مقتبس من الطبعة الثالثة ، موسوعة الصحة والسلامة المهنية.
الألياف الاصطناعية مصنوعة من بوليمرات تم إنتاجها صناعياً من عناصر أو مركبات كيميائية طورتها صناعة البتروكيماويات. على عكس الألياف الطبيعية (الصوف والقطن والحرير) ، والتي يعود تاريخها إلى العصور القديمة ، فإن للألياف الاصطناعية تاريخ قصير نسبيًا يعود إلى إتقان عملية الفسكوز في عام 1891 بواسطة عالمين بريطانيين كروس وبيفان. بعد بضع سنوات ، بدأ إنتاج الحرير الصناعي على أساس محدود ، وبحلول أوائل القرن العشرين ، تم إنتاجه تجاريًا. منذ ذلك الحين ، تم تطوير مجموعة كبيرة ومتنوعة من الألياف الاصطناعية ، كل منها مصمم بخصائص خاصة تجعله مناسبًا لنوع معين من القماش ، إما بمفرده أو مع ألياف أخرى. يصعب تتبعها بسبب حقيقة أن نفس الألياف قد يكون لها أسماء تجارية مختلفة في بلدان مختلفة.
تصنع الألياف عن طريق دفع البوليمرات السائلة من خلال فتحات المغزل لإنتاج خيوط متصلة. يمكن نسج الخيوط مباشرة في قطعة قماش ، أو لإعطائها خصائص الألياف الطبيعية ، يمكن ، على سبيل المثال ، أن تكون منسوجة لإضافة حجم كبير ، أو يمكن تقطيعها إلى قطعة أساسية ونسجها.
أصناف من الألياف الاصطناعية
تشمل الفئات الرئيسية للألياف الاصطناعية المستخدمة تجاريًا ما يلي:
- بولي أميد (النايلون). تتميز أسماء الأميدات البوليمرية طويلة السلسلة برقم يشير إلى عدد ذرات الكربون في مكوناتها الكيميائية ، ويتم اعتبار ثنائي الأمين أولاً. وهكذا ، فإن النايلون الأصلي المنتج من هيكساميثيلين ديامين وحمض الأديبيك معروف في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة بالنايلون 66 أو 6.6 ، حيث يحتوي كل من ثنائي أمين وحمض ثنائي القاعدة على 6 ذرات كربون. في ألمانيا ، يتم تسويقه باسم Perlon T ، وفي إيطاليا باسم Nailon ، وفي سويسرا باسم Mylsuisse ، وفي إسبانيا باسم Anid وفي الأرجنتين باسم Ducilo.
- بوليستر. تم تقديم البوليسترات لأول مرة في عام 1941 ، عن طريق تفاعل جلايكول الإيثيلين مع حمض التيريفثاليك لتشكيل مادة بلاستيكية مصنوعة من سلاسل طويلة من الجزيئات ، والتي يتم ضخها في شكل منصهر من المغازل ، مما يسمح للخيوط بالتصلب في الهواء البارد. تتبع عملية الرسم أو التمدد. يُعرف البوليستر ، على سبيل المثال ، بالتيريلين في المملكة المتحدة ، والداكرون في الولايات المتحدة ، وتيرغال في فرنسا ، وتريتال ويستل في إيطاليا ، ولافسان في الاتحاد الروسي ، وتيتوران في اليابان.
- البولي فينيل. تعد ألياف البولي أكريلونيتريل أو الأكريليك ، التي تم إنتاجها لأول مرة في عام 1948 ، أهم عضو في هذه المجموعة. وهي معروفة بمجموعة متنوعة من الأسماء التجارية: Acrilan و Orlon في الولايات المتحدة ، و Crylor في فرنسا ، و Leacril و Velicren في إيطاليا ، و Amanian في بولندا ، و Courtelle في المملكة المتحدة ، وما إلى ذلك.
- البولي أوليفينات. يتم تصنيع الألياف الأكثر شيوعًا في هذه المجموعة ، والمعروفة باسم Courlene في المملكة المتحدة ، من خلال عملية مماثلة لتلك الخاصة بالنايلون. يتم دفع البوليمر المصهور عند 300 درجة مئوية من خلال مغازل ويتم تبريده في الهواء أو الماء لتشكيل الفتيل. ثم يتم رسمها أو شدها.
