Celulózové vlákna (bavlna a umelý hodváb) farbené kadovým farbivom sú ľahko rozpustné v katexéne, ale kadové farbivá samotné sú v tomto rozpúšťadle nerozpustné, čo komplikuje kalibráciu.
Celulózové vlákna majú mierne elastické predĺženie (1 5 - 2%), čo vysvetľuje rýchly výskyt zvyškových deformácií počas prevádzky textilu z celulózových vlákien.
Celulózové vlákna sa po napučaní v tekutej vode výrazne zadržiavajú väčšie množstvo nemrznúca voda pri určitých teplotách ako po napučiavaní vodnej pary pri 100% relatívnej vlhkosti. Všetky vlákna, prírodné aj regenerované, majú túto schopnosť.
Difrakčné krivky bavlnených vlákien s rovníkovými (a a poludníkovými) odrazmi Celulózové vlákna sa vyznačujú stupňom kryštalinity a stupňom orientácie.
Celulózové vlákna spolu s vláknami PAN sú jedným z hlavných druhov surovín používaných na výrobu UVM.
Celulózové vlákna (viskóza a bavlna) sú najbežnejšie vlákna.
Celulózové vlákna, či už bavlnené alebo viskózové, sa rýchlo navlhčia vo vode, takže výrobky vyrobené z týchto vlákien sa rýchlo nasýtia vodou.
Celulózové vlákna (bavlna, viskóza a meď-amoniak) sa môžu oddeliť od vignónu, vlny a umelých proteínových vlákien rozpustením v studenej 80% kyseline sírovej. V tomto rozpúšťadle je tiež rozpustný nylon a prírodný hodváb.
Celulózové vlákno má hydroxylové skupiny, pomocou ktorých sa vo vlákne zachovávajú vo vode rozpustné azofarbivá. S poklesom počtu hydroxylových skupín vo vlákne alebo s ich úplnou stratou sa stráca schopnosť fixovať farbivá z vodných roztokov a vyžaduje sa použitie špeciálnych farbív. Napríklad farbivá na bavlnu nemajú afinitu k acetátu celulózy, ktorý je zdrojom dôležitých vlákien acetátu celulózy. Ako však ukázal Meyer, acetát celulózy rozpúšťa veľa hydrofóbnych farbív, rovnako ako etylacetát.
Celulózové vlákna sú najbežnejším typom celulózového materiálu.
Celulózové vlákna (bavlna, viskóza, meď-amoniak) sa ošetrujú opticky bieliacimi prípravkami vo forme vlákien, priadze, textílií a pletenín. Mercerované materiály poskytujú najlepšie výsledky pre stupeň belosti pri spracovaní optickými bieliacimi prípravkami.
Celulózové vlákna majú micelárnu štruktúru. Ako: stanovené v dôsledku štúdia dvojlomu nitrocelulózy a rôntgenových difraktogramov celulózy (Lbronn, Scherrer), oppusy pozostávajú z mnohých malých tyčinkovitých kryštálov, ktoré sú všetky orientované svojou pozdĺžnou: osami rovnobežnými s osou vlákna. Podobná štruktúra, obvykle nazývaná vláknitá, je tiež charakteristická pre niektoré ďalšie prírodné vačky.
Celulózové vlákna sa skladajú z jednej z najbežnejších organických prírodných látok - celulózy a jej sprievodných látok, predovšetkým lignínu.
Tkaniny sú vyrábané rôznymi tkacími vzormi, ako sú hladké, keprové a saténové väzby, v ktorých sa vlákna striedajú striedavo v dvoch hlavných, kolmých, plochých smeroch. Nite v dvoch smeroch môžu mať rôzne lineárne hustoty a môžu byť umiestnené v rôznych vzdialenostiach navzájom. Tkaniny ponúkajú možnosť usporiadania plochých priadzí v dvoch veľkostiach, ktoré sú navrhnuté tak, aby vyhovovali profilu zaťaženia tejto kompozitnej aplikácie. Ľanové, jutové a bavlnené vláknité textílie sú bežne dostupné, ale najčastejšie sú určené textilný priemysel, nie pre zložené aplikácie.
Celulózové vlákna sú najmenej študované, napriek rozsiahlym skúsenostiam v priemyselnej výrobe. Zdá sa, že v oblasti teplôt pod nulou existujú prechody typu sklo 1 - sklo 2, pretože celulózové vlákna vykazujú pri normálnych teplotách zreteľný účinok nútenej elasticity. Teplota skelného prechodu celulózy je však veľmi vysoká (nad 200 - 300 ° C), a to neumožňuje dodať vláknu stabilné zalisovanie zahriatím na teploty nad bodom skleného prechodu a mechanickým spracovaním vlákna. Tomu bráni tepelný rozklad celulózy. Mechanickým zvlňovaním celulózového vlákna pri zvýšených teplotách sa dá dosiahnuť dočasný účinok v dôsledku nútenej elasticity, ale, ako je podrobne uvedené vyššie, tento účinok nemôže byť stabilný v dôsledku reverzibility nútenej elastickej deformácie. Po zvlhčení pokračuje proces obnovenia pôvodnej formy. Medzitým stabilná krehkosť dáva každému vláknu špeciálnu sypnú vlastnosť, čo je veľmi dôležité pre určité druhy textilných výrobkov. Zdá sa, že taký účinok na celulózové vlákna sa dá dosiahnuť iba v tých stupňoch technologického procesu, v ktorých procesy skleného prechodu polyméru ešte neprešli.
Celulózové vlákna v papierovej buničine sú záporne nabité, preto prítomnosť pozitívneho náboja na molekulách živice alebo časticiach koloidnej živice je veľmi významná.
Celulózové vlákna ošetrené syntetickými živicami - močovina-formaldehyd a melamínformaldehyd - poskytujú tzv. Vlnené vlákna.
Vzorce optických zjasňovačov (deriváty bistriazinylu. Celulózové vlákna sú hydrofilné a napučiavajú vo vode. Súčasne sa póry v amorfných oblastiach zväčšujú na priemer asi 15 až 30 A, čo je dosť na to, aby sa akceptovali bieliace molekuly. dvojité väzby a aromatické jadro koplanárnej konfigurácie Našťastie je na dosiahnutie vysokého výťažku fluorescencie potrebná podobná podmienka (pozri kap.
Schéma fibrilárnej štruktúry celulózy podľa Hess. Vysvetlenie om. Celulózové vlákna majú významnú anizotropiu vlastností, čo dokazuje vysoká hodnota dvojlomu. Anizotropia vlastností je dôsledkom prevládajúcej orientácie kryštalických oblastí, ako aj reťazcov umiestnených v amorfných oblastiach pozdĺž osi vlákna.
Celulózové vlákna sa ničia plesňami a baktériami. Ak obsah vlhkosti v materiáli dosiahne 10%, potom sa na ňom môžu vyvinúť huby s obsahom vlhkosti najmenej 20% - baktérie. Vlákno ovplyvnené pôsobením mikroorganizmov stráca svoju silu a je schopné sa rozpúšťať v alkalických roztokoch. Postihnuté hubami sa zvonka objavujú vo forme škvŕn rôznych farieb, porážka baktérií najčastejšie neovplyvňuje vzhľad textilný materiál aj so silným zničením.
Celulózové vlákna, ktoré sa najčastejšie používajú na výrobu odevných tkanín, patria do skupiny nebezpečne horľavých. Doteraz sa nevytvorila žiadna dokonalá metóda na udeľovanie vlastností spomaľujúcich horenie celulózovým materiálom, ktoré spĺňajú všetky požiadavky, neexistuje jednotná všeobecne akceptovaná teória povrchových úprav spomaľujúcich horenie.
Celulózové vlákna a káble pod vplyvom morských mlynčekov a mikroorganizmov boli vážne zničené a syntetické materiály boli spravidla nedotknuté.
Celulózové vlákno znižuje statickú pevnosť, odolnosť proti vode, tepelnú odolnosť, ale zvyšuje špecifickú nárazovú pevnosť.
Celulózové vlákna sú menej odolné (14 - 25 rcm), majú heterogénnu štruktúru a vyznačujú sa nepravidelným prierezom, ktorý vedie k nerovnomernému zmršťovaniu a deštrukcii materiálu.
