Войти
Воспроизвести медиа Когда раствор целлюлозы в гидроксиде купраммония вступает в контакт с серной кислотой, целлюлоза начинает выпадать в осадок из раствора. Серная кислота реагирует с комплексным соединением меди и растворяет ее. Образуются тонкие синие волокна вискозы. Через некоторое время серная кислота вступает в реакцию с комплексным соединением и вымывает соли меди из волокон. Волокна становятся бесцветными. Вискоза - это регенерированное целлюлозное волокно, которое производится из натуральных источников целлюлозы, таких как древесина и связанные с ней сельскохозяйственные продукты. Он имеет ту же молекулярную структуру, что и целлюлоза. Существует множество типов и сортов вискозных волокон и пленок. Некоторые имитируют ощущение и текстуру натуральных волокон, таких как шелк, шерсть, хлопок и лен. Типы, напоминающие шелк, часто называют искусственным шелком. Волокно используется для изготовления тканей для одежды и других целей. Вискоза может означать:
Производство вискозы включает солюбилизирующую целлюлозу. Один из популярных методов включает использование щелочи и сероуглерода. Другой метод предполагает использование аммиачных растворов солей меди. Еще один способ, лиоцелл, основан на использовании специального растворителя.
Вискоза производится растворением целлюлозы с последующим превращением этого раствора обратно в нерастворимую волокнистую целлюлозу. Для этой регенерации были разработаны различные процессы. В основном это методы купраммония, вискозы и лиоцелл. В частности, первые два метода практикуются более века.
Швейцарский химик Матиас Эдуард Швейцер (1818–1860) обнаружил, что целлюлоза растворяется в дигидроксиде тетрааминмеди. Макс Фремери и Иоганн Урбан разработали метод производства углеродных волокон для использования в лампочках в 1897 году. Производство медно-мониевой вискозы для текстильных изделий началось в 1899 году на фабрике Vereinigte Glanzstoff Fabriken AG в Обербрухе недалеко от Аахена. Благодаря усовершенствованию, сделанному JP Bemberg AG в 1904 году, искусственный шелк стал продуктом, сопоставимым с настоящим шелком.
Вискоза купраммония имеет свойства, подобные вискозе; однако в процессе производства целлюлоза сочетается с медью и аммиаком ( реагент Швейцера ). Из-за пагубного воздействия этого метода производства на окружающую среду медно-мониевая вискоза больше не производится в Соединенных Штатах.
Устройство для прядения вискозы из вискозы 1901 года выпуска. Английский химик Чарльз Фредерик Кросс и его сотрудники Эдвард Джон Беван и Клейтон Бидл запатентовали свой искусственный шелк в 1894 году. Они назвали свой материал «вискозой», потому что при его производстве использовался очень вязкий раствор. Процесс основан на реакции целлюлозы с сильным основанием с последующей обработкой этого раствора сероуглеродом с получением производного ксантогената. Затем на следующем этапе ксантогенат снова превращается в целлюлозное волокно.
Первый коммерческий вискозный искусственный шелк был произведен британской компанией Courtaulds Fibers в ноябре 1905 года. Курто сформировал американское подразделение American Viscla (позже известное как Avtex Fibers) для производства своей рецептуры в Соединенных Штатах в 1910 году. принят в 1924 году, когда «вискоза» использовалась для вязкой органической жидкости, используемой для производства вискозы и целлофана. В Европе, однако, сама ткань стала известна как «вискоза», что было признано приемлемым альтернативным термином для вискозы Федеральной торговой комиссией США (FTC).
Вискозный метод может использовать древесину в качестве источника целлюлозы, тогда как другие способы получения вискозы требуют использования целлюлозы без лигнина в качестве исходного материала. Использование древесных источников целлюлозы удешевляет вискозу, поэтому ее традиционно использовали в большем масштабе, чем другие методы. С другой стороны, оригинальный процесс производства вискозы приводит к образованию большого количества загрязненных сточных вод. Новые технологии используют меньше воды и улучшают качество сточных вод. Вискоза производилась только в виде филаментного волокна до 1930-х годов, когда были разработаны методы использования «битых отходов вискозы» в качестве штапельного волокна.
Физические свойства района оставались неизменными до развития района высокой прочности в 1940-х годах. Дальнейшие исследования и разработки привели к созданию вискозы с высоким модулем упругости во влажном состоянии (район HWM) в 1950-х годах. Исследования в Великобритании были сосредоточены на финансируемой правительством Британской ассоциации районных исследований.
Промышленное применение вискозы появилось примерно в 1935 году. При замене хлопкового волокна в шины и ремни промышленные типы вискозы приобрели совершенно другой набор свойств, среди которых первостепенное значение имели прочность на разрыв и модуль упругости.
Модал - это разновидность искусственного шелка, но сделанная из особо высококачественной целлюлозы. Доступны две формы: «полинозный» и «высокий модуль упругости во влажном состоянии» (MWM). Модал используется отдельно или с другими волокнами (часто хлопком или спандексом ) в одежде и предметах домашнего обихода, таких как пижамы, нижнее белье, халаты, полотенца и простыни. Модал можно сушить в барабане без повреждений из-за его повышенного молекулярного выравнивания. Ткань, как известно, меньше скатывается, чем хлопок, благодаря свойствам волокна и меньшему трению на поверхности.
Вискоза с высоким модулем упругости во влажном состоянии (HWM) - это модифицированная версия вискозы, которая становится прочнее во влажном состоянии. Он также может мерсеризоваться, как хлопок. Районы HWM также известны как «многоэтажные». Полинозные волокна стабильны по размерам, не сжимаются и не теряют форму при намокании, как многие вискозы. Они также износостойкие и прочные, сохраняя при этом мягкость и шелковистость. Иногда они обозначаются торговым наименованием Modal.
высокопрочный вискоза - это еще одна модифицированная версия вискозы, которая почти в два раза прочнее HWM. Этот тип вискозы обычно используется в промышленных целях, например, для изготовления шинного корда.
Процесс Lyocell основан на растворении целлюлозных продуктов в растворителе, N-метилморфолине N-оксиде. Процесс лиоцелла широко не используется, потому что он относительно дорог.
Процесс начинается с целлюлозы и включает сухое струйное прядение. Он был разработан на ныне несуществующей компании American Enka and Courtaulds Fibers. Тенсель Ленцинга является примером волокна лиоцелл. В отличие от процесса Vicose, в процессе Lycocell не используется высокотоксичный сульфид углерода. «Лиоцелл» стал общим товарным знаком, используемым для обозначения процесса лиоцелл для производства целлюлозных волокон.
Связанные материалы - это не регенерированная целлюлоза, а сложные эфиры целлюлозы.
Нитроцеллюлоза - это производное целлюлозы, растворимое в органических растворителях. В основном он используется как взрывчатое вещество или как лак. Многие ранние пластмассы были сделаны из целлулоида.
Ацетат целлюлозы имеет много общего с вискозным вискозным волокном и раньше считался одним и тем же материалом. Однако искусственный шелк устойчив к нагреванию, а ацетат склонен к плавлению. Ацетатную одежду следует стирать с осторожностью при ручной стирке или в химчистке, а одежда из ацетата распадается при нагревании в сушильной машине. Теперь две ткани должны быть четко указаны на этикетках одежды.
Вискоза является универсальным волокном и, как широко утверждается, обладает такими же комфортными свойствами, как и натуральные волокна, хотя драпировка и скользкость текстильных изделий из вискозы часто больше напоминают нейлон. Он может имитировать текстуру шелка, шерсти, хлопка и льна. Волокна легко окрашиваются в широкий спектр цветов. Вискозные ткани мягкие, гладкие, прохладные, удобные и хорошо впитывающие, но они не всегда изолируют тепло тела, что делает их идеальными для использования в жарком и влажном климате, хотя также делает их "руку" (на ощупь) прохладной, а иногда и почти слизистой. на ощупь.