- بولي بروبيلين. هذا البوليمر ، المعروف باسم Hostalen في ألمانيا ، Meraklon في إيطاليا و Ulstron في المملكة المتحدة ، يتم غزله أو شده أو سحبه ثم صلبه.
- البولي يوريثين. تم إنتاج البولي يوريثان لأول مرة في عام 1943 باسم Perlon D من خلال تفاعل 1,4 بوتانيديول مع ثنائي أيزوسيانات هيكساميثيلين ، وأصبحت مادة البولي يوريثان أساسًا لنوع جديد من الألياف عالية المرونة تسمى ألياف لدنة. تسمى هذه الألياف أحيانًا بالرجوع الخلفي أو اللدائن المرنة بسبب مرونتها الشبيهة بالمطاط. يتم تصنيعها من صمغ البولي يوريثان الخطي ، والذي يتم معالجته بالتسخين عند درجات حرارة عالية جدًا وضغوط لإنتاج مادة البولي يوريثين المتشابكة "المفلكنة" والتي يتم بثقها على شكل طبقة أحادية. يمكن تغطية الخيط ، الذي يستخدم على نطاق واسع في الملابس التي تتطلب مرونة ، بالحرير الصناعي أو النايلون لتحسين مظهره بينما يوفر الخيط الداخلي "التمدد". تُعرف خيوط الياف لدنة ، على سبيل المثال ، باسم Lycra و Vyrene و Glospan في الولايات المتحدة و Spandrell في المملكة المتحدة.
العمليات الخاصة
تدبيس
الحرير هو الألياف الطبيعية الوحيدة التي تأتي في خيوط مستمرة ؛ تأتي الألياف الطبيعية الأخرى بأطوال قصيرة أو "دبابيس". يبلغ طول القطن حوالي 2.6 سم ، والصوف من 6 إلى 10 سم والكتان من 30 إلى 50 سم. يتم أحيانًا تمرير الخيوط الاصطناعية المستمرة من خلال آلة القطع أو التدبيس لإنتاج دبابيس قصيرة مثل الألياف الطبيعية. يمكن بعد ذلك إعادة غزلها على آلات غزل القطن أو الصوف لإنتاج لمسة نهائية خالية من المظهر الزجاجي لبعض الألياف الاصطناعية. أثناء الغزل ، يمكن عمل توليفات من الألياف الاصطناعية والطبيعية أو خليط من الألياف الاصطناعية.
العقص
لإضفاء مظهر وملمس الصوف على الألياف الاصطناعية ، يتم تجعيد الألياف الملتوية والمتشابكة أو المقطوعة بإحدى الطرق المتعددة. قد يتم تمريرها من خلال آلة العقص ، حيث تنقل البكرات الساخنة والمخددة تجعيدًا دائمًا. يمكن أيضًا إجراء العقص كيميائيًا ، عن طريق التحكم في تخثر الخيوط لإنتاج ألياف ذات مقطع عرضي غير متماثل (على سبيل المثال ، يكون أحد الجانبين سميكًا والآخر رقيقًا). عندما تكون هذه الألياف مبللة ، يميل الجانب السميك إلى التجعيد ، مما ينتج عنه تجعيد. لصنع خيوط مجعدة ، تُعرف في الولايات المتحدة بالخيوط غير ذات عزم الدوران ، يتم حياكة الخيوط الاصطناعية في نسيج ، ثم يتم تثبيتها ثم لفها من القماش عن طريق اللف الخلفي. تمرر أحدث طريقة خيطين من النايلون عبر سخان ، مما يرفع درجة حرارتهما إلى 180 درجة مئوية ثم يمررهما عبر مغزل دوار عالي السرعة لنقل التجعيد. كانت المغازل في الآلة الأولى تعمل بـ 60,000 دورة في الدقيقة (rpm) ، لكن الموديلات الأحدث لها سرعات تصل إلى 1.5 مليون دورة في الدقيقة.
ألياف صناعية لملابس العمل
تجعل المقاومة الكيميائية لقماش البوليستر القماش مناسبًا بشكل خاص للملابس الواقية لعمليات معالجة الأحماض. أقمشة البولي أوليفين مناسبة للحماية من التعرض الطويل لكل من الأحماض والقلويات. النايلون المقاوم للحرارة العالية مناسب للملابس للحماية من الحريق والحرارة ؛ يتمتع بمقاومة جيدة في درجة حرارة الغرفة للمذيبات مثل البنزين والأسيتون وثلاثي كلورو الإيثيلين ورابع كلوريد الكربون. مقاومة بعض أقمشة البروبيلين لمجموعة واسعة من المواد المسببة للتآكل تجعلها مناسبة للعمل وملابس المختبر.