Celulózové vlákna majú micelárnu štruktúru. Ako bolo preukázané štúdiom dvojlomu nitrocelulózy a rôntgenových obrazcov celulózy (Ambron, Scherrer), sú tvorené mnohými malými tyčinkovitými kryštálmi, ktoré sú všetky orientované svojimi pozdĺžnymi osami rovnobežnými s osou vlákna. Podobná štruktúra, obvykle nazývaná vláknitá, je tiež charakteristická pre niektoré ďalšie prírodné látky.
Celulózové vlákno znižuje statickú pevnosť, odolnosť proti vode, tepelnú odolnosť, ale zvyšuje špecifickú nárazovú pevnosť.
Celulózové vlákno vyrobené z starostlivo odkôrnenej guľatiny z mäkkého dreva použitej v celulózový a papierenský priemyselsa používa hlavne pre svetle zafarbené kompozície melaminofenolu alebo kompozície na všeobecné použitie na zvýšenie ich rázovej húževnatosti.
Nepražené textílie pozostávajú z nití, ktoré nie sú navzájom spojené, tkané do seba, ale namiesto toho sú zošité tenkou a pružnou niťou. To znamená, že vlákna sú úplne napnuté; to znamená, že nemajú zvlnenie, pretože by nemali klesať pod seba. Jednotlivé vrstvy rovnobežných vlákien držané pohromade priečne smerovanými vláknami označujú jednoosové nelisované textílie. Niekoľko európskych spoločností nedávno začalo s výrobou nelisovaných ľanových textílií.
Mechanické vlastnosti kompozitov
Preto sú prvýkrát v predaji tkaniny z rastlinných vlákien špeciálne navrhnuté pre kompozity. Mechanické vlastnosti kompozitov z dreva a rastlinných vlákien boli široko charakterizované a analyzované. Vlastnosti v ťahu, ako aj vlastnosti v ohybe a do určitej miery tiež rázové vlastnosti boli charakterizované, pretože sa dajú relatívne ľahko merať a obvykle sa používajú na hodnotenie rôznych materiálov v procese vývoja materiálu.
Celulózové vlákna - medzi ktoré patrí prírodná bavlna a ľan, ako aj umelé strižné vlákno a acetátové hodváb. Strižné vlákno a acetátové hodváb sú vyrobené z celulózy, hoci sa počas výroby chemicky spracovávala.
Celulózové vlákna sú hlavnou zložkou rastlinných buniek; majú veľmi cenné vlastnosti na výrobu papiera. Tieto vlákna dobre napučiavajú vo vode, sú schopné fibrilovať do menších vlákien (vlákna a mikrofibrily), majú vysokú pevnosť a odolnosť voči teplote a chemikáliám, ľahko sa dispergujú vo vode a vytvárajú silné vzájomné spojenie vlákien medzi sebou v liste papiera. Pokiaľ ide o iné vlákna (umelé, syntetické, minerálne alebo vlnené), tieto vlastnosti nemajú, a preto je v druhom prípade potrebné použiť rôzne disperzné a spojivové prísady, čo výrazne zvyšuje náklady a zložitosť. technologický proces výroba papiera z týchto vlákien.
Celkový pohľad na hmotnostný kotúč Hromadný kotúč (pohľad zhora. Celulózové vlákno má schopnosť dobre sa navlhčiť vodou. Táto vlastnosť sa používa pri výrobe filtračných, savých a podobných papierov, nemalo by sa to však týkať písacích a tlačiarenských papierov.
Celulózové vlákna sú svojou povahou a fyzikálnou štruktúrou (prítomnosť kapilár) veľmi hygroskopické. Absorpcia vlhkosti vláknom závisí od stupňa vlhkosti a od charakteru samotného vlákna. Papier a lepenka sú viac-menej náhodným vrstvením vlákien s extrémne širokým povrchom. Pomer celulózy k vode je určený štruktúrou jej molekúl, ktoré vo forme reťazcov zvyškov glukózy nesú na svojom povrchu veľké množstvo Hydro-xylitol. Adhézia molekúl celulózy tvorí micely a skupiny miciel tvoria základné vlákna rastlinných vlákien, viditeľné pod mikroskopom.
Celulózové vlákna nemajú afinitu k hlavným farbivám, a preto sa farbenie uskutočňuje pozdĺž trieslového farbenia, po ktorom nasleduje fixácia emetickým kameňom. Tento zdĺhavý proces sa môže zjednodušiť použitím syntetických moridiel, napríklad katanolu, katanolu O, rezistónu alebo taninolu BM, ktoré sa zvyčajne získajú z fenolu zahrievaním sírou v prítomnosti solí železa. Tieto látky majú zložité zloženie a ich chemická štruktúra nie je známa.
Prírodné rastlinné celulózové vlákna - bavlna, ľan, konope, manilla, sisal, juta, kapok atď. Obsahujú 62 - 95% celulózy. V bežných rozpúšťadlách sú celulózové vlákna nerozpustné.
Prírodné a regenerované celulózové vlákna tvoria viac ako 2/3 svetovej výroby chemických vlákien. Používajú sa na výrobu textílií určených na výrobu odevov, ako aj na použitie v domácnosti a na technické účely. Bavlnená vláknina dokonca aj v rozvinuté krajiny Je to stále hlavná textilná surovina. Aj keď v posledných rokoch sa jeho podiel na celkovom objeme textilných materiálov vyrobených v USA znížil, ročne sa spotrebuje približne 1 8 - 106 ton bavlny.
Celulózové vlákna (bavlna, kozí hodváb) sa farbia v mierne kyslom alebo neutrálnom prostredí, bielkovinové vlákna a kapry v mierne zásaditom alebo neutrálnom prostredí.
Modifikované celulózové vlákno, ktoré má vlastnosti silnej aniónomeničovej živice, sa môže získať priamym očkovaním vo vode rozpustnej metylvinylpyridíniovej soli na celulózu, najmä získanou N-alkyláciou tohto monoméru dimetylsulfátom.
Farbí celulózové vlákna priamo.
Farbenie celulózových vlákien metódou farbenia sírou v čiernej farbe; môžu byť použiteľné na farbenie zmiešaných výrobkov.
Celulózové vlákna (prírodné a umelé) sa zafarbia v neutrálnom alebo mierne zásaditom prostredí v prítomnosti Na2S04 alebo NaCl. Vlákno vyberá soľ s kyselinovým farbivom. Proteínové a polyamidové vlákna sa farbia rovnakým spôsobom ako samotné kyslé farbivá, ale sú vybrané horšie ako tie druhé, čiastočne kvôli nestabilite okyslených roztokov.
Farbivé celulózové vlákna (prírodné a umelé) v chladnom počasí alebo pri zahrievaní v neutrálnom alebo mierne zásaditom prostredí. Vytvárajú kovalentné väzby éterového typu s celulózou (vďaka svojim OH skupinám), pretože majú alkylačnú schopnosť. Proteínové a polyamidové vlákna sa farbia ako kyslé farbivá a súčasne vytvárajú kovalentné väzby vďaka alkylácii aminoskupín vlákna.
Celulózové vlákna sa farbia z alkalického roztoku redukčných produktov (takzvaných leuko zlúčenín) obsahujúcich jeden alebo viac párov OH fenolových skupín typu vytvoreného ako výsledok redukcie CO skupín v molekule.
Tabuľka 2: Konečné vlastnosti kompozitov z dreva a rastlinných vlákien. Druh vláknových predliskov používaných pre kompozity je uvedený okrem ich nominálnej orientácie vlákien; v rovine náhodných a jednosmerných. Na porovnanie sú uvedené ťahové vlastnosti kompozitov zo skla a uhlíkových vlákien.
Okrem toho v porovnaní s kompozitmi s náhodnou orientáciou vlákien v rovine je objemový obsah jednosmerných kompozitných vlákien všeobecne vyšší. Je to kvôli lepšej schopnosti baliť vlákna do zarovnaných vlákien v porovnaní s náhodne orientovanými vláknami. Avšak v porovnaní so syntetickými vláknami majú zostavy z celulózových vlákien typicky nižšiu schopnosť balenia, čo znamená, že maximálny obsah vlákien je zvyčajne nižší v kompozíciách z celulózových vlákien.
Celulózové vlákno je zafarbené z roztoku farbiva vo vodnej sírnej alkálii. Proces rozpúšťania farbiva je sprevádzaný, ako bolo navrhnuté, redukčným štiepením disulfidovej väzby.
Celulózové vlákna (najmä umelé) sú farbené ako priame farbivá.
Proteínové a celulózové vlákna, vopred leptané so zvlášť vybranými soľami komplexotvorných kovov (najmä chróm, hliník a železo), ktorými farbivo tvorí silné a ťažko rozpustné komplexy, sú lakované.
Permeabilita celulózových vlákien pre takéto molekuly je primárne spojená s ich počiatočnou kapilárou a veľkosťou dostupného vnútorného povrchu.
Napučiavanie celulózových vlákien je dôležité na zvýšenie dostupnosti makromolekúl celulózy. Napučiavanie celulózy v alkalických roztokoch je obmedzené, t.j. celulóza sa v nich nerozpúšťa. Ak je však celulóza izolovaná z rastlinných materiálov, podlieha degradácii za vzniku frakcie s nízkou molekulovou hmotnosťou, ktorá sa môže rozpustiť. Rozpustný vo vodných roztokoch zásad a hemicelulózy - bežné nečistoty v priemyselných celulózach.
Výber celulózových vlákien z dreva zahrnuje stupeň mechanického štiepenia dreva, aby sa zvýšila aktívna kontaktná plocha; varenie (delignifikácia) celulózy na odstránenie lignínu - prírodný polymér komplexná štruktúra s trojrozmernými väzbami, ktorej prítomnosť vedie k prijatiu papierov s nízkymi mechanickými vlastnosťami; v niektorých prípadoch sa vykonáva proces tzv. rafinácie celulózy - odstránenie frakcií celulózy s nízkou molekulovou hmotnosťou spracovaním s alkalickými roztokmi.
Napučiavanie celulózového vlákna je určené znakmi jeho štruktúry, prítomnosťou kryštalických (orientovaných) a amorfných miest. Takáto heterogenita celulózovej štruktúry vedie k dvom typom opuchov: medzibunkovým a vnútorným.
Nevýhodou celulózových vlákien je ich ľahké navlhčenie vo vode. Na zvýšenie nepremokavosti textílií sa na vlákna nanáša vrstva parafínu, ktorá vylučuje ich zmáčavosť, ale nebráni odparovaniu vlhkosti uvoľňovanej pokožkou. Nedostatok parafínu je jeho neschopnosť silne sa viazať na celulózové vlákno. Preto sa nahrádza látkami, ktoré chemicky interagujú s celulózou a robia ich vlákna vodotesnými.
Väčšina celulózových vlákien, prírodných a umelých, má molekulárnu a supramolekulárnu štruktúru orientovanú v ľubovoľnom smere. Z toho vyplýva, že široké spektrum NMR pre orientované vlákna môže poskytnúť zaujímavé informácie, Gupta vykonal štúdiu tohto typu, aby určil orientáciu vektorov párov protón-protón, ktoré sa podieľajú na tvorbe vodíkových väzieb v bavlne, nylone a polyvinylalkohole. Vzorky priadze sa udržiavali pri relatívnej vlhkosti 75% a umiestnili sa do zväzku rovnobežných vlákien do teflónovej rúrky, ktorá bola v zariadení nainštalovaná tak, že jej os bola legálna.
Základné prírodné celulózové vlákna
Vysvetlenie nízkej pevnosti jednosmerných kompozitov z celulózových vlákien nie je v súčasnosti známe, ale očakáva sa, že defekty vlákien, ktoré sa zavádzajú do vlákien počas spracovania, hrajú veľkú úlohu. Soli mäkkého dreva majú pomer strán asi 100. Pre vlastnosti mimo osi je model koncentrického valca Hashin presnejší. Príklad je znázornený na obrázku, ktorý ukazuje účinok bielenia a konzervovania lignínu na tuhosť vlákna. Toto ilustruje, ako je možné mikromechanický prístup použiť na určenie optimálnej úrovne bielenia bez ohľadu na obsah vlákien a orientáciu vlákien v kompozitoch.
Pri výbere podstielky môžete naraziť na výrobky z celulózových vlákien, ktoré sa považujú za organické látky, ale sú ekonomickejšie ako tradičné hodváb, bavlna a vlna. Väčšina žien v domácnosti už pozná materiál Rayona, ale málokto vie o modálnych a lyocellových bunkách. Všetky tri typy tkanív sa nazývajú celulózové vlákna (prírodný materiál, súčasť všetkých rastlín). Celulóza sa získava hlavne z drevnej buničiny, ktorá obsahuje 40% látky, niekedy z bambusu. Preto sa tieto vlákna nazývajú organické tkanivá.
Kompozity bez nízkej pórovitosti
Tieto posledné dva parametre môžu byť pri výrobe kompozitov ťažko regulovateľné. V kompozíciách z celulózových vlákien typicky pórovitosť významne prispieva k celkovému objemu kompozitu s obsahom pórov až 10%. Naopak, kompozície zo sklenených a uhlíkových vlákien získali značné vedomosti na zníženie pórovitosti pod 1%. Vo všeobecnosti by pórovitosť v kompozíciách celulózových vlákien nemala byť zanedbávaná a mala by byť začlenená do hodnotenia kompozitných charakteristík.
Ak si chcete kúpiť celulózovú bielizeň, ale neviete, ktorá sa bude počas prevádzky správať lepšie, podrobný popis vlastnosti týchto tkanív pomôžu pri výrobe správna voľba, Po znalosti vlastností celulózových vlákien si môžete celú posteľnú bielizeň objednať v internetovom obchode. Vďaka rozvinutému online nakupovaniu už nie je potrebné využívať služby predajcov. Na webe môžete uskutočňovať ziskové nákupy od výrobcu.
Prognózy objemovej kompozície v kompozitoch je možné integrovať do mikromechanických modelov. Bola použitá modifikovaná verzia modelu, v ktorej bol zahrnutý porézny efekt, ktorý dáva koncentráciu stresu v kompozitoch. Pevnosť monotónne stúpa v závislosti od hmotnostného podielu vlákna na určitú hodnotu, po ktorej začne klesať.
Citlivosť kompozitov na vlhkosť
Preukazuje, že modely sa môžu použiť ako usmernenia pre navrhovanie kompozitov s nízkou pórovitosťou, ako sú kompozity z celulózových vlákien, na zabezpečenie optimálneho zloženia zmesi, ktoré vedie k optimálnym mechanickým vlastnostiam. V porovnaní s kompozitmi s bežnými Achillovými pätovými vláknami z celulózových kompozitov majú tendenciu absorbovať vlhkosť, čo vedie k opuchom, rozmerovej nestabilite a možnému zhoršeniu mechanických vlastností.
Technológia výroby viskózovej tkaniny
V textilnom priemysle je vlákno z umelého hodvábu známe ako umelý hodváb alebo umelý hodváb. Tento materiál má veľmi hladký povrch, čo dáva podstielke jasný lesk. Modal je druhá generácia celulózového tkaniva, ktoré je známe svojou mäkkosťou. Lyocell sa vyrába pomocou technológie tretej generácie. Jeho výhodou je šetrnosť k životnému prostrediu spracovania v kombinácii s mäkkosťou, závesmi a antibakteriálnymi vlastnosťami.
Hydrofilita vlákien je spôsobená množstvom dostupných hydroxylových skupín v hemicelulóze, amorfnej celulóze a na povrchu kryštálov celulózy. Pri stavebných materiáloch sa citlivosť na vlhkosť zvyčajne považuje za nevýhodu a mala by sa podľa možnosti znížiť. V prípade kompozitov z celulózových vlákien sa to dá dosiahnuť zosieťovaním polymérov bunkových stien vo vláknach pomocou tuhej a hydrofóbnej matrice a použitím povlaku na zabránenie vlhkosti.
Spôsob, akým napučiavanie vlákien ovplyvňuje rozmerovú stabilitu kompozitov, je zložitý v dôsledku nepravidelnej mikroštruktúry vláknitej zostavy. Jedným zo spôsobov, ako izolovať hygroextenziu vlákien a určiť jej príspevok k hygroexpenzii kompozitov, je použitie mikromechanických modelov. Sú podobné modelom navrhnutým primárne pre tepelnú rozťažnosť a zvyškové napätia v kompozíciách keramickej matrice. Tepelná rozťažnosť a hygroextenzia sú regulované rovnako fyzikálne rovnicekde sú tepelné a gigantické deformácie určené teplotou a vlhkosťou.
Aj keď sú tieto tkaniny vyrobené z vlákien, umelý hodváb, modálny a lyocel sa nepovažujú za syntetické a označujú sa ako „regenerované celulózové materiály“, čo znamená spôsob ich výroby. Nie sú to ani prírodné tkanivá, ktoré sa získavajú priamo z rastlín alebo zvierat. Ich vlastnosti a vlastnosti sú však podobné organickým vláknam (bavlna, ľan, juta) ako syntetické vlákna na báze oleja (nylon, polyester). Rayon možno klasifikovať ako polosyntetický, odrážajúci kombináciu prírodných surovín (celulózový materiál) a chemický proces rozkladu celulózy na výrobu vlákien.
Mikromechanické modely pre hygroskopickú expanziu kompozitov zahŕňajú aj elastické parametre vláknitých a matricových komponentov. To zodpovedá niekoľkým nedostatkom údajov o hygroextenzii celulózových vlákien v literatúre. Sklené a uhlíkové vlákna neabsorbujú žiadnu vlhkosť, hoci sklo je citlivé na koróziu prostredia za prítomnosti vlhkosti a napätia v ťahu. Citlivosť na vlhkosť je vyššia v prípade drevných vlákien ako v prípade rastlinných vlákien, pretože prvá obsahuje väčšie relatívne množstvo hemicelulózy, ktorá je najviac hydrofilným polymérom v bunkovej stene.
Funkčné vlastnosti celulózových vlákien
viskóza
Rayon je univerzálny materiál so širokou škálou aplikácií. Má rovnaké vlastnosti a pohodlie ako prírodné vlákna a ľahko sa farbí v širokej škále farieb. Rayon dýcha a neizoluje telesné teplo, vďaka čomu je ideálny na šitie odevov alebo podstielky v horúcich a vlhkých klimatických podmienkach. Rayon absorbuje vlhkosť lepšie ako bavlna a nezhromažďuje ani statickú elektrinu. Na rekreáciu je veľmi vhodné použitie plachiet z umelého hodvábu, pretože je na pokožku mäkká, má strednú pevnosť a je odolná voči oderu.
V Európe sa kompozity z celulózových vlákien používajú hlavne v automobilovom priemysle. Použité predlisky vlákien sú voľné vlákna používané na vstrekovanie do formy a netkané rohože používané na lisovanie. Vďaka menovitej náhodnej orientácii vlákien v týchto kompozitoch majú iba mierne mechanické vlastnosti, ale napriek tomu sú vhodné na použitie v nekonštrukčných komponentoch, ako sú dverové vložky, vložky do batožiny a police na balíky.
Nízke ceny voľných vlákien a netkaných rohoží vyrobených z celulózových vlákien v porovnaní s ich syntetickými náprotivkami vytvárajú silnú motiváciu na použitie týchto dvoch predliskov v automobilovom priemysle. Mimo Európy je používanie nekonštrukčných komponentov na báze celulózových vlákien rozšírenejšie a drevné vlákna sú dnes preferovaným typom vlákien. V Severnej Amerike sú hlavnými aplikáciami stavebné komponenty, ako sú paluby, okenné profily a podlahy.
Rovnako ako iné celulózové vlákna je náchylný k pokrčeniu. Rayon stojí viac nízke teploty žehlenie ako bavlna. Tkanina je náchylná k útoku strieborných rýb alebo termitov, ale vo všeobecnosti odoláva poškodeniu hmyzom. Viskóza sa začala vyrábať v roku 1855. Prvý patent na umelecký hodváb bol podaný v roku 1894.
Budúce vyhliadky: kompozity s nanovláknami
Obrázok 9: Príklady nových aplikácií kompozitov z celulózových vlákien: sochy, ráfiky kolies, detské sedačky, panely s dvojitým zakrivením, plytký rotor a výstavný stojan. V posledných rokoch sa značná pozornosť venovala kompozitom z celulózových nanovlákien. Ako už bolo opísané, bunková stena z dreva a rastlinných vlákien je štruktúrovaná ako kompozity s celulózovými mikrofibrílami uloženými v matrici hemicelulózy a lignínu. Cieľom je dosiahnuť významné zlepšenia v inžinierskych vlastnostiach pridaním nanovláken, okrem tých, ktoré sa získali s vláknami v mikrometrovom rozsahu.
