Синтетические волокна или синтетические волокна (в британском английском ; см. различия в написании ) — это волокна , изготовленные людьми посредством химического синтеза , в отличие от натуральных волокон , которые получают непосредственно из живых организмов, таких как растения (например, хлопок) или мех животных. Они являются результатом обширных исследований ученых по воспроизведению натуральных волокон животного и растительного происхождения . Как правило, синтетические волокна создаются путем экструзии волокнообразующих материалов через фильеры , образуя волокно. Их называют синтетическими или искусственными волокнами. Слово «полимер» происходит от греческой приставки «поли», что означает «много», и суффикса «мер», что означает «отдельные единицы». (Примечание: каждая единица полимера называется мономером).
Нейлон был первым коммерчески успешным синтетическим термопластичным полимером. Компания DuPont начала 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 сделал Илер де Шардонне , французский инженер и промышленник , который изобрел первый искусственный шелк , который он назвал «шелк Шардонне». В конце 1870-х годов Шардоне работал с Луи Пастером над лекарством от эпидемии, уничтожавшей французских тутовых червей . Неспособность убрать пролитую жидкость в темной комнате привела к тому, что Шардонне обнаружил нитроцеллюлозу как потенциальную замену настоящего шелка. Понимая ценность такого открытия, Шардоне начал разработку своего нового продукта, [1] который он представил на Парижской выставке 1889 года. [2] Материал Шардоне был чрезвычайно легковоспламеняющимся и впоследствии был заменен другими, более стабильными материалами.
Первый успешный процесс был разработан в 1894 году английским химиком Чарльзом Фредериком Кроссом и его сотрудниками 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 вискоза была произведена британской компанией Courtaulds в 1905 году. Название «вискоза» было принято в 1924 году, при этом «вискоза» использовалась для обозначения вязкой органической жидкости, используемой для изготовления как вискозы, так и целлофана . Похожий продукт, известный как ацетат целлюлозы, был обнаружен в 1865 году. Вискоза и ацетат представляют собой искусственные волокна, но не полностью синтетические, поскольку они изготавливаются из древесины . [4]
Нейлон , первое синтетическое волокно в «полностью синтетическом» смысле этого термина, было разработано Уоллесом Каротерсом , американским исследователем химической фирмы 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 шелка в парашютах и других военных целях, таких как веревки .
Первое полиэфирное волокно было запатентовано в Великобритании в 1928 году компанией International General Electric. [5] Его также производили британские химики, работавшие в Ассоциации принтеров ситца , Джон Рекс Уинфилд и Джеймс Теннант Диксон, [6] [7] в 1941 году. Они произвели и запатентовали одно из первых полиэфирных волокон, которое они назвали Терилен . также известный как дакрон , равный нейлону или превосходящий его по прочности и устойчивости. [8] ICI и DuPont продолжали производить свои собственные версии волокна.
Мировое производство синтетических волокон в 2014 году составило 55,2 миллиона тонн. [9]
Около половины всех волокон являются синтетическими и применяются во всех областях волоконных и текстильных технологий. Хотя многие классы волокон на основе синтетических полимеров оцениваются как потенциально ценные коммерческие продукты, четыре из них — нейлон , полиэстер , акрил и полиолефин — доминируют на рынке. На долю этих четырех стран приходится около 98 процентов по объему производства синтетических волокон, причем только на полиэстер приходится около 60 процентов. [10]
Синтетические волокна являются источником загрязнения микропластиком из стиральных машин. [11]
К распространенным синтетическим волокнам относятся:
К специальным синтетическим волокнам относятся:
[ нужна цитата ]
Другие синтетические материалы, используемые в волокнах, включают:
Современные волокна, изготовленные из старых искусственных материалов, включают: