الياف مصنوعي و ساخته دست انسان

الیاف بشرساخته با مواد اولیه مصنوعی ، معدنی ، شیشه ، آلی ، پل آمیدها، پلی استرها، پلی اکریلونایترالها … ، با مواد اولیه طبیعی ، ریون، سلولز استات،
الياف مصنوعي
الياف مصنوعي به اليافي گفته مي شود که مواد اوليه آن همان عناصر هيدروکربني هستند ودر طبيعت وجود ندارد بلکه مي بايست با روشهاي شيميايي و فيزيکي ساختارهاي جديدي را تهيه کرد .
از انواع آن مي توان به موارد کلي زير اشاره کرد :
۱٫ پلي آ‌ميدها (نايلون)
۲٫ پلي استرها (پلي استر)
۳٫ پلي اکريلو نيتريل (اکريليک)

تولید جهانی پارچه در سال ۱۹۹۵ حدود ۸۰ بلیون پوند بوده است.
از این مقدار نصف آن پنبه ای بوده است و الیاف مصنوعی کمی بشتر از نصف آن را تشکیل می دهد.
Fiber    Product     (m. P.)
Polyester    ۳,۸۸۷
Nylon    ۲۷۰
Olefin    ۵۲۱
Rayon/Acetate/Triacetate    ۴۹۸
Acrylic/Modacrylic    ۴۳۲

الیاف مصنوعی
سطح مقطع الیاف مصنوعی به اشکال مختلف تولید می گردند. بعضی از آنها عمومیت بشتری دارند.

الف) نايلون
درسال ۱۹۲۸ شرکت دوپنت ازدکتر کاروترز دعوت کرد که تحقيقات خود را درآزمايشگاه هاي آن شرکت برروي مواد پلميري آغاز کند.
نتيجه زحمات او با توجه به ساختمان ابريشم ايجاد پليمر اوليه نايلون بود .
ريسندگي نايلون درکارخانه توليد الياف به صورت مذاب يا ذوب ريسي melt spinning انجام مي شود

دانه هاي ريز پليمر نايلون يا چيپس نايلون پس از توليد وخشک شدن درمخزن ايجاد کننده مذاب ريخته شده  و از رشته ساز عبور داده مي شوند . دراين مخزن يک منطقه حرارتي و دو همزن مارپيچي قراردارد رشته هاي نايلون که از رشته ساز خارج شوند درتماس با هوا سريع جامد شده والياف بدست مي آيند . نايلون بدست آمده بسيار استحکام کمي دارد از اين رو نياز به کشش دارد تا نظم ملکولي آن افزايش يافته و استحکام بيشتر گردد.

سیستم پلیمری الیاف نایلون ۶،۶

ترکیب نایلون ۶،۶ : Polyhexanethylene Adipamide
ترکیب نایلون ۶    : Caprolactam
خواص فيزيکي نايلون
سطح مقطع عرضي نايلون گرد وسطح طولي آن صاف است . وزن مخصوص يا چگالي آن ۱۴/۱ است .الياف نايلون کنوني داراي استحکام خوبي هستند ومي توان آنها رااز محکمترين الياف نساجي به حساب آورد . در حالت مرطوب ….۲۰-۱۰ درصد استحکام خود را از دست مي دهند . نايلون خاصيت بازگشت به حالت اوليه خوبي نيز دارد. از اين رو نخ تهيه شده از الياف نايلون ازنقطه نظر شکل گيري مناسب کشباف است .خاصيت ارتجاعي نايلون از ابريشم نيز بهتر است .

خصوصیات نایلون
تغییر شفافیت
با دوام و کشسان
شستشوی ساده و رنگ پذیر
مقاومت در برابر مایکروارگانیسم ها
مقاومت در برابر مواد شیمیایی
مقاومت در برابر سایش
به جای سوختن، ذوب می گردد

خاصيت اشتعال نايلون بهتر از پنيه ويسکوز وابريشم و پشم است ومقاومت بهتري دارد . دربرابر شعله ذوب مي شود واحتمال انتقال آتش به اطراف درمورد آن کم است . اکسيژن هوا، رطوبت ونور بر نايلون اثر کرده وآن را تجزيه مي کنند. جذب رطوبت نايلون کم ودرحدود ۴/۲ درصد است .به علت رطوبت کمي که جذب مي کند خاصيت ايجاد الکتريسته ساکن آن زياد است واين مسئله در ريسندگي ايجاد مشکل مي کند .
مشخصات    نایلون    پلیستر    اکریلیک
مشخصات فیزیکی    شکل ظاهری     خیلی صاف و یکنواخت    //    //
طول    طویل و کوتاه    //    //
رنگ    نیمه شفاف    سفیذ    سفیید تا نیمه شفاف
شفافیت    قابل کنترل    //    //
استحکام    زیاد     خوب تا عالی    متوسط تا خوب
کشسانی    کاملا زیاد    متوط تا خوب
از پنبه و ریون بیشتر    خوب
حالت ارتجاعی
(برگشت پذیری)    خیلی خوب    //    خوب
رطوبت پذیری    ۴/۲ – ۸/۳    کمتر از ۱%    ۳/۱
حرارت    مقاوم – در ۴۸۲F ذوب می شود    نرم می شود یا چسبناکی در ۴۰۰ F    در ۳۰۰F زرد می شود. در ۴۵۰ F نرم یا چسبناکی
اشتعال    به آرامی ذوب می شودآتش نمی گیرد.    به آرامی می سوزد    می سوزد با شعله زرد
انتقال الکتریسیته    کم – تولید الکتریسیته می کند.    تولید الکتریسیته ساکن می کند.    متوسط تا خوب
چگالی g/cm3    ۱۴/۱    ۳۸/۱    ۱۴/۱ تا ۱۹/۱
مشخصات شیمیلیی    ثبات در برابر اسید    در اسید غلیظ ضعیف می شود    مقاومت خوب در برابر اکقر اسیدها    در اسید غلیط آسیب می بیند
در برابر قلیا    مقاوم    مقاومت در برابر اکثر قلیا    معمولاً تاثیر نمی پذیرد
دربرابر نور خورشید اشعه  UV    ضعیف می شود
خصوصاٌ شفافها    خوب    خیلی مقاوم

خواص شيميايي نايلون
به طور کلي اسيدها به نايلون آسيب مي رسانند ولي قليا برآن اثر چنداني ندارد . سفيد کننده ها نيز سبب تجزيه وتخريب نايلون مي شوند.
ازموارد کاربرد نايلون درالبسه ورزشي ،جوراب است . پارچه نايلون به علت حالت ارتجاعي خود زانو نمي اندازد.
براي موکت وفرش ماشيني با مخلوط الياف ديگر به کار مي رود.
از آنجايي که “الياف نايلون “با استحکام فوق العاده زياد نيز توليد شده است. براي نخ تاير اتومبيل وهواپيما نيز از الياف نايلون استفاده مي شود.

همچنين براي ساختن شيلنگ آتشنشاني، تسمه، تورماهيگيري، چتر و طناب بکار مي رود ازآنجايي که استحکام سايشي آن خوب است براي مسواک نيز به کار مي رود .
ب) الياف پلي استر
پلي استر، اولين بار توسط «کاروترز» که براي شرکت Dupont کار مي کرد، به عنوان پليمر معرفي شد. در واقع، او کشف کرد که از ترکيب الکل ها و کربوکسيليک اسيدها، مي توان به طور موفقيت آميزي به الياف دست يافت. گروهي از دانشمندان انگليسي در ۱۹۳۹ تحقيقات کاروترز را دنبال کرده و در ۱۹۴۱ موفق شدند اولين الياف پلي استر را با نام تريلن توليد کنند. سپس، شرکت Dupont در ۱۹۴۶ تمام حقوق قانوني مربوط را خريد و الياف پلي استري را با نام Dacron به بازار معرفي کرد.

در ۱۹۵۸” الياف پلي استر “ديگري با نام Kodel توسط Eastmen Chemical products معرفي شد و به همين ترتيب، بازار الياف پلي استر گسترش يافت. از آنجا که اين الياف ارزان قيمت و با دوام بودند، کارخانه هاي نساجي بسيار کوچک، به سمت استفاده از آنها حرکت کردند. علت انتخاب نام «پلي استر» به دليل وجود اتصال هاي تکراري مونومرهاي استري در اين الياف است. استرها نيز از واکنش الکل و کربوکسيليک اسيد تشکيل مي شوند.

