Акриловые волокна — это синтетические волокна, изготовленные из полимера ( полиакрилонитрила ) со средней молекулярной массой ~100 000, около 1900 мономерных единиц. Чтобы волокно называлось «акриловым» в США, полимер должен содержать не менее 85% мономера акрилонитрила . Типичными сомономерами являются винилацетат или метилакрилат . Компания DuPont создала первые акриловые волокна в 1941 году и зарегистрировала их под торговой маркой Orlon . [1] Впервые оно было разработано в середине 1940-х годов, но не производилось в больших количествах до 1950-х годов. Прочное и теплое акриловое волокно часто используется для свитеров и спортивных костюмов, а также в качестве подкладки для ботинок и перчаток, а также в мебельных тканях и коврах. Его производят в виде нити, затем нарезают на короткие штапельные длины, похожие на шерстяные волосы, и прядут в пряжу.
Модакрил — это модифицированное акриловое волокно, содержащее не менее 35% и не более 85% акрилонитрила . Винилиденхлорид или винилбромид, используемые в модакриле, придают волокну огнестойкие свойства. Конечными областями применения модакрила являются искусственный мех, парики, наращивание волос и защитная одежда.
Полимер образуется путем свободнорадикальной полимеризации в водной суспензии. Волокно производится путем растворения полимера в растворителе, таком как N,N-диметилформамид (ДМФ) или водный раствор тиоцианата натрия , дозирования его через многоотверстийную фильеру и коагуляции полученных нитей в водном растворе того же растворителя (мокрое прядение) или испарения растворителя в потоке нагретого инертного газа (сухое прядение). Промывка, растяжение, сушка и гофрирование завершают процесс. Акриловые волокна производятся в диапазоне денье , обычно от 0,9 до 15, в виде нарезанного штапеля или в виде жгута из 500 000–1 миллиона нитей . Конечные области применения включают свитера, шляпы, пряжу для ручного вязания, носки, коврики, тенты, чехлы для лодок и обивку; волокно также используется в качестве прекурсора « ПАН » для углеродного волокна . Производство акриловых волокон сосредоточено на Дальнем Востоке, в Турции, Индии, Мексике и Южной Америке, хотя ряд европейских производителей все еще продолжают работать, включая Dralon и Fisipe. Производители из США прекратили производство (за исключением специальных применений, таких как фрикционные материалы, прокладки, специальные бумаги, проводники и штукатурка), хотя акриловые жгуты и штапеля по-прежнему прядутся в пряжу в США. Бывшие американские бренды акрила включали Acrilan (Monsanto) и Creslan (American Cyanamid). Другие торговые марки, которые все еще используются, включают Dralon (Dralon GmbH) и Drytex (Sudamericana de Fibras, SA). [ необходима цитата ] В конце 1950-х годов Courtaulds Ltd начала исследовать производство акрилового волокна, позже названного «Courtelle», с помощью процесса полимеризации растворителя. Метилакрилат (6%) и акрилонитрил были полимеризованы в 50% растворе тиоцианата натрия для получения прядильного раствора, готового для прядения в водяной бане для производства волокна «куртель» с различными степенями денье. Раствор тиоцианата натрия был повторно сконцентрирован и использован повторно. Реакция была непрерывным процессом, при этом около 5% реагентов были переработаны. Этот процесс переработки привел к накоплению загрязняющих веществ в процессе, как и переработка растворителя. Большое количество исследований в химической инженерной лаборатории в Локхерст-Лейн, Ковентри, и на опытном опытном заводе в Литл-Хите преодолели проблемы переработки. Это привело к тому, что процесс стал коммерчески успешным на новом производственном заводе в Гримсби.
Акрил легкий, мягкий и теплый, на ощупь как шерсть . [2] Его также можно сделать имитирующим другие волокна, такие как хлопок, если прясть его на коротковолокнистом оборудовании. Некоторые виды акрила экструдируются в цветной или пигментированной форме; другие экструдируются в « экрю », также известном как «натуральный», «сырой белый» или «неокрашенный». Пигментированное волокно имеет самую высокую стойкость цвета. Его волокна очень эластичны по сравнению как с другими синтетическими, так и с натуральными волокнами. Некоторые виды акрила используются в одежде как менее дорогая альтернатива кашемиру из-за схожего ощущения от материалов. Некоторые акриловые ткани могут легко пушиться или скатываться , хотя есть варианты с низким скатыванием. Акрил хорошо окрашивается, его можно стирать, и он, как правило, гипоаллергенен. Конечные области применения включают носки, шапки, перчатки, шарфы, свитера, ткани для домашней обстановки и навесы. Акрил также можно использовать для изготовления искусственного меха и для изготовления множества различных трикотажных изделий.
Поскольку акрил является синтетическим волокном, личинки моли не способны его переварить. Однако акриловые волокна, смешанные с шерстью или загрязненные, могут быть съедены из-за наличия смешанных волокон. [3]
Акрил — это «рабочая лошадка» для ручного творчества для мастеров, которые вяжут спицами или крючком ; акриловая пряжа может восприниматься как «дешевая», потому что она обычно стоит дешевле, чем ее натуральные аналоги, и потому что она не обладает некоторыми из их свойств, включая мягкость и склонность к войлоку. Волокно требует тепла, чтобы «расслабиться» или зафиксировать форму готового изделия, и оно не такое теплое во влажном состоянии, как альтернативы, такие как шерсть . Некоторые вязальщицы также жалуются, что волокно «скрипит» при вязании или что вязать им больно из-за отсутствия «податливости» или растяжимости в пряже. С другой стороны, его можно стирать в стиральной машине, и он чрезвычайно устойчив к окрашиванию. Это делает его полезным для определенных изделий, таких как одежда для младенцев, которые требуют постоянной стирки. Однако оно гораздо более огнеопасно, чем его натуральные аналоги, поэтому следует проявлять осторожность при изготовлении изделий для младенцев и детей.
Команда из Плимутского университета в Великобритании провела 12 месяцев, анализируя, что происходит, когда ряд синтетических материалов стираются при разных температурах в бытовых стиральных машинах с использованием разных комбинаций моющих средств, чтобы количественно оценить количество выпавших микроволокон . Они обнаружили, что акрил ответственен за выброс почти 730 000 крошечных синтетических частиц ( микропластика ) за стирку, в пять раз больше, чем ткань из смеси полиэстера и хлопка, и почти в 1,5 раза больше, чем чистый полиэстер . [4] [5] [6] [7] Исследования эколога Марка Брауна показали наличие отходов синтетических волокон на береговых линиях в глобальном масштабе, с наибольшей концентрацией вблизи стоков сточных вод. Из искусственного материала, найденного на береговой линии, 85% были микроволокнами и соответствовали типам материалов (таким как нейлон и акрил), используемых в одежде. [8]
В середине прошлого века компания DuPont (США) активно разрабатывала новый материал, который мог бы конкурировать по качеству и свойствам с популярным тогда нейлоном. Впервые компания DuPont представила этот материал в 1948 году, чтобы создать ткань, которая по своим свойствам была бы конкурентоспособна нейлону. Результатом этих исследований стало появление орлона — синтетического волокна, выделенного из полимеров. Материал оказался невероятно практичным и по многим характеристикам превосходил многие искусственные и натуральные аналоги того времени. Однако новая ткань имела существенный недостаток: волокна не поддавались окрашиванию. Только в 1952 году, спустя четыре года, химики DuPont решили эту проблему. Они создали новую версию ранее изобретенной синтетической ткани, которая отвечала всем требованиям. И самое главное, она прекрасно окрашивалась. Отличительной особенностью акрилового волокна является его горение: оно плавится и выделяет едкий дым с кислым запахом. Хотя акриловая ткань имеет свои плюсы и минусы, она популярна в мире моды и текстиля благодаря своим характеристикам.