Syntetická vlákna Vytvořená ze syntetických polymerů. Základem je monomer Dvou tří čtyř funkční
Lineární polymer (vhodný pro vlákna). Počet jednotek >80 Rozvětvený polymer (omezeně vhodný pro vlákna).
Polymerizační reakce I A. Polykondenzace ( - R1 - NH2 + HOOC - R2 - ) → R1 - NH - CO - R2 + H2O Reakce je stupňovitá, jde o rovnovážné reakce k1 ↔ (výchozí látky) (produkty reakce) k2 Rovnovážná konstanta K = k1/k2. PŘEDPOKLADY: - vysoká čistota výchozích látek, - stechiometrický poměr funkčních skupin Stupeň konverze p = (N0 - N)/N0 , kde N0 je celkový počet molekul před reakcí a N je počet vzniklých molekul. PPS = 1 / (1 - p) = N0/N
Důležité polykondenzace a) esterifikace dikarboxylové kyseliny a dioly - R1 - C O - O - R2 - esterová vazba b) reakce dikarboxylové skupiny a diaminy - R1 - CO - NH - R2 - amidická vazba c) polykondenzace dihydroxysilanů - silikony
R - Si - O-
R
Polymerizační reakce II B. Polyadice Stupňovitá reakce bez oddělení nízkomolekulární sloučeniny reakce diisokyanátů a diolů OCN - R1 - NCO + HO - R2 - OH → - OCNHR1NHCOOR2Opolyuretany Realizace postupných polyreakcí a) v tavenině: T>Tm, inertní atmosféra, snížený tlak b) v roztoku: aromatické polyamidy c) v tuhé fázi: Tg
Polymerizační reakce III C. Polymerace řetězová polymerace (polyetylén) CH2
CH2
iniciace
terminace
* CH2 CH2
*CH propagace * 2 CH2 CH
CH2
* CH2 CH2
CH2
a) monomery alespoň s jednou dvojnou vazbou b) monomery s násobnou vazbou mezi uhlíkem a jiným atomem (O, N, S)
CH2
CH2
* CH2
* CH2
Radikálová polymerace π
Volnější - elektrony vazby se symetricky rozdělí na dva nepárové elektrony Iniciace: ozáření, peroxidické látky Terminace: a) rekombinace → R1 – CH*2 + *CH2 - R2 R1 - CH2 - CH2 - R2 b) disproporcionace → R1 - CH2 - CH*2 +*CH2 - R2 R1 - CH = CH2 + CH3 - R2 c) přenos řetězce → R1 - CH*2 + H - R2 R2 - CH3 + R*1
Iontová polymerace Polarizace dvojné vazby s využitím katalyzátorů odnímajících nebo předávajících elektrony Aniontová polymerace - (syntetický kaučuk, laktámy, polyformaldehyd). Katalyzátory jsou zásadité látky Na, Li, organokovy - (butyllithium C4HgLi) Kationtová polymerace - (polyformaldehyd) Katalyzátory jsou silné kyseliny -HCl, H2SO4, uvolňující proton H+ Koordinační polymerace (stereospecifická) Vznikají prostorově uspořádané polymery (izotaktické, syndiotaktické). Ziegler - Natta katalyzátory - chlorid titanitý (TiCl3) + trietylaluminium (Al(C2H5)3) Vzniká krystalický alkylovaný chlorid titanu Ti(C2H5)Cl2. Isotaktický POP
Reakce polymerů I A. Nemění se polymerační stupeň - polymeranalogická reakce příprava polymerů, které nelze připravit polymerací, modifikace vlastností stávajících polymerů. Chlorování PVC PVC + Cl2 → chlorovaný PVC Příprava polyvinylalkoholu - CH2 - CH-
COOCH3
NaOH
- CH2 - CH-
OH
CEL1 - OH
HO - CEL2
- H2O
CEL1 - O- CH2 - O - CEL2
CH2O
Reakce polymerů II B. Polymerační stupeň roste 1. bloková dopolykondenzace - zvyšování molekulové hmotnosti PES vláken - H2O PES1 - COOH + HOOC - PES2
PES1- COO - PES2
2. roubování bočních řetězců - reakce PAD s oxiranem CO
NH
+
n
CH2 - CH2 O oxiran
CO
N-(CH2 - CH2 - O)n -H
3. zesítění (zlepšení tvarové stálosti). Vznik metylénového můstku působením formaldehydu
Reakce polymerů II C. Polymerační stupeň klesá (degradace) Energie vnějšího působení je vyšší než energie vazby v hlavním řetězci. N = M+R PM + PR 1. Statistické štěpení PN Rozpad polymerního řetězce probíhá v náhodných místech PN
PN-1 + M
2. Depolymerace Postupně se odštěpují molekuly monomeru (M)
PA 6.6: NYLON (USA), ANID (Rusko)
Polyamidová vlákna I Chemickou podstatou se blíži vlně (amidická vazba v hlavním řetězci) . A Produkt polykondenzace - diaminy + dikarbonové kyseliny - H2O H [-HN-(CH2)m-NH-OC-(CH2)n-CO-]NOH H2N-(CH2)m-NH2 + HOOC-(CH2)n-COOH PA 6.6 : n = 4 - kyselina adipová, m = 6 - hexametyléndiamin NH2(CH2)6NH2 H COO(CH2)4COOH (+ NH3(CH2)6NH3+) (- COO(CH2)4COO -)
AH sůl Nylonová sůl
PA 6: Perlon (BRD), Kapron (Rusko), Nylon 6 (USA), Dederon (GDR), AMILAN (JPN),
Polyamidová vlákna II B. Adiční polymerizace laktámů Polykondenzace - aminokyselin: H2N - (CH2)n - COOH n = 3: kyselina aminomáselná (PAD 4) n = 5: kyselina - aminokapronová (PAD 6) n = 6: kyselina - aminoenantová (PAD 7) n = 10: kyselina - aminoundekanová (PAD 11) CH2 CH2 CH2 CH2
CH2 CH2
CH2
CO
CH2
CO
NH
NH
ε
- kaprolaktam
α
-pyrolidin
Rozdíl PA 6 a PA 6.6
Vlivem lichého počtu vazeb v PA 6 vzniká méně vodíkových můstků Postavení amidových skupin: HLAVA - HLAVA: CONH ... CONH. Vlákno je méně pevné. Méně vhodné uspořádání snižuje bod tání PA 6 na 225oC Vlivem sudého počtu vazeb v PA 6.6 je bod tání 256oC. Postavení amidových skupin: HLAVA - PATA: CONH ... NHCO. Vlákno je pevnější.
PA 6
PA 6.6
PA 6 Vyráběl se pod názvem SILON v ČR. Objev v r. 1938 Paul Schlack firma A.G.Farben Průměrný polymerační stupeň pro PA 6 je 100 – 200 pro PA 6.6 je 50 – 100 Složení řetězců Hustota kohezní energie CED = 774 J/cm3 . Koncové NH2 skupiny 0.054 gekv./kg. Koncové COOH skupiny 0.1 gekv./kg. (část - NH2 acetylována). Isoelektrický bod pH 5.4 (část COOH a část COO-)
NH-(CH2)5-CO
Oligomery
[CO-(CH2)5-NH]n
n = 0: monomer (90%). Rozpouští vlákna n = 1, 2, 3: cyklické Monomer rozpustný v teplé vodě - způsobuje degradaci vláken. Oligomery vznikají stále Je třeba časté praní. Nejlépe při 60 – 80oC).
f(x)
4 % oligomeru
123
Mw
Stupeň krystalinity: 40 - 60%
Krystalinita
K
M
A
M
1/3 2/3
1/3
K
1) Snadná krystalizace: bez napětí vznikají "sférolity" při dloužení "fibrily" 2) Délka krystalitů: 0.6 - 0.7 nm, tloušťka amorfní zóny 0.2 nm M - mezomorfní , A – amorfní, K – krystalická 3) Polymorfní chování: α -monoklinická (stálá, mnoho H-můstků). β -orthorhombická (v částečně orientovaném, tepelně nezpracovaném vlákně) γ -pseudohexagonální (ochlazení taveniny), β γ - méně vodíkových -můstků: občas vede na α -formu γ tvoří prostorovou síť vodíkových můstků. Vzniká při rychlostní zvlákňování > 1000 m/min
Krystalické formy v reálném vlákně A. Běžné podmínky - směs α a γ formy B. Při temperaci 120oC - přechod na γ formu C. Při dloužení roste krystalinita: a studena - γ , za tepla - α forma Teplota zeskelnění: Tg (podle způsobu měření od 40 do 80oC). Výsledky ovlivňuje především vlhkost. Metoda stanovení z DSC suché vlákno relativní vlhkost vzduchu 100% - vlákno
Tg = 50oC Tg = 29oC
Struktura dloužených vláken Krystalinita: 50%, orientace krystalické fáze fc: > 90, Orientace amorfní fáze fa: 0.6 Hlavní role interfibrilární vazné molekuly (orientovaná amorfní fáze) Vazne Amorfni retezce Napjaté vazné řetězce podíl: 0.09 - 0.145
Krystalicka
Výroba PA 6 Surovina FENOL (cyklohexanol, cyklohexanon, cyklohexanonoxim a pak Beckmanův přesmyk na N - OH O kaprolaktam) OH
fenol
Kaprolaktam: bod tání 70oC
cyklohexanon
CH2 - CH2 - CH2
cyklohexanonoxim
NH
CH2 - CH2 - CO
Polymerace: směs kaprolaktamu s H2O a ohřev na 220 – 240oC v inertní atmosféře.
Zvlákňování 1) tavení (270oC) - bez přístupu vzduchu 2) protlačování tryskami a odtahování 800 - 1000 m/min (chladicí šachta) 3) dloužení a) za studena (deformace 180 - 350%) vzniká krček b) za tepla - kordy (deformace 300 - 600%) homogenní dloužení Důsledek dloužení: růst orientace a krystalinity (o 20%) 4) stabilizace (voda 95oC) - částečná relaxace, praní oligomerů 4a)předfixace (190oC, vzduch) 5) aviváž (nános preparace) 3000 m/min POY - stabilní předorientace 5000 m/min FOY - zcela vydloužené
Formy PA 6 Hedvábí: monofil 1 - 3.3 tex (punčochy) multifil 1.7 - 840 tex (pleteniny, technické textilie) kabílek 33 - 110 ktex (koberce) Stříž: 0.17 - 4.4 tex (délka 25 - 150 mm, B, V, L, K, Ttyp) Příčný řez: dle tvaru trysky, většinou kruhový
Dloužící poměr
Vlastnosti
Teplota tání: 220oC. Sorpce vlhkosti ( při 65% RH): 3 - 4.5%
Pevnost
za sucha fs: 3.6 - 7.5 cN/dtex za mokra fm: 80 - 90% fs Tažnost: za sucha: 23 - 55 % Počáteční modul: za sucha 340 cN/tex (nízký), Hořlavost LOI = 0.201 Měrný odpor: 1011 Ω m (elektrostatický náboj)
Externí vlivy Vliv teploty
90 – 100oC: pokles pevnosti
170oC : teplota měknutí, teplota žehlení: 170oC dlouhodobě na vzduchu - destrukce molekul mírně žloutne při 1500C po 5 hod. Vliv vlhkosti: • retence vody 9 - 12% ze suché hmoty • bobtnání podélné: 2.7% • bobtnání příčné : 2.5%
Vliv světla: fotodegradace (stabilizátory)
Externí vlivy II
Vlastnosti PA 6 jsou citlivé na změny vlhkosti Teplota zeskelnění rychle klesá s obsahem vlhkosti ve vlákně obsah vlhkosti [%]
Vliv chemikálií
Nejvíce rozpustný ve fenolech, kresolech (za tepla) a 10 - 30% ních roztocích kovů alkalických zemin CaCl2. Rozpustný v koncentrovaných minerálních kyselinách a HCOOH ! Odolnější vůči alkáliím a zředěným kyselinám Typický zápach při spalovací zkoušce - vůně celeru, ale méně intenzívní než u PA 6.6
Výhody/nevýhody Technologické výhody: Technologické nevýhody: - dobré mechanické vlastnosti - nízký modul, nízká odolnost (odolnost vůči opakovanému v krutu namáhání) - malá odolnost vůči zvýšeným - vysoká pružnost teplotám - nejvyšší odolnost v oděru - malá odolnost vůči - malá bobtnavost (snadné slunečnímu záření (žloutne) praní, rychle schne) - vznik statického náboje - nízká měrná hmotnost - nízká navlhavost - termoplasticita Časté použití ve směsích: 10/90 PAD/vl, 25/75 VS/PAD, 25/75/25 VS/PAD/PAN
Alifatické polyamidy I
O
NH
( CH2 )N
C
Obecně z aminokyselin nebo laktámů Čím menší N, N – počet skupin CH2 tím vyšší teplota zeskelnění Tg Platí i pro teplotu tání PA (N) Tm N [oC] Tg [oK] 3 340 4 265 7 225 8 185 9 194 100/N 10 177
Označení
N polyamid
Laktám
1
Polyisokyanát
2
Polyacetolaktám
3
Polypropiolaktám
4
Polybutyrolaktám
5
Polyvalerolaktám
6
Polykaprolaktám
7
Polyenantolaktám
8
Polykaprylolaktám
9
Polypelargolaktám
10
Polykaprinolaktám
11
Polyundekanelaktám
12
Polylaurolaktám
Sudé N Liché N Lichý počet CH2 Sudy počet CH2 Horší vlastnosti Optimální vlastnosti
Alifatické polyamidy II Hustota amorfní fáze [g/cm3] tj. ρ [kg / m 3 ] / 1000
Hustota [g/cm3]
100/N
Amorfní polyamidy
Alifatické polyamidy III Navlhavost [%] při relativní vlhkosti vzduchu RH RH 20 %
RH 40 %
RH 100 %
2
9
14
52
3
6
10
41
4
4
7
33
6
3
5.5
24
7
2
3.7
16
8
1.3
2.3
10
11
0.9
1.6
5
12
0.8
1.5
4.5
13
-
-
3
N polyamid
PA 4
Vysoký bod tání 265oC, vysoká absorpce vody 9.1 % při 65 % RH a 28 % při 99 % RH. Výsledkem je vysoká rozměrová nestabilita. Krystalinita v α modifikaci. Vlákna se tvoří z roztoku v kyselině mravenčí. Výchozí materiál je 2 pyrrolidon V suchém vlákně je Tg 80oC, měrná hmotnost amorfní fáze je 1176 kg/m3 Při tavení PA 4 dochází k rychlé degradaci. Výsledkem je nestejnoměrné vlákno s nízkou pevností (polovina pevnosti PA 6). Zvlákňování z roztoku vede také ke zhoršení mechanických vlastností. Prakticky zkoušeno jen v Rusku - TAJMIR
PA 7, 11, 12
PA 7. Vlákno typu ENANT (Rusko). Vlastnosti jsou blízké PA 6 a PA 6.6. Výroby monomeru je však komplikovaná. Teplota tání 195oC. Kromě PA 6 se podařilo s ohledem na ekonomiku výroby komerčně realizovat pouze PA 11 a PA 12. PA 6 je výhodný z hlediska ceny, tepelných vlastností, tření a trvanlivosti. Na druhou stranu obsahují PA 11 a PA 12 pouze malé množství monomeru, mají malou navlhavost a vyšší rozměrovou stabilitu. Jejich teplota tání je podstatně nižší (kolem 178oC). Křehnou při podstatně nižších teplotách ( -70oC) ve srovnání s PA 6 (-30oC). Tyto vlastnosti jsou však vhodné spíše pro plasty. Zajímavé jsou nízké měrné hmotnosti (pro amorfní PA 12 je to 990 kg/m3). Teplota zeskelnění PA 12 je kolem 40oC. Vlákna z PA 11 se vyrábí pod značkou RYLSAN ale bez většího uplatnění.
Vlastnosti vyšších PA vlastnost pevnost [cN/tex] tažnost [%] modul [cN/tex] ohyb [počet cyklů] oděr [počet cyklů] rel.navlhavost [%]
PAD 7 54-63 26 378 4000 2200 3
PAD 9 55 24 430 40000 4000 2.5
PAD 11 50-63 27 450 56000 6000 1.2
POLYAMID 6.6 Původní patent Carothers firma DuPont v r. 1935. Rozšířen zejména v USA pod názvem NYLON. teplota tání[oC] Navlhavost [%] Hustota krystalické fáze [kg/m3] Hustota amorfní fáze [kg/m3]
α
PA 6.6
PA6
256 3.8
220 4.5
1240
1170
1090
1084
-modifikace (trojklonná soustava) - mnoho vodíkových můstků. Ohřev na 175oC - přechod na hexagonální uspořádání
Voda/ chloroform
Výroba PAD 6.6
Mísení metanolových roztoků kyseliny adipové a hexametyléndiaminu za varu. Vzniká nylonová sůl (AH bílá sůl). AH sůl je rozpustná v H2O, má teplotu tání TM = 193oC a rychle kondenzuje
-
OOC-(CH2)4-COO-
+
H3N-(CH2)6-NH3+ Polykondenzace: • 60% AH soli (90oC), ohřev v autoklávu na 260 - 280oC (pod dusíkem). Řízení PPS pomocí CH3COOH - 0.5%. Odstraňování vznikající H2O. Reakce trvá 4 - 16 hod. PPS = 80 - 100, vytlačení do vody - drť Zvlákňování: Tavení při 270oC - odtah 600 - 1200 m/min (ofukování v chladicí šachtě parou - málo vlhkosti). Krystalizuje rychleji než PAD 6 (o řád). Dloužení stejné jako u PAD 6. Předfixace (190oC) - vzduch
Typický zápach při spalovací zkoušce. Jako celer
Vlastnosti PAD 6.6 Pevnost za sucha fs: 3.6 - 4.1 150oC (6 hod.) žloutne cN/dtex o málo více než u klesá pevnost PA 6. • teplota žehlení: 180 200oC (PA 6: 160oC) Tažnost za sucha 18 - 25% • teplota měknutí: 235oC Počáteční modul za mokra: 450 cN/tex Pozor na značení žehliček z Měrný odpor: 4 . 1010 Ω m dovozu, ne pro SILON! Chemická odolnost- poněkud vyšší než PA 6 (rozpustnost jen v některých fenolech) Identifikace : Taví se dříve než-li hoří, sám uhasíná, nerozpustný v acetonu nebo vařících roztocích NaOH, rozpustný v koncentrované kyselině mravenčí, rozpustný ve studené 4,2 N HC1
Modifikace Fyzikální, chemická a kombinovaná a) fyzikální: příčný řez, jemnost, dloužení b) chemická: zesítění (HCHO), větší tepelná odolnost Kopolyamidy: PA 6 a PA 12, teplota tání 110 - 120oC (speciálně pro netkané textilie) Roubování: akrylové sloučeniny
Vlákna se zvýšenou navlhavostí A. Chemická modifikace: dodání silně hydrofilních -OH skupin 1) zpracování v HCHO 2) kopolyamidy 3) roubování - kyselina akrylová B. Směsi polymerů: silně hygroskopický polymer (PEG). C. Povrchová modifikace: 1) dispergace sloučenin, které jsou vypratelné (mikrokrátery) 2) zpracování (doba pod 1s) ve vodném roztoku H2SO4 a propírání v C2H5OH 3) naleptání povrchu – studená plazma nebo rozpouštědlo
Modifikace II Vlákna antistatická: zvýšená elektrická vodivost 1) bikomponentní C/S, M/F: Antron, Ultron - tyčinky (- 0.5 µ m, délka 30 µ m) z PEG (molekulová hmotnost 600) 2) epitropická vlákna - vodivá v povrchové vrstvě substance uhlík (Antron III.) Cu2S (Rhodistat)
Polymerní směsi: Typ S/S: silně obloučkovaná (různě smrštěná). PAD 6.6/kopolyamid - Cantrece (DuPont) PAD 6/kopolyamid - Kanebo Nylon 2L. PAD 6.6/PUR elastomer Typ MF: Matrix PA 6, 70% Fibril - PES 30%. Kordy (Enkatron, 1973) Typ C/S: nižší teplota tání PA 6.6
Cambrelle (1969)
Vlákna se změněnou barvitelností Pro barvení PA je možno použít: kyselá barviva (NH2) kationtová barviva (COOH) Řízením množství NH2 a COOH (blokováním) se ovlivňuje barvitelnost. Standardně: PA 6 (0.098 mol/kg, NH2 a CONH) - lépe se barví PA 6.6 (0.04 mol/kg, NH2 a CONH) N - non dyeable (cationic) (< 0.02 mol/kg NH2) D - deep dyeable (jako PA 6) U - ultra deep dyeable (0.09 mol/kg NH2)
POLYESTEROVÁ VLÁKNA
Dacron
Terylen
První místo mezi syntetickými vlákny (47.5% produkce) .První patenty na . PES podali Whinfeld a Dickson v r. 1941. diol: HO - (CH2)n - OH, dikyselina: HOOC - R - COOH Klasická PES vlákna: polyetyléntereftalát HOOC
kyselina tereftalová
COOH
HO-(CH2)2-OH
etylénglykol
Další polyestery Jiný počet metylénových skupin: - (CH2)n –
n = 3 (polytrimetylénterftalát) PTT (Tg = 45- 65oC, Tm = 228oC) n = 4 (polybutyléntereftalát) PBT (Tg = 25- 40oC, Tm = 221oC)
Polyetylén 2,6 naphtalát (PEN)
Rychlost krystalizace [min-1]
Poločas krystalizace [min]
Krystalizace
Stupeň podchlazení Stupeň podchlazení
Porovnání vlastností polyesterů
Polyestery použité jako matrice v kompozitech se skleněným plnivem (obsah 30%)
PTT
PTT syntetizovali Whinfield a Dickson v r. 1942 stejně jako PET. Rozšíření bránila cena výroby propandiolu. Až výroba z etylénoxidu umožnila rozvoj PTT včetně vláken O CH2
CH2
CO
PET sudý počet CH2 -trans
H2
katal.
HOCH2CH2CH2OH
PTT lichý počet CH2 -gauche
Elastické zotavení po 2 cyklech
Vlastnosti PTT
Deformace
10 %
20 %
PTT
89
81
PA 6
80
68
Nízká navlhavost (0,03%) PBT 78 66 Odolnost vůči zašpinění 65 42 Vyšší měkkost (3x menší ohybová PET tuhost ve srovnání s PET) Nízký modul Výborné zotavení Díky nízkému Tg možno barvit za varu krystalické fáze Odolnější vůči alkáliím v porovnání s PTT 2.59 GPa PET PET 107 GPa Nižší žmolkovitost než PET (o jeden stupeň) Vysoká tažnost 60% Fixace při 140oC (180-190 oC u PET) Odolnější v oděru než PET vlákna CORTERRA
Porovnání PTT
sigma
Pi .. Deformační práce v i - tém cyklu Zi… Práce zotavení v i - tém cyklu
epsilon
Zpožděné zotavení RR = 100*(Pi+1-Zi)/Pi stav
parametr
PTT
PBT
PA 66
Schopnost zotavení RR = 100*Pi+1/Pi
Počatek 1-2
RR [%]
50
50
50
Počatek 1-2
FR [%]
21,4
17,5
10
Rychlé zotavení FR = 100*Zi/Pi
Počatek 1-2
DR [%]
28,6
32,5
23,3
Final 119-120
RR [%]
100
100
100
Final 119 - 120
FR [%]
87,3
57,7
62,5
Final 119 – 120
DR [%]
12,7
42,3
37,5
PTT má nejlepší rychlé zotavení jak v první fázi cyklického namáhání tak i po 120 cyklech.
Použití do koberců: •Elastické zotavení •Nižší modul •Nižší opotřebení
dvojlom
PTT použití
Rychlost zvlákňování
Dlouženo při 180oC Dlouženo za studena Alkalická hydrolýza při 89oCv 25 % NaOH
[m/min]
Napětí [MPa]
PEN
PEN má ve srovnání s PET vyšší teplotu zeskelnění Tg (kolem 1230C), vyšší teplotu krystalizace (1940C) a vyšší bod tání (2740C) Stupeň krystalinity je 50 %, měrná hmotnost 1360 kg/m3 Pevnost je až 1.2 GPa, a počáteční modul 23 GPa Elastický modul krystalických oblastí PEN ve směru osy řetězců je 145 GPa , což je o cca. 40% více než odpovídající modul PET 108 GPa.
Deformace Modul [GPa]
Teplota [oC]
Strukturní jednotky PET a PEN O O
C
O
O
C
C
C 0.57 nm 0.8 nm
Molarní objem PEN VPEN = 182.4 cm3/mol hustota amorfní PEN ρ aPEN = 1327 kg/m3 Hustota krystlická PEN ρ cPEN = 1407 kg/m3
PET VPET = 144 cm3/mol. PET PET
ρ aPET = 1333 kg/m3. ρ cPET = 1440 kg/m3.
Naftalénový kruh
Během deformace se naftalénové kruhy uspořádají paralelně k povrchu vláken. Následný prokluz kruhů vede ke vzniku krčkového efektu (snadná deformace za mezí kluzu) Naftalénové části mají větší krípovou poddajnost. Prokluz mezi vrstvami
Omezená rotace
PEN , PET dynamická mechanická spektra Konformace PEN
Konformace PET
α relaxace
β relaxace
Teplota [oC]
PEN
Pevnost [cN/dtex]
PET/PEN vlákna
PET/PEN 95/5
Rychlost zvlákňování
Tm [oC]
Tažnost [%]
Již malé množství 2,6 naftalénových jednotek způsobí: Omezení krystalinity, Růst Tg, Zlepšení uspořádání řetězců, Snížení lokální segmentální pohyblivosti v amorfních oblastech
PET
Rychlost zvlákňování [m/min]
Obsah PEN
[m/min]
Modifikace
Docílení speciálních efektů: Zlepšení positivního Omezení negativního
Modifikační komponenty SO3H
COOH
COOH HOOC
HOOC
A kyselina izoftalová HO-(CH2)n-OH
C Polyetylénglykol (PEG)
B
kyselina 5-sulfoizoftalová HOOC-(CH2)4-COOH
D kyselina adipová
Rozmezí koncentrací modifikačních složek: A (8-12%), B (1-2%), C (4-6%), D (9-15%)
Klasický polyester a) přímá esterifikace kyseliny tereftalové a etylénglykolu (vysoká čistota - 99.95%) b) předesterifikace DMT (dimetyltereftalát) snadné čištění HO(CH2)2-OOC
COO-(CH2)2OH
Vedlejší produkt (5%) DEG (dietylénglykol) HO(CH2)2 - O - (CH2)2OH Katalyzovaná polykondenzace při 270 – 290oC za vakua. Název častý polyetyléntereftalát - PET.
