Вискоза — состав, свойства и производство¶

Вискоза — искусственное волокно, получаемое из целлюлозы древесины (преимущественно ели и сосны) химическим способом; относится к классу искусственных, а не синтетических волокон, поскольку сырьё имеет природное происхождение, а превращение в волокно осуществляется с помощью химических реакций. Под названием «вискоза» в текстильной промышленности понимают и само волокно, и ткани, произведённые из него. Мировое производство вискозного волокна оценивается в несколько миллионов тонн в год; крупнейшие производители — Китай, Индия, Индонезия и Россия.

¶Состав и химическая основа

Основной компонент вискозы — целлюлоза, полисахарид, содержащийся в древесине, хлопке и других растениях. Техническая целлюлоза для производства вискозы содержит 91—93 % целлюлозы, остальное приходится на гемицеллюлозу и лигнин. Химический состав готового волокна — тот же, что у целлюлозы: (C₆H₁₀O₅)ₙ, однако молекулярные цепи в процессе производства частично разрушаются, поэтому степень полимеризации вискозы ниже, чем у исходного сырья.

В отличие от синтетических волокон (полиэстера, нейлона, акрила), получаемых из нефтехимических мономеров, вискоза является искусственным волокном: сырьё природное, но переработка химическая. Классификация текстильных волокон по происхождению:

¶Производство

Технология получения вискозного волокна была разработана в 1880-х годах; промышленное производство началось в 1905 году в Германии (заводы компании Courtaulds и Bemberg). Основные стадии процесса, известного как «вискозный способ»:

1. Подготовка целлюлозы. Древесную щепу обрабатывают щёлочью, получают щёлочно-целлюлозу, которую выдерживают и измельчают в ксантогенат целлюлозы.
2. Созревание. Щёлочно-целлюлозу выдерживают для регулирования степени полимеризации.
3. Сульфатирование. Обработанную массу растворяют в растворе едкого натра и сероуглероде, в результате получается вискоза — густой раствор целлюлозы в щёлочи, от которого и произошло название волокна (от лат. viscum — клей).
4. Фильтрация и созревание раствора. Раствор фильтруют и выдерживают для достижения оптимальной вязкости.
5. Коагуляция. Вискозу пропускают через фильеры (металлические пластинки с отверстиями) в кислый солевой раствор (серная кислота, сульфат натрия), где целлюлоза вновь выпадает в осадок в виде нити.
6. Отмывка, сушка и отделка. Нити отмывают от кислоты, сушат, при необходимости отбеливают и подвергают другим видам отделки.

Побочными продуктами являются сероуглерод и серная кислота, что делает производство экологически проблемным; современные заводы внедряют системы утилизации сероуглерода.

¶Свойства

Вискозное волокно обладает рядом характеристик, определяющих его применение:

• Гигроскопичность. Вискоза впитывает до 30 % собственного веса влаги, что обеспечивает комфорт при носке, но снижает прