Интов эласт: эластомерные нити¶

Интов эласт (от англ. in-toe elast, также известный как эластомерная нить, спандекс-нить, лайкра-нить) — это синтетическое эластомерное волокно, обладающее способностью к многократному растяжению (до 500–700 % от исходной длины) и возврату к первоначальной форме. В текстильной промышленности термин используется для обозначения нитей на основе полиуретановых эластомеров, применяемых для придания тканям и трикотажу эластичности. В России и странах СНГ данное название чаще встречается в профессиональной среде производителей чулочно-носочных изделий и спортивной одежды, тогда как в международной практике утвердились термины spandex (США, Канада) и elastane (Европа).

¶Химическая природа и строение

Основу интов эласта составляют сегментированные полиуретаны — блок-сополимеры, состоящие из чередующихся «жёстких» и «мягких» сегментов.

• Жёсткие сегменты образованы ароматическими диизоцианатами (чаще всего 4,4'-дифенилметандиизоцианатом) и удлинителями цепи (диолами или диаминами). Они формируют кристаллические домены, выполняющие роль физических «сшивок».
• Мягкие сегменты представлены полиэфирными или полиэфирными макрогликолями (политетраметиленгликоль, полипропиленгликоль) с молекулярной массой 1000–3000. Именно они обеспечивают высокоэластичную деформацию.

Такая двухфазная структура позволяет материалу одновременно сохранять прочность и растяжимость. В отличие от резины, где сшивка химическая (вулканизация), в интов эласте связи между макромолекулами физические, что упрощает переработку и позволяет получать нити методом сухого, мокрого или реакционного формования.

¶История и развитие

Первый промышленный эластомерный полиуретан был синтезирован в 1937 году немецким химиком Отто Байером в лабораториях концерна IG Farben. В 1959 году американская компания DuPont начала выпуск волокна под торговой маркой Lycra, а в 1962 году аналогичный продукт представила фирма Bayer под названием Doran. В СССР разработки в этом направлении велись с 1960-х годов; опытное производство полиуретановых нитей было налажено на Волжском химическом комбинате и ряде предприятий лёгкой промышленности. Массовое применение интов эласта в бытовой одежде началось в 1970–1980-е годы, когда технология позволила снизить себестоимость и улучшить потребительские свойства трикотажа.

¶Технология производства

Производство эластомерных нитей включает несколько этапов:

1. Синтез прекурсора — взаимодействие диизоцианата с макрогликолем в растворителе (диметилформамид, диметилацетамид).
2. Цепное удлинение — введение диамина для формирования жёстких сегментов.
3. Формование нити — продавливание прядильного раствора через фильеры:

• сухое формование — испарение растворителя в шахте горячим воздухом;
• мокрое формование — коагуляция в осадительной ванне;
• реакционное формование — отверждение в среде без растворителя.

1. Отделка — нанесение замасливателя (антистатик, скользящая добавка), намотка на бобины.

Готовые нити выпускаются линейной плотностью от 10 до 2500 дтекс. Для текстильных нужд чаще применяются нити 20–40 дтекс, для технических — свыше 500 дтекс.

¶Свойства

Интов эласт не поддерживает горение самостоятельно, но при контакте с открытым пламенем плавится с выделением токсичных продуктов. Он устойчив к действию пота, морской воды, большинства органических растворителей, но разрушается под действием концентрированных кислот и щелочей при нагревании. Важное свойство — способность сохранять форму после многократных деформаций, что отличает его от обычного каучука.

¶Применение

Основные сферы использования интов эласта:

• Чулочно-носочные изделия — носки, колготки, гольфы, где нить обеспечивает облегание и фиксацию.
• Спортивная одежда — компрессионные трикотаж, купальники, велошорты.
• Медицинские изделия — эластичные бинты, ортезы, компрессионное бельё.
• Верхняя одежда — манжеты, пояса, вставки для свободы движения.
• Технический текстиль — ремни, ленты, армирующие каркасы.
• Обувь — эластичные вставки, шнурки.

В смесовых тканях интов эласт обычно составляет 2–10 % массы; при большем содержании изделие теряет формоустойчивость и требует специального ухода.

¶Уход и переработка

Изделия с интов эластом рекомендуют стирать при температуре не выше 40 °C, избегать хлорированного отбеливания и высокотемпературной сушки — перегрев необратимо разрушает эластомерные связи. Утюжка допускается при низкой температуре через ткань. Переработка таких материалов затруднена: эластан не разлагается в естественных условиях десятилетиями, а его отделение от смесовых волокон экономически сложно. Разрабатываются методы химического разложения полиуретановых нитей (гликолиз, аминолиз) для повторного получения полиолов.

¶Значение и критика

Интов эласт произвёл революцию в лёгкой промышленности, сделав возможным массовое производство облегающей и комфортной одежды. Вместе с тем отмечаются экологические издержки: производство связано с использованием токсичных растворителей, а утилизация изделий создаёт нагрузку на свалки. Ряд производителей переходит на биоразлагаемые аналоги и рециклированные эластомеры, однако их доля пока невелика.

Источники: Большая российская энциклопедия (том «Химия полимеров»); учебные пособия по материаловедению текстильных изделий; технические регламенты производителей эластомерных нитей; обзоры по полиуретановым волокнам.