Дакрон

Дакрон — это обобщённое название группы синтетических полиэфирных волокон, производимых на основе полиэтилентерефталата (ПЭТФ). В технической и бытовой лексике термин часто используется как синоним полиэфирного волокна, лавсана или полиэстера, однако исторически «дакрон» является торговой маркой, закреплённой за конкретным производителем. По химическому составу и физическим свойствам дакрон относится к классу сложных полиэфиров, получаемых поликонденсацией терефталевой кислоты и этиленгликоля.

История

Открытие и коммерциализация

Разработка полиэфирных волокон началась в Великобритании в 1941 году, когда химики Джон Уинфилд и Джеймс Диксон из компании Calico Printers Association синтезировали полиэтилентерефталат. Однако массовое промышленное производство было налажено лишь после Второй мировой войны. В 1950 году американская компания DuPont приобрела лицензию на технологию и запустила выпуск волокна под торговой маркой Dacron. Первоначально дакрон позиционировался как замена натуральному шёлку и хлопку в текстильной промышленности, а также как материал для технических изделий.

В СССР и России

В Советском Союзе аналог дакрона был разработан в 1950-х годах под названием лавсан (лаборатория высокомолекулярных соединений Академии наук СССР). Лавсан и дакрон химически идентичны, различаясь лишь в технологических деталях производства. К концу XX века полиэфирные волокна стали доминирующим типом синтетических волокон в мире, а термин «дакрон» в русскоязычной технической литературе часто используется как нарицательное название для любых полиэфирных нитей, хотя это не вполне корректно с точки зрения товарных знаков.

Химический состав и получение

Сырьё

Основным сырьём для производства дакрона служат:

• Терефталевая кислота (или её диметиловый эфир) — продукт нефтехимического синтеза.
• Этиленгликоль — двухатомный спирт, также получаемый из нефти или природного газа.

Синтез

Процесс получения полиэтилентерефталата (ПЭТФ) включает две стадии:

1. Этерификация — взаимодействие терефталевой кислоты с этиленгликолем при температуре 200–250 °C с образованием мономера (бис(2-гидроксиэтил)терефталата).
2. Поликонденсация — нагревание мономера в вакууме при 270–290 °C в присутствии катализатора (обычно сурьмы или титана). В результате выделяется этиленгликоль и образуется длинная полимерная цепь.

Полученный полимер охлаждают, режут на гранулы, а затем плавят и продавливают через фильеры (формовочные отверстия) для формирования волокна. После вытяжки и термофиксации волокно приобретает прочность и эластичность.

Свойства

Физико-механические

• Высокая прочность на разрыв — дакрон прочнее многих натуральных волокон, особенно в сухом состоянии.
• Упругость — волокно хорошо восстанавливает форму после деформации, что обеспечивает устойчивость к сминанию.
• Малая гигроскопичность — впитывает влагу менее 0,5 % от собственной массы, поэтому быстро сохнет.
• Термостойкость — плавится при температуре 250–260 °C, выдерживает кратковременный нагрев до 200 °C без разрушения.
• Стойкость к свету и атмосферным воздействиям — медленно разрушается под действием ультрафиолета, но при длительном облучении теряет прочность.

Химические

• Устойчив к действию разбавленных кислот и щелочей, органических растворителей (ацетон, бензол, спирты).
• Разрушается концентрированными кислотами (серная, азотная) и щелочами при повышенной температуре.
• Не подвержен гниению и поражению микроорганизмами.

Классификация и виды

Дакрон выпускается в нескольких формах, различающихся по структуре и назначению:

Применение

Текстильная промышленность

Дакрон широко используется в производстве одежды, особенно спортивной, верхней и форменной. Из него изготавливают:

• Костюмы, брюки, юбки — за счёт малой сминаемости.
• Куртки, пуховики — как утеплитель (синтепон, холлофайбер) или ткань верха.
• Чулочно-носочные изделия, галстуки, подкладки.
• Смесовые ткани (с хлопком, шерстью, вискозой) — для улучшения прочности и формоустойчивости.

Технические изделия

• Шины и транспорт — корд для автомобильных покрышек, ремни безопасности, стропы.
• Фильтры — рукавные фильтры для промышленных газоочисток, мешки для пылесосов.
• Канаты и верёвки — высокая прочность и устойчивость к гниению делают дакрон пригодным для морских и альпинистских снастей.
• Геотекстиль — нетканые полотна для укрепления грунтов, дренажа, дорожного строительства.
• Медицина — хирургические нити, сосудистые протезы, сетки для герниопластики (благодаря биосовместимости и инертности).

Бытовые товары

• Наполнители — для подушек, одеял, матрасов, мягкой мебели.
• Тара — ПЭТ-бутылки (из того же полимера, что и дакрон, но в виде гранул, а не волокна).
• Щётки — из мононити дакрона делают зубные щётки, кисти для краски.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Высокая прочность и износостойкость.
• Малая сминаемость и формоустойчивость.
• Быстрое высыхание.
• Устойчивость к плесени, бактериям, моли.
• Хорошая окрашиваемость (в широкую цветовую гамму).

Недостатки

• Низкая гигроскопичность — одежда из чистого дакрона плохо впитывает пот, что может вызывать дискомфорт в жаркую погоду.
• Электризуемость — накапливает статическое электричество.
• Пилингуемость — склонность к образованию катышков при трении.
• Горючесть — плавится и горит, выделяя токсичные газы (хотя существуют антипиреновые модификации).
• Сложность утилизации — полиэфирные волокна разлагаются в природе десятилетиями, хотя возможна вторичная переработка.

Экологические аспекты

Производство дакрона связано с потреблением нефтепродуктов и энергоёмкими процессами. При горении полиэтилентерефталат выделяет угарный газ, диоксид углерода и другие токсичные соединения. В то же время, дакрон поддаётся вторичной переработке: из отходов текстиля и ПЭТ-бутылок получают регенерированное волокно (например, полиэстер из переработанных бутылок). В России и других странах внедряются технологии химического рециклинга, позволяющие расщеплять полимер до мономеров и затем синтезировать новый ПЭТФ.

Интересные факты

• Торговая марка Dacron принадлежит компании DuPont, но после истечения патентов в 1970-х годах производство полиэфирных волокон стало массовым по всему миру.
• В СССР лавсан (аналог дакрона) использовался не только в текстиле, но и в качестве изоляции для электрических кабелей, а также в производстве магнитофонных лент.
• Дакроновые сосудистые протезы, впервые применённые в 1950-х годах, остаются одним из стандартных материалов в сосудистой хирургии.
• Полиэфирные волокна составляют около 50 % мирового производства всех текстильных волокон (по данным на 2023 год).

Источники

• Химическая энциклопедия: в 5 т. — М.: Советская энциклопедия, 1988–1998.
• Технология химических волокон / под ред. А. А. Конкина. — М.: Химия, 1974.
• Энциклопедия полимеров. — М.: Химия, 1972–1977.
• Справочник по текстильным волокнам / под ред. В. А. Усенко. — М.: Легпромбытиздат, 1985.
• Материалы DuPont по полиэфирным волокнам (архивные публикации).