پلي استر، ليفي مستحکم است که در برابر حرکت هاي سنگين و مستمر، مقاومت مي کند.
خاصيت آب گريز آن باعث مي شود تا به عنوان ماده اي ايده آل در محيط هاي خيس يا نم دار مورداستفاده قرار گيرد.
از آنجا که پلي استر مي تواند به هر شکلي قالبگيري شود، خواص عايقي معيني را مي توان در آن ايجاد کرد که يکي از اين روش ها، ساخت الياف توخالي است. اين فرايند باعث در تله افتادن هوا درون الياف مي شود که توسط بدن انسان گرم مي شود. اين هواي گرم در درون الياف باقي مي ماند و باعث گرم کردن بدن در هواي سرد مي شود.
روش دوم، استفاده از الياف پيچ خورده در محصولي پرشده با الياف است. پيچ خوردگي ها به نگه داشتن هواي گرم کمک مي کنند. لذا پلي استر، ليفي ايده آل براي کاربردهاي اينچنيني است و از آنجا که شکل خود را حفظ مي کند، در نقطه مقابل پنبه و پشم که با مرور زمان خاصيت خود را از دست داده و قابليت به دام انداختن هواي گرم را از دست مي دهند، قرار مي گيرد.
پلي استر، علاوه بر مصرف در پوشاک داراي کاربردهاي صنعتي مختلفي است که از آن جمله مي توان به استفاده در فرش، فيلترها، رگ هاي مصنوعي، طناب، فيلم و منسوجات خودرويي اشاره کرد.
خواص شيميايي پلي استر
الياف پلي استر به علت ساختار شيميايي خاص ملکول آن و بلوري بودن وجذب رطوبت کم آن اغلب مقاومت خوبي در برابر مواد شيميايي دارد .

ج) الياف اکريليک
الياف اکريليک يکي ازمهمترين وپرمصرف ترين الياف مصنوعي به شمار مي رود . تحقيق درباره تهيه اين الياف از سال ۱۹۴۰ شروع و اولين محصول تجاري در ۱۹۴۸ به نام اورلون وارد بازار شد .ازآن به بعد تحقيقات ومطالعات گسترده اي درمورد اصلاح خصوصيات آن انجام گرفت که منجر به توليد تعداد متعددي از اين نوع الياف  گرديد .حدود ۸۵% الياف اکريليک را آکريلونيتريل تشکيل مي دهد . ماده اوليه توليد اکريليک از کربيد کلسيم وآب تشکيل مي شود .درصورتي که پليمر تشکيل شده دريک حلال سبک قابل حل شدن باشد بعد ازتهيه محلول اکريلونيتريل وحلال مشابه نايلون از روزنه هاي رشته ساز عبور کرده وبا هواي گرم جامد مي شود. در واقع حلال آ‌ن خارج مي شود .اما اگر حلال سنگين باشد و با هوا تبخير نشود الياف را از استخر آب عبور مي دهند تا حلال آن از آن درآب جدا شود وبه آ‌ن ترريسي مي گويند .

الیاف اکریلیک ترریسی شده
درصورتی که ماده حلال ازمواد معدنی باشد سطح قاعده دایروی است ودرصورت آلی بودن حلال سطح مقطع لوبیایی شکل است .مزایای ترریسی عدم تغیر رنگ الیاف ، بازیابی آسان حلال از آ‌ب استخر وامکان رنگرزی همزمان با ریسیدن پلیمر است .ازمعایب آن سرعت پایین وعدم کنترل دقیق حمام انعقاد یا استخر آب است که باعث پایین بودن قیمت کلی این الیاف نسبت به موارد خشک ریسی می شود .ازمیان الیاف اکریلیک که ما می شناسیم انواع زیر ازخانواده ترریسی ها محسوب می شوند.

سطح مقطع دایره ای چروک خورده
چگالی :۱/۱۷
تنش تاحد پارگی : خیس ۲۰  خشک ۲۴
استحکام کششی :  خیس ۲   خشک ۲/۵
رطوبت بازیافتی :۲۴/۱%
یکی از خواصی که ” الیاف اکریلیک “دارند ایجاد خاصیت جمع شوندگی درآنهاست و این خاصیت سبب ارائه نخ های آکریلیک پفکی به بازارشده است .این الیاف برای تهیه پلیور وپتو والبسه زمستانی بسیار مناسب است واساس آنها نیز برمبنای مخلوط کردن الیاف اکریلیک با جمع شدگی های متفاوت با هم است .

به صورتی که الیاف اکریلیک تحت کشش را با حرارت تثبیت می کنند و این قابلیت را درآن ایجاد می کنند که تا ۲۵-۲۰ درصد درحالت بخار بتواند جمع شود.
سپس این الیاف وفیلامنت ها را برش داده و با الیافی که جمع شدگی ندارند طی چند مرحله پاساژ مخلوط کرده ونهایتاً درصورتی که بخواهند نخ کاموا پفکی ایجاد کنند کلاف پیچ کرده وحرارت ورطوبت می دهند وبرای پتو پس از طی مراحل بافت وچاپ بخار داده می شود .
اکریلیک با عنوان پشم مصنوعی برای انواع البسه، فرش وپتو کاربرد دارد وحفظ گرما از خصوصیات خوب آن است که کاربردهای زمستانی به آن داده است .

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *