Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Книжные новинки


Идеи и разработки/Книжные новинки/Перепелкин К.Е. Химические волокна: развитие производства, методы получения, свойства, перспективы - СПб: Издание СПГУТД, 2008. - 354 стр.

Перепелкин К.Е. Химические волокна: развитие производства, методы получения, свойства, перспективы - СПб: Издание СПГУТД, 2008. - 354 стр.

12 января 2009
Технический текстиль №18, 2008

Пакшвер Эрик Александрович



Химические волокна и нити в настоящее время являются основным исходным материалов для производства текстиля, волокнистых композитов, резинотекстильных изделий, а также специальных бумаг и других волокнистых материалов. Однако, несмотря на исключительную важность химических волокон для многочисленных областей применения, отечественная литература по их развитию, современным видам, методам получения, свойствам и применению очень бедна, а большинство имеющихся книг и учебников безнадежно устарели.

В учебниках содержатся сведения о химических волокнах на уровне 50-70-х годов прошлого столетия. В них нет даже упоминаний о некоторых современных волокнах, выпускаемых в мире многими миллионами тонн, а также о волокнах, производимых в России. За последние 20 - 25 лет в нашей стране не издано ни одной книги (монографии или учебника) по химическим волокнам и нитям. Одна из  последних книг «Структура и свойства волокон» (того же автора) Москва, Химия, 1985. - 208 с. стала, по сути, библиографической редкостью.  Таким образом, издание достаточно полной монографии по развитию современного производства, свойствам химических волокон и нитей более чем необходимо.

Книга состоит из семи частей.

Часть 1. Создание и развитие химических волокон. Рассмотрена мировая история развития химических волокон, начиная с конца XIX века до наших дней. Весь этот период разбит на четыре этапа от первых исследований графа Де Шардонне в области нитроцеллюлозных волокон до современных технологических процессов и волокон будущего. Ценным в этом разделе является сводная таблица мировых приоритетных (первых) патентов по всем видам химических волокон. Такого рода сводные сведения ранее не публиковались.

Важно отметить, что в числе важнейших разработок мира приведена хронология отечественных волокон с экстремальными свойствами, созданных во  ВНИИ полимерных волокон  коллективом под руководством проф. Г.И. Кудрявцева.  Подробно представлена история и хронология развития химических волокон в СССР, России и странах СНГ в период до начала 3-го тысячелетия и включает  обзор создания и развития исследовательских, конструкторских, проектных организаций и наиболее важных проводимых ими разработок.

Изложена история создания кафедр химических волокон, а также выполненных ими исследований. Такого рода исторический анализ представляет огромную ценность, поскольку все архивы  ВНИИ полимерных волокон  утрачены в период перестройки и смены собственности. Большой интерес представляет анализ тенденций развития мирового производства химических волокон в условиях рыночной экономики. Проведено рассмотрение процессов глобализации, мировой интеграции и географической дифференциации производств химических волокон по регионам мира.

Часть 2. Основные принципы и закономерности получения химических волокон. В этой части рассмотрены современные представления о принципах формования и последующих обработок химических волокон: схемы процессов получения прядильных расплавов и растворов и их подготовки к формованию, процессы структурообразования при формования волокон и их ориентационном упрочнении, термической релаксации внутренних напряжений и дополнительной кристаллизации с целью стабилизации структуры и свойств.

Описаны особенности «классических» и современных технологий, включая новые виды высокоскоростных, комбинированных и совмещенных процессов их получения. Проанализированы тенденции развития различных видов химических волокон с учетом их специфических особенностей и областей применения.

Следует одобрить подход к описанию технологий, основанный на обобщении сведений по методам формования из расплавов и растворов, а не по видам волокнообразующих полимеров. Один из важнейших процессов в получении современных видов химических волокон - это их модифицирование. В монографии рассмотрено модифицирование волокон различными методами:

  • физическая модификация - без изменения состава, но путем изменения формы поперечного сечения, особенностей надмолекулярной структуры и других структурных особенностей
  • композитная модификация путем введения в состав прядильных расплавов или растворов активных добавок - пигментов и красителей, матирующих агентов, а также специальных добавок - антимикробных веществ, антипиренов и др.
  • химическая модификация исходных волокнообразующих полимеров и сополимеров путем введения в их состав новых функциональных групп, придающих волокнам новые свойства  - антимикробность и биологическую активность, огнезащищенность, пониженную сминаемость и ряд других.

Часть 3. Возобновляемые растительные ресурсы и волокна на их основе. В связи с ограниченностью запасов нефтяного и газового сырья огромное значение приобретает проблема альтернативных источников сырьевых ресурсов для производства волокнообразующих полимеров и химических волокон - воспроизводимого растительного сырья. Дается сравнительный анализ возможных технологий, процессов рециклинга химикалий и особенностей свойств получаемых волокон.

Несмотря на прекрасные функциональные свойства вискозных волокон, перспективы их развития вызывают противоречивые мнения у специалистов главным образом в связи с высокой материалоемкостью и энергоемкостью вискозной технологии. В монографии показан опыт передовых предприятий мира, позволяющий дать положительную оценку перспективе вискозных штапельных волокон, поскольку современные технологии их производства включают высокую степень рециклинга и практически полную очистку выбросов: сточных вод и серосодержащих газов.

Волокна лиоцелл, получаемые на основе процессов прямого растворения целлюлозы являются одной из альтернатив для дальнейшего развития на основе целлюлозного сырья. Приводятся данные по технологии их производства и свойствах, однако отмечаются и трудности их развития - высокое энергопотребление в процессах рециклинга химикалий, ограниченность ассортимента и специфика свойств - высокий модуль деформации и способность к фибриллизации в мокром состоянии. Решение этих вопросов важно для развития данной технологии.

Часть 4. Современные виды химических волокон и нитей; их ассортимент и свойства. В данной части книги рассматриваются ассортимент и свойства различных видов химических волокон и нитей на основе карбоцепных и гетероцепных полимеров текстильного и технического назначения,  выпускаемых за рубежом и отечественными предприятиями. В заключение данной части рассматриваются перспективы развития производства многотоннажных химических волокон с примерами их использования в различных направлениях..

Часть 5. Волокна и нити с экстремальными и специальными свойствами. В этой части даны весьма важные сведения о волокнах и нитях "третьего поколения" с экстремальными и специальными свойствами (High Performance Fibers) -   сверхпрочных и сверхвыкокомодульных, термостойких и трудногорючих, хемостойких, с особыми физическими и химическими свойствами и др.  

Большое внимание в монографии уделяется волокнам и нитям с экстремальными характеристиками на основе ароматических полимеров - пара- и метаарамидов, полиоксазолов, полиимидов и других видов - углеродных и фторполимерных. Многие из них предназначены для армирования высокопрочных конструкционных композитов. Чрезвычайно важную категорию составляют термостойкие, трудногорючие и огнезащищенные волокна и нити, предназначенные также для средств профессиональной защиты и средств спасения в промышленности, на транспорте (особенно авиационном и морском), специальных транспортных средствах.

Важную роль играют углеродные волокна как с высокими механическими и термическими характеристиками, предназначенные для армирования композитов, так и волокна и углеволокнистые материалы со специфическими свойствами - электропроводные, сорбенты, хемосорбенты (ионообменники), предназначенные для создания материалов с новыми физическими и физико-химическими характеристиками и др. Подробно рассмотрены волокна на основе полностью фторированных полимеров, обладающие экстремальной хемостойкостью, биоинертностью и биостойкостью, негорючестью и многими другими уникальными свойствами. Рассмотрены различные виды ионообменных, термостойких и других видов волокон со специальными свойствами, созданные на основе глубокой модификации полиакриловых волокон.

Часть 6. Принципы и процессы образования волокон в природе; их применение в развитии технологий получения химических волокон. Эта часть монографии совершенно нетрадиционна - она посвящена рассмотрению основных принципов образования волокон и волокнистых материалов в природе, главным образом с позиций биомиметики - направления широко развиваемого в последние годы. Не секрет, что природа создала самые совершенные виды технологий, которые могут быть основой промышленных методов получения новых видов материалов. С этой точки зрения рассмотрены  закономерности образования природных фиброиновых нитей: натурального шелка и паутины, а также выполнено сравнение процессов образования природных и химических волокон. Обсуждены возможности развития процессов получения химических волокон с использованием новых технологических возможностей.

Часть 7. Перспективы развития новых видов химических волокон и применения и применения новых путей  их получения. Среди новых видов химических волокон - полилактидные волокна. Они являются одними из наиболее значимых в ближайшей перспективе. Эти волокна, исходное сырье для которых производится с применением биотехнологических трансформаций сельскохозяйственных крахмалосодержащих отходов - молочной кислоты и полилактида. Формование волокон ведется на основе расплавов, после чего следуют традиционные процессы термического вытягивания и термических обработок. Широкий ассортимент этих волокон, комплекс их свойств и многочисленные сферы применения позволяют считать их весьма перспективными для будущего. Это тем более важно, что полное энергопотребление в технологии и выделение углекислого газа при их производстве вдвое ниже, чем при получении полиэтилентерефталатных волокон, а вредные выбросы практически отсутствуют.

Последняя часть монографии заканчивается рассмотрением технологий и волокон будущего, основанных на применении биотехнологий и принципов биомиметики. В ней на основе анализа методов получения волокон в природе (натурального шелка, паутины) показана перспективность нового подхода к созданию волокон с заданными своствами - структурное регулирование свойств на стадии синтеза полимера / сополимера с заданной регулярной блочной и пространственной      структурой. Этот путь позволяет широко регулировать свойства волокон уже непосредственно на стадии формования с ориентационной кристаллизацией вообще без последующих операций вытягивания и термических обработок. Этот путь, подсказанный природой, позволит создать безотходные технологии с минимальным энергопотреблением.

В заключении  монографии сделано обобщение рассмотренного материала и выделены основные тенденции и задачи в области дальнейшего развития производства и оптимизации применения химических волокон. Важно отметить, что во всех разделах монографии приведена основная библиография современной мировой литературы.

Монографий с таким подробным критическим изложением современных сведений в области химических волокон и нитей, пожалуй, нет в мире. Это мнение обосновано еще и тем, что автор является признанным в мире ученым в области развития производства, технологии, структуры, свойств и применения химических волокон, а в России он владеет современной информацией в указанной области. Следует подчеркнуть, что при написании монографии использована современная мировая литература: периодические издания, книги последних лет, материалы международных конференций и контактов со специалистами ведущих фирм мира в области химических волокон. Итак, издание рассматриваемой монографии нужно полностью приветствовать, тем более, что последние изданные отечественные книги в области химических волокон, относятся к периоду 1975 - 1980 годов, то есть имеют примерно 25-35-летнюю давность.  Приводимая в рассматриваемой книге информация, безусловно, может сослужить хорошую службу в развитии отечественной промышленности химических волокон и применяющих эти волокна отраслей.

ПРИМЕЧАНИЯ

 

Редакция принимает заказы на приобретение книги.

КОМПАНИИ И ТОРГОВЫЕ МАРКИ, УПОМЯНУТЫЕ В СТАТЬЕ

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