الوزن الخفيف لهذه الأقمشة الاصطناعية يجعلها مفضلة على الأقمشة الثقيلة المطاطية أو البلاستيكية التي قد تكون مطلوبة للحماية المماثلة. كما أنها مريحة أكثر للارتداء في الأجواء الحارة والرطبة. عند اختيار الملابس الواقية المصنوعة من الألياف الاصطناعية ، ينبغي توخي الحذر لتحديد الاسم العام للألياف والتحقق من خصائص مثل الانكماش ؛ الحساسية للضوء وعوامل التنظيف الجاف والمنظفات ؛ مقاومة الزيوت والمواد الكيميائية المسببة للتآكل والمذيبات الشائعة ؛ مقاومة الحرارة وقابلية الشحن الكهروستاتيكي.
الأخطار والوقاية منها
الحوادث
بالإضافة إلى التدبير المنزلي الجيد ، وهو ما يعني الحفاظ على الأرضيات والممرات نظيفة وجافة لتقليل الانزلاق والسقوط (يجب أن تكون الأوعية مانعة للتسرب ، وحيثما أمكن ، بها حواجز لاحتواء البقع) ، يجب حماية الآلات وأحزمة القيادة والبكرات والأعمدة بشكل صحيح . يجب تسييج آلات عمليات الغزل والتمشيط واللف والتسوية لمنع المواد والأجزاء من التطاير ولمنع أيدي العمال من دخول المناطق الخطرة. يجب أن تكون أجهزة القفل في مكانها لمنع إعادة تشغيل الآلات أثناء تنظيفها أو صيانتها.
حريق وانفجار
تستخدم صناعة الألياف الاصطناعية كميات كبيرة من المواد السامة والقابلة للاشتعال. يجب أن تكون مرافق تخزين المواد القابلة للاشتعال في العراء أو في هيكل خاص مقاوم للحريق ، ويجب أن تكون محاطة بسدود أو حواجز لتحديد مكان الانسكابات. إن أتمتة تسليم المواد السامة والقابلة للاشتعال بواسطة نظام جيد الصيانة من المضخات والأنابيب سيقلل من مخاطر نقل الحاويات وتفريغها. يجب أن تكون المعدات والملابس المناسبة لمكافحة الحرائق متاحة بسهولة وأن يتم تدريب العمال على استخدامها من خلال تدريبات دورية ، ويفضل أن يتم إجراؤها بالتنسيق مع سلطات مكافحة الحرائق المحلية أو تحت مراقبتها.
عندما تخرج الخيوط من المغازل لتجف في الهواء أو عن طريق الغزل ، يتم إطلاق كميات كبيرة من أبخرة المذيبات. تشكل هذه المواد خطرًا سامًا وانفجارًا كبيرًا ويجب إزالتها بواسطة تهوية العادم المحلي. يجب مراقبة تركيزها للتأكد من بقائها أقل من الحدود المتفجرة للمذيب. قد يتم تقطير الأبخرة المستنفدة واستعادتها لاستخدامها مرة أخرى أو قد يتم حرقها ؛ لا ينبغي إطلاقها بأي شكل من الأشكال في الجو البيئي العام.
عند استخدام المذيبات القابلة للاشتعال ، يجب حظر التدخين وإزالة الأضواء المفتوحة واللهب والشرر. يجب أن تكون المعدات الكهربائية معتمدة من مواد مقاومة للاشتعال ، ويجب أن تكون الآلات مؤرضة (مؤرضة) لمنع تراكم الكهرباء الساكنة ، مما قد يؤدي إلى شرارات كارثية.
المخاطر السامة
يجب الحفاظ على التعرض للمذيبات والمواد الكيميائية السامة التي يحتمل أن تكون سامة أقل من التركيزات القصوى المسموح بها ذات الصلة بواسطة تهوية العادم المحلي الكافية. يجب أن تكون معدات حماية الجهاز التنفسي متاحة للاستخدام من قبل أطقم الصيانة والإصلاح والعاملين المكلفين بالاستجابة لحالات الطوارئ الناجمة عن التسربات و / أو الانسكاب و / أو الحرائق.