Włókna tekstylne złożone z syntetyzowanych polimerów niespotykanych w przyrodzie to sztuczne, syntetyczne włókna polimerowe: poliester, poliamid, akryl, polipropylen, spandex, alkohol poliwinylowy itp. Spośród wielu włókien syntetycznych, tylko te powszechnie stosowane, a mianowicie poliester , poliamid i akryl, zostaną tutaj rozważone.
Poliester
Słowo ester to nazwa nadana solom powstałym w wyniku reakcji alkoholu z kwasem. Estry to sole organiczne, a poliester oznacza wiele soli organicznych. Najpopularniejsze poliestrowe włókno odzieżowe lub włókno staplowe składa się zwykle z polimerów politereftalanu etylenu. Włókno poliestrowe jest obecnie największym włóknem sztucznym pod względem wielkości produkcji.
Włókna poliestrowe lub włókno staplowe nie mają rozpoznawalnego wyglądu mikroskopowego. Podłużny wygląd włókna jest bardzo regularny i pozbawiony cech ze względu na prawie kołowy przekrój poprzeczny.
Polimer poliestrowy jest liniowy. Szacuje się, że układ polimerowy jest około 65-85 procent krystaliczny. Włókno poliestrowe charakteryzuje się wysoką wytrzymałością na rozciąganie, niskim odzyskiem wilgoci, wysokim modułem początkowym i dobrą odpornością na zagniecenia dzięki niezwykle krystalicznemu systemowi polimerowemu. Silny ług sodowy w wysokich temperaturach może hydrolizować i degradować włókno, a stężony kwas siarkowy może powodować rozpad włókna.
Najważniejszymi cechami tkanin poliestrowych są niegniecący się wygląd i łatwość pielęgnacji. Tkaniny te wymagają niewielkiego lub żadnego prasowania; są łatwe w praniu i szybko schną.
Tkaniny w 100 procentach z poliestru są zwykle wykonane z włókien ciągłych. Tkaniny te są szeroko stosowane w odzieży, elementach wyposażenia domu oraz w różnych zastosowaniach komercyjnych i przemysłowych. Mieszanki poliestru z włóknami wełny, bawełny, sztucznego jedwabiu czy lnu są popularne i znajdują się w wielu różnych produktach końcowych. W tkaninach mieszanych włókna poliestrowe ułatwiają konserwację, wytrzymałość i trwałość, odporność na ścieranie, wygląd bez zmarszczek oraz zachowanie kształtu i rozmiaru. Włókna białkowe lub celulozowe w mieszance zwiększają podatność na barwienie, komfort i chłonność oraz zmniejszają ładunki elektrostatyczne.
Poliamid
Pierwszym włóknem syntetycznym jest poliamid, który został wyprodukowany komercyjnie w USA w 1939 roku. Najważniejszym włóknem poliamidowym pod względem ilości produkowanego jest nylon 6,6; to znaczy adypamid poliheksametylenowy. Oznaczenia 6,6 oznaczają, że istnieją dwa monomery, z których każdy zawiera sześć atomów węgla, które są wymagane do utworzenia polimeru tego rodzaju nylonu. Nylon 6 jest drugim najważniejszym włóknem poliamidowym. Jest wytłaczany z polikaprolaktamu. Notacja 6 oznacza, że do polimeryzacji tego rodzaju nylonu potrzebny jest tylko jeden monomer zawierający sześć atomów węgla.
Nylonowe włókna są gładkie i błyszczące. Oglądany w przekroju nylon jest zwykle idealnie okrągły. Jest wysoce odporny na zasady i stosunkowo mniej odporny na kwasy. Nylon to bardzo mocne, szybkoschnące włókno o wysokiej wytrzymałości na mokro i doskonałej elastyczności. Nylon ma niski ciężar właściwy niż inne włókna. Te właściwości sprawiają, że doskonale nadają się na pończochy, tkaniny spadochronowe, koszule, bieliznę, dywany i wzmocnienia gumy w oponach i pasach.
Włókna akrylowe
Włókna Arcylic to polimery wytwarzane w wyniku polimeryzacji akrylonitrylu, który jest homopolimerem lub kopolimerem wytwarzanym w wyniku polimeryzacji akrylonitrylu wraz z maksymalnie 15 procentami różnych innych monomerów, takich jak metakrylan metylu, octan winylu itp. Komonomery dodaje się w celu poprawy szybkości barwienia , powinowactwa barwnika lub innych przydatnych cech przetwórczych.