Existuje mnoho rôznych výrobných procesov Rayon, ktoré sa líšia v závislosti od typu použitej chemikálie. Hlavnou výrobou je premena chemicky purifikovanej celulózy na rozpustnú zlúčeninu. Roztok prechádza cez matricu (cedník) za vzniku mäkkých vlákien, ktoré sa potom prevádzajú na takmer čisté organické vlákna. Počas ďalšieho obrábania poskytujú suroviny požadovanú pevnosť a pevnosť v ťahu.
Toto sa dá vysvetliť vysokou špecifickou plochou vlákien nanovlákna, ktorá ovplyvní vlastnosti okolitej matrice. Úspech kompozitov obsahujúcich nanovlákno je obzvlášť zrejmý, keď sa uvažuje iba o jednom pridaní vlákien, a disperzia nanovlákna je zachovaná.
Zloženie uhlíkových nanorúrok sa ukázalo pomerne sľubne po relatívne dlhú dobu, ale ešte nie sú dodávané vo veľkých objemoch. Rozdiel medzi celulózovými nanovláknami a uhlíkovými nanorúrkami je schopnosť celulózových nanovláken vzájomne sa viazať vodíkovou väzbou, zatiaľ čo povrch uhlíkových nanorúrok je chemicky inertný. Celulózové nanovlákna môžu tvoriť veľmi silnú sieť a navyše sa dobre viažu na materiály polymérnych matríc s polárnymi skupinami.
modal
To viedlo k túžbe vytvoriť odolnejšiu viskózu vo vlhkom prostredí rôzne druhy technológie na výrobu druhej generácie celulózových vlákien. Modal má takmer rovnaké vlastnosti ako viskóza, navyše má vysokú pevnosť vo vlhkom počasí a mäkšie, čo z neho robí vynikajúce riešenie ako látka na posteľnú bielizeň.
To však tiež súvisí s ťažkosťami pri spracovaní, pretože celulózové nanovlákna majú tendenciu sa agregovať a dlho po mokrom spracovaní suchý. Vyrábateľnosť a produktivita sú teda doplnkovým a vzájomne protichodným správaním. Funkčné hydroxylové skupiny vlákien sa môžu modifikovať, aby sa zlepšila disperzia a spracovateľnosť, aj keď je to zvyčajne sprevádzané zvýšením nákladov. Hlavnými problémami kompozitov z celulózových nanovlákien sú pravdepodobne štúdie o tom, ako vyrobiť kompozit zložené komponenty so zachovanou flexibilitou a disperziou nanovlákna.
Tento materiál je odolný proti opotrebeniu a dá sa prať v práčke a sušiť v bubne bez zmrašťovania. Modal vykonáva všetky funkcie bavlny, ale absorbuje až 50% viac vodya môže sa mercerovať kvôli zvýšenej pevnosti a lesku. Bol vyvinutý v Japonsku v roku 1951.
lyocell
Všeobecné porovnanie vlákien
Suroviny sú samotné vlákna z celulózy, z drevnej buničiny alebo rastlinných vlákien, a preto sú náklady na suroviny v porovnaní s výrobnými nákladmi zanedbateľné. Ako je uvedené vo vyššie uvedených oddieloch, drevné a rastlinné vlákna sú v niektorých ohľadoch podobné a navzájom sa líšia. V závislosti od zamýšľaného použitia je teda jeden konkrétny typ vlákna vhodnejší ako druhý. Nasleduje všeobecné porovnanie na zdôraznenie niektorých výhod stromových alebo rastlinných vlákien a naopak.
Tretia generácia celulózových vlákien, lyocel, sa začala vyrábať od roku 1990. Lyocellové tkanivo má početné výhody oproti iným generáciám vo svojich vlastnostiach, ako aj výrobný proces, Absorbuje veľké množstvo vlhkosti a rýchlo ju uvoľňuje do atmosféry. Lyocell zároveň nezasahuje do pokožky tela, aby plnil svoje prirodzené funkcie: pôsobí ako ochranný obal, reguluje teplotu a udržuje rovnováhu vody.
Bielizeň vyrobená z lyocellového tkaniva bráni množeniu baktérií vďaka efektívnemu hospodáreniu s vlhkosťou. Vlhkosť je priamo absorbovaná z pokožky a transportovaná do vnútra vlákna a nezostáva na povrchu, ktorý je priaznivý pre mikroorganizmy.
