Uorganiske fibre, deres typer, struktur, egenskaper. Kjemiske fibre. VEV basert på lineære polymerer

Bruk: for produksjon av uorganiske fibre oppløselige i fysiologiske væsker. Uorganiske fibre er beskrevet hvis vakuumpreformer krymper 3,5 % eller mindre når de utsettes for 1260°C i 24 timer. å øke svinnet over 3,5 %. Det foretrukne området av fibre har en krymping på 3,5 % eller mindre når de utsettes for 1500°C i 24 timer og kan inneholde vekt-%: SrO 53,2-57,6, Al203 30,4-40,1, Si02 5,06-10,1. Oppfinnelsens tekniske oppgave er å redusere krympingen av arbeidsstykket. 2 s. og 15 lønn filer, 4 tabeller.

Oppfinnelsen angår kunstige fibre laget av uorganisk oksid. Oppfinnelsen angår også produkter laget av slike fibre. Uorganiske fibrøse materialer er velkjente og mye brukt til mange formål (f.eks. som termisk eller akustisk isolasjon i bulkform, i matte- eller teppeform, i vakuumformede former, i vakuumformet papp- og papirform, og i tauform, garn eller tekstiler som forsterkende fiber; byggematerialer, som en komponent av bremseklosser for kjøretøy). I de fleste av disse applikasjonene krever egenskapene som uorganiske fibrøse materialer brukes til motstand mot varme og ofte motstand mot tøffe kjemiske miljøer. Uorganiske fibrøse materialer kan enten være glassaktige eller krystallinske. Asbest er et uorganisk fibrøst materiale, hvorav en form mistenkes å være involvert i luftveissykdommer. Det er fortsatt uklart hva årsaksmekanismen er som knytter noen typer asbest til sykdom, men noen forskere mener at mekanismen er mekanisk og relatert til partikkelstørrelse. Asbest med en kritisk partikkelstørrelse kan trenge inn i celler i kroppen og dermed, gjennom langvarig og gjentatt celleskade, forårsake ugunstig effekt til din helse. Enten denne mekanismen er sann eller ikke, har regulatorer pålagt at ethvert uorganisk fiberprodukt som har en respirasjonsfraksjon skal klassifiseres som farlig, uavhengig av om det er noen bevis som støtter slik klassifisering. Dessverre, for mange av applikasjonene som uorganiske fibre brukes til, er det ingen levedyktige erstatninger. Det er derfor behov for uorganiske fibre som vil utgjøre minst mulig fare (hvis noen) og som det er objektive grunner til å anse som trygge. En forskningsretning som har blitt foreslått er at uorganiske fibre kunne lages som var tilstrekkelig oppløselige i kroppsvæsker til at deres oppholdstid i menneskekroppen ville være kort; i dette tilfellet ville skaden ikke ha skjedd eller i det minste blitt minimert. Siden risikoen for asbestrelatert sykdom ser ut til å avhenge veldig av eksponeringens varighet, virker denne ideen rimelig. Asbest er utelukkende uløselig. Siden intercellulær væske naturlig er en (fysiologisk) saltløsning, har viktigheten av å løse opp fibre i en saltløsning lenge vært anerkjent. Hvis fibrene er løselige i fysiologisk saltvann, så, forutsatt at de oppløste komponentene ikke er giftige, bør fibrene være tryggere enn fibre som er uløselige. Jo kortere tid en fiber forblir i kroppen, jo mindre skade kan den forårsake. Slike fibre er eksemplifisert i søkerens tidligere internasjonale patentsøknader W093/15028 og W094/15883, som beskriver saltoppløselige fibre brukt ved temperaturer på henholdsvis 1000°C og 1260°C. En annen forskningslinje tyder på at hydratiserte fibre, som mister sin fibrøse natur i kroppsvæsker, kan representere en annen vei til "trygge" fibre når skaden er forårsaket av formen og størrelsen på fibrene. Denne ruten er beskrevet i europeiske patentsøknader nr. 0586797 og nr. 0585547, som tar sikte på å tilveiebringe silikafrie sammensetninger og som beskriver to kalsiumaluminatsammensetninger (den ene inneholder 50/50 vekt% alumina/kalsinert kalk og den andre inneholder 63 / 30 vekt% aluminiumoksid/kalsinert kalk med tilsetning av 5 % CaSO 4 og 2 % andre oksider). Slike fibre hydrerer lett med tap av deres fibrøse natur. Asbest hydrerer ikke og ser ut til å beholde sin fibrøse struktur i kroppsvæsker effektivt på ubestemt tid. Det er funnet at strontiumaluminatblandinger ikke ser ut til å danne fibre når de smelteblåses, mens slike sammensetninger inkludert tilsetningsstoffer som silika danner fibre når de smelteblåses. Disse fibrene ser ut til å hydratisere på samme måte som kalsiumaluminatfibre og viser i tillegg potensiale for bruk ved høy temperatur. Vakuumformede preformer av noen av disse fibrene viser krymping på 3,5 % eller mindre når de utsettes for 1260°C i 24 timer; noen viser krymping på 3,5 % eller mindre når de utsettes for 1400 °C i 24 timer og noen viser til og med krymping på 3,5 % eller mindre når de utsettes for 1500 °C i 24 timer. Slike fibre gir hydrerbare høytemperaturfibre som er nyttige i de ovennevnte produktene. Følgelig tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse uorganisk fiber, en vakuumstøpt preform (form) som har en krymping på 3,5 % eller mindre når den utsettes for 1260 o C i 24 timer, en fiber som inneholder SrO, Al 2 O 3 og en tilstrekkelig mengde fiberdannende tilsetningsstoff til å danne fiber, men ikke nok (ikke så stor) til å øke svinnet over 3,5 %. Fortrinnsvis inneholder det fiberdannende tilsetningsstoffet Si02 og bestanddelene SrO, Al203 og Si02 utgjør minst 90 vekt% (mer foretrukket minst 95 vekt%) av fibersammensetningen. Omfanget av den foreliggende oppfinnelse er klart definert av de vedlagte kravene med referanse til den følgende beskrivelsen. I det følgende, hvor det refereres til saltoppløselig fiber, skal det forstås at fiberen har en total oppløselighet på mer enn 10 ppm i saltvann som målt på måten beskrevet nedenfor og fortrinnsvis har høyere oppløselighet. De eksperimentelle resultatene er beskrevet nedenfor med henvisning til tabellene 1, 2 og 3. Tabell 1 viser et antall blandinger som ble smeltet og blåst ved konvensjonelle metoder. Disse sammensetningene angitt som "&" dannet ikke fibre i ønsket grad, men dannet et sfærisk pulver. For hver av disse sammensetningene er den analyserte sammensetningen vist i vekt. % (oppnådd ved røntgenfluorescensanalyse). Hvis du får nummeret "<0,05", это означает, что соответствующий компонент не мог быть обнаружен. Благодаря природе рентгеновских флуоресцентных измерений (которые чувствительны к окружающей среде) общее количество материала, обнаруживаемого этим анализом, может доходить до 100% или превышать 100%, и в данной патентной заявке (в том числе в описании, формуле изобретения и реферате) эти числа не были нормализованы до 100%. Однако для каждой композиции указывается общее количество анализируемого материала и можно видеть, что отклонение от 100% является небольшим. В столбце, названном "Относительный мас. процент", указаны мас. % SrO, Al 2 O 3 и SiO 2 по отношению к сумме этих компонентов. За исключением случаев, когда контекст дает иные указания, любые проценты, указанные в данной заявке, являются процентами, полученными рентгеновским флуоресцентным анализом, а не абсолютными процентами. Таблица 2 показывает (в том же порядке, что и в Таблице 1) данные усадки и растворимости для волокнообразующих композиций. Растворимость выражена как части на млн. В растворе, как измерено описанным ниже способом. Все указанные выше композиции и включая линию A Таблиц 1 и 2 включительно содержат 2,76 мас.% или менее SiO 2 . Можно видеть, что большинство этих композиций не образовывали волокна. Некоторые из этих волокон включают в себя Na 2 O в количествах 2,46 мас.% или более для содействия образованию волокна, но обнаруживают плохие характеристики усадки при температурах более 1000 o C (т.е. имеют усадку более 3,5% при измеренной температуре). Одно волокно (SA5 (2,5% K 2 O/SiO 2)), содержащее 1,96% K 2 O и 2,69% SiO 2 , имеет приемлемую усадку при 1260 o C. Таким образом, можно видеть, что "чистые" алюминаты стронция не образуют волокон, тогда как посредством добавления волокнообразующих добавок, например, SiO 2 и Na 2 O, могут быть образованы волокна. Характеристики усадки полученных волокон зависят от примененных добавок. Волокна, представленные ниже линии A и выше и включая линию В, имеют содержание SrO менее 35 мас.% и имеют плохие характеристики усадки. Волокна, показанные ниже линии В, имеют содержание SrO более 35 мас.% и, в случае измерения, обнаруживают приемлемую усадку при 1260 o C. Волокно линии С содержит 2,52 мас.% CaO и это, по-видимому, вредит характеристикам при 1400 o C. Волокна, представленные ниже линии D и выше и на линии E, имеют содержание Al 2 O 3 более 48,8 мас.%, что, по-видимому, неблагоприятно влияет на характеристики волокон при 1400 o C. Волокно ниже линии E имеет содержание SiO 2 14,9 мас.%, что, по-видимому, плохо для характеристик при 1400 o C (см. ниже для показателя при 1500 o C). Дальнейший ограниченный диапазон композиций (показанных жирным текстом в столбце 1400 o C) проявляет тенденцию к приемлемой усадке при 1400 o C. Эти композиции лежат ниже линии C и выше и на линии D Таблиц 1 и 2. Два волокна, указанных в этом диапазоне, которые не удовлетворяют требованию усадки 3,5%, могут быть просто неправильными результатами. Волокна, лежащие ниже линии C и выше линии D и на линии D, были отобраны по относительному мас.% SrO (как определено выше), и можно видеть, что композиции с относительным мас.% SrO, большим, чем 53,7%, и меньшим, чем 59,6%, имеют тенденцию к приемлемым усадкам при 1500 o C. Волокно в этой области, которое не имеет приемлемой усадки при 1500 o C, является волокном с высоким содержанием SiO 2 (12,2 мас.% SiO 2), что подтверждает неблагоприятное действие слишком большого содержания SiO 2 упомянутое выше. Два волокна (SA5a и SA5aII) обнаруживают приемлемую усадку при 1550 o C. Кроме того, можно видеть, что некоторые из этих волокон проявляют очень высокие растворимости и, таким образом, могут обеспечивать применимые трудно перерабатываемые (устойчивые) волокна, которые будут растворяться в жидкостях тела. Все волокна показали гидратацию при введении в водные жидкости. Действительно, они имели тенденцию к некоторой гидратации при образовании предварительных заготовок, которые были использованы для испытания усадки. После 24 часов испытания растворимости в жидкостях физиологического типа гидратация была очень явной. Гидратация имеет форму видимого растворения и переосаждения кристаллов на поверхности волокон, что приводит к потере их волокнистой природы. Для некоторых из композиций при изготовлении вакуумных предварительных заготовок для испытаний использовали диспергирующий и смачивающий агент (Troy EX 516-2 (Trade markof Troy Chemical Corporation)), который является смесью неионогенных поверхностно-активных веществ и химически модифицированных жирных кислот. Это было попыткой уменьшить время экспонирования с водой и, следовательно, степени гидратации. Из таблицы 3 можно видеть (Таблица 3 показывает тот же тип информации, что и Таблица 2), что композиции, в которых использовали диспергирующий агент (указанный как "troy"), имели тенденцию к более высокой усадке, чем идентичная композиция без диспергирующего агента. Предполагается, что это может быть обусловлено частичным гидратационным "смыканием" волокон вместе, так что любое отдельное волокно должно иметь усадку против растяжения поддерживающих волокон вдоль его длины: такое растяжение может приводить к утончению волокна скорее, чем к продольной усадке. В случае использования диспергирующего агента волокна свободны для усадки вдоль их длины. Далее подробно описаны способы измерения усадки и растворимости. Усадку измеряли посредством предложенного ISO стандарта ISO/TC33/SC2/N220 (эквивалент British Standard BS 1920, part 6.1986) с некоторыми модификациями с учетом малого размера образцов. Способ в кратком изложении содержит изготовление вакуумно отлитых предварительных заготовок, с использованием 75 г волокна в 500 куб. см 0,2% раствора крахмала, в приспособлении 120х65 мм. Платиновые штифты (приблизительно 0,5 мм в диаметре) помещали отдельно в 4 углах в виде прямоугольника 100х45 мм. Самые большие длины (L1 и L2) и диагонали (L3 и L4) измеряли с точностью 1 5 мкм, используя передвижной микроскоп. Образцы помещали в печь и доводили до температуры на 50 o C ниже температуры испытания при скорости 300 o C/час и при скорости 120 o C/час для последних 50 o C до температуры испытания и оставляли в течение 24 часов. Величины усадки даны в виде среднего из 4 измерений. Следует отметить, что хотя это стандартный способ измерения усадки волокна, он имеет присущую ему изменчивость, заключающуюся в том, что конечная плотность предварительной заготовки может меняться в зависимости от условий отливки. Кроме того, следует отметить, что волоконный материал будет обычно иметь более высокую усадку, чем предварительная заготовка, изготовленная из того же самого волокна. Поэтому цифру 3,5%, упоминаемую в данной заявке, следует толковать как более высокую усадку в конечном полотне из этого волокна. Растворимость измеряли согласно следующему способу. Волокно сначала нарезали с использованием сита 10 меш. и сферический порошок удаляли ручным просеиванием также через сито 10 меш. Устройство для испытания растворимости содержало вибрационную термостатную водяную баню и раствор для испытаний имел состав, приведенный в табл. 4. Вышеуказанные вещества разбавляли до 1 литра дистиллированной водой для образования солевого раствора, подобного физиологическому раствору. 0,500 г, "равных" 0,003 г нарезанного волокна, взвешивали в пластиковую пробирку центрифуги и добавляли 25 мл (см 3) указанного выше солевого раствора. Волокно и солевой раствор встряхивали тщательно и вводили в вибрационную термостатную водяную баню, поддерживаемую при температуре тела (37 o C 1 o C). Скорость вибратора устанавливали при 20 оборотов/мин. После 24 часов пробирку центрифуги удаляли, всплывающую жидкость декантировали и жидкость пропускали через фильтр (мембрана из фильтровальной бумаги из нитрата целлюлозы 0,45 микрон [типа WCN из Whatman Labsales Limited]) в прозрачный пластиковый флакон. Затем жидкость анализировали одним из двух способов. Первым используемым способом было атомное поглощение с применением машины Thermo Jarrell Ash Smith - Hiefje II. Условия работы были такие же, какие установлены в более ранних Международных Патентных заявках заявителя WO93,15028 и WO 94/15883. Для SrO условия работы были следующими:

BØLGELENGDE, (nm) 460,7

BÅNDBREDDE, 0

STRØM, (mA) 12

FLAMME, drivstoff magert

Strontium ble målt i forhold til en standard atomabsorpsjonsløsning (Aldrich 970 μm/ml). Tre standarder ble fremstilt hvortil 0,1 % KCl ble tilsatt (Sr [ppm] 9,7, 3,9 og 1,9). Vanligvis ble 10- og 20-gangers fortynninger forberedt for å måle Sr-nivået i prøven. SrO ble deretter beregnet som 1,183xSr. Alle stamløsninger ble lagret i plastflasker. I den andre metoden som ble brukt (som ble vist å gi resultater i samsvar med resultatene fra den første metoden), ble elementkonsentrasjoner bestemt ved bruk av induktivt koblet plasma-atomemisjonsspektroskopi i henhold til en kjent metode. Det ovenfor beskrevne tillot oss å diskutere krympemotstanden til preforms utsatt for 1260 o C i 24 timer. Dette er den maksimale temperaturen fiberen kan brukes. I praksis kjennetegnes fibre av en maksimal kontinuerlig brukstemperatur og en høyere maksimal eksponeringstemperatur. Vanligvis i industrien, når du velger en fiber for bruk ved en gitt temperatur, velg en fiber som har en høyere kontinuerlig brukstemperatur enn temperaturen som er nominelt nødvendig for den tiltenkte bruken. Dette er for å sikre at en utilsiktet temperaturøkning ikke skader fibrene. En forskjell på 100-150 o C er ganske vanlig. Søkere har ennå ikke bestemt hvilken mengde andre oksider eller andre urenheter som vil påvirke egenskapene til fibrene beskrevet ovenfor, og de vedlagte kravene tillater det i tilfelle av det fiberdannende tilsetningsstoffet. være SiO 2, opptil 10 vekt% andre materialer enn SrO, Al 2 O 3 og SiO 2, selv om dette ikke bør anses som begrensende. Selv om beskrivelsen ovenfor refererer til produksjon av smelteblåste fibre, er denne oppfinnelsen ikke begrenset til smelteblåste, men dekker også trekking og andre metoder (teknikker) hvor fibre dannes fra en smelte, og inkluderer også fibre laget ved hjelp av en hvilken som helst annen metode.

KRAV

1. En uorganisk fiber inneholdende SrO og Al 2 O 3, karakterisert ved at den vakuumpreformede fiberen har en krymping på 3,5 % eller mindre når den holdes ved 1260 oC i 24 timer, og fiberen har en strontiumaluminatsammensetning inkludert SrO, Al 2 O 3 og et fiberdannende additiv som er tilstrekkelig til å danne fiberen, men ikke så stor at den øker krympingen over 3,5% og i tilfellet hvor Si02 er tilstede, er mengden Si02 mindre enn 14,9 vekt%. 2. Uorganisk fiber ifølge krav 1, karakterisert ved at det fiberdannende tilsetningsstoffet inneholder Si02 og komponentene SrO, Al203 og Si02 utgjør minst 90 vekt% av fibersammensetningen. 3. Uorganisk fiber ifølge krav 2, karakterisert ved at komponentene SrO, Al203 og Si02 utgjør minst 95 vekt% av fibersammensetningen. 4. Uorganisk fiber ifølge hvilket som helst av de foregående avsnittene, karakterisert ved at den inneholder 35 vekt% eller mer SrO. 5. Uorganisk fiber ifølge et hvilket som helst foregående avsnitt, karakterisert ved at det inneholder SrO 41,2 - 63,8 vekt% og Al203 29,9 - 53,1 vekt%. 6. Uorganisk fiber ifølge krav 5, karakterisert ved at den inneholder mer enn 2,76 vekt% Si02. 7. Uorganisk fiber ifølge hvilket som helst av de foregående avsnittene, karakterisert ved at vakuumpreformen har en krymping på 3,5% eller mindre når den holdes ved 1400°C i 24 timer. 8. Uorganisk fiber ifølge krav 7, karakterisert ved at mengden av Al 2 O 3 er 48,8 masse% eller mindre. 9. Uorganisk fiber ifølge et hvilket som helst av de foregående avsnittene, karakterisert ved at vakuumpreformen har en krymping på 3,5% eller mindre når den holdes ved 1500°C i 24 timer. 10. Uorganisk fiber ifølge krav 9, karakterisert ved at masse-% SrO i forhold til den totale mengden SrO pluss Al 2 O 3 pluss SiO 2 varierer fra mer enn 53,7 vekt% til mindre enn 59,6 vekt%. 11. Uorganisk fiber ifølge krav 10, karakterisert ved at den inneholder vektmessig. %:

SrO - 53,2 - 57,6

Al203 - 30,4 - 40,1

Si02 - 5,06 - 10,1

12. Uorganisk fiber ifølge hvilket som helst av de foregående avsnittene, karakterisert ved at den inneholder Na20 i en mengde på mindre enn 2,46 vekt%. 13. Uorganisk fiber ifølge et hvilket som helst av de foregående avsnittene, karakterisert ved at vakuumpreformen har en krymping på 3,5% eller mindre når den holdes ved 1550°C i 24 timer. 14. Uorganisk fiber ifølge krav 13, karakterisert ved at den inneholder, wt. %:

SrO - 53,2 - 54,9

Al203 - 39,9 - 40,1

Si02 - 5,06 - 5,34

15. Uorganisk fiber i henhold til hvilket som helst av de foregående avsnittene, karakterisert ved at det er en saltoppløselig fiber. 16. Uorganisk fiber ifølge hvilket som helst av de foregående kravene, karakterisert ved at den er en hydratiserbar, saltoppløselig fiber. 17. Fremgangsmåte for fremstilling av fibre fra en smelte, karakterisert ved at smelten inneholder hovedsakelig SrO og Al 2 O 3, til hvilke små mengder Si0 2 tilsettes for å danne fibre.

I tillegg til de som allerede er oppført, er det fibre laget av naturlige uorganiske forbindelser. De er delt inn i naturlige og kjemiske.

Naturlige uorganiske fibre inkluderer asbest, et finfibret silikatmineral. Asbestfibre er brannbestandige (smeltepunktet for asbest når 1500°C), alkali- og syrebestandige og ikke-termiske.

Elementære asbestfibre kombineres til tekniske fibre, som tjener som grunnlag for tråder som brukes til tekniske formål og i produksjon av stoffer til spesielle klær som tåler høye temperaturer og åpen ild.

Kjemiske uorganiske fibre deles inn i glassfibre (silisium) og metallholdige.

Silisiumfibre, eller glassfibre, er laget av smeltet glass i form av elementære fibre med en diameter på 3-100 mikron og svært lange lengder. I tillegg til dem produseres stiftglass med en diameter på 0,1-20 mikron og en lengde på 10-500 mm. Glassfiber er ikke brennbart, kjemisk motstandsdyktig og har elektriske, varme- og lydisolerende egenskaper. Den brukes til produksjon av bånd, stoffer, masker, ikke-vevde stoffer, fibrøst lerret, bomullsull for tekniske behov i ulike sektorer av landets økonomi.

Kunstige metallfibre produseres i form av tråder ved gradvis å strekke (trekke) metalltråd. Slik oppnås kobber-, stål-, sølv- og gulltråder. Aluminiumstråder lages ved å kutte flat aluminiumstape (folie) i tynne strimler. Metalltråder kan gis forskjellige farger ved å bruke farget lakk på dem. For å gi større styrke til metalltråder, er de sammenflettet med silke- eller bomullstråder. Når trådene er dekket med en tynn beskyttende syntetisk film, oppnås gjennomsiktig eller farget, kombinerte metalltråder - metlon, lurex, alunit.

Følgende typer metalltråder produseres: avrundet metalltråd; flat tråd i form av et bånd - flatet; vridd tråd - tinsel; rullet kjøtt vridd med silke eller bomullstråd - strandet.

UORGANISKE FIBRER oppnås på grunnlag av kjemiske elementer (bor, metaller), oksider (SiO 2, Al 2 O 3, ZrO 2), karbider (SiC, B 4 C), nitrider (AlN), blandinger av disse forbindelsene (f. for eksempel ulike oksider eller karbider), samt basert på naturlige (basalt, etc.) eller kunstige (silikatglass, se Glassfiber) silikater. Strukturen til de fleste uorganiske fibre er polykrystallinsk, mens silikatfibre er amorfe. Når det gjelder egenskaper, ligner værhår av lignende forbindelser uorganiske fibre.

Oksyd, silikat og uorganiske metallfibre produseres hovedsakelig ved å presse smelten gjennom dyser, blåse smelten med varme gasser eller strekke i et sentrifugalfelt. Uorganiske karbid- og oksidfibre - ved ekstrudering av fint dispergerte oksider myknet med polymerer eller smeltbare silikater, etterfulgt av sintring av partikler av disse forbindelsene eller varmebehandling av organiske (vanligvis hydratiserte cellulose) fibre som inneholder salter og andre metallforbindelser. Karbidfibre oppnås også ved å redusere oksidfibre med karbon; bor og karbid - ved gassfaseavsetning på et substrat (wolfram eller karbonfilamenter, strimler av filmer). For å forbedre ytelsesegenskapene modifiseres uorganiske fibre ved gassfaseavsetning av overflate (barriere) lag av mer motstandsdyktige stoffer.

Uorganiske fibre er høytsmeltende (driftstemperaturen til mange uorganiske fibre er opptil 1500°C), ikke-hygroskopiske og stabile i mange aggressive miljøer; I et oksiderende miljø er oksidfibre mest motstandsdyktige, og karbidfibre er mindre motstandsdyktige. Styrke av uorganiske fibre fra 1-1,3 GPa (SiC, B 4 C) til 4-6 GPa (B, SiO 2), elastisitetsmodul fra 70-90 GPa (SiO 2, basalt) til 400-480 GPa (B, ZrO) 2, SiC). Karbidfibre har halvledende egenskaper.

Uorganiske fibre og tråder basert på dem brukes som forsterkende komponenter i komposittmaterialer med en organisk (polymer), keramisk eller metallmatrise; som varmeisolasjonsmaterialer med høy temperatur. Filtre for aggressive væsker og varme gasser er laget av kvarts, oksid og metallfibre. Elektrisk ledende metall- og silisiumkarbidfibre og tråder brukes i elektroteknikk.

Lit.: Konkin A. A. Karbon og andre varmebestandige fibrøse materialer. M., 1974; Kats S. M. Varmeisolerende materialer med høy temperatur. M., 1981; Fyllstoffer for polymerkomposittmaterialer. M., 1981; Budnitsky G. A. Forsterkende fibre for komposittmaterialer // Kjemiske fibre. 1990. nr. 2; Tsirlin A. M. Kontinuerlige uorganiske fibre for komposittmaterialer. M., 1992.

1800-tallet var preget av viktige funn innen vitenskap og teknologi. En kraftig teknisk boom påvirket nesten alle produksjonsområder. Mange prosesser ble automatisert og flyttet til et kvalitativt nytt nivå. Den tekniske revolusjonen gikk heller ikke utenom tekstilproduksjonen - i 1890 ble fiber laget ved hjelp av kjemiske reaksjoner først produsert i Frankrike. Historien om kjemiske fibre begynte med denne hendelsen.

Typer, klassifisering og egenskaper av kjemiske fibre

I henhold til klassifiseringen er alle fibre delt inn i to hovedgrupper: organiske og uorganiske. Organiske fibre inkluderer kunstige og syntetiske fibre. Forskjellen mellom dem er at kunstige er laget av naturlige materialer (polymerer), men ved hjelp av kjemiske reaksjoner. Syntetiske fibre bruker syntetiske polymerer som råmateriale, men prosessene for å produsere stoffer er ikke fundamentalt forskjellige. Uorganiske fibre inkluderer en gruppe mineralfibre som er hentet fra uorganiske råvarer.

