Синтетические волокна или синтетические волокна (в британском английском ; см. различия в написании ) — это волокна, созданные людьми путем химического синтеза , в отличие от натуральных волокон , которые напрямую получены из живых организмов, таких как растения (например, хлопок) или мех животных. Они являются результатом обширных исследований ученых по воспроизведению встречающихся в природе животных и растительных волокон . В общем, синтетические волокна создаются путем экструзии волокнообразующих материалов через прядильные машины , образуя волокно. Их называют синтетическими или искусственными волокнами. Слово полимер происходит от греческого префикса «поли», что означает «много», и суффикса «мер», что означает «отдельные единицы». (Примечание: каждая отдельная единица полимера называется мономером).
Нейлон был первым коммерчески успешным синтетическим термопластичным полимером. DuPont начал свой исследовательский проект в 1927 году. Первый нейлон, нейлон 66, был синтезирован 28 февраля 1935 года Уоллесом Хьюмом Карозерсом в исследовательском центре DuPont на экспериментальной станции DuPont.
Следующий шаг был сделан Илером де Шардонне , французским инженером и промышленником , который изобрел первый искусственный шелк , который он назвал «шелк Шардонне». В конце 1870-х годов Шардонне работал с Луи Пастером над средством от эпидемии, которая уничтожала французских шелкопрядов . Неспособность очистить разлив в темной комнате привела к открытию Шардонне нитроцеллюлозы как потенциальной замены настоящего шелка. Осознав ценность такого открытия, Шардонне начал разрабатывать свой новый продукт, [1] который он представил на Парижской выставке 1889 года. [2] Материал Шардонне был чрезвычайно огнеопасным и впоследствии был заменен другими, более стабильными материалами.
Первый успешный процесс был разработан в 1894 году английским химиком Чарльзом Фредериком Кроссом и его коллегами Эдвардом Джоном Беваном и Клейтоном Бидлом. Они назвали волокно « вискозой », потому что продукт реакции сероуглерода и целлюлозы в основных условиях давал высоковязкий раствор ксантогената . [ 3] Первый коммерческий вискозный шелк был произведен британской компанией Courtaulds в 1905 году. Название «вискоза» было принято в 1924 году, при этом «вискоза» использовалась для вязкой органической жидкости, используемой для изготовления как вискозы, так и целлофана . Похожий продукт, известный как ацетат целлюлозы, был открыт в 1865 году. Вискоза и ацетат являются искусственными волокнами, но не совсем синтетическими, поскольку производятся из древесины . [4]
Нейлон , первое синтетическое волокно в «полностью синтетическом» смысле этого термина, [ требуется ссылка ] был разработан Уоллесом Карозерсом , американским исследователем в химической фирме DuPont в 1930-х годах. Вскоре он дебютировал в Соединенных Штатах в качестве замены шелку , как раз к введению нормирования во время Второй мировой войны . Его новое использование в качестве материала для женских чулок затмило более практические применения, такие как замена шелку в парашютах и других военных целях, таких как веревки .
Первое полиэфирное волокно было запатентовано в Великобритании в 1928 году компанией International General Electric. [5] Оно также было произведено британскими химиками, работавшими в Calico Printers' Association , Джоном Рексом Уинфилдом и Джеймсом Теннантом Диксоном, [6] [7] в 1941 году. Они изготовили и запатентовали одно из первых полиэфирных волокон, которое они назвали Терилен , также известное как Дакрон , равное или превосходящее нейлон по прочности и упругости. [8] ICI и DuPont продолжили производить свои собственные версии волокна.
Мировое производство синтетических волокон в 2014 году составило 55,2 млн тонн. [9]
Около половины всех волокон являются синтетическими, с применением в каждой области волоконной и текстильной технологии. Хотя многие классы волокон на основе синтетических полимеров были оценены как потенциально ценные коммерческие продукты, четыре из них - нейлон , полиэстер , акрил и полиолефин - доминируют на рынке. На эти четыре приходится приблизительно 98 процентов по объему производства синтетических волокон, причем на один только полиэстер приходится около 60 процентов. [10]
Синтетические волокна являются источником загрязнения микропластиком из стиральных машин. [11]
К распространённым синтетическим волокнам относятся:
К специальным синтетическим волокнам относятся:
Другие синтетические материалы, используемые в волокнах, включают:
Современные волокна, изготовленные из старых искусственных материалов, включают: