ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические процессы, протекающие при формовании волокна из "Технология производства химических волокон" Приготовленная к формованию вискоза подается по трубопроводу в коллектор, расположенный вдоль всей прядильной машины. Дозирующий насос 1 (рис. 49) забирает из него строго определенное количество вискозы и через свечевой фильтр (фильтр-палец) 2 подает ее в филь--еру 4. [c.169] Кроме центрифугального и бобинного способов, существует еще способ непрерывного процесса получения нити, который включает, помимо операции формования, отделку, сущку и крутку нитей. [c.170] Струйки вискозы, вытекающие из фильеры, долины быстро коагулировать, так как в противном случае они могут частично-слипаться между собой. Вискоза коагулирует под действием растворов кислот и солей, входящих в состав осадительной ванны. [c.170] Следовательно, образующееся в осадительной ванне волокно представляет собою регенерированную целлюлозу — гидрат-целлюлозу, которая по структуре и свойствам отличается от исходной целлюлозы. По этой причине волокна, полученные из вискозы, называют гидратцеллюлозными. [c.170] Как показывают приведенные реакции, при разложение ксантогената, кроме гидратцеллюлозы, выделяется сероуглерод,, сероводород, сернистый газ и сера. Выделяющиеся газы вредны для здоровья, а сера загрязняет волокно. [c.170] Можно применять ванны, вызывающие только коагуляцию вискозы или разложение ксантогената, т. е. формование волокна производится последовательно в двух ваннах. В первой ванне, состоящей, например, из раствора сульфата натрия (150—200 г/л) и сульфата аммония (200—260 г/л), происходит высаживание ксантогената, а во второй он омыляется серной кислотой. Такой метод формования называется двухванным. [c.171] В настоящее время вискозная текстильная нить формуется исключительно однованным способом. Осадительная ванна содержит кислоту и соли. [c.171] Для получения волокна хорошего качества концентрация компонентов и температура осадительной ванны должны сохраняться постоянными, так как при значительных колебаниях этих параметров изменяется скорость отдельных процессов, протекающих при формовании нити, и в конечном счете ухудшаются свойства вырабатываемой продукции. [c.171] Физико-механические свойства волокна зависят также и от ряда других факторов. [c.171] В вискозе макромолекулы ксантогената целлюлозы и их агрегаты расположены хаотично. Такое же хаотичное расположение мокромолекул и их агрегатов сохраняется и в образующемся в осадительной ванне волокне, если оно не подвергается вытягиванию при формовании. Вследствие этого нить обладает очень низкими физико-механическими показателями. Чтобы повысить эти показатели, формующуюся нить вытягивают (тянущим механизмом). При этом происходит ориентация макромолекул гидратцеллюлозы и их агрегатов вдоль оси волокна. В результате расстояние между макромолекулами несколько сокращается, взаимосвязь между ними увеличивается и образуются элементы, определяющие структуру волокна (надмолекулярная структура). Только таким путем можно придать волокну прочность и удлинение, необходимые для дальнейшей его переработки. [c.171] В процессе формования нить подвергается действию целого ряда сил. При прохождении через осадительную ванну нить испытывает гидравлическое сопротивление, оказываемое ей жидкостью. Кроме того, вес вертикального отрезка нити от тянущего механизма до зеркала осадительной ванны и вес жидкости, увлекаемой нитью, также способствуют увеличению натяжения нити. Например, натяжение, испытываемое нитью номера 60 между диском и бортовым крючком при скорости формования 67 м/мин, диаметре бортового крючка 3,7 мм, составляет 10 гс при длине пути нити в ванне 280 мм и 23 гс при длине пути 750 мм. [c.171] Волокно, сформованное при большой вытяжке и высушенное в вытянутом состоянии, обладает высокой прочностью, но имеет существенный недостаток — при увлажнении и вторичной сушке оно сильно усаживается. Это объясняется тем, что при увлажнении макромолекулы целлюлозы могут изменять форму и перемещаться, бпагодаря чему снимаются перенапряжения, возникшие в волокне в результате жестких условий формования волокна. [c.172] Если волокно, сильно вытянутое три формовании, высушить в свободном состоянии (без натяжения), то оно не будет обладать указанным недостатком, так как при сушке в таком состоянии благодаря тепловому движению макромолекулы целлюлозы могут перемещаться и примут изогнутое положение, В результате в волокне наступит равновесие. Процесс установления равновесия в волокне после снятия напряжений, возникших в результате механических воздействий (в частности вытягивания), называется релаксацией. [c.172] Процесс формования волокна можно представить себе следующим образом. [c.172] Вискоза, вытекающая из фильеры, подвергаясь воздействию осадительной ванны, начинает коагулировать, превращаясь в гель. На поверхности волокон, в результате присутствия в осадительной ванне катионов цинка, образуются поперечные связи между ксантогенатными группами соседних макромолекул, и поэтому при последующей регенерации волокна на его внешнем слое создается много центров кристаллизации. Таким образом создается мелкокристаллическая структура внешнего слоя волокна, отличающаяся (по своей структуре) от сердцевины волокна. После образования внешнего слоя волокна катионы цинка и водорода диффундируют через оболочку и реагируют аналогичным образом со следующим слоем ксанто-генатного волокна и т. д. [c.172] Для достижения нужной ориентации макромолекул и их агрегатов формующееся волокно следует подвергнуть вытягиванию в момент, когда ксантогенатные группы начинают омылиться и ориентированное состояние агрегатов макромолекул будет зафиксировано. [c.173] Вследствие неоднородности структуры волокна макромолекулы в наружных слоях более ориентированы, чем в сердцевине волокна. В зависимости от условий формования волокна толщина ориентационной оболочки может быть больше или меньше. Этот слой волокна имеет наибольшую прочность, и поэтому желательно, чтобы он был как можно толще. О правильности проведения процесса формования можно судить по количеству оставшегося в волокне ксантогената (так называемого остаточного ксантогената), уменьшающегося по мере разложения его Осадительной ванной. [c.173] В зависимости от условий проведения процессов формования поперечный срез волокна может быть круглым, бобовидным или иметь зазубренные края. Если струйки вискозы, выходя из отверстий фильеры, коагулируют и состав осадительной ванны подобран так, что ксантогенат целлюлозы быстро не омыляется, срез волокна имеет ровные края и круглую или бобовидную форму. Если же при соприкосновении с осадительной ванной ксантогенат разлагается быстро, то поверхность струйки вискозы покрывается гидратцеллюлозной оболочкой, внутри которой создается высокое осмотическое давление, заставляющее перемещаться жидкость из глубины волокна наружу, и объем волокна уменьшается. В результате гидратцеллюлозная оболочка сморщивается и образует складки, поэтому поперечный срез волокна имеет изрезанные края. [c.173] Вернуться к основной статье