Vlastnosti I Vlastnosti PET:
O
O
C
C
planární forma
- C - - C - možné komplanární uspořádání (van der Waalsovy síly) -CH2-CH2-CH2-O- nebo Konformační změny V roztoku ohebné řetězce. Krystalický stav - trans konformace Krystalografická soustava: trojklonná (trans), měrná hmotnost 1515 kg/m3 amorfní oblasti (gauche), měrná hmotnost 1335 kg/m3 Teplota zeskelnění Tg = 77 – 80oC začátek krystalizace > 90oC, maximum 180 - 190oC Nedloužená vlákna prakticky amorfní!
Vlastnosti II Celková síla sekundárních vazeb je 1.37 kJ/mol (na jádro je 1.02 kJ/mol), klesá s 6 tou mocninou vzdáleností dokonalé stérické uspořádání Trans: délka elementární jednotky: 1.075 nm - optimální Gauche: kratší Pohyblivost řetězců zvětšuje DEG + oligomery
Zvlákňování
Rychlostní zvlákňování POY - 3500 - 4000 m/min (stupeň krystalinity je 0.04) FOY - 9000 m/min (stupeň krystalinity 0.3)
Zvlákňování PET Zvlákňuje se z taveniny (MW: 20 – 30 000), rychlost zvlákňování: 400 - 1500 m/min,. Vlákno předorientované (smrštivé) a prakticky amorfní. Matování 0.05 - 2.5% TiO2. Dloužení: za tepla při 75 – 90oC (ve vodě), dloužící poměr 3 – 5. Při dloužení probíhá krystalizace a orientace. Výsledkem je fibrilární struktura PET lze dloužit také za studena - s krčkem, ale vznikají mikrotrhliny Temperace (fixace) U výrobce: (130 – 180oC, beznapěťové) - srážení a relaxace napětí U spotřebitele: stabilizace struktury, rekrystalizace (180 - 210oC za napětí). Aviváž, řezání
Dloužení
Vliv teploty na dloužení
Struktura po dloužení za studena
Fixace • Parciální tání • Rekrystalizace
Tepelné zpracování
Kvalita krystalické fáze
Isometrická fixace – stejná délka (relaxace napětí – prokluz řetězců) Isotonická fixace – stejné napětí (srážení )
Isometrická fixace – TA Fixace Isotonická fixace – FA změna vlastností
S [%]
TA
FA
Teplota fixace [oC]
M [mg barviva/g vlákna]
Vliv teploty fixace na srážlivost Vliv teploty fixace na barvitelnost při 130oC M[mg barviva/g vlákna] S [%] FA
TA
Teplota fixace [oC]
Málo DEG (0.5 - 3%)
Oligomery
PET vlákno má až 4% cyklických oligomerů - převážně trimer TM = 314 – 316oC Trimer je částečně rozpustný v horké vodě, při 25oC je rozpustost 0,4 mg/l, při 120oC je rozpustost 0,4 g/l, při 130oC je rozpustost 0,54 g/l, Po vysoko-tepelném barvení může trimer krystalizovat na povrchu vlákna. Zvýšení drsnosti povrchu, oděr pracovních částí strojů. Zabránění: vypouštění horké lázně, redukční čištění
Nadmolekulární struktura I Stupeň krystalinity je 0.4, orientační faktor krystalické fáze fc > 0.95, orientační faktor amorfní fáze fa =0.6 Mikrofibrily -:průměr 10 - 15 nm, délka: 103 nm Fibrily: průměr 30 - 45 nm. Krystality ve fibrilách o 5o skloněné vzhledem k ose vlákna. TTM ( napjaté vazné řetězce )
Nadmolekulární struktura II
Hlavní role: orientovaná nekrystalická fáze (TTM) – „taut tie molecules“ Podíl TTM je 0.1 0.05 (odpovídá za řadu mechanických vlastností
Krystalit TTM (4-7 nm)
5-10 nm Amorfni
Vazne TTM
Krystalicka
Vlivy Vliv světla: fotodegradace v Stříž: 1.3 - 1.7 - 3.3 - 4.4 – 20 UV záření ( kolem 300 nm) dtex ČR., délky 32 - 57 - 80 – Navlhavost: 0.3 - 0.4% 100 - 110 mm - TESIL Vliv chemikálií: Hedvábí: - zředěné kyseliny - dobrá odolnost 50 dtex (f 18) - 200 dtex (f 48) - koncentrovaná H2SO4 – rozklad Nízký koeficient tření - alkálie – hydrolýza (Ţ = 0.174). - Rozpustnost v nitrobenzenu Dobrý elektrický (za tepla), fenolech, DMF izolant, silně náchylný tvorbě Ca(OH)2 (hydroxid vápenatý) při 100oC elektrostatického náboje působí 12x rychleji než NaOH (pozor pří úpravě směsí ln/PES).
Alkalické odbourávání Kinetika odbourávání závisí na: 1. Typu alkálie 2. Koncentraci 3. Času 4. Teplotě Kinetika procesu je známa: nastavení podmínek pro Původní Po odbourání předepsané množství odbourané hmoty vlákna. NaOH postupné odbourávání (zjemňování) alifatické aminy odbourávání NaOH kaustifikace Alifaticke aminy odbourani po vrstvach amorfni oblasti amorfní fáze (porozita)
Vlastnosti Mechanické vlastnosti: Závislé na přípravě vláken, obecně velmi dobré. Vysoký modul pružnosti: 1300 cN/tex (tuhý omak) Pevnost: 3.8 - 7.2 cN/dtex Tažnost: 50 - 70% Elastické zotavení: 85 - 90% PA je lepší v oděru a Opakovaných deformacích. PES má rychlé zotavení
Termické vlastnosti: Teplota měknutí: 230oC Nízká tepelná vodivost a specifické teplo Hořlavost LOI = 0.206 120 – 130oC - pevnost beze změny 180oC - pevnost klesá na 50% (za několik dní) Teplota tání: 258oC Pozor, teplo + vlhko částečná hydrolýza (tepelná stabilita lepší než PA, PAN, ba)
Rozpustný v horkém nitrobenzenu, horkém fenolu. Rozpustný v metakresolu, nerozpustné v acetonu a koncentrované kyselině mravenčí.
Výhody/nevýhody Výhody: - dobré mechanické vlastnosti - odolnost vůči oděru - termoplasticita - dobrá termická odolnost (200oC) - lépe odolávají slunci než PAD - rychlé schnutí a snadná údržba
Nevýhody: - vysoká žmolkovitost - nízká navlhavost - nabíjení elektrostatickou elektřinou - vysoká měrná hmotnost Použití často ve směsích 60/40 PES/vl, 55/45 PES/vl, 67/33 PES/ba, 75/25 PES/VI. Je lépe volit <50% PES - projeví se výrazně druhá složka.
Identifikace Dobrá stálost vůči kyselině fluorovodíkové. Podrží si vláknitou formu při ponoření na 1 min. do 90% kyseliny fosforečné.
Sráživá vlákna I Příprava měkkých objemných vlákenných útvarů, vhodné pro použití ve směsi s vlnou, bavlnou. Jsou k dispozici i samovolně roztažná (3%) ve vodě.(omezení vrásnění švů). Sráživá vlákna- VELANA - S, TREVIRA 550. Dnes se používají spíše sráživá PAN.
a) sráživá za varu ve vodě (S): Vlákna s nízkou krystalinitou, vyrobená dloužením při nízkých teplotách. Jde o tzv. amorfní srážení. Při zahřívání probíhají dva konkurenční děje: - krystalizace, která brání dalšímu smršťování - desorientace řetězců, která smršťování způsobuje
b) diferenčně (lineárně) sráživá (DS): Principem srážení je krystalizace a rekrystalizace, kdy se napjaté polymerní řetězce skládají do krystalitů. Zároveň při tom nastává částečná desorientace. Výhodou je, že při tomto mechanizmu srážení nedochází k přílišným změnám orientace. Jde o tzv. krystalizační srážení
Sráživá vlákna II a) sráživá za varu ve vodě (S): Fyzikální modifikace Při rychlém ohřevu převažuje desorientace řetězců (vlákna se sráží v max. míře). Při pomalém zahřívání může rychlost krystalizace převýšit rychlost desorientace (vlákna se makroskopicky nesrážejí). Při nízké orientaci ve vlákně je možnost desorientace malá, což vede k nízkosráživým vláknům. Sráživost v horké vodě je 30 - 50%, po vysrážení mají vlákna tažnost přes 150%. Chemická modifikace Používá se modifikace kyselinou izoftalovou nebo kyselinou sulfoizoftalovou. Dochází ke zpomalení rychlosti krystalizace, a tím se umožňuje vyšší desorientace, a tím roste sráživost. Tato vlákna se nemohou před objemováním zpracovávat při teplotě vyšší než je teplota zeskelnění , neboť by došlo ke krystalizaci a ztrátě sráživosti. Proto se často provádí současně barvení (60oC) i objemování. Barví se pomocí přenašečů.
Srazeni [%]
Sráživá vlákna III
S
30
DS 20 PES
10
100 b) diferenčně (lineárně) sráživá (DS): Vyrábějí se z kopolyesterů s vysokým obsahem modifikační komponenty (10 –14%) - kyseliny izoftalové. Vlákna jsou vysoce orientovaná a fixovaná při vyšších teplotách, a proto mají za nižších teplot nízkou sráživost. Zahřátím na 160 –200oC se vysráží (až o 35%).
Zobjemnění se provádí až v konečné fázi zušlechťování (fixační rám), tím se dosáhne zlepšení omaku a "vlněného„ charakteru povrchu - pro vlnařské tkaniny ve směsi s jinými chemickými vlákny. TESIL 57, TREVIRA 550, DIOLEN 33
150
Teplota [oC]
Vlákna se sníženým sklonem ke žmolkování Pevnost
Tah
Ohyb Žmolky vznikají vlivem kombinace tření a oděru na povrchu plošné textilie. Nejvýraznější vliv na pevnost vlákna, a tím i na dynamickou únavu v ohybu má molekulová 10 000 20 000 hmotnost polymeru. Pokles měrné pevnosti o 30%, Molekulova hmotnost který nastane vlivem snížení polymeračního stupně, způsobí pokles odolnosti v ohybu o 91%. TREVIRA 350 Realizace pomocí snížení Mm (omezením je nezbytnost zajištění dostatečné viskozity taveniny) Zvýšení tavné viskozity: - sloučeniny bóru, křemíku CH2 OH CH2 OH - malé stabilní zesítění (pod 1%) PERT C - Kyselina sulfoisoftálová (resp. její sodná sůl) CH2 OH CH2 OH Pentaerytritol (PERT)
Zlepšení barvitelnost Disperzní barviva Cíl - vlákna barvitelná za varu bez přenašeče (NCD). Realizace: - blokové PET/PES (400 - 3000) - směsné modifikace (KI + KSI) Kationtová barviva SO3H Pro zajištění barvitelnosti kationtovými barvivy je třeba 1 - 3% KSI COOH
HOOC
AKRYLOVÁ VLÁKNA Zaujímají 3.místo co do spotřeby mezi syntetickými vlákny. "Pravá„ polyakrylonitrilová vlákna (obsah > 85% PAN). Modakrylová vlákna (obsah <85% PAN). Specialita: nelze zvlákňovat z taveniny ( PAN se rozkládá). Historie: 1931 - H. Rein, I.G.Farben - roztok PAN v thiokyanatanu vápenatém (nevhodné pro vlákna) 1942 - H. Rein - roztok PAN v dimetylformamidu (DMF), resp. α pyrrolidonu (používané pro zvlákňování) 1944 - omezená výroba v Německu (PAN - Seide) 1942 - Houtz E.I.DuPont - (zvlákňování z roztoku v DMF) 1948-50 - Vlákna typu Orlon (USA)
Příprava PAN Akrylonitril CH2 = CH - CN jedovatá kapalina, bod varu 78oC. Polymerace: - radikálová (iniciace - teplo, ozařování)převládá - aniontová (iniciace bazickým katalyzátorem) Vlastnosti ovlivněné zejména vysokou tuhostí řetězců vlivem -CN a vodíkovými můstky mezi –CN. Šroubovicová struktura řetězců , výška šroubovice 0.6 nm. - vysoká teplota zeskelnění Tg: 80 – 100oC - malá rozpustnost - měrná hmotnost: 1180 - 1220 kg/m3 - kohezní energie PAN: 44.5 kJ/mol - snadná fibrilace, PA 6: 80.8 kJ/mol, PET: 69.2 kJ/mol
Pyrolýza
