Описание и свойства

Понятие «искусственный шелк» применительно к ткани из искусственных волокон объединяет две основные категории: шелк вискозный и ацетатный (триацетатный). Эти волокна похожи на натуральный шелк, как по внешним признакам, так и по большинству физических свойств. В настоящее время из шелковистого вискозного волокна изготавливают не только ткань, но и шелковую пряжу как в бобинах для промышленного производства трикотажных изделий, так и для ручного вязания. Для тканей больше используют ацетатные волокна. Из ацетатного шелка встречаются блузочные, плательные, подкладочные, или портьерные ткани.

Шелковистая гладкость, яркость красок и блеск, мягкость и эластичность характеризуют искусственный шелк и делают его популярным.

Материал имеет широкую сферу применения. Он идет на пошив яркой и удобной одежды повседневного назначения и праздничных одеяний. Нарядные и пестрые головные и шейные платки, палантины сделаны из искусственного шелка. Из него изготавливают домашний текстиль, шторы и уютные спальные комплекты.

Все виды изделий красивы, комфортны, легко драпируются, мягкие и шелковистые при доступной цене.

История появления

Местом появления материала считается Китай. Сначала было налажено производство натурального шелка по трудоемкой и длительной технологии, что произошло еще пару тысяч лет назад. Шелк распространился по всему миру и был доступен лишь состоятельным людям. Он пользовался необыкновенной популярностью.

Увеличение численности населения требовало обеспечения качественной и доступной одеждой все большего количества людей. По всем показателям шелковая продукция была признана лучшей. Требовалось получить аналог из доступного сырья с сохранением свойств и по низкой цене для массового производства.

Образец вискозы, что по-латыни означает «клейкий, вязкий», был представлен французским химиком в конце XIX века на Парижской выставке текстиля. Для ее получения требовалось обрабатывать целлюлозу щелочью и уксусной кислотой. Образец соответствовал натуральному аналогу: блестел, поглощал влагу и хорошо вентилировался воздухом. Появление технологии получения искусственного шелка повлияло на развитие текстильной промышленности и массовый выпуск тканей.

Вискозный шелк

Массовым производством шелка из искусственных нитей занялся американский бренд «Дюпон» с началом XX века. Продукция не уступала по качеству аналогу и стоила дешевле. Искусственный шелк пользовался спросом, и для обеспечения потребностей было запущено несколько фабрик. В средине 30-х годов выпуск полотна из искусственных волокон превысил в 7 раз выработку натурального шелка.

Современная технология производства нитей для искусственного шелка разделяется на два основных этапа: получение сырья, то есть целлюлозы и создание волокна. В основном используют гидратцеллюлозные (вискозу), реже эфироцеллюлозные волокна (ацетатные или триацетатные). По мимо шелка, из вискозы производят много и других материалов.

Технологическая последовательность производства вискозного волокна такова:

1. Вначале получают целлюлозу из измельченного, древесного сырья. Ее вываривают в специальном растворе, промывают и сушат на конвейере.
2. Полученная масса проходит обработку в горячем щелочном растворе, отчего набухает.
3. Ее отжимают от остатков влаги и дробят.
4. Далее, воздействуют кислородом и сероуглеродом, растворяют в едком натре.
5. Раствор проходит вызревание несколько суток и образуется вискоза.
6. Содержимое отфильтровывают и продавливают сквозь фильеры прядильной машины.
7. Масса тонкими струйками поступает в осадительную ванну с кислотой. Там затвердевает в виде нитей.

Заключительная отделка вискозного волокна заканчивается в вытягивании, промывании, если необходимо – отбелке, замасливании и кручении.

Из нитей, полученных из этого волокна, производят вискозный шелк.

Преимущества материала

К категории «искусственный шелк» относится серия тканей с гладкой и блестящей как у шелка поверхностью, изготовленных из отходов деревообработки. Сырьем для производства искусственных волокон служит природная целлюлоза, получаемая из древесины бука, ели, сосны, пихты или из хлопкового пуха. В настоящее время в основном для создания искусственного шелка используют нити пологой, средней (муслиновой) и сильной (креповой) круток из вискозных или эфироцеллюлозных (ацетатных) волокон.

Искусственный шелк это тонкий, воздушный материал с красивым глянцем, обладающий бесспорной привлекательностью. Изделия из такой ткани комфортны в носке и долго сохраняют форму благодаря качественным волокнам в составе.

Материал обладает следующими свойствами:

• Мягкость и гладкость при контакте.
• Гигроскопичность и воздухопроницаемость.
• Легкость и прочность.
• Удобство при пошиве и создании драпировок.
• Гипоаллергенность и антистатичность.
• Стойкость окраски.
• Высокие эксплуатационные характеристики.
• Простой уход.

