Товароведная характеристика и экспертиза качества швейных ниток (стр. 2 из 7)

Обзор мирового рынка показал, что в настоящее время наиболее востребованными являются ПЭФ швейные нитки, которые занимают лидирующее положение среди синтетических волокон и нитей.

Сырьем для ПЭФ швейных ниток являются полиэфирные волокна и нити, которые получают путем синтеза полимеровиз простых веществ на предприятиях химической промышленности. Полиэфирные волокна выпускают под различными названиями: в Англии, Канаде — терилен, в США— дакрон, в Японии — полиэстер, в России - лавсан. Исходным сырьем для производства волокна лавсан служат полиэфиры, которые представляют собой высокомолекулярные соединения, отдельные звенья макромолекул которых соединены сложноэфирными группами. Из всех известных полиэфиров для получения синтетических волокон и нитей используют полиэтилентерефталат (ПЭТ). Макромолекулы полиэтилентерефталата линейны, имеют регулярное расположение функциональных групп, обладают высокой жесткостью, сильно вытянуты. Число элементарных звеньев в макромолекуле 85— 120. Из его расплава в нашей стране получают полиэфирное волокно лавсан.

Лавсан обладает большой прочностью, которую при необходимости можно увеличить. Влагопоглощение при 20 °С и 65%-ной относительной влажности воздуха составляет 0,3-0,4%. Сохранение прочности в мокром состоянии 100%, в петле 80-90%, в узле 70-85%. Эластичное восстановление после деформации полиэфирного волокна на 5% равно 85-95%. Усадка в кипящей воде полиэфирного волокна, не подвергнутого термообработке, составляет 5-15%, термообработанного-1-4%. Устойчивость к истиранию полиэфирных волокон в 4-5 раз ниже, чем у полиамидных волокон. Сопротивление многократным изгибам также ниже, чем у полиамидных волокон, но в 2,5 раза выше, чем у гидратцеллюлозных. Под действием огня волокно плавится, но загорается с трудом, после удаления из огня самозатухает. Для снижения горючести полиэфирные волокна обрабатывают антипиренами (в массе или поверхностно, в кол-ве до 10% от массы волокна). Полиэфирное волокно сравнительно атмосферо- и светостойко: после пребывания на солнце в течение 600 ч теряет прочность на 60% (полиамидные волокна в этих условиях разрушаются).

Лавсан растворяется в крезоле и других фенолах, частично разрушается, растворяясь в конц. H₂SO₄ и HNO₃. Полностью разрушается при кипячении в концентрированных растворах щелочей, обработке водяным паром при 220 °С в течение 1 ч. Обработка паром при 100°С, ввиду частичного гидролиза ПЭТ, сопровождается уменьшением прочности. Устойчиво в ацетоне, дихлорэтане и других растворителях, используемых в химической чистке, к действию окислителей и восстановителей,микроорганизмов,моли.
Основными недостатки полиэфирных волокон является трудность крашения; гидрофобность; высокая электролизуемость вследствие, которой появляется склонность к пиллингу (образование на поверхности изделия скрученных волоконец-"шариков"); жесткость; плохая драпируемость.

1.2 Технология производства ПЭФ швейных ниток.

Сырьем для ПЭФ швейных ниток являются полиэфирные волокна и нити, которые получают на предприятиях химической промышленности.

1.2.1 Технологический процесс изготовления полиэфирных волокон и нитей.

Технологический процесс изготовления полиэфирных волокон состоит из трех основных стадий — получения прядильного раствора, формирования из него волокон и отделки волокон.

Приготовление прядильного раствора или расплава. При изготовлении волокон и нитей необходимо из твердого исходного полимера получить длинные тонкие текстильные нити с продольной ориентацией макромолекул, т. е. нужно переориентировать макромолекулы полимера. Для этого следует перевести полимер в жидкое (раствор) или размягченное (расплав) состояние, при котором нарушается межмолекулярное взаимодействие, увеличивается расстояние между макромолекулами и появляется возможность их свободного перемещения относительно друг друга. Из расплавов образуются гетероцепные полиэфирные волокна и нити.
Прядильный расплав приготовляют в несколько стадий:

1) Смешивание полимеров из различных партий выполняют для повышения однородности расплавов, чтобы получить нити, равномерные по свойствам на всем их протяжении. Смешивают полимеры либо в виде раствора, либо в сухом виде до растворения или расплавления.

2) Фильтрация необходима для удаления из расплава механических примесей, не растворившихся частиц полимера, чтобы предотвратить засорение фильер и улучшить свойства нитей. Проводится она путем многократного прохождения расплава через фильтры (плотную ткань, слой кварца, керамики).

