Адаптировано из 3-го издания Энциклопедии по охране труда и технике безопасности.

Синтетические волокна изготавливаются из полимеров, которые были получены синтетическим путем из химических элементов или соединений, разработанных нефтехимической промышленностью. В отличие от натуральных волокон (шерсти, хлопка и шелка), которые восходят к древности, синтетические волокна имеют относительно короткую историю, восходящую к совершенствованию процесса производства вискозы в 1891 году двумя британскими учеными Кроссом и Беваном. Несколько лет спустя производство искусственного шелка началось в ограниченном количестве, а к началу 1900-х годов оно стало производиться на коммерческой основе. С тех пор было разработано большое разнообразие синтетических волокон, каждое из которых обладает особыми характеристиками, которые делают его подходящим для определенного вида ткани, либо отдельно, либо в сочетании с другими волокнами. Их отслеживание затруднено тем, что одно и то же волокно может иметь разные торговые названия в разных странах.

Волокна изготавливаются путем пропускания жидких полимеров через отверстия фильеры для получения непрерывной нити. Нить может быть непосредственно вплетена в ткань или, чтобы придать ей характеристики натуральных волокон, ее можно, например, текстурировать для придания объема, или ее можно расколоть на штапель и прясть.

Классы синтетических волокон

Основные классы синтетических волокон, используемых в коммерческих целях, включают:

• Полиамиды (нейлоны). Названия длинноцепочечных полимерных амидов отличаются числом, указывающим на число атомов углерода в их химических составляющих, причем первым считается диамин. Так, исходный нейлон, полученный из гексаметилендиамина и адипиновой кислоты, известен в США и Великобритании как нейлон 66 или 6.6, поскольку и диамин, и двухосновная кислота содержат 6 атомов углерода. В Германии он продается как Perlon T, в Италии как Nailon, в Швейцарии как Mylsuisse, в Испании как Anid и в Аргентине как Ducilo.

• Полиэфиры. Полиэфиры, впервые представленные в 1941 году, производятся путем взаимодействия этиленгликоля с терефталевой кислотой с образованием пластикового материала, состоящего из длинных цепочек молекул, который в расплавленном виде перекачивается из фильеры, позволяя нити затвердевать на холодном воздухе. Затем следует процесс рисования или растяжения. Полиэфиры известны, например, как Терилен в Великобритании, Дакрон в США, Тергал во Франции, Теритал и Вистел в Италии, Лавсан в Российской Федерации и Теторан в Японии.

• Поливинилы. Полиакрилонитрил или акриловое волокно, впервые произведенное в 1948 году, является наиболее важным представителем этой группы. Он известен под разными торговыми названиями: Acrilan и Orlon в США, Crylor во Франции, Leacril и Velicren в Италии, Amanian в Польше, Courtelle в Великобритании и так далее.

• Полиолефины. Наиболее распространенное волокно в этой группе, известное в Великобритании как Courlene, производится с помощью процесса, аналогичного процессу изготовления нейлона. Расплавленный полимер при температуре 300 ° C пропускается через фильеры и охлаждается на воздухе или в воде для формирования нити. Затем его рисуют или растягивают.

• Полипропилены. Этот полимер, известный как Hostalen в Германии, Meraklon в Италии и Ulstron в Великобритании, формуется из расплава, растягивается или вытягивается, а затем отжигается.

• Полиуретаны. Впервые произведенные в 1943 году как Perlon D путем реакции 1,4-бутандиола с гексаметилендиизоцианатом, полиуретаны стали основой нового типа высокоэластичного волокна, называемого спандексом. Эти волокна иногда называют защелкивающимися или эластомерными из-за их резиноподобной эластичности. Они изготавливаются из линейной полиуретановой резины, которая отверждается путем нагревания при очень высоких температурах и давлениях с получением «вулканизированного» сшитого полиуретана, который экструдируется в виде монофила. Нить, которая широко используется в предметах одежды, требующих эластичности, может быть покрыта вискозой или нейлоном, чтобы улучшить ее внешний вид, а внутренняя нить обеспечивает «растяжение». Пряжа из спандекса известна, например, как Lycra, Vyrene и Glospan в США и Spandrell в Великобритании.

Специальные процессы

Сшивание

Шелк — единственное натуральное волокно, которое состоит из непрерывной нити; другие натуральные волокна бывают короткой длины или «штапеля». Хлопок имеет штапель около 2.6 см, шерсть от 6 до 10 см и лен от 30 до 50 см. Непрерывные синтетические нити иногда пропускают через режущую или сшивающую машину для получения коротких штапелей, подобных натуральным волокнам. Затем их можно повторно прясть на хлопкопрядильных или шерстяных прядильных машинах, чтобы получить отделку без стекловидного вида некоторых синтетических волокон. Во время прядения могут быть изготовлены комбинации синтетических и натуральных волокон или смеси синтетических волокон.