Cellulosehydrat, celluloseacetat og proteinpolymerer brukes som råmaterialer for kunstige fibre og heterokjedepolymerer brukes til syntetiske fibre.

På grunn av at kjemiske prosesser brukes i produksjonen av kjemiske fibre, kan egenskapene til fibrene, primært mekaniske, endres dersom ulike parametere i produksjonsprosessen brukes.

De viktigste karakteristiske egenskapene til kjemiske fibre, sammenlignet med naturlige, er:

  • høy styrke;
  • evne til å strekke seg;
  • strekkfasthet og langsiktige belastninger med varierende styrke;
  • motstand mot lys, fuktighet, bakterier;
  • krøllemotstand.

Noen spesialtyper er motstandsdyktige mot høye temperaturer og aggressive miljøer.

GOST kjemiske tråder

I følge den all-russiske GOST er klassifiseringen av kjemiske fibre ganske kompleks.

Kunstige fibre og tråder, ifølge GOST, er delt inn i:

  • kunstige fibre;
  • kunstige tråder for ledningsstoff;
  • kunstige tråder for tekniske produkter;
  • tekniske tråder for hyssing;
  • kunstige tekstiltråder.

Syntetiske fibre og tråder består på sin side av følgende grupper: syntetiske fibre, syntetiske tråder til snorduk, for tekniske produkter, film- og tekstil syntetiske tråder.

Hver gruppe inkluderer en eller flere underarter. Hver underart er tildelt sin egen kode i katalogen.

Teknologi for å skaffe og produsere kjemiske fibre

Produksjonen av kjemiske fibre har store fordeler sammenlignet med naturlige fibre:

  • for det første avhenger ikke produksjonen av sesongen;
  • for det andre er selve produksjonsprosessen, selv om den er ganske kompleks, mye mindre arbeidskrevende;
  • for det tredje er det mulig å få fiber med forhåndsetablerte parametere.

Fra et teknologisk synspunkt er disse prosessene komplekse og består alltid av flere stadier. Først oppnås råmaterialet, deretter omdannes det til en spesiell spinneløsning, deretter skjer dannelsen av fibre og deres etterbehandling.

Ulike teknikker brukes for å danne fibre:

  • bruk av våt, tørr eller tørr-våt løsning;
  • bruk av metallfolie skjæring;
  • trekke fra en smelte eller dispersjon;
  • tegning;
  • utflating;
  • gelstøping.

Påføring av kjemiske fibre

Kjemiske fibre har svært brede bruksområder i mange bransjer. Deres største fordel er deres relativt lave kostnader og lange levetid. Stoffer laget av kjemiske fibre brukes aktivt til å sy spesielle klær, og i bilindustrien for å styrke dekk. I ulike typer teknologi brukes oftere ikke-vevde materialer laget av syntetisk eller mineralfiber.

Kjemiske tekstilfibre

Gassformige produkter fra olje- og kullraffinering brukes som råmateriale for produksjon av tekstilfibre av kjemisk opprinnelse (spesielt for produksjon av syntetiske fibre). Dermed syntetiseres fibre som er forskjellige i sammensetning, egenskaper og forbrenningsmetode.

Blant de mest populære:

  • polyesterfibre (lavsan, crimplen);
  • polyamidfibre (nylon, nylon);
  • polyakrylnitrilfibre (nitron, akryl);
  • elastanfiber (lycra, dorlastan).

Blant kunstige fibre er de vanligste viskose og acetat. Viskosefibre er hentet fra cellulose, hovedsakelig fra grantrær. Ved hjelp av kjemiske prosesser kan denne fiberen gis en visuell likhet med naturlig silke, ull eller bomull. Acetatfiber er laget av avfall fra bomullsproduksjon, så det absorberer fuktighet godt.

Nonwovens laget av kjemiske fibre

Ikke-vevde materialer kan fås fra både naturlige og kjemiske fibre. Ikke-vevde materialer produseres ofte av resirkulerte materialer og avfall fra andre industrier.

Den fibrøse basen, fremstilt ved mekaniske, aerodynamiske, hydrauliske, elektrostatiske eller fiberdannende metoder, er bundet.

Hovedstadiet i produksjonen av ikke-vevde materialer er stadiet med å binde den fibrøse basen, oppnådd på en av følgende måter:

  1. Kjemisk eller lim (klebende)- den dannede banen er impregnert, belagt eller vannet med en bindemiddelkomponent i form av en vandig løsning, hvis påføring kan være kontinuerlig eller fragmentert.
  2. Termisk– Denne metoden utnytter de termoplastiske egenskapene til enkelte syntetiske fibre. Noen ganger brukes fibrene som utgjør nonwoven-materialet, men i de fleste tilfeller tilsettes en liten mengde fibre med lavt smeltepunkt (bikomponent) spesielt til nonwoven-materialet i støpestadiet.

Fasiliteter for kjemisk fiberindustri

Siden kjemisk produksjon dekker flere industriområder, er alle kjemiske industrianlegg delt inn i 5 klasser avhengig av råmaterialer og bruksområde:

  • organisk materiale;
  • uorganiske stoffer;
  • organisk syntese materialer;
  • rene stoffer og kjemikalier;
  • farmasøytisk og medisinsk gruppe.

Etter type formål er anlegg for kjemisk fiberindustri delt inn i hovedanlegg, generelt anlegg og hjelpeanlegg.

Uorganisk garn er laget av forbindelser av kjemiske elementer (unntatt karbonforbindelser), vanligvis fra fiberdannende polymerer. Asbest, metaller og til og med glass kan brukes.

Dette er interessant. Den fine fiberstrukturen til naturlig asbest gjør at den kan brukes til å lage garn for brannsikkert stoff.

Typer og funksjoner for produksjon

Takket være variasjonen av råvarer fra uorganiske fibre, er det mulig å lage forskjellige typer garn. Alle av dem er preget av høy strekkfasthet, utmerket dimensjonsstabilitet, rynkemotstand og motstand mot lys, vann og temperatur.

Metallisk, eller metallisert, garn er mye brukt i tekstilindustrien. Den brukes i kombinasjon med andre typer materialer for å gi produktene et skinnende, dekorativt utseende. For å produsere slikt garn bruker de enten alunit - metalltråder som ikke anløper eller falmer over tid. Materialet er laget av aluminiumsfolie belagt med polyesterfilm, som beskytter mot oksidasjon. For å få en gylden fargetone tilsettes kobber til råmaterialet, og for å legge til forsterkende egenskaper tvinnes det med nylontråd.


For å utvide utvalget av tekstilprodukter kan uorganiske fibre brukes i blanding med andre materialer, inkludert de av naturlig opprinnelse.

Historisk referanse. Produksjonen av kunstig garn startet på slutten av 1800-tallet. Den første typen uorganisk fiber var nitratsilke, produsert i 1890.

Egenskaper

Den kunstige opprinnelsen til garn fra uorganiske fibre har gitt det mange fordeler:

  • UV-motstand - garnet falmer ikke i den sterke solen, og opprettholder sin opprinnelige farge;
  • god hygroskopisitet, det vil si evnen til å absorbere og fordampe fuktighet;
  • hygienisk - uorganiske fibre er ikke av interesse for møll, mikroorganismer formerer seg ikke i dem.

Alle produkter laget av uorganiske fibre har god slitestyrke og beholder utseendet i lang tid.

Produkter laget av slikt garn krever nøye vask. Vannet skal ikke være varmt, optimalt ikke mer enn 30–40 grader. Ellers kan gjenstanden krympe eller miste styrke.

Det anbefales å bruke vaskemiddel av passende type stoff og et antistatisk middel. Du kan ikke presse ting ut av uorganiske fibre ved å vri dem: når de er våte, mister de opptil 25 % av styrken, noe som kan føre til skade.

Råd. Ikke bruk maskinspinn eller tørk produktet på en radiator. Det er bedre å rette ut elementet på en flat horisontal overflate, og plasser et håndkle som absorberer fuktighet eller oljeklut.

Hva er strikket av uorganiske fibre

Uorganisk fibergarn er ideelt for strikking eller hekling. Glatte skinnende tråder floker seg ikke sammen, selv en nybegynner kan lett håndtere dem. Fra dette garnet kan du strikke eller dekorere med metalltråd:

  • elegant bolero;
  • fasjonabel topp;
  • Fin kjole;
  • lyst hodeplagg;
  • blonder serviett;
  • støvletter eller sokker til babyen.

Uorganiske fibre lar deg lage et vakkert og elegant element. Bruk fantasien og du vil lykkes!

Uorganiske fibre i merkekolleksjoner

For å strikke et kvalitetsprodukt, må du velge riktig materiale. Garn med uorganiske fibre tilbys av Lana Grossa og andre produsenter. De har fått enorm popularitet blant strikkere over hele verden. Lyse, vakre og originale samlinger av garn lar deg velge det ideelle materialet for arbeidet ditt.