Долговечность и сохранение внешнего вида обычных вискозных волокон низки, особенно во влажном состоянии; кроме того, вискоза имеет самое низкое эластичное восстановление из всех волокон. Однако вискоза HWM (вискоза с высоким модулем упругости во влажном состоянии) намного прочнее и демонстрирует более высокую долговечность и сохранение внешнего вида. Рекомендуемый уход за обычным вискозным волокном - только химчистка. Вискозу HWM можно стирать в стиральной машине.
Образец вискозы с юбки, сфотографированный макрообъективом.
Еще одна юбка с другой фактурой.
Блуза с фактурой, аналогичной второй.
Регулярное район имеет продольные линии называются бороздки и его поперечное сечение представляет собой отступ круглой формы. Поперечные сечения HWM и купрового виски более округлые. Нить вискозные нитей варьируются от 80 до 980 нитей на нить и различаются по размеру от 40 до 5000 дения. Штапельные волокна имеют размер от 1,5 до 15 денье и подвергаются механической или химической гофре. Волокна вискозы от природы очень яркие, но добавление матирующих пигментов снижает естественную яркость.
Упрощенный вид ксантатиона целлюлозы. Сырьем для производства вискозы является в основном древесная масса, которая химически превращается в растворимое соединение. Затем он растворяется и пропускается через фильеру для получения химически затвердевающих волокон, в результате чего получаются волокна почти из чистой целлюлозы. Если с химическими веществами не обращаться осторожно, рабочие могут серьезно пострадать от сероуглерода, используемого для производства большей части вискозы.
Для получения вискозы пульпу обрабатывают водным гидроксидом натрия (обычно 16-19% мас. / Мас. ) С образованием «щелочной целлюлозы», которая имеет приблизительную формулу [C 6 H 9 O 4 -ONa] n. Этому материалу позволяют до некоторой степени деполимеризоваться. Скорость деполимеризации (созревания или созревания) зависит от температуры и зависит от присутствия различных неорганических добавок, таких как оксиды и гидроксиды металлов. Воздух также влияет на процесс созревания, поскольку кислород вызывает деполимеризацию. Затем щелочную целлюлозу обрабатывают сероуглеродом с образованием ксантогената натриевой целлюлозы.
Вискозное волокно производится из созревших растворов путем обработки минеральной кислотой, например серной кислотой. На этой стадии ксантатные группы гидролизуются с регенерированием целлюлозы и сероуглерода.
Помимо регенерированной целлюлозы, подкисление дает сероводород (H 2 S), серу и сероуглерод. Нить из регенерированной целлюлозы промывается для удаления остатков кислоты. Затем серу удаляют добавлением раствора сульфида натрия, а примеси окисляют путем отбеливания раствором гипохлорита натрия или раствором пероксида водорода.
Производство начинается с переработанной целлюлозы, полученной из древесной массы и растительных волокон. Содержание целлюлозы в пульпе должно составлять около 87-97%.
Шаги:
Французский ученый и промышленник Илер де Шардонне (1838–1924), изобретатель первого искусственного текстильного волокна, искусственного шелка, создал вискозу. Британские ученые Чарльз Фредерик Кросс и Эдвард Джон Беван в мае 1892 года получили британский патент № 8700 «Улучшения в растворении целлюлозы и родственных ей соединений». В 1893 году они сформировали Синдикат вискозы для выдачи лицензий, а в 1896 году основали British Viscoid Co.. Ltd., чтобы использовать этот процесс.
В 2018 году производство вискозного волокна в мире составило примерно 5,8 миллиона тонн, а Китай был крупнейшим производителем с примерно 65% от общего мирового производства. Торговые наименования используются в районной промышленности для обозначения типа вискозы в продукте. Вискоза была впервые произведена в Ковентри, Англия, в 1905 году компанией Courtaulds.
Bemberg - это торговое название купрамониевого вискозы, разработанное JP Bemberg. Бемберг по своим характеристикам во многом похож на вискозу, но имеет меньший диаметр и по ощущениям ближе всего к шелку. Бемберг сейчас производится только в Японии. Волокна более тонкие, чем вискоза.
Модал и Тенсель - широко используемые формы искусственного шелка, производимые Lenzing AG. Tencel, родовое название лиоцелл, производится с помощью несколько иного процесса восстановления растворителя, и Федеральная торговая комиссия США считает другим волокном. Лиоцелл Tencel был впервые коммерчески произведен на заводе Курто в Гримсби в Англии. Процесс растворения целлюлозы без химической реакции был разработан Courtaulds Research.
Accordis был крупным производителем волокон и пряжи на основе целлюлозы. Производственные мощности можно найти по всей Европе, США и Бразилии.
Вискоза Visil и HOPE FR представляют собой огнестойкие формы вискозы, в волокно которых во время производства внедрен диоксид кремния.
Североамериканский Rayon Corporation из Теннесси производил вискозный до его закрытия в 2000 году.
Индонезия является одним из крупнейших производителей вискозы в мире, а годовая производственная мощность Азиатско-Тихоокеанского района (АТР) страны составляет 0,24 миллиона тонн.
В готовом продукте нет сероуглерода. Вискоза хорошо биоразлагается.
Большое внимание было уделено токсичности использования сероуглерода в процессе производства вискозы. В некоторых случаях во время процесса теряется 25-30% сероуглерода. Высокотоксичный сероуглерод используется в производстве вискозы, что привело к множеству инцидентов и судебных разбирательств в первые годы развития технологии вискозы. Однако летучий сероуглерод теряется до того, как вискоза попадает к потребителю; Сам вискоза в основном состоит из чистой целлюлозы. Исследования 1930-х годов показывают, что 30% американских районных рабочих пострадали от тяжелых последствий. Во время Второй мировой войны политических заключенных в нацистской Германии заставляли работать в ужасных условиях на районной фабрике Phrix в Крефельде.
Поскольку сероуглерод очень токсичен, его использование в больших количествах требует осторожности. Однако исторически сложилось так, что несколько инцидентов привели к множеству отравлений. Поскольку производственные предприятия часто расположены в развивающихся странах, беспокойство о безопасности рабочих сохраняется. Новые технологии контроля позволили улучшить сбор сероуглерода и его повторное использование, что привело к снижению выбросов сероуглерода.
Уровень инвалидности на современных предприятиях (в основном в Китае, Индонезии и Индии) неизвестен.
Биоразлагаемость различных волокон в захоронении почвы и осадков сточных вод оценивали корейских исследователей. Было обнаружено, что вискоза более подвержена биологическому разложению, чем хлопок, а хлопок - более, чем ацетат. Чем водоотталкивающая ткань вискозной ткани, тем медленнее она разлагается. Серебряная рыбка, как и огнедышащий крыс, может есть вискозу, но повреждение оказалось незначительным, возможно, из-за тяжелой гладкой текстуры исследуемой вискозы. Другое исследование утверждает, что «искусственный шелк [...] [был] легко съеден» Ctenolepisma longicaudata. Вискоза была протестирована и признана компостируемой и биоразлагаемой в почвенных, водных и морских условиях.
Исследование океана 2014 года показало, что на долю вискозы приходится 56,9% от общего количества волокон, обнаруженных в глубоководных районах океана, остальные составляют полиэстер, полиамиды, ацетат и акрил. Исследование, проведенное в 2016 году, обнаружило несоответствие в способности идентифицировать натуральные волокна в морской среде с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье.
Словарное определение