Объяснение химической структуры волокна: от полимерных цепей до микроволокон Sea-Island

Два нетканых материала из микрофибры могут выглядеть в рулоне почти одинаково, однако один из них аккуратно расщепляется на тонкие однородные нити, а другой оставляет после себя грубые пучки. Разница редко видна глазу. Он заложен в химической структуре волокна: повторяющиеся молекулярные звенья, связи между ними и способ упаковки этих цепочек. Как только вы поймете, как химия влияет на поведение волокна, выбор материала станет более предсказуемым, а пилотные испытания станут короче.

Что на самом деле означает химическая структура волокна

Волокно, натуральное или синтетическое, состоит из длинных полимерных цепей. Повторяющаяся единица определяет идентичность волокна. Целлюлоза представляет собой цепочку единиц бета-D-глюкозы, связанных бета-1,4-гликозидными связями. Нейлон 6 представляет собой полиамид, полученный из капролактама, с амидными группами вдоль основной цепи. Полиэфирный ПЭТ производится путем конденсации терефталевой кислоты и этиленгликоля, в результате чего образуются сложноэфирные связи. Поливиниловый спирт ПВА несет гидроксильные боковые группы на простой углеродной цепи. Эти различия не академические; они определяют, как волокно впитывает влагу, сколько тепла оно может выдержать и как оно ведет себя при окрашивании и отделке химикатами.

Не менее важно и то, как устроены цепи. Высокоупорядоченные области называются кристаллическими; неупорядоченные области называются аморфными. Кристалличность придает прочность, жесткость и химическую стойкость. Аморфные области обеспечивают гибкость и, во многих полимерах, больший доступ к воде и красителям. Баланс между этими областями, а также молекулярная ориентация, возникающая во время вытяжки, — это то, что отличает хрупкое волокно от прочного.

Как химия цепей контролирует то, что вы измеряете

Каждая спецификация в спецификации волокна связана с химией. Прочность на разрыв зависит от молекулярной массы и количества несущих связей в кристаллических областях. Удлинение при разрыве отражает гибкость цепи и связующие молекулы, соединяющие кристаллы. Восстановление влаги зависит от плотности полярных групп: нейлон и ПВС несут амидные или гидроксильные группы, которые притягивают воду, тогда как эфирные группы ПЭТ слабо полярны и оставляют волокно сравнительно сухим.

Термическое и химическое поведение следуют одной и той же логике. Прочные водородные связи между цепями усиливают реакцию размягчения и плавления, поэтому нейлон выдерживает высокотемпературное окрашивание и почему ПВА необходимо обрабатывать в более узком температурном диапазоне. Химическая стойкость зависит от типа связи. ПЭТ устойчив к большинству кислот, но гидролизуется в сильных щелочах. Нейлон подвержен воздействию сильных кислот, но переносит слабую щелочь. ПВА растворяется в воде до того, как на него повлияет большинство химикатов. Это не случайные свойства; они являются прямым следствием химической структуры волокна.

Почему некоторые волокна растворяются, а другие нет

Растворимость в воде — это структурная особенность, а не технологический трюк. ПВС растворяется, поскольку молекулы воды проникают в аморфные области и образуют водородные связи с гидроксильными группами, постепенно разрывая полимерные цепи. Частично гидролизованные марки ПВС растворяются в холодной воде; полностью гидролизованные сорта нуждаются в горячей воде, поскольку их более сильные межцепочечные водородные связи сохраняют кристаллические области нетронутыми до повышения температуры. ПЭТ и нейлон, напротив, не имеют водосовместимых групп вдоль основной цепи, обеспечивающих растворение. Их устойчивость к воде делает их стабильными по размерам при влажной обработке.

Этот контраст в растворимости лежит в основе технологии водорастворимых волокон морских островов. Море – это водорастворимая матрица ПВА. Островки представляют собой тонкие нити нейлона или полиэстера, встроенные в эту матрицу. Два полимера сформованы совместно и вытянуты в волокно, которое снаружи выглядит обычным, но внутри содержит десятки отдельных микроволокон. В горячей воде море растворяется, а острова остаются в виде микроволокон диаметром намного меньше, чем все, что можно сплести напрямую. Стадия растворения обычно проводится в воде при контролируемой температуре и скорости потока, поэтому марка ПВС должна соответствовать рабочему диапазону производственной линии.

Почему химия Sea-Island требует точного контроля

Полезность морско-островного волокна зависит от того, насколько чисто море отделяется от островов. Это разделение начинается с выбора марки ПВА. Степень гидролиза и молекулярная масса ПВС определяют температуру растворения и скорость расщепления. Островной полимер, будь то нейлон или полиэстер, должен быть несмешиваемым с ПВС, чтобы во время формования из расплава они образовывали отдельные домены, а не смешивались в одну фазу. Также имеет значение соответствие вязкости на фильере; если два полимера текут слишком по-разному, распределение островков становится неравномерным и среднее количество микроволокон на нить падает.

Именно здесь производственный опыт проявляется в конечном продукте. Технология сбалансированного прядения LEMONTA сохраняет соотношение «море-острова» и распределение островков в пределах жестких допусков, поэтому волокно расщепляется равномерно, а получаемые микроволокна остаются однородными. Для применений, в которых особое внимание уделяется мягкости и стойкости к истиранию, таких как искусственная кожа для одежды, водорастворимое нейлоновое волокно морских островов является предпочтительной отправной точкой. Для продуктов, которым требуется жесткость, восстановление складок и устойчивость к растяжению, таких как обивка и материалы для салона автомобиля, водорастворимое полиэфирное волокно «морские острова» обычно дает лучшие результаты. Оба доступны с контролируемым количеством островков, адаптированным к целевой тонкости микроволокна.

Производители водорастворимых полиэфирных волокон Sea-Island, Фабрика ШАНХАЙСКАЯ LEMONTA TECHNOLOGY CO., LTD. - это китайские производители и фабрики водорастворимых полиэфирных волокон на морских островах, мы продаем водные растворы оптом ... Посмотреть продукт →

Производители водорастворимых нейлоновых волокон "остров-в-море", завод Как китайские производители водорастворимых нейлоновых волокон «остров-в-море» и завод по производству водорастворимых нейлоновых волокон «морские острова», SHANGHAI LEMONTA TECHNOL... Посмотреть продукт →

Что следует проверить при сравнении химических структур волокон

Если вы оцениваете альтернативных поставщиков, таблица данных расскажет лишь часть истории. Следующие пункты помогут вам воплотить заявления о химических свойствах в производственные показатели:

• Подтвердите точную марку полимера. Для ПВА проверьте степень гидролиза и рассчитана ли марка на растворение в холодной или горячей воде. Полностью гидролизованные сорта требуют более высоких температур расщепления, что влияет на затраты энергии и целостность ткани.
• Поймите распределение островов. Запросите изображения поперечного сечения и данные об однородности партии. Постоянная геометрия островков является предпосылкой для постоянной толщины микроволокна.
• Проверьте окно растворимости. Море должно полностью раствориться в условиях вашей технологической воды, включая температуру, время и расход воды. Несоответствие оставляет следы ПВА и ухудшает ощущение руки.
• Оцените воздействие расщепления на окружающую среду. Расщепление на водной основе не приводит к образованию отходов органических растворителей. Когда растворенный ПВС извлекается и концентрируется, степень извлечения может достигать 98%, потребление воды может снизиться более чем на 80%, а ХПК сточных вод может упасть примерно до 50 мг/л.
• Прежде чем совершать оптовый заказ, проведите небольшое пробное испытание. Химическая структура волокна, которая хорошо работает на одной технологической линии, может вести себя по-другому на другой.

Понимание химического состава также облегчает оценку заявлений об устойчивом развитии. Молекулярная конструкция водорастворимого волокна «морские острова» по своей сути отличается от микроволокон на основе растворителей: для высвобождения островков не требуется ни толуола, ни ДМФ, ни сильной щелочи. Более подробно о том, как этот химический состав влияет на производственные результаты, см. почему водорастворимое волокно морских островов является ключом к производству сверхтонкого микроволокна .

Тот же химический состав действует и при переработке волокна в ткань. Для производственных групп, которые хотят отказаться от раскрытия и чесания волокна на своей линии, водорастворимое нейлоновое волокно морских островов nonwoven обеспечивает готовую структуру для прямого раскола и отделки. Какую бы форму вы ни выбрали, первый шаг один и тот же: понять химическую структуру волокна продукта, а затем проверить ее на собственном оборудовании. Если вы планируете новую программу микрофибры или устраняете неполадки в существующей, свяжитесь с нашей технической командой чтобы обсудить правильный химический состав для вашего процесса.

Фабрика иглопробивных нетканых материалов Sea-Island с пониженным содержанием воды Как китайский производитель и завод по производству нетканых материалов из водорастворимого нейлонового островного волокна, SHANGHAI LEMONTA TECHNOLOGY CO., LTD. оптом вода... Посмотреть продукт →