Chování za vysokých teplot při 160 - 170oC (cyklizace + hnědnutí nevratné) teplota rozkladu: 315 – 320oC při 400oC černá (úplné cykly) - orlonová čerň při 1000oC uhlíkové vlákno
Zvlákňování parametr koncentrace PAN [%] typ roztoku rychlost [m/min] dloužení průřez lesk omak barvitelnost produkty
1. za mokra - koagulace ve srážecí lázni 2. za sucha - odpaření rozpouštědla ve vzdušné šachtě. 3. kombinace - "DRY-JET-WET" (nejdříve vzdušná šachta a pak koagulace v lázni)
za mokra 10-30 všechny 100 simultánní kruh nižší tužší snazší stříž hrubší
za sucha 20-40 těkavé 1000 oddělené piškot vyšší měkčí horší stříž, hedvábí jemnější
Nedloužená vlákna nemají znatelnou fibrilární strukturu ani pórovitost. Dloužená vlákna již jsou fibrilární a vznikají mikropóry
Typy zvlákňování zvlákňování za mokra zvlákňování za sucha - koagulační lázeň H2O + - z roztoku v DMF při 80 - 150oC DMF (zpomalení), teplota 20 oC - zvlákňovací šachta (vzduch 30 230oC) Vzniká fibrilární pórovitá - promývání vodou struktura (objem pórů 0.9 10-5 o - dloužení za tepla 140 C m3 g-1) dloužící poměr 6 - 10) - současné dloužení (ve - stabilizace na vzduchu při 140oC vodě za varu na dloužící poměr 2 (pára 115oC) - 3). Roste orientace a - preparace, obloučkování fibrilárního uspořádání - sušení ve volném stavu při konstantní délce. Kolaps struktury (zánik většiny pórů)
Vývoj porózity porozita
měrný povrch [m2 g-1] koagulace 75 dloužení H2O 0.9 sušení 0.7 Změna pórovitosti u kopolymeru PAN s metylakrylátem
objem pórů [m3 g-1] 0.97 . 10-5 0.19 . 10-5 0.10 . 10-5
Struktura Nadmolekulární struktura: Silně neregulární krystality (ortorhombická soustava) ze skládaných řetězců. Modely: a) dvoufázová (krystality a amorfní fáze) b) jednofázová (parakrystalická struktura)
Druhy PAN vláken Pravá (100%) PAN - tuhý omak, špatná barvitelnost. ORLON 41, ORLON 81. Používá se zřídka (jen pro koberce) Kopolymery - pro zlepšení barvitelnosti, omaku a dalších vlastností Používají se: a) kyselé skupiny - SO3Na, - COOH (1 - 2%). Vyskytují se téměř u všech vláken (možnost barvení kationtovými barvivy). b) bázické skupiny - NH2. ACRILAN 16, ORLON 28, LEACRYL N (možnost barvení aniontovými barvivy). c) neionizovatelné skupiny - OH, - O -, - CO - rozvolňující strukturu (možnost barvení disperzními barvivy). d) skupiny bez interakce s barvivy (- CHCl -) pouze rozvolňují strukturu e) amfoterní skupiny, např. NH2 - R - COOH. Možnost použití obou skupin barviv (aniontových i kationtových) Pro vysoce sráživá vlákna se používá 15% vinylacetátu. Srážení v horké vodě o 50%.Vlákna typu DRALON X 550, DOLAN 87
Vlastnosti I Vlastnosti mechanické: - pevnost za sucha: fs = 1.3 - 3.2 cN/dtex - pevnost za mokra: fm = 90% fs - tažnost za sucha: 20 - 30% - malá odolnost v ohybu a kroucení .- modul: 300 - 500 cN/tex - koeficient tření 0.27
Vlastnosti termické: - Tg ve vodě 60oC - teploty větší než 160oC žloutne, hnědne, černá - špatné vedení tepla (teplý omak) - vysoká hořlavost, LOI 0.182, uvolňování jedovatých zplodin! - Měkne při 2350C, při 2530C dochází k 5%srážení, při 2600C 10% srážení
Při teplotách nad Tg (60oC) jsou PAN vlákna ve vodě velmi snadno deformovatelné (modul 40x nižší).
Vlastnosti II - sorpce H2O je 0.9 - 2% - odolné vůči středně koncentrovaným kyselinám za studena - izoelektrický bod při pH 2 - 3 - zředěná alkálie za horka působí snížení pevnosti - koncentrovaná alkálie působí úplnou degradaci - 4% KMNO4 za varu působí rychlou degradaci - LiBr, ZnCl2 a soli alkalických kovů rozpouštějí vlákno - běžná rozpouštědla nepůsobí (ani fenol za horka) Vlastnosti elektrické: - elektrický odpor 5 . 1010 Ω m (vedou lépe než PES)
Výhody/nevýhody nevýhody: vyšší oděr nízká navlhavost sklon ke žmolkování elektrostatický náboj
výhody: - příjemný, vlně podobný omak - termoizolační vlastnosti - malá měrná hmotnost - nízká cena (o 30% méně než PAD, PES) Identifikace Hoří, přičemž - dostatečná odolnost zanechává tvrdou černou kuličku, vůči světlu (UV záření) není poškozován ledovou kyselinou octovou
Vysoce nasáklivá PAN
Porézní jádro (póry 1 - 2 µ m) a kompaktní plášť (podélné trhliny), celkový počet dutin: 20% Měrná hmotnost: 900 kg/m3 Schopnost zadržet vodu: 30 - 40%. Navlhavost (pára): blízká klasickým předivům. DUNOVA (1971) BAYER AQUALOY - KANEBO LEAGOR - MONTEDIREN Pozor, pro zachování pórovité struktury nutno sušit při 80 až 100oC. Při barvení vyžadují vyšší koncentraci barviv než neporézní vlákna pro docílení stejné sytosti
Modakrylová vlákna
Mají výrazně sníženou hořlavost. Typy : DYNEL, VINYLON N (40% PAN, 60% PVC), NEVEL (75% PAN, 25% PVC). Snížená žmolkovitost: ZEFRAY Kanekaron
VLÁKNA POLYPROPYLENOVÁ Koordinační stereospecifická polymerace propylénu CH2 = CH - CH3 s využitím Ziegler – Nattových V r. 1954 popsal Natta - přípravu katalyzátorů Katalyzátor TiCl3, Al(C2 H5)3 isotaktického POP. o při 100 C a tlaku 3 MPa. V r. 1960 započala Výsledkem je vysoce krystalický izotaktický průmyslová výroba Meraklon IT POP. Molekulová hmotnost granulátu (Montecatini) Mn = 100 000 - 600 000 a vlákna 50 000 až 250 000.
CH2 Cl Ti Cl Cl Cl
CH3
CH2 Cl Ti Cl Cl Cl
CH3
Výroba vlákna Klasický postup - zvlákňování z taveniny (citlivé na přítomnost O2) - chlazení v dlouhé šachtě (nízká tepelná vodivost) - Nedloužené vlákno má 70% krystalinity - dloužení (s krčkem) = 3.5 Při vyšších rychlostech zvlákňování nad 1000 m min-1 vzniká POY. Zkrácené zvlákňování - nízká rychlost zvlákňování 30 - 150 m min-1 a krátká chladicí zóna. Speciální dloužení (pevnost až 7 cN/dtex) Štěpení folií - extruze folie - jednoosé dloužení - řezání Vysoká orientace a vysoká pevnost 4.5 až 6.5 cN/dtex. Pro obalový materiál.
Struktura vláken I Vlivem objemné CH3 skupiny vzniká prostorová spirála se stoupáním 3 monomerní jednotky (gauche). Mezimolekulové síly jsou van der Waalsovy. Teplota zeskelnění Tg = -10 až 0oC. Izotaktický polymer: hustota 900 kg/m3, teplota tání Tm = 165oC Ataktický polymer: hustota 800 kg/m3, teplota tání Tm = 80oC Stereobloky I + A maximálně 4%.
Krystalizace Velmi snadná, polymorfismus (α , β , γ ) resp. spíše deformace mřížky. - nestabilní smektická struktura (rychlé chlazení) - stabilní monoklinická mřížka vzniká při pomalém chlazení resp. ohřevu nestabilní struktury na více než 80oC
Struktura vláken II
dloužená vlákna - mají vysokou orientaci nedloužená vlákna krystalických oblastí fc = 0.98 ale - u nedloužených vláken je lamelární struktura. Může nízkou orientaci oblastí amorfních dojít k sekundární fa = 0.2 - 0.4. krystalizaci ( po 30 hod při Mikrodutiny 20% o 18 C až 30 %). Vazné řetězce 3 % - dloužením (od dloužícího Krystalická fáze 70% poměru 3.5) vzniká Amorfní fáze 7 % fibrilární struktura. Stupeň krystalinity hotových Zlepšení zotavovacích vláken 70-80 % vlastností pomocí fixace - v závislosti na teplotě (stabilizace) dloužení vznikají ve oC - ve volném stavu při 130 vlákně mikrodutiny (srážení až o 40%)
Vlastnosti vláken - vysoký
Vliv světla: - málo odolné (nutnost fotostabilizace)
koeficient tření: 0.24 - pevnost 1.5 - 6 (vysoce pevná 10) cN/dtex - tažnost: 15 - 60% - voskový omak - sráživost (v horké vodě): 0 - 5% - dobré elektroizolační vlastnosti - vysoký elektrický odpor, malá náchylnost ke tvorbě elektrostatického náboje (nízká polárnost) - sorpce vody při 65% RH je 0 - 0.005%
- teplota žehlení: max. 130oC - teplota měknutí: 149 – 154oC - teplota tání: 165 – 170oC - LOI = 18 před hořením se sráží a taví - nízká tepelná vodivost 0.1 - 0.3 W m-1 K-1 - vysoké specifické teplo 83 - 86 kJ mol-1 K-1]
Výhody/nevýhody -
Výhody odolnost vůči oděru trvanlivost nízká měrná hmotnost snadná formovatelnost nízká úroveň elektrostatického náboje
-
Nevýhody nízké (pomalé) zotavení nízká navlhavost nízká tepelná odolnost (tepelná sráživost) nepříjemný omak (voskovitý) malá tuhost nízká barvitelnost. Možno barvit ve hmotě modifikovat vlákna (soli Ni)
Odolnost vůči chemikáliím: - výborná, porušují je jen koncentrovaná HNO3 a horké koncentrované alkálie
POLYVINYLCHLORID (PVC) .
První syntetické - pevnost 1 až 4 cN/dtex vlákno. - CH2- CHCl-. - tažnost 20 až 60 % (po fixaci ve volném stavu až 180 %) Nechlorované vlákno - vysoké smrštění za tepla (při 100oC obsahuje cca 53 % až 50 %) chlóru. Je rozpustné oC teplota tání 160 až 185 ve směsi CS2 a - LOI 40 až 50 tedy nehořlavé vlákno acetonu. - chemická stálost Chlorované vlákno obsahuje 61 až 70 % - sklon ke tvorbě statického náboje (nabíjí se kladným nábojemchlóru. Je rozpustné antirheumatické prádlo) v acetonu. Označení: PVC - RHOVYL, Chlorované PVC - CHLORIN, Kopolymery CLEVYL, VYNION
horká voda při 100oC horký olej při 200oC
PVA Příprava hydrolýzou polyvinylacetátu (1924).Nevýhoda je rozpustnost ve vodě za tepla (vlákna Synthofil). Sakurada (1939) docílení nerozpustnosti ve vodě Acetylace, tj. působení HCHO a H2SO4 při 70oC. Stále vysoká afinita k vodě. Až 70 % sekundárních vazeb tvoří vodíkové můstky. Snadno krystalizující polymer. Tg je 73-80oC a teplota tání 230 až 250oC Polymer - CH2 - CHOH - je rozpustný: - za varu ve vodě polyvinylalkohol - v dimetylformamidu - ve vodných roztocích rhodaminů Zvlákňování z roztoku do koagulační lázně (Na2SO4),dloužící poměr 1.5 - 3. Acetylace a tepelné zpracování při 130-200oC. Krystalinita 30 - 50 %.
PVA vlákna Vlastnosti - pevnost 3 cN/dtex, za mokra o 30% nižší. - tažnost 15 až 26 % - vysoký modul pružnosti - sorpce vody při 65% RH je 4 - 5 % - měrná hmotnost 1260 - 1300 kg m-3 - vysoká odolnost v oděru - dobrá odolnost vůči světelnému záření - LOI 19.7 tedy snadno hořlavé vlákno - chemická stálost
Pomocí techniky gelového zvlákňování lze připravit vysoce orientovaná a pevná PVA vlákna (pevnost srovnatelná s vlákny Kevlar 49.). vhodná pro technické aplikace. Vlákna jsou celkem odolná vůči působení vyšších teplot (pouze se objevují lokální poruchy na povrchu