Обжимной

Чтобы придать синтетическим волокнам вид и ощущение шерсти, скрученные и спутанные разрезанные или сшитые волокна извиваются одним из нескольких способов. Они могут быть пропущены через обжимную машину, в которой горячие рифленые валики создают постоянный изгиб. Извитость также может быть выполнена химическим путем, контролируя коагуляцию нити, чтобы получить волокно с асимметричным поперечным сечением (т. е. одна сторона толстостенная, а другая тонкая). Когда это волокно влажное, толстая сторона имеет тенденцию скручиваться, образуя извитость. Чтобы изготовить гофрированную пряжу, известную в Соединенных Штатах как пряжа без крутящего момента, синтетическая пряжа вплетается в ткань, устанавливается и затем сматывается с ткани путем обратной намотки. Новейший метод пропускает две нейлоновые нити через нагреватель, который повышает их температуру до 180 °C, а затем пропускает их через высокоскоростной вращающийся шпиндель для придания извитости. Шпиндели в первой машине работали со скоростью 60,000 1.5 оборотов в минуту (об/мин), но более новые модели имеют скорость порядка XNUMX миллиона об/мин.

Синтетические волокна для рабочей одежды

Химическая стойкость ткани из полиэстера делает ее особенно подходящей для изготовления защитной одежды при работе с кислотой. Ткани из полиолефина подходят для защиты от длительного воздействия как кислот, так и щелочей. Высокотемпературный нейлон хорошо приспособлен для одежды для защиты от огня и жары; он обладает хорошей устойчивостью при комнатной температуре к растворителям, таким как бензол, ацетон, трихлорэтилен и четыреххлористый углерод. Устойчивость некоторых пропиленовых тканей к широкому спектру агрессивных веществ делает их пригодными для изготовления рабочей и лабораторной одежды.

Легкий вес этих синтетических тканей делает их более предпочтительными по сравнению с тяжелыми прорезиненными или покрытыми пластиком тканями, которые в противном случае потребовались бы для сопоставимой защиты. Их также гораздо удобнее носить в жаркой и влажной атмосфере. При выборе защитной одежды из синтетических волокон следует позаботиться об определении родового названия волокна и проверке таких свойств, как усадка; чувствительность к свету, средствам химчистки и моющим средствам; устойчивость к маслам, агрессивным химическим веществам и обычным растворителям; устойчивость к жаре; и восприимчивость к электростатическому заряду.

Опасности и их предотвращение

Аварии

В дополнение к хорошей уборке, что означает содержание полов и проходов в чистоте и сухости, чтобы свести к минимуму поскальзывания и падения (чаны должны быть герметичными и, по возможности, иметь перегородки для защиты от брызг), машины, приводные ремни, шкивы и валы должны быть должным образом защищены. . Машины для прядения, чесания, намотки и снования должны быть ограждены для предотвращения вылета материалов и деталей и предотвращения попадания рук рабочих в опасные зоны. Должны быть установлены устройства блокировки для предотвращения перезапуска машин во время их очистки или обслуживания.

Огонь и взрыв

В производстве синтетических волокон используется большое количество токсичных и легковоспламеняющихся материалов. Хранилища горючих веществ должны располагаться на открытом воздухе или в специальных огнеупорных сооружениях, а для локализации разливов должны быть ограждены обваловками или дамбами. Автоматизация подачи ядовитых, легковоспламеняющихся веществ исправной системой насосов и трубопроводов снизит опасность перемещения и опорожнения тары. Соответствующее противопожарное оборудование и одежда должны быть в наличии, а рабочие должны быть обучены их использованию посредством периодических учений, предпочтительно проводимых совместно с местными пожарными органами или под их наблюдением.

Когда нити выходят из фильеры для сушки на воздухе или с помощью прядения, выделяется большое количество паров растворителя. Они представляют значительную токсическую и взрывоопасную опасность и должны быть удалены LEV. Их концентрацию необходимо контролировать, чтобы быть уверенным, что она остается ниже пределов взрываемости растворителя. Выхлопные пары могут быть перегнаны и восстановлены для дальнейшего использования или сожжены; ни в коем случае нельзя выпускать их в общую атмосферу окружающей среды.

Там, где используются легковоспламеняющиеся растворители, следует запретить курение и исключить открытый свет, пламя и искры. Электрооборудование должно иметь сертифицированную пожаробезопасную конструкцию, а машины должны быть заземлены (заземлены) для предотвращения накопления статического электричества, которое может привести к катастрофическим искрам.

Токсичные опасности

Воздействие потенциально токсичных растворителей и химикатов должно поддерживаться ниже соответствующих максимально допустимых концентраций с помощью адекватного LEV. Средства защиты органов дыхания должны быть доступны для использования обслуживающими и ремонтными бригадами, а также работниками, отвечающими за ликвидацию последствий аварий, вызванных утечками, разливом и/или пожаром.

Назад