Włókna akrylowe posiadają bardzo przyjemny, ciepły i miękki uchwyt. Tkaniny z niego wykonane wykazują jedwabisty połysk, ręczność i drapowanie. Wyjątkową właściwością włókien akrylowych jest stosunkowo niska gęstość, która zapewnia dużą objętość i dobre krycie. Włókno odzyskuje tylko 1,5 procent wilgoci, a zatem jest podatne na elektryczność statyczną. Nie ma określonej temperatury topnienia, dlatego jest wytwarzany komercyjnie zarówno na mokro, jak i na sucho.
Włókno akrylowe ma słabą odporność na silne kwasy, zasady i kilka polarnych rozpuszczalników organicznych. Jego odporność na światło słoneczne jest dobra. Jest odporny na pleśń i warunki atmosferyczne. Tkaniny można łatwo prasować, plisować lub marszczyć, zachowując wysoki stopień odporności na zużycie i pranie. Włókna akrylowe znajdują wiele zastosowań w dzianinach, dywanach i tkaninach z włosiem.
Lycra
Firma Du Pont wprowadziła nowe włókno rozciągliwe w 1958 r. To nowe włókno jest sztucznym, segmentowanym włóknem poliuretanowym na bazie syntetycznego polimeru. Nazwę Lycra nadano włóknu pod koniec 1959 roku i ogłoszono plany produkcji masowej. Obecnie jedynymi producentami włókien spandex w Stanach Zjednoczonych są Du Pont i Globe Manufacturing. Nazwa Lycra jest nadal używana w odniesieniu do włókna Du Pont; Glospan to nazwa włókna Globe.
Spandex to lekkie, syntetyczne włókno, które jest używane do produkcji rozciągliwej odzieży, takiej jak odzież sportowa. Składa się z długołańcuchowego polimeru zwanego poliuretanem, który jest wytwarzany w reakcji poliestru z diizocyjanianem. Polimer jest przekształcany we włókno przy użyciu techniki przędzenia na sucho. Wyprodukowany po raz pierwszy we wczesnych latach pięćdziesiątych, spandex został początkowo opracowany jako zamiennik gumy. Chociaż rynek spandeksu pozostaje stosunkowo niewielki w porównaniu z innymi włóknami, takimi jak bawełna czy nylon, ciągle odkrywane są nowe zastosowania spandeksu.
Ta wyjątkowa sprężystość włókien spandexu wynika bezpośrednio ze składu chemicznego materiału. Włókna składają się z wielu pasm polimerowych. Nici te składają się z dwóch rodzajów segmentów: długich, amorficznych segmentów i krótkich, sztywnych segmentów. W stanie naturalnym amorficzne segmenty mają losową strukturę molekularną. Mieszają się i sprawiają, że włókna stają się miękkie. Niektóre ze sztywnych części polimerów wiążą się ze sobą i nadają strukturę włókien. Kiedy przyłożona jest siła w celu rozciągnięcia włókien, wiązania między sztywnymi sekcjami zostają zerwane, a segmenty amorficzne prostują się. Powoduje to wydłużenie segmentów amorficznych, zwiększając w ten sposób długość włókna. Kiedy włókno jest rozciągnięte do maksymalnej długości, sztywne segmenty ponownie łączą się ze sobą. Segmenty amorficzne pozostają w stanie wydłużonym. Dzięki temu włókno jest sztywniejsze i mocniejsze. Po usunięciu siły segmenty amorficzne odskakują, a włókno powraca do stanu rozluźnienia. Korzystając z elastycznych właściwości włókien spandexu, naukowcy mogą tworzyć tkaniny o pożądanych właściwościach rozciągania i wytrzymałości.
Głównym zastosowaniem włókien spandex jest tkanina. Są przydatne z kilku powodów. Po pierwsze, można je wielokrotnie rozciągać i prawie dokładnie wracają do pierwotnego rozmiaru i kształtu. Po drugie, są lekkie, miękkie i gładkie. Dodatkowo łatwo się farbują. Są również sprężyste, ponieważ są odporne na ścieranie i szkodliwe działanie olejków do ciała, potu i detergentów. Są kompatybilne z innymi materiałami i mogą być przędzone z innymi rodzajami włókien, tworząc unikalne tkaniny, które mają cechy obu włókien.
