatura mbi 150°C zverdhen dhe bëhen të ngurtë. . Këto fibra përdoren për të prodhuar pëlhura elastike dhe pëlhura të thurura për veshje të sipërme, tualetin e grave, veshje sportive dhe çorape.
Fijet e klorurit polivinil- klorin - janë rezistente ndaj konsumit dhe veprimit të reagentëve kimikë, por në të njëjtën kohë thithin pak lagështi dhe nuk janë mjaftueshëm rezistente ndaj dritës dhe temperaturave të larta: në 90-100°C fibrat “tkurren” dhe zbuten. Përdoret në prodhimin e pëlhurave filtri, rrjetave të peshkimit, të brendshmeve mjekësore të thurura.
Fijet poliolefine të marra nga polietileni dhe polipropileni. Ato janë më të lira dhe më të lehta se fibrat e tjera sintetike, kanë forcë të lartë, rezistencë ndaj kimikateve, mikroorganizmave, konsumim dhe përkulje të përsëritur. Disavantazhet: higroskopia e ulët (0.02%), elektrifikimi i konsiderueshëm, paqëndrueshmëria ndaj temperaturave të larta (në 50-60°C - tkurrje e konsiderueshme). Përdoret kryesisht për të bërë materiale teknike, qilima, pëlhura mushamash etj.
Fijet dhe fijet inorganike
Fijet e qelqit përftohet nga qelqi silikat me shkrirje dhe tërheqje. Ato janë jo të ndezshme, rezistente ndaj korrozionit, alkaleve dhe acideve, me forcë të lartë, veti izoluese atmosferike dhe zëri. Ato përdoren për prodhimin e filtrave, veshjen e brendshme rezistente ndaj zjarrit të avionëve dhe anijeve dhe perdeve të teatrit.
Fijet metalike përftohet nga alumini, bakri, nikeli, ari, argjendi, platini, bronzi, bronzi me vizatim, prerje, planifikim dhe derdhje. Ata prodhojnë alunit, lurex dhe xhingël. Në një përzierje me fibra dhe fije të tjera, përdoret për prodhimin dhe mbarimin e veshjeve, mobiljeve dhe pëlhurave dekorative dhe magazina tekstile.
FIBRA INORGANIKE, të marra nga elementet kimike(bor, metale), oksidet (SiO 2, Al 2 O 3, ZrO 2), karbidet (SiC, B 4 C), nitridet (AlN), përzierjet e këtyre përbërjeve (për shembull, oksidet ose karbidet e ndryshme), si dhe si bazë në silikate natyrale (bazalt, etj.) ose artificiale (qelqi silikat, shih Fibër qelqi). Struktura e shumicës së fibrave inorganike është polikristaline, ndërsa fibrat silikate janë amorfe. Për sa i përket vetive, mustaqet e përbërjeve të ngjashme janë të ngjashme me fibrat inorganike.
Fibrat metalike okside, silikate dhe inorganike prodhohen kryesisht duke shtypur shkrirjen përmes mbulesave, duke e fryrë shkrirjen me gazra të nxehtë ose duke u shtrirë në një fushë centrifugale. Fibrat inorganike të karbitit dhe oksidit - me nxjerrje të oksideve të shpërndara imët të plastifikuara me polimere ose silikate të shkrirë, e ndjekur nga sinterizimi i grimcave të këtyre përbërjeve ose trajtim termik fibra organike (zakonisht celulozë të hidratuar) që përmbajnë kripëra dhe komponime të tjera metalike. Fijet karabit fitohen gjithashtu duke reduktuar fibrat okside me karbon; bor dhe karbid - nga depozitimi i fazës së gazit në një substrat (filamente tungsteni ose karboni, shirita filmash). Për të përmirësuar vetitë e performancës, fibrat inorganike modifikohen nga depozitimi në fazë gazi i shtresave sipërfaqësore (barrierë) të substancave më rezistente.
Fijet inorganike janë me shkrirje të lartë (temperatura e funksionimit të shumë fibrave inorganike është deri në 1500°C), jo higroskopike, të qëndrueshme në shumë mjedise agresive; Në një mjedis oksidues, fibrat okside janë më rezistente, dhe fibrat karabit janë më pak rezistente. Forca e fibrave inorganike nga 1-1,3 GPa (SiC, B 4 C) në 4-6 GPa (B, SiO 2), moduli elastik nga 70-90 GPa (SiO 2, bazalt) në 400-480 GPa (B, ZrO 2, SiC). Fijet karabit kanë veti gjysmëpërçuese.
Fijet inorganike dhe fijet e bazuara në to përdoren si përbërës përforcues në materialet e përbëra që kanë një matricë organike (polimer), qeramike ose metalike; si materiale termoizoluese me temperaturë të lartë. Filtrat për lëngje agresive dhe gazra të nxehtë janë bërë nga fibra kuarci, oksidi dhe metali. Fijet dhe fijet e karbitit të metalit dhe silikonit që përçojnë elektrikisht përdoren në inxhinierinë elektrike.
Lit.: Konkin A. A. Karboni dhe materiale të tjera fibroze rezistente ndaj nxehtësisë. M., 1974; Katz S. M. Temperatura e lartë materialet termoizoluese. M., 1981; Mbushëse për materiale të përbërë polimer. M., 1981; Budnitsky G. A. Fijet përforcuese për materialet e përbëra // Fijet kimike. 1990. Nr.2; Tsirlin A. M. Fibra inorganike të vazhdueshme për materiale të përbëra. M., 1992.
Përveç atyre të listuara tashmë, ka fibra nga natyrale komponimet inorganike. Ato ndahen në natyrore dhe kimike.
Fibrat natyrale inorganike përfshijnë asbestin, një mineral silikat me fibra të imta. Fijet e asbestit janë rezistente ndaj zjarrit (pika e shkrirjes së asbestit arrin 1500 ° C), rezistente ndaj alkaleve dhe acideve dhe jo termike.
Fijet elementare të asbestit kombinohen në fibra teknike, të cilat shërbejnë si bazë për fijet e përdorura për qëllime teknike dhe në prodhimin e pëlhurave për veshje të veçanta që mund të përballojnë temperaturat e larta dhe zjarr të hapur.
Fijet kimike inorganike ndahen në fibra qelqi (silikon) dhe në ato që përmbajnë metal.
Fijet e silikonit, ose fijet e qelqit, janë bërë nga qelqi i shkrirë në formën e fibrave elementare me diametër 3-100 mikron dhe gjatësi shumë të gjata. Përveç tyre, prodhohet tekstil me fije qelqi kryesor me një diametër prej 0,1-20 mikronë dhe një gjatësi prej 10-500 mm. Tekstil me fije qelqi është jo i ndezshëm, rezistent ndaj kimikateve dhe ka veti izoluese elektrike, nxehtësie dhe zëri. Përdoret për prodhimin e shiritave, pëlhurave, rrjetave, pëlhurave jo të endura, kanavacës fibroze, leshi pambuku për nevoja teknike në sektorë të ndryshëm të ekonomisë së vendit.
Fijet artificiale metalike prodhohen në formën e fijeve duke e shtrirë (vizatuar) gradualisht telin metalik. Kështu fitohen fijet e bakrit, çelikut, argjendit dhe floririt. Fijet e aluminit bëhen duke prerë shiritin e sheshtë të aluminit (fletë) në shirita të hollë. Mund të jepen fijet metalike ngjyra të ndryshme duke aplikuar llaqe me ngjyra në to. Për t'i dhënë më shumë forcë fijeve metalike, ato ndërthuren me fije mëndafshi ose pambuku. Kur fijet mbulohen me një film të hollë sintetik mbrojtës, transparent ose me ngjyrë, fitohen fije metalike të kombinuara - metlon, lurex, alunit.
Prodhohen këto lloje të fijeve metalike: fije metalike e rrumbullakosur; fije e sheshtë në formën e një fjongo - e rrafshuar; fije e përdredhur - xhingël; mish i mbështjellë i përdredhur me fije mëndafshi ose pambuku - i bllokuar.
Artikull nga G.E Krichevsky, Doktor i Shkencave Teknike, Profesor, Shkencëtar i nderuar i Federatës Ruse.
Hyrje
Aktualisht, vendet më të zhvilluara po kalojnë në rendin e 6-të teknologjik dhe vendet në zhvillim janë duke u kapur pas tyre. Kjo mënyrë jetese (shoqëria post-industriale) bazohet në teknologji të reja, përparimtare dhe, mbi të gjitha, në teknologjitë nano-, bio-, info-, njohëse dhe sociale. Kjo paradigmë e re për zhvillimin e qytetërimit prek të gjitha fushat e praktikës njerëzore dhe prek të gjitha teknologjitë e rendit të mëparshëm. Këto të fundit nuk zhduken, por modifikohen dhe modernizohen ndjeshëm. Por, më e rëndësishmja, një ndryshim cilësor është shfaqja e teknologjive të reja, kalimi i tyre në një nivel tregtar, futja e produkteve të këtyre teknologjive dhe teknologjitë tradicionale të modifikuara në jetën e përditshme person i qytetëruar (ilaçe, transport të të gjitha llojeve, ndërtim, veshje, ambiente shtëpiake dhe aksesorë, sport, ushtri, mjete komunikimi etj.).
Krichevsky G.E. - profesor, doktor shkencat teknike, Punëtor i nderuar i Federatës Ruse, ekspert i UNESCO-s, akademik i RIA dhe MPB, Laureat i Çmimit Shtetëror MSR, anëtar i Shoqatës Nanoteknologjike të Rusisë.
Kjo zhvendosje tektonike, teknologjike nuk e anashkaloi fushën e prodhimit të fibrave, pa të cilën nuk ndodh jo vetëm prodhimi i tekstileve të të gjitha llojeve, por edhe shumë produkte teknike të aplikimeve tradicionale dhe jotradicionale (kompozite, implante mjekësore, ekrane etj.). të mundshme.
Histori
Historia e fibrave është historia e njerëzimit, nga ekzistenca primitive në shoqërinë moderne post-industriale. Pa rroba brendshme në shtëpi, jeta, kultura, sporti, shkenca, teknologjia dhe mjekësia janë të pamendueshme pa tekstile teknike. Por të gjitha llojet e tekstileve nuk ekzistojnë pa fibra, të cilat në të njëjtën kohë janë vetëm lëndë të para, por pa të cilat është e pamundur të prodhohen të gjitha llojet e tekstileve dhe materialeve të tjera që përmbajnë fibra.
Është interesante të theksohet se mijëra vjet më parë, nga fundi i epokës paleolitike (~ 10-12 mijë vjet para Krishtit) deri në fund të shekullit të 18-të, njeriu përdori ekskluzivisht fibra natyrale (me origjinë bimore dhe shtazore). Dhe vetëm revolucioni i parë industrial (struktura e dytë teknologjike - mesi i shekullit të 19-të) dhe, natyrisht, përparimet në shkencë dhe, mbi të gjitha, kimia dhe teknologjitë kimike krijuan gjeneratën e parë të fibrave kimike (hidrati celulozë - bakër-amoniak dhe viskozë). Që nga ai moment e deri më sot, prodhimi i fibrave kimike është zhvilluar jashtëzakonisht shpejt në aspektin sasior (kapërceu prodhimin e fibrave natyrore në 100 vjet) dhe në një sërë pozicionesh për nga cilësia (përmirësim i ndjeshëm në vetitë e konsumatorit). Historia e fibrave është paraqitur shkurtimisht në tabelën 1, nga e cila rezulton se historia e fibrave kimike ka kaluar në tre faza dhe e fundit nuk ka përfunduar ende dhe brezi i tretë, i ri i fibrave kimike po kalon fazën e formimin e saj. NJË PAJISJE E VOGËL TERMINOLOGJIKE
Ka mospërputhje në termat ruse (ish-sovjetike) dhe ato ndërkombëtare. Sipas terminologjisë sovjetike dhe ruse, fibrat ndahen në natyrore (bimore, shtazore) dhe kimike (artificiale dhe sintetike).
Le t'i bëjmë vetes pyetjen "a nuk përbëhet gjithçka që na rrethon nga elementë dhe substanca kimike?" Dhe për këtë arsye ato janë kimike dhe, për rrjedhojë, fibrat natyrore janë gjithashtu kimike. Shkencëtarët e shquar sovjetikë që propozuan këtë term "kimik" ishin, para së gjithash, kimistë-teknologë dhe i dhanë këtij termi kuptimin se ato nuk prodhohen nga natyra (biokimia), por prodhohen nga njeriu duke përdorur teknologji kimike. Teknologjia kimike është vendosur në vend të parë dhe dominon në këtë term.
Terminologjia ndërkombëtare tregon të gjitha fibrat artificiale dhe sintetike (polimere) në kontrast me fibrat natyrore - jo të bëra me dorë, siç janë bërë nga dora e njeriut (të krijuara nga njeriu) - fibrat e bëra nga njeriu. Ky përkufizim është më i saktë nga këndvështrimi im. Me zhvillimin e teknologjive të kimisë së polimerit dhe prodhimit të fibrave, terminologjia në këtë fushë gjithashtu zhvillohet, bëhet më e saktë dhe më komplekse. Përdoren terma të tillë si fibra polimer dhe jo polimer, organike, inorganike, fibra me madhësi nano, fibra të mbushura me nanogrimca të marra duke përdorur inxhinierinë gjenetike, etj.
Përafrimi i terminologjisë me përparimet në prodhimin e fibrave të gjeneratës së tretë do të vazhdojë; Kjo duhet të monitorohet si nga prodhuesit e fibrave ashtu edhe nga konsumatorët në mënyrë që të kuptojnë njëri-tjetrin.
Gjenerata e re, e tretë e fibrave me performancë të lartë (HEF)
Fijet e gjeneratës së tretë me veti të tilla në letërsi e huaj quhen HEF - Fibra me Performancë të Lartë (HPF - Fiber me Performancë të Lartë) dhe, së bashku me fibrat e reja polimer, ato përfshijnë karbon, qeramikë dhe lloje të reja të fibrave të qelqit.
Gjenerata e tretë, e re e fibrave filloi të formohej në fund të shekullit të 20-të dhe vazhdon të zhvillohet në shekullin e 21-të, dhe karakterizohet nga kërkesa në rritje për vetitë e tyre të performancës në fushat tradicionale dhe të reja të aplikimit (hapësira ajrore, automobila, mënyra të tjera të transportit, mjekësisë, sportit, ushtrisë, ndërtimit). Këto fusha aplikimi vendosin kërkesa në rritje për vetitë fizike dhe mekanike, rezistencën termo-, zjarri, bio-, kimike dhe rrezatimit.
Nuk është e mundur të plotësohet plotësisht ky grup kërkesash me një sërë fibrash natyrore dhe kimike të gjeneratës 1 dhe 2. Përparimet në fushën e kimisë dhe fizikës së polimereve, fizikës së gjendjes së ngurtë dhe prodhimit të elektronikës me energji të lartë mbi këtë bazë vijnë në shpëtim.
Polimeret me struktura të reja kimike dhe struktura fizike po shfaqen (sintetizohen) duke përdorur teknologji të reja. Vendosja e marrëdhënieve, marrëdhënieve shkak-pasojë midis kimisë, fizikës së fibrave dhe vetive të tyre qëndron në themel të krijimit të fibrave të gjeneratës së tretë me veti të paracaktuara dhe, mbi të gjitha, rezistencë të lartë në tërheqje, rezistencë ndaj fërkimit, përkuljes, presionit, elasticitetit, termik. dhe rezistencë ndaj zjarrit.
Siç shihet nga tabela 1, e cila paraqet historinë e fibrave, zhvillimi i fibrave ndodh në atë mënyrë që llojet e mëparshme të fibrave nuk zhduken kur shfaqen të reja, por vazhdojnë të përdoren, por rëndësia e tyre ulet, dhe rriten të rejat. Ky është ligji i dialektikës historike dhe kalimi i produkteve nga një strukturë teknologjike në tjetrën me një ndryshim në prioritetet. Të gjitha fibrat natyrore, fibrat kimike të gjeneratës së parë dhe të dytë përdoren ende, por fibrat e reja të gjeneratës së tretë kanë filluar të fitojnë forcë.
Prodhimi i fibrave sintetike, polimereve që formojnë fibra, si shumica e substancave moderne organike me molekulare të ulët dhe të lartë, bazohet në kiminë e naftës dhe gazit. Diagrami në Figurën 1 tregon produkte të shumta të përpunimit primar dhe të avancuar të gazit natyror dhe naftës, deri në polimere që formojnë fibra, fibra të gjeneratës së dytë dhe të tretë.
Siç mund ta shihni, plastika, filmat, fibrat, ilaçet, ngjyrat dhe substancat e tjera mund të merren nga nafta dhe gazi natyror përmes përpunimit të thellë.
NË epokës sovjetike e gjithë kjo u prodhua, dhe BRSS zuri vendet kryesore (2-5) në botë në prodhimin e fibrave, ngjyrave dhe plastikës. Për fat të keq, aktualisht, e gjithë Evropa dhe Kina përdorin gazin dhe naftën ruse dhe prodhojnë shumë produkte të vlefshme nga lëndët tona të para, duke përfshirë fibrat.
Para ardhjes së fibrave kimike, fibrat natyrore (pambuku) me karakteristika të forcës 0,1-0,4 N/tex dhe një modul elastik prej 2-5 N/tex u përdorën në një sërë fushash teknike.
Fijet e para të viskozës dhe acetatit kishin një forcë jo më të lartë se ato natyrore (0,2–0,4 N/tex), por në vitet 60 të shekullit të 20-të ishte e mundur të rritej forca e tyre në 0,6 N/tex dhe zgjatja e tyre në thyerje në 13 % (për shkak të modernizimit të teknologjisë klasike).
Një zgjidhje interesante u gjet në rastin e fibrës Fortisan: fibra acetate elastomerike u sapunifikua në celulozë të hidratuar dhe u arrit një forcë prej 0,6 N/tex dhe një modul elasticiteti prej 16 N/tex. Kjo lloj fije ka qëndruar në tregun botëror gjatë periudhës 1939-1945.
Treguesit e forcës së lartë arrihen jo vetëm për shkak të strukturës kimike specifike të zinxhirëve polimerë të polimerëve që formojnë fibra (poliamide aromatike, polibenzoksazole, etj.), por edhe për shkak të një strukture fizike të veçantë, të renditur mbimolekulare (derdhja nga një gjendje kristalore e lëngshme ), për shkak të peshës së lartë molekulare (energjia totale e lartë e lidhjeve ndërmolekulare), si në rastin e një lloji të ri të fibrave polietileni.
Meqenëse idetë moderne në lidhje me mekanizmat e shkatërrimit të materialeve polimer dhe fibrave në veçanti zbresin në raportin e forcës së lidhjeve kimike në zinxhirët kryesorë të polimerit dhe lidhjeve ndërmolekulare midis makromolekulave (hidrogjen, van der Waals, hidrofobike, jonike, etj. .), atëherë loja vazhdon për të rritur forcën në dy fronte: lidhje kovalente me forcë të lartë në zinxhir dhe forcë të lartë të lidhjeve totale ndërmolekulare midis makromolekulave.
Fijet poliamide dhe poliester hynë në tregun botëror (Dupont) në vitin 1938 dhe janë ende të pranishme sot, duke zënë një vend të madh në tekstile tradicionale dhe në shumë fusha të teknologjisë. Fijet poliamide moderne kanë një forcë prej 0,5 N/tex dhe një modul elastik prej 2,5 N/tex, fibrat poliestër kanë forcë të ngjashme dhe një modul elastik më të lartë prej 10 N/tex.
Ishte e pamundur të rriteshin më tej vetitë e forcës së këtyre fibrave brenda kornizës së teknologjive ekzistuese.
Sinteza dhe prodhimi i fibrave para-aramide të rrotulluara nga një gjendje kristalore e lëngët me karakteristika të forcës (fortësia 2 n/tex dhe moduli elastik 80 n/tex) filloi nga DuPont në vitet 60 të shekullit të 20-të.
NË dekadat e fundit shekullin e kaluar, fibrat e karbonit u shfaqën me një forcë prej ~ 5 hPa (~ 3 N/tex) dhe një modul elastik prej 800 hPa (~ 400 N/tex), fibra qelqi të një gjenerate të re (fortësia ~ 4 hPa, 1,6 N/ tex), një modul elastik prej 90 hPa (35 N/tex), fibra qeramike (fortësi ~3 hPa, 1 N/tex), modul elastik 400 hPa (~100 N/tex).
Tabela 1 Historia e fibrave
| *artikull nr.** | *Lloji i fibrave** | *Koha e përdorimit** | Struktura teknologjike | Fusha e zbatimit |
|---|---|---|---|---|
| I | NATYRORE – MADE | |||
| 1a | Perime: pambuk, liri, kërpi, rami, sizal etj. | Zhvilluar 10-12 mijë vjet më parë; janë ende në përdorim sot | Të gjitha teknologjike para-industriale dhe të gjitha teknologjike industriale | Veshje, shtëpi, sport, mjekësi, ushtri, teknologji e kufizuar etj. |
| 1b | Kafshët: leshi, mëndafshi | |||
| II | KIMIKE - TË PRODHUR | |||
| 1 | gjenerata 1 | |||
| 1a | Artificiale: hidrat celulozë, bakër-amoniak, fije mëndafshi | Fundi i 19-të – gjysma e parë e shekullit të 20-të, deri tani | Strukturat teknologjike 1-6 | Veshje, shtëpi, sport, mjekësi, teknologji të kufizuar |
| 1b | Acetat | |||
| 2 | gjenerata e 2-të | |||
| 2a | Artificiale: lyocell (hidrat celulozë) | Çereku i katërt i shekullit të 20-të e deri më sot | Strukturat teknologjike 4-6 | Veshje, ilaçe etj. |
| 2b | Sintetike: poliamide, poliester, akrilik, klorur polivinil, alkool polivinil, polipropilen | Vitet 30-70 të shekullit të 20-të e deri më sot | Veshje, shtëpi, elektroshtëpiake etj. | |
| 3 | gjenerata e 3-të | |||
| 3a | Sintetike: poliamide aromatike (para-, meta-), polietileni me peshë të lartë molekulare, polibenzoksazol, polibenzimidazol, karbon | Strukturat teknologjike 5-6 | Teknologjia, mjekësia | |
| 3b | Inorganike: lloje të reja të fibrave të qelqit, qeramike | fundi i 20-të - fillimi i shekullit të 21-të | Struktura e 6-të teknologjike | Teknika |
| 3v | Fibra me përmasa nano dhe të mbushura me nano |
Gjenerata e tretë e fibrave kimike në literaturën e huaj quhet jo vetëm shumë efikase (HEF), por edhe shumëfunksionale dhe e zgjuar. Të gjithë këta dhe emra dhe terma të tjerë nuk janë të saktë, të diskutueshëm, të paktën jo shkencor. Sepse të gjitha fibrat ekzistuese, si natyrore ashtu edhe kimike, janë, natyrisht, në një shkallë ose në një tjetër, shumë efektive, shumëfunksionale dhe inteligjente. Merrni, për shembull, fibrat natyrore si pambuku, liri dhe leshi, asnjë fibër kimik nuk mund t'i tejkalojë vetitë e tyre të larta higjienike (ato marrin frymë, thithin djersën dhe liri është ende biologjikisht aktiv). Të gjitha fibrat kanë jo një, por disa funksione (multifunksionale). Siç mund ta shihni, kushtet e mësipërme janë shumë të kushtëzuara.
Vetitë fiziko-mekanike të VEV
Meqenëse fushat kryesore të përdorimit të gjeneratës së re të fibrave (kordoni për goma, kompozita për avionë, raketa, automobila, ndërtim) po shtrohen kërkesa të larta për vetitë e fibrave dhe mbi të gjitha për vetitë fizike dhe mekanike, atëherë do të ndalemi më në detaje në këto veti të materialeve me energji të lartë.
E cila vetitë fizike dhe mekanike janë të rëndësishme për fushat e reja të përdorimit të fibrave: qëndrueshmëria në tërheqje, forca ndaj gërryerjes, qëndrueshmëria në shtypje, forca në përdredhje. Në të njëjtën kohë, është e rëndësishme që fibrat t'i rezistojnë efekteve të përsëritura të deformimit (ciklike) të përshtatshme për kushtet e funksionimit të produkteve që përmbajnë fibra. Figura 2 tregon shumë qartë ndryshimin në kërkesat për vetitë fizike dhe mekanike (rezistenca në tërheqje, moduli elastik) që u imponojnë fibrave tre fusha të përdorimit: tekstilet tradicionale, tekstilet tradicionale teknike, fushat e reja të aplikimit në teknologji.
Siç mund të shihet, kërkesat për vetitë e forcës së fibrave nga aplikimet e reja dhe tradicionale po rriten ndjeshëm dhe kjo prirje do të vazhdojë me zgjerimin e fushave të përdorimit të fibrave. Një shembull i mrekullueshëm është ashensori hapësinor, për të cilin flitet jo vetëm nga shkrimtarët e fantashkencës, por edhe nga inxhinierët. Dhe ky projekt mund të realizohet vetëm duke përdorur kabllot ultra të forta të bëra nga nanofibrat e gjeneratës së tretë dhe fibra të tipit mëndafshi merimangë (më të fortë se fijet e çelikut).
Figura 2
Shpjegime për figurën 2: Moduli i elasticitetit dhe qëndrueshmëria në tërheqje vlerësohen në të njëjtat njësi. Moduli elastik është një masë e ngurtësisë së një materiali, e karakterizuar nga rezistenca e tij ndaj zhvillimit të deformimeve elastike. Për fibrat, ajo përcaktohet si marrëdhënia lineare fillestare midis ngarkesës dhe zgjatjes. Den (denier) është një njësi matëse e densitetit linear të një fije (fije) = masa prej 1000 metrash në g Tex është një njësi (jo sistem) e matjes së densitetit linear të një fije (fije) = g. / km.
Tabela 2 tregon karakteristikat krahasuese të vetive fizike dhe mekanike të fibrave të ndryshme, duke përfshirë VEV.
Tabela 2. Karakteristikat krahasuese vetitë fizike dhe mekanike të fibrave të ndryshme
Duhet të kihet parasysh se vetitë fizike dhe mekanike duhet të vlerësohen jo nga një tregues, por të paktën nga një kombinim i dy treguesve, d.m.th. forca dhe elasticiteti nën lloje të ndryshme të efekteve të deformimit.
Pra, sipas të dhënave në tabelën 2, filli i çelikut fiton në elasticitet, por humbet në graviteti specifik(shumë e rëndë). Duke marrë parasysh të gjithë treguesit së bashku, ju mund të zgjidhni zonat e përdorimit të fibrave. Pra, kablloja për një ashensor hapësinor nuk duhet të jetë vetëm super e fortë, por edhe e lehtë.
Pëlhura për një jelek antiplumb duhet të jetë e lehtë, elastike (drape) dhe e aftë të thithë energjinë kinetike të një plumbi (në varësi të energjisë së shpërthimit, d.m.th. aftësisë për të shpërndarë energjinë). Kompoziti për makina garash duhet të jetë rezistent ndaj goditjeve dhe i lehtë në të njëjtën kohë; Rripat e sigurimit duhet të jenë prej fibrash me qëndrueshmëri të lartë me elasticitet të lartë.
Kërkesat për karakteristikat fizike dhe mekanike të fibrave, si një grup ose kombinim i dy ose më shumë treguesve, mund të vazhdojnë. Ky grup vetive dhe faktorësh formulohet nga përdoruesi bazuar në kushtet e funksionimit të produkteve që përmbajnë fibra. Le të gjurmojmë ndryshimin në gjeneratat e fibrave duke përdorur shembullin e kordonit të gomave, kërkesat për karakteristikat fizike dhe mekanike të të cilit janë rritur gjatë gjithë kohës.
Kur u shfaqën makinat e para (1900), filli i pambukut u përdor si kordon i gomave; me ardhjen e fibrave të hidratuar të viskozës celuloze në periudhën 1935–1955. e kanë zëvendësuar plotësisht pambukun. Nga ana tjetër, fijet poliamide (lloje të ndryshme najloni) zëvendësuan fijet e viskozës. Por edhe fijet klasike të poliamidit sot nuk plotësojnë vetitë e forcës së industrisë së automobilave, veçanërisht në rastin e gomave për automjete të rënda dhe aviacion. Prandaj, kordoni poliamid tani zëvendësohet me fije çeliku.
Fortësia maksimale e fibrave poliamide dhe poliesteri komerciale arrin ~ 10 g/den (~ 1 GPa, ~ 1 N/tex). Kombinimi i forcës dhe elasticitetit mesatarisht të lartë siguron energji të lartë të këputjes (punë këputjeje) dhe rezistencë të lartë ndaj deformimeve të përsëritura të goditjeve. Megjithatë, këta tregues të performancës së fibrave poliamide dhe poliester nuk plotësojnë kërkesat e disa aplikacioneve të reja të fibrave.
Për shembull, fibrat poliamide dhe poliester, për shkak të rritjes së lartë të ngurtësisë në shkallë të lartë deformimi, nuk lejojnë përdorimin e tyre në produktet anti-balistike.
Në të njëjtën kohë, fibrat e poliestrës janë shumë të përshtatshme për pajisje peshkimi me forcë të lartë (litarë, litarë, rrjeta, etj.), Meqenëse ato karakterizohen nga forca dhe hidrofobia relativisht e lartë (të pa lagura nga uji); Litarët e bërë nga fibra poliesteri përdoren në pajisjet e shpimit për të punuar në thellësi deri në 1000-2000 m, ku mund të përballojnë ngarkesa deri në 1.5 ton.
Kombinimi i forcës së lartë dhe modulit të lartë të elasticitetit sigurohet nga tre grupe materialesh me energji të lartë: 1. me bazë aramide, polietileni me molekular të lartë, polimere të tjera lineare, fibra karboni; 2. fibra inorganike (qelqi, qeramike); 3. bazuar në polimere termofikse që formojnë një strukturë rrjeti tredimensionale.
VEV bazuar në polimere lineare
Grupi i parë i VEV-ve bazohet në polimere lineare (1D dimensionale) dhe më i thjeshti prej tyre, polietileni.
Për materialet e bëra nga polimere lineare, në vitin 1930, Staudinger propozoi model ideal strukturë supramolekulare, duke siguruar një modul të lartë elasticiteti përgjatë zinxhirëve kryesorë (11000 kg/mm2) dhe vetëm 45 kg/mm2 ndërmjet makromolekulave të lidhura nga forcat van der Waals.
Figura 3. Ideale struktura fizike polimer linear sipas Staudinger.
Siç mund ta shihni (Fig. 3), forca e strukturës përcaktohet nga zgjatja dhe orientimi i lartë i zinxhirëve të makromolekulave përgjatë boshtit të fibrës.
Teknologjia (gjendja e tretësirës tjerrëse dhe e shkrirjes, kushtet e tërheqjes) për prodhimin e fibrave duhet të projektohet në atë mënyrë që të mos krijohen palosjet e makromolekulave. Polimere që formojnë fibra në disa struktura kimike makromolekulat tashmë në tretësirë formojnë struktura të zgjatura, të orientuara të kombinuara në blloqe (kristale të lëngëta). Kur fibrat formohen nga një gjendje e tillë, të përforcuara nga një shkallë e lartë zgjatjeje, formohet një strukturë afër idealit sipas Staudinger (Fig. 3). Kjo teknologji u zbatua për herë të parë nga DuPont (SHBA) në prodhimin e fibrave Kevlar bazuar në poliparaaramid dhe polifenilen tereftalamid. Në këto fibra me forcë të lartë, unazat aromatike janë të lidhura me grupe amide
Prania e cikleve në zinxhir siguron elasticitet, dhe grupet amide formojnë lidhje hidrogjenore ndërmolekulare, të cilat janë përgjegjëse për forcën në tërheqje.
Duke përdorur një teknologji të ngjashme (gjendja kristalore e lëngshme në tretësirë, shkalla e lartë e zgjatjes gjatë formimit, VEV-të prodhohen nga polimere të ndryshme nga kompani të ndryshme, në vende të ndryshme me emra të ndryshëm tregtarë: Technora (Taijin, Japoni), Vectran (Gelanese, SHBA), Tverlana, Terlon (BRSS, Rusi), Mogelan-HSt dhe të tjerë.
Fibrat e karbonit dhe shtresat e grafenit
Molekula të mëdha 2D-dimensionale nuk ekzistojnë në natyrë. Molekulat monofunksionale në reaksione prodhojnë molekula të vogla; ato dyfunksionale prodhojnë polimere lineare (1D-dimensionale); reagentët tre ose më shumë funksionalë formojnë struktura rrjeti 3D-dimensionale, të ndërlidhura (termoplastikë). Vetëm gjeometria specifike e drejtimit të lidhjeve që mund të formojnë atomet e karbonit çon në molekula të shtresuara. Grafeni, një rrjet heksonal, planar i atomeve të karbonit, është shembulli i parë i një strukture të tillë.
Fibrat e karbonit prodhohen zakonisht nga trajtimi në temperaturë të lartë (plasaritje) të fibrave organike (celulozë, poliakrilonitril) nën tension. Përftohen fibra të forta elastike në të cilat shtresat njëdimensionale janë të orientuara paralelisht me boshtin e fibrës.
Strukturat rrjetë 3D
Polimeret me strukturë rrjeti 3D zakonisht quhen termoplastikë sepse formohen në reaksionet e kondensimit termokatalitik të monomereve polifunksionale.
Termoplastika 3D mund të prodhohet në formën e fibrave. Edhe pse rezistente ndaj nxehtësisë, fibra të tilla nuk janë shumë të forta. Shembuj të fibrave të tilla janë fibrat e bazuara në polimere melamine-formaldehid dhe fenol-aldehid*.
Strukturat rrjetë inorganike 3D-dimensionale (qelqi dhe qeramika) dhe fibrat e bazuara në to, si dhe të bazuara në oksidet dhe karbidet e metaleve, karakterizohen nga qëndrueshmëri e lartë, elasticitet, nxehtësi dhe rezistencë ndaj zjarrit.
- Polimeri kryesor i fibrës së leshit - keratin - është gjithashtu rrjetë me lidhje të pakta. polimer natyral. Ka veti unike elastike-elastike (rezistencë ndaj ngjeshjes). Lidhja e kryqëzuar e një polimeri linear celuloz me lidhje të rralla të kryqëzuara i jep fibrës dhe pëlhurave të bëra prej saj rezistencë ndaj rrudhosjes, të cilën fibrat celuloze fillimisht nuk e kanë. Por në të njëjtën kohë, forca në tërheqje dhe gërryerje zvogëlohet (~ 15%).
Figura 4-10 tregojnë karakteristikat krahasuese fizike dhe mekanike të VEV-ve.
Tabela 3 tregon karakteristikat kryesore të performancës së fibrave natyrore dhe kimike.
Figura 4. Lakoret e ngarkesës-zgjatjes për fibrat konvencionale dhe HEV.
Figura 5. Marrëdhënia ndërmjet forcës specifike dhe modulit elastik të HEV.
Figura 6. Varësia e forcës së masës nga forca/vëllimi për VEV.
Figura 8. Lakoret ngarkesë-deformim të një përbërjeje të bazuar në HEV në një matricë epokside.
Figura 9. Gjatësia e thyerjes në kilometra për VEV.
Figura 10. VEV. Fushat kryesore të përdorimit.
Tabela 3. Karakteristikat themelore të performancës së fibrave natyrore dhe kimike (Hearle).
| № | Lloji i fibrave | Dendësia g/cm3 | Lagështia, me lagështi 65%. | Pika e shkrirjes, °C | Forca, N/tex | Moduli i elasticitetit, N/tex | Puna e këputjes, J/g | Zgjatimi në thyerje, % |
| 1 | Komponimet natyrore me peshë të lartë molekulare formohen gjatë zhvillimit dhe rritjes së fibrave. Substanca kryesore e të gjitha fibrave bimore është celuloza, fibrat shtazore janë proteina: në lesh - keratin, në mëndafsh - fibroinë. | 1,52 | 7 | 185* | 0,2–0,45 | 4–7,5 | 5–15 | 6–7 |
| 2 | Liri | 1,52 | 7 | 185* | 0,54 | 18 | 8 | 3 |
| 3 | leshi | 1,31 | 15 | 100**/300* | 0,1–0,15 | 2–3 | 25–40 | 30–40 |
| 4 | Mëndafshi natyral | 1,34 | 10 | 175* | 0,38 | 7,5 | 60 | 23 |
| 5 | Viskozë | 1,49 | 13 | 185* | 0,2–0,4 | 5–13 | 10–30 | 7–30 |
| 6 | Poliamidi | 1,14 | 4 | 260*** | 0,35–0,8 | 1,–5 | 60–100 | 12–25 |
| 7 | Poliestër | 1,93 | 0,4 | 258 | 0,45–0,8 | 7,–13 | 20–120 | 9–13 |
| 8 | Polipropileni - i ri | 0,91 | 0 | 165 | 0,6 | 6 | 70 | 17 |
| 9 | n-aramid | 1,44 | 5 | 550* | 1,7–2,3 | 50–115 | 10–40 | 1,5–4,5 |
| 10 | m-aramid | 1,46 | 5 | 415* | 0,49 | 7,5 | 85 | 35 |
| 11 | Vektran | 1,4 | < 0,1 | 330 | 2–2,5 | 45–60 | 15 | 3,5 |
| 12 | H.P.E. | 0,97 | 0 | 150 | 2,5–3,7 | 75–120 | 45–70 | 2,9–3,8 |
| 13 | PBO | 1,56 | 0 | 650* | 3,8–4,8 | 180 | 30–90 | 1,5–3,7 |
| 14 | Karboni | 1,8–2,1 | 0 | >2500 | 0,4–3,9 | 20–370 | 4–70 | 0,2–2,1 |
| 15 | Xhami | 2,5 | 0 | 1000–12000**** | 1–2,5 | 50–60 | 10–70 | 1,8–5,4 |
vazhdimi i tabeles. 3
| 16 | Qeramike | 2,4–4,1 | 0 | >1000 | 0,3–0,95 | 55–100 | 0,5–9 | 0,3–1,5 |
| 17 | Kimiorezistente | 1,3–1,6 | 0–0,5 | 170–375***** | 0–0,65 | 0,5–5 | 15–80 | 15–35 |
| 18 | Rezistent ndaj nxehtësisë | 1,25–1,45 | 5–15 | 200–500**** | 0,1–1,3 | 2,5–9,5 | 10–45 | 8–50 |
- – shkatërrim; ** – zbutje; *** – për najlon 66, najlon 6 – 216°; **** – lëngëzimi;
***** - diapazoni i temperaturës
Ekonomia e VEV-së
Në vitet 50 të shekullit të kaluar, fibrat poliamide dhe poliester ishin fjalë për fjalë një "mrekulli" për konsumatorët që ishin të uritur për një bollëk produktesh tekstili me veti të reja. Pas zhvillimit industrial të fibrave të këtij lloji nga koncerni më i madh kimik në botë DuPont (SHBA), të gjitha kompanitë kryesore kimike në vendet e zhvilluara kapitaliste u turrën pas tyre dhe filluan të prodhojnë fibra të ngjashme me emra të ndryshëm.
As industria kimike e BRSS nuk qëndroi mënjanë, duke u fokusuar në një lloj fije poliamide - najloni i bazuar në polikaproamid. Kjo teknologji u eksportua nga Gjermania për dëmshpërblime në vitin 1945. Një shkencëtar i shquar sovjetik i polimerit, profesor Zakhar Aleksandrovich Rogovin, mori pjesë në çmontimin e fabrikave gjermane që prodhonin këtë fibër të quajtur perlon. Ai, së bashku me një grup shkencëtarësh dhe inxhinierësh sovjetikë, themeluan prodhimin e najlonit në një numër fabrikash në qytete të ndryshme të BRSS (Klin, Kalinin (Tver)).
Fijet poliesteri të bazuara në tereftalat polietileni u prodhuan në një shkallë të gjerë në BRSS nën markën tregtare Lavsan - një shkurtim për Laboratorin e Përbërjeve me Modus të Lartë të Akademisë së Shkencave. Këto dy fibra u bënë fibrat kryesore të tonazhit të lartë dhe mbeten ende të tilla në botë. Këto fibra përdoren shumë gjerësisht më vete ose në përzierje me fibra të tjera si në sektorin e veshjeve, tekstilit shtëpiak dhe atë teknik.
Bilanci botëror i prodhimit dhe konsumit të fibrave në vitin 2010 është paraqitur në Figurën 11.
Figura 11.
Figura 12.
Poliestër. 2000 – 19.1 milion ton;
2010 – 35 milionë tonë;
2020 – 53.4 milion ton.
Pambuk. 2000 – 20 milionë tonë;
2010 – 25 milionë tonë;
2020 – 28 milionë tonë.
Figura 13.
Figura 14.
Figura 15.
Figura 16.
Figura 17.
Figura 18.
Përpara se të kalojmë në ekonominë e VEV-së, le të themi se si u ndërtua politika e çmimeve dhe investimeve për prodhimin e fibrave poliamide dhe poliestër. Në fillim (vitet 30-40 të shekullit të 20-të) fijet poliamide dhe poliester ishin disa herë më të shtrenjta se fijet e pambukut natyral dhe madje edhe të leshit. Është e vështirë të besohet tani, kur fotografia është e kundërta dhe korrespondon me koston reale të prodhimit të këtyre fibrave. Por kjo ishte një politikë çmimi absolutisht korrekte, tipike për fillimin e hyrjes së një produkti potencialisht masiv në treg. Kjo politikë çmimi lejon që të ardhura të konsiderueshme të ndahen për kërkime të mëvonshme mbi zhvillimin dhe përmirësimin e prodhimit të llojeve të reja të fibrave, duke përfshirë VEV. Aktualisht, fibrat poliamide dhe poliester prodhohen nga shumë kompani në shumë vende në sasi të mëdha. Konkurrenca e tillë dhe sasitë e mëdha të këtyre fibrave kanë çuar në çmime mjaft afër kostos.
Situata është e ndryshme, më komplekse, në rastin e ekonomisë VEV. DuPont, duke filluar kërkimet në fushën e poliamideve aromatike, të cilat çuan në krijimin e fibrave Kevlar prej tyre (bazuar në n-polyaramid), fillimisht i fokusoi ato në tregun e kordonit të gomave.
Shfaqja e makinave të rënda dhe me shpejtësi të lartë dhe avionëve të rëndë kërkonte kordon me forcë të lartë; Jo vetëm pambuku dhe fibra viskoze nuk i plotësonin këto kërkesa, por edhe fibra shumë më të forta poliamide dhe poliester.
Rritja e forcës së kordonit rriti proporcionalisht jetëgjatësinë e gomave ("kilometrazhet") dhe kurseu konsumin e fibrave për prodhimin e kordonit.
Kevlar dhe makina të tjera EV me forcë të lartë përdoren për goma speciale (makina garash, rimorkio të rënda). Për shkak të specifikave të tregut për konsumin e tyre, VEV-të prodhohen me porosi në tufa të vogla, nga një numër i vogël prodhuesish duke përdorur një teknologji shumë më komplekse (sintezë shumëfazëshe, lëndë të para të shtrenjta, teknologji komplekse formimi, raport i lartë tërheqjeje, tretës ekzotikë , shpejtësi të ulët të formimit) dhe, natyrisht, me çmime të larta. Por ato fusha të teknologjisë në të cilat përdoren HEV (prodhimi i avionëve dhe raketave) mund të përballojnë konsumimin e fibrave me çmime të larta, të cilat janë të papranueshme në rastin e prodhimit të veshjeve dhe tekstileve shtëpiake.
Prodhimi i turbinave të erës më të përdorura arrin ~ 10 mijë tonë në vit, të atyre shumë të specializuara - 100 tonë në vit ose më pak (Fig. 19).
Figura 19.
Përjashtim bëjnë HEV-të e bazuara në polietileni me peshë të lartë molekulare, pasi si lënda e parë (etilen) ashtu edhe polimeri prodhohen duke përdorur një teknologji të njohur, relativisht të thjeshtë. Është e nevojshme vetëm në fazën e polimerizimit të sigurohet formimi i një polimeri me peshë të lartë molekulare, i cili përcakton karakteristikat e shkëlqyera fizike dhe mekanike të këtij lloji të fibrave. Çmimet në tregun botëror për fibrat me energji të lartë janë të larta, por ndryshojnë shumë dhe varen nga shumë faktorë (përsosja e fibrave, forca, lloji i fijeve, etj.) dhe kushtet e tregut (lëndët e para). Prandaj, në burime të ndryshme gjejmë luhatje të mëdha të çmimeve (Tabela 4). Pra, për fibrat e karbonit çmimi varion nga 18 DS/kg deri në 10,000 DS/kg.
Është shumë më e vështirë të parashikohet dinamika e ndryshimeve të çmimeve për VEV-të sesa për fibrat tradicionale të tonazhit të madh (prodhohen dhjetëra miliona tonë në vit), dhe investimi në prodhimin në shkallë të gjerë të VEV-ve është një biznes shumë i rrezikshëm. Tregu më i gjerë për VEV-të është prodhimi dhe konsumi i një gjenerate të re të materialeve të përbëra, që katalizon punën për përmirësimin e teknologjisë për prodhimin e VEV-ve.
Deri më tani, fabrikat e reja nuk janë duke u ndërtuar për prodhimin e VEV-ve, por ato prodhohen në fabrikat ekzistuese në instalime dhe linja speciale pilot.
Natyrisht, ushtria, sporti, mjekësia (implantet), ndërtimi dhe, natyrisht, aviacioni dhe aeronautika janë përdorues realë dhe potencialë të VEV-ve. Kështu, një reduktim prej 100 kg në peshën e avionit për shkak të një gjenerate të re të përbërjeve të lehta dhe të qëndrueshme redukton kostot vjetore të karburantit me 20,000 DS për avion.
Për çdo risi ka rrezik investimi, por pa rrezik nuk ka sukses. Është vetëm në një projekt studentor që një plan biznesi mund të llogaritet me saktësi. Letra do të durojë gjithçka.
Themeluesi i kompanisë së famshme botërore të automobilave Honda, Soichiro Honda, tha mirë për këtë: “Mos harroni, suksesi mund të arrihet përmes provave dhe gabimeve të përsëritura. Suksesi aktual është rezultat i 1% të punës suaj dhe 99% të dështimeve tuaja.” Sigurisht, kjo është hiperbolë, por jo larg së vërtetës.
Tabela 4 Çmimet për VEV të ndryshme në krahasim me fibra teknike poliester
| №№ | Lloji i fibrave | Çmimi në DS/kg |
| 1 | 2 | 3 |
| 1. | Poliestër | 3 |
| 2. | Fibra polimer me modul të lartë | |
| n-aramid | 25 | |
| m-aramid | 20 | |
| polietileni me peshë të lartë molekulare | 25 | |
| Vektran | 47 | |
| Zylon (polibenzoksazol RBO) | 130 | |
| Tensylon (SSPE) | 22–76 | |
| 3. | Fibrat e karbonit | |
| bazuar në fibrat PAN | 14–17 | |
| bazuar në pikun e naftës (i rregullt) | 15 | |
| bazuar në nivelin e naftës (moduli i lartë) | 2200 | |
| bazuar në fibra akrilike të oksiduara | 10 |
vazhdim tabela 4
| 1 | 2 | 3 |
| 4. | Fijet e qelqit | |
| E-lloji | 3 | |
| Lloji S-2 | 15 | |
| Qeramike | ||
| Tipi SiC: Nicolan NI, Tyrinno Lox-M, ZM | 1000–1100 | |
| tip stonkometrik | 5000–10000 | |
| Lloji i aluminit | 200–1000 | |
| tip bori | 1070 | |
| 5. | Rezistent ndaj nxehtësisë dhe kimikateve | |
| REEK | 100–200 | |
| Bazofil termoplastikë | 16 | |
| Termoplastikë Kynol | 15–18 | |
| PBI | 180 | |
| PTFE | 50 |
Prodhimi specie moderne fibrat (poliester, poliamide, akrilik, polipropileni dhe, natyrisht, VEV) në Federatën Ruse janë jashtëzakonisht të justifikuara nga pikëpamja e rezervave të mëdha të lëndëve të para natyrore (naftë, gaz) për prodhimin e fibrave dhe nevojën e tyre të madhe për modernizimin e një numri të konsiderueshëm industrish (përpunimi i naftës, gazit, tekstili, ndërtimi i anijeve, industria e automobilave). Gjysma e botës (duke përjashtuar SHBA-në, Kanadanë, Amerikën Latine) përdor lëndët tona të para për të bërë të gjitha këto dhe për të na shitur me vlerë të lartë të shtuar. Prodhimi i fibrave kimike të gjeneratës së re mund të luajë rolin e një lokomotivë për zhvillimin e industrisë vendase, duke u bërë një nga faktorë të rëndësishëm siguria kombëtare e Federatës Ruse.
Literatura e përdorur:
- G.E. Krichevsky. Teknologjitë nano-, bio-, kimike dhe prodhimi i një gjenerate të re të fibrave, tekstileve dhe veshjeve. M., Shtëpia botuese "Izvestia", 2011, 528 f.
- Fijet me performancë të lartë. Hearle J.W.S. (ed.). Woodhead Publishing Ltd, 2010, fq.329.
Tekstile ushtarake. Redaktuar nga E Wilusz, Qendra Ushtarake Natick e Ushtrisë Amerikane, SHBA. Woodhead Publishing Series in Tekstile. 2008, 362 fshij.
- Fijet PCI. Ekonomia e fibrave në një konferencë të perspektivës botërore gjithnjë në ndryshim. www.usifi.com/…look_2011pdf
Shkurtim për emrat e fibrave
| anglisht | rusisht |
| Karbon HS | karbonit |
| HPPE | polietileni me forcë të lartë |
| Aramida | aramid |
| E-S-Glass | xhami |
| Çeliku | çeliku |
| Poliamidi | poliamidi |
| PBO | polibenozxazol |
| Polipropeleni | polipropileni |
| Poliestër | poliestër |
| Qeramike | qeramike |
| Bori | me bazë bori |
| Kevlar 49,29,149 | aramid |
| Nomex | m-aramid |
| Lykra | poliuretani elastomerik |
| Teflon | politetrafluoroetilen |
| Alumini | bazuar në përbërjet e aluminit |
| Para-aramid | p-aramid |
| m-aramid | m-aramid |
| Dyneema | polietileni HMPE me peshë të lartë molekulare |
| Pambuk | pambuku |
| Akrilik | akrilik |
| leshi | leshi |
| Najloni | poliamidi |
| Celulozike | celulozë artificiale |
| PP | polipropileni |
| P.P.S. | sulfid polifenileni |
| PTFE | politetrafluoroetilen |
| Cermel | poliaramidimid |
| SHIKONI | polieterketon |
| PBI | polibenzimidazol |
| P-84 | poliarimid |
| Vektran | poliestër aromatik |
Materiale të ngjashme
- "Materiale të tjera të Autorit në faqen tonë të internetit":
Fijet inorganike janë bërë nga komponimet e elementeve kimike (përveç komponimeve të karbonit), zakonisht nga polimere që formojnë fibra. Mund të përdoret azbesti, metalet dhe madje edhe qelqi.
Kjo është interesante. Struktura me fibra të imta të asbestit natyral lejon që ai të përdoret për të bërë fije për pëlhurë rezistente ndaj zjarrit.
Llojet dhe veçoritë e prodhimit
Falë diversitetit materialet fillestareËshtë e mundur të krijohen lloje të ndryshme të fijeve nga fibra inorganike. Të gjitha ato karakterizohen nga qëndrueshmëri e lartë në tërheqje, qëndrueshmëri e shkëlqyer dimensionale, rezistencë ndaj rrudhave dhe rezistencë ndaj dritës, ujit dhe temperaturës.
Fijet metalike ose të metalizuara përdoren gjerësisht në industrinë e tekstilit. Përdoret në kombinim me lloje të tjera materialesh për t'i dhënë produkteve një shkëlqim, pamje dekorative. Për të prodhuar fije të tilla, ata përdorin ose alunit - fije metalike që nuk njollosen dhe nuk zbehen me kalimin e kohës. Materiali është bërë me letër alumini të veshur me film poliestër, i cili mbron nga oksidimi. Për të marrë një nuancë të artë, bakri i shtohet lëndës së parë, dhe për të shtuar vetitë përforcuese, përdredhet me fije najloni.
Për të zgjeruar gamën e produkteve tekstile, fibrat inorganike mund të përdoren në përzierje me materiale të tjera, përfshirë ato me origjinë natyrore.
Informacion historik. Prodhimi i fijeve artificiale filloi në fundi i XIX shekulli. Lloji i parë i fibrës inorganike ishte mëndafshi nitrat, i prodhuar në 1890.
Vetitë
Origjina artificiale e fijeve nga fibra inorganike e ka pajisur atë me shumë përparësi:
- Rezistenca ndaj ultravjollcës - fijet nuk zbehen në diell të ndritshëm, duke ruajtur ngjyrën e saj origjinale;
- higroskopia e mirë, domethënë aftësia për të thithur dhe avulluar lagështinë;
- fibrat higjienike - inorganike nuk janë me interes për tenjat, mikroorganizmat nuk shumohen në to.
Të gjitha produktet e bëra nga fibra inorganike kanë mbajtje të mirë dhe i ruajnë ato pamjen për një kohë të gjatë.
Produktet e bëra nga fije të tilla kërkojnë larje të kujdesshme. Uji nuk duhet të jetë i nxehtë, në mënyrë optimale jo më shumë se 30-40 gradë. Përndryshe, artikulli mund të tkurret ose të humbasë forcën.
Rekomandohet përdorimi i lëngut larës të llojit të përshtatshëm të pëlhurës dhe një agjent antistatik. Ju nuk mund t'i shtrydhni gjërat nga fibrat inorganike duke i përdredhur: kur lagen, ato humbasin deri në 25% të forcës së tyre, gjë që mund të çojë në dëmtim.
Këshilla. Mos përdorni një centrifugim me makinë ose mos e thani produktin në radiator. Është më mirë ta drejtoni artikullin në një sipërfaqe të sheshtë horizontale, duke vendosur një peshqir që thith lagështinë ose një leckë vaji.
Çfarë është thurur nga fibra inorganike
Fijet me fibra inorganike janë ideale për thurje ose thurje me grep. Fijet e lëmuara me shkëlqim nuk ngatërrohen ose nuk shkrihen edhe një fillestar mund t'i trajtojë lehtësisht. Nga ky fije mund të thurni ose dekoroni me fije metalike:
- bolero elegante;
- maja në modë;
- fustan i bukur;
- shamia e ndritshme e kokës;
- pecetë dantelle;
- çizme ose çorape për fëmijën.
Fijet inorganike do t'ju lejojnë të krijoni një artikull të bukur dhe elegant. Përdorni imagjinatën tuaj dhe do të keni sukses!
Fijet inorganike në koleksionet e markës
Për të thurur një produkt cilësor, duhet të zgjidhni materialin e duhur. Fijet me fibra inorganike ofrohen nga Lana Grossa dhe prodhues të tjerë. Ata kanë fituar popullaritet të jashtëzakonshëm në mesin e thurjeve në të gjithë botën. Koleksione të ndritshme, të bukura dhe origjinale të fijeve do t'ju lejojnë të zgjidhni material perfekt për punën tuaj.