Гигиенические свойства вискозного шелка сравнимы с хлопком, что объясняется высоким содержанием целлюлозы.

Недостатки

К минусам ткани относится снижение воздухопроницаемых характеристик по сравнению с натуральным шелком. А также у искусственных аналогов отсутствуют компоненты, оказывающие антибактерицидное действие.

Вискозный шелк легко мнется без добавки синтетики. В мокром состоянии эта ткань лишается прочности и упругости, она тянется, может терять форму и даже рваться при неправильном уходе.

Разновидности синтетических материалов

Синтетические материалы ⭐ — это материалы на основе полимеров, способные под влиянием повышенных температуры и давления принимать заданную форму и сохранять ее в обычных условиях. Полимеры состоят из больших молекул, каждая из которых представляет собой особое соединение молекул-мономеров. Полимеры в пластмассе связывают все ее компоненты: наполнители, пластификаторы, отвердители, красители, катализаторы (ускорители) и др.

Пластмассы в мире применяют относительно недавно. Но представить себе современную жизнь без пластмасс уже невозможно, настолько полезными оказались их свойства. Например, свам — стекловолокнистый анизотропный материал — по прочности не уступает стали и в 3 раза легче ее. Изоляционные синтетические материалы — поропласты, пенопласты — настолько хорошо сохраняют тепло, поглощают шум, что позволяют делать стены и перегородки в десятки раз тоньше, чем из кирпича или камня. А органическое стекло — полиметилакрилат — пропускает самую полезную часть спектра солнечного излучения — ультрафиолетовую — гораздо лучше, чем обычное.

Большинство полимеров получают искусственным путем в результате реакций синтеза — полимеризации или поликонденсации. Схема реакции полимеризации пМ—>Мп (побочные продукты не выделяются), а поликонденсации — пМ —> Мп + R (с выделением низкомолекулярных побочных продуктов — воды, аммиака, спирта, хлорида водорода и др.). Полимерные материалы имеют аморфную и кристаллическую составляющие структуры (больше аморфную). С увеличением доли кристаллической составляющей улучшается износостойкость материала, а с увеличением доли аморфной составляющей — эластичность.

По степени обратимости состояний в результате нагрева и охлаждения синтетические материалы делятся на:

• термореактивные
• термопластичные

Термопластичные материалы сохраняют начальные свойства после расплавления и затвердевания, а термореактивные при нагревании необратимо разрушаются.

Промышленное значение имеют такие виды пластмасс: полиамидная, полистирольная и полиэтиленовая крошка, мелкодисперсные порошки из полиамида, поливинилбутираля и полиэтилена низкого давления, синтетические (конструкционные) клеи, эпоксидные композиции. В авторемонтном производстве наибольшее применение получили пластмассы на основе полиамида, полиэтилена и фторопласта; волокнит, составы на основе эпоксидных смол, синтетические клеи и герметики.

Поликапроамид — представитель полиамидных смол, который поставляют в виде гранул. Материал является стойким к щелочам, маслам, ацетону, спирту, бензину и др. Он применяется для изготовления подшипников и зубчатых колес и для нанесения износостойких и декоративных покрытий на металлические поверхности. При температуре ниже нуля становится жестким.

Полиэтилен — относительно твердый термопластичный полимер с температурой плавления 120—130 °С. Он эластичен даже при низкой температуре, применяется для изготовления труб и защитных покрытий, а также как изоляционный и упаковочный материал.

Фторопласт (температура плавления 327 °С) — продукт полимеризации этилена, в котором все атомы водорода замещены фтором. По химической стойкости превосходит все известные металлы, в том числе золото и платину. Низкий коэффициент трения и высокая износостойкость позволяют длительно эксплуатировать его при температуре до 250 °С. Область применения фторопласта ограничена практически нулевой адгезией к металлам.

Волокнит представляет собой пресс-материал, состоящий из фенольно-формальдегидной смолы, волокнистого наполнителя (например, хлопковой целлюлозы) и различных добавок. Из него изготовляют крышки и корпусные детали. Стекловолокнит по сравнению с целлюлозным волокнитом имеет более высокие механические и электроизоляционные свойства. Его наполнителем является стекловолокно или стеклолента. Применяют для изготовления деталей автомобилей с повышенной прочностью и теплостойкостью, например, шестерен распределительного вала.

Широкое применение в ремонте получили полимерные композиции на основе эпоксидных смол, которые содержат в своих молекулах эпоксидные группы СН2—С, обладающие высокой реакционной способностью. Сырьем для производства смол служат газы — продукты нефтепереработки. Наиболее часто применяют смолы марок ЭД-16 и ЭД-20. Эпоксидные смолы обладают высокой адгезией к металлам и хорошо сочетаются с другими синтетическими смолами. При взаимодействии с аминами и кислотами эти смолы твердеют и приобретают значительную теплостойкость и прочность. Эпоксидные смолы до твердения растворяются в ацетоне, толуоле и других растворителях.

Эпоксидные композиции включают, как правило, четыре вида компонентов: эпоксидную смолу, пластификатор, наполнитель и отвердитель. Пластификаторы обеспечивают снижение хрупкости, повышение ударной вязкости и стойкости к температурным колебаниям. В качестве пластификаторов применяют дибутил-фталат (ДБФ), триэтиленгликоль (ТЭГ-1), синтетический (карбоксилированный) каучук (СНК-10-10) и тиокол. Наполнители снижают стоимость композиции, играют важную роль в сближении коэффициентов термического расширения композиции и покрываемого материала, в повышении механической прочности, модуля упругости и теплостойкости шва, в изменении вязкости и уменьшении усадки. Например, чугунный порошок, закись железа, тальк, кварцевая и слюдяная мука изменяют в необходимых пределах значения коэффициента термического расширения покрытия, а графит и дисульфид молибдена уменьшают скорость его изнашивания. Непосредственно перед употреблением в композицию вводят отвердитель. В качестве отвердителей применяют полиэтиленполиамин (ПЭПА), аминофенол (АФ-2) и фторид бора (BF3). Последний отвердитель переводит композицию в твердое состояние даже при отрицательной температуре. Нехватка отвердителя удлиняет процесс отверждения, а избыток вызывает хрупкость материала.

Ацетатный шелк, его отличие от вискозного

Ацетатный шелк – это ткань полученная из триацетатных или диацетатных нитей. Волокно научились получать гораздо позже, чем вискозное. Для производства материала также служит целлюлоза.

Шелк из эфироцеллюлозных волокон обладает меньшей гигроскопичностью чем из вискозных, поэтому сохнет быстрее. При температуре от 140 градусов эти волокна размягчаются, оттого утюжить материал из них нужно через влажную ткань на правильном режиме. Эти волокна неустойчивы к воздействию щелочей, поэтому стирать материал из них нужно мягкими моющими средствами. Искусственный шелк из эфироцеллюлозных волокон устойчив к воздействию микроорганизмов. Недостаток материала, это высокая электризуемость. Ткани из этих волокон пропускают ультрафиолетовые лучи.

Отличительной чертой полотна является мягкость, упругость и глянцевая поверхность. Ткань держит форму, не теряет привлекательность после намокания и длительного использования.

Современная легкая промышленность уже меньше употребляет ацетатный шелк. Хотя технология производства остается наиболее экологичной относительно получения других искусственных тканей. Уменьшение объемов производства ацетатного шелка, связано с повышением спроса на синтетические шелка, которые имеют преимущества – несминаемость и низкая стоимость. На ткань из синтетических волокон прекрасно наноситься любой принт.

Технология производства ацетатного и триацетатного волокна

1. Измельчение древесного сырья.
2. Очистка целлюлозы.
3. Действие уксусного ангидрида на целлюлозу в присутствии растворителя – уксусной кислоты и катализатора – хлорной или серной кислоты. Эта реакция необратима в результате её образуется триацетат целлюлозы (ТАЦ).
4. При дальнейшем гидролизе триацетат целлюлозы, происходит частичное омыление этого сложного эфира и образуется диацетат целлюлозы (ДАЦ).
5. Из раствора ТАЦ и ДАЦ высаживают водой и высушивают.
6. Твердый триацетат целлюлозы растворяют в метиленхлориде с добавлением спирта. А диацетат целлюлозы растворяют в ацетоне с добавлением воды, для улучшения условий формования волокна.
7. Полученный подогретый прядильный раствор ДАЦ струйками поступает на фильеры, а затем в шахту с горячим воздухом. Происходит испарение ацетона, вода же остается в волокне и способствует его эластичности. В шахте с горячим воздухом испаряется метиленхлорид, а спирт оставшись в волокне придает ему эластичность.

Заключительная отделка ТАЦ и ДАЦ волокон это вытягивание, замасливание, кручение и термофиксация.

Как отличить искусственное волокно от синтетического в ткани

Натуральный, искусственный и синтетический шелк похожи по внешним признакам и ряду характеристик, поэтому их не сразу удается различить.

Натуральное шелковое волокно получают из кокона шелкопряда. Оно представляет собой белковый продукт выделения гусеницы. Относится к элитным и дорогим материалам.

Искусственное волокно создается при переработке натуральной целлюлозы высокого качества с применением химических веществ.

Синтетическое волокно (полиэстер) синтезируется из продуктов нефтепереработки.

• Синтетическое полотно не мнется при носке, но имеет низкую воздухопроницаемость и гигроскопичность.
• Искусственный материал – промежуточный. Он обладает хорошими гигиеническими и физическими свойствами, но мнется.
• Натуральная ткань удержит тепло зимой и охладит летом, в отличие от синтетического – скользкого и холодного, но также сильно мнется.

Определить примерный состав материала можно и при покупке. Для этого потребуется небольшой отрезок ткани или нити. Его поджигают и анализируют запах и процесс горения. У натурального шелка происходит тление без образования язычков пламени. Тление сразу прекращается, если отвести спичку. Ощущается запах как при горения волос или шерстяных нитей.

Искусственный шелк при горении образует пламя и выделяет запах как у жженой бумаги. Процесс продолжается и при отсутствии источника огня. Образец быстро превращается в пепел.

В результате сгорания синтетического шелка остается твердая масса, не поддающаяся растиранию руками. Имеет характерный запах пластмассы.

Виды и их свойства

Существует множество видов синтетических материалов, они делятся на группы в зависимости от назначения. Это и “одежные” ткани, и палаточные, и нетканые синтетические материалы технического назначения. В строительстве используют синтетические полимерные материалы.

Мы приведем список наиболее популярных синтетических тканей:

• полиэстер – немнущаяся, немного жесткая ткань. Она прочная, не выгорает на солнце. Из нее шьют шторы, покрывала, одежду, подкладки;
• флис – мягкий ворсовой материал, в отличие от другой синтетики обладает неплохой воздухопроницаемостью. Он хорошо сохраняет тепло, но электризуется. Из него шьют домашнюю взрослую и детскую одежду;
• акрил – аналог натуральной шерсти. Из него шьют верхнюю одежду, которая не выгорает на солнце и не боится моли. Минус: быстро образуются катышки;
• пан – производят из природного газа. Сырье проходит несколько стадий очистки, поэтому пан не вызывает аллергию. Одежда из него не мнется, хорошо держит форму;
• лавсан – жесткий, прочный, хорошо тянущийся материал. Его используют в технических целях. Так же из него шьют шторы. Часто лавсан добавляют к хлопку или льну для повышения эластичности;
• эластан – хорошо тянется, держит форму, прочен. Из него шьют спортивную одежду;
• оксфорд – плотная водонепроницаемая ткань с фактурной поверхностью. Из нее шьют палатки, спортивное и туристическое снаряжение, спецодежду;
• лайкра – прочная, немнущаяся материя. Чаще всего ее добавляют к хлопку, шерсти или льну для повышения эластичности;
• Ripstop – плотная и прочная ткань, получаемая комбинированным переплетением. Из нее шьют палатки и другое походное снаряжение.

Правила ухода

Привлекательный шелк востребован в легкой промышленности. Красивые и приятные в ношении вещи из него будут дольше радовать яркими красками при бережном уходе.

• Стирку можно применять ручную и машинную в «деликатном» режиме.
• Жидкие моющие средства использовать предпочтительнее, а порошок полностью растворять в воде перед погружением вещей.
• Отжим и выкручивание в мокром состоянии способны повредить волокна.
• Глажение проводить с изнаночной стороны на низкой температуре или в положении регулятора «шелк».

Чем искусственные полимеры отличаются от синтетических?

Теперь разберемся, в чем состоит особенность синтетических полимеров. Как мы знаем, их синтезируют в искусственно созданных условиях, на базе мономеров. К примеру, этилен в естественном виде – это бесцветный газ, однако после реакции полимеризации на выходе получаются твёрдые гранулы полиэтилена. Главная особенность как раз и заключается в наличии возможности влиять на процесс полимеризации, а в итоге – и на свойства получаемого полимера:

• Возможно введение дополнительных мономеров с целью получения сополимеров с улучшенными свойствами.
• Имеется возможность модифицировать свойства вещества: к примеру, изменить его устойчивость к ударам или низким температурам.
• Также осуществляется модификация технологических свойств: вязкости и текучести расплава, температуры размягчения и плавления и т.п.
• Наконец, есть возможность модифицировать визуальные свойства: изменить цвет, сделать материал прозрачным, модифицировать его светопропускающие свойства.

То есть, обобщая, можно говорить о том, что естественные полимерные материалы даются в том виде, в котором их создала природа. Синтетические же человек научился полностью адаптировать под свои нужды и задачи. Поэтому в современных условиях синтетика часто замещает натуральные вещества. К примеру, искусственная полимерная кожа и синтетические волокна активно вытесняют натуральные аналоги, так как отличаются более выгодной ценой и более широким спектром возможных модификаций.

Рассматривая же негативные свойства синтетических полимеров, следует сказать об экологических рисках. Важное преимущество полимеров, их долговечность, оборачивается негативом, если к утилизации отработанных изделий подходят безответственно. Потому ключевым риском популярности синтетических полимеров на планете можно считать существенное загрязнение окружающей среды этими веществами.