3) Обезвоздушивание заключается в удалении из раствора пузырьков воздуха, которые, попадая в отверстия фильер, обрывают струйки раствора и препятствуют образованию волокон. Осуществляется оно путем выдерживания раствора в течение нескольких часов в вакууме. Расплав обезвоздушиванию не подвергают, так как в расплавленной массе полимера воздуха практически нет.

Формование. Процесс формования волокон состоит из следующих этапов:

• продавливание прядильного раствора через отверстия фильер,
• затвердевание вытекающих струек,
• наматывание полученных нитей на приемные устройства.

Прядильный расплав подаётся на прядильную машину для формования волокон. Рабочими органами, непосредственно осуществляющими процесс формования химических волокон на прядильных машинах, являются фильеры. Изготавливаются фильеры из тугоплавких металлов – платины, нержавеющей стали и др. – в форме цилиндрического колпачка или диска с отверстиями.

В зависимости от назначения и свойств формуемого волокна количество отверстий в фильере, их диаметр и форма могут быть различными (круглые, квадратные, в виде звездочек, треугольников и т.п.). При использовании фильер с отверстиями фигурного сечения получают профилированные нити с различной конфигурацией поперечного сечения или же с внутренними каналами. Для формирования биокомпонентных (из двух и более полимеров) нитей отверстия фильер разделены перегородкой на несколько (две или более) частей, к каждой из которых подаётся свой прядильный раствор.

При формировании комплексных нитей используют фильеры с небольшим числом отверстий: от 12 до 100. Сформованные из одной фильеры элементарные нити соединяются в одну комплексную (филаментную) нить и наматываются на бобину.

При получении штапельных волокон (волокно, получаемое разрезанием или разрыванием жгута продольно сложенных элементарных нитей на отрезки длиной 40—70 мм)применяют фильеры с количеством отверстий в несколько десятков тысяч (1000-15000). Собранные вместе с нескольких фильер нити образуют жгут, который затем разрезается на штапельные волокна определенной длины.

Прядильный расплав дозировано продавливается через отверстия фильер. Вытекающие струйки попадают в среду, вызывающую затвердевание полимера в виде тонких волокон. В зависимости от среды, в которой происходит затвердевание полимера, различают мокрый и сухой способы формования.

При формовании волокон из раствора полимера в нелетучем растворителе (например, вискозных, медно-аммиачных, поливинилспиртовых волокон) нити затвердевают, попадая в осадительную ванну, где происходит их химическое или физико-химическое взаимодействие со специальным раствором, содержащим различные реагенты. Это мокрый способ формования (рис 2а).

Если формование проводят из расплава полимера в летучем растворителе (например, для ацетатных и триацетатных волокон), средой затвердевания является горячий воздух, в котором растворитель испаряется. Это сухой способ формования (рис 2б).

При формовании из расплава полимера (например, полиамидных, полиэфирных, полиолефиновых волокон) средой, вызывающей затвердевание полимера, служит холодный воздух или инертный газ (рис 2в).

Скорость формования зависит от толщины и назначения волокон, а также от метода формования. Прядильный раствор в процессе превращения струек вязкой жидкости в тонкие волокна одновременно вытягивается, этот процесс называется фильерная вытяжка.

Свежесформированное полиэфирное волокно имеет аморфное строение, повышенную хрупкость, низкую прочность, большое необратимое удлинение, большую усадку. Поэтому лавсановое волокно подвергается вытяжке при температуре 100—150 °С на 350—500 %. Вытянутая и скрученная нить подвергается термофиксации- тепловой обработке в натянутом состоянии. В результате термофиксации происходит частичная усадка (на 8-15%).

Более 50 % полиэфирных волокон составляют штапельные волокна. Готовый полуфабрикат поступает на производство швейных ниток.

1.2.2 Технология производства ПЭФ швейных ниток.

Таблица 1.3 Технологические цепочки оборудования для выработки швейных армированных ниток с полиэфирной (ЛЛ) и хлопковой (ЛХ) оплеткой.

Хлопок (ЛХ)	Штапель ПЭФ (ЛЛ)
разрыхлитель	разрыхлитель
очиститель
Кардочесальная машина	Кардочесальная машина
Лентосоединительная машина

Основной операцией отделки ШН является крашение. Процесс крашения с физико-химической точки зрения представляет собой неразрывное единство основных стадий: диффузии красителя в растворе к поверхности волокна; адсорбции красителя наружной поверхностью волокна; активированной диффузии красителя в толщу элементарного волокна; последующей фиксации, или закрепления его на внутренней поверхности волокна [80]. Роль каждой стадии определяется условиями проведения процесса крашения, природой красящего вещества и окрашиваемого волокна, а также средой, в которой осуществляется этот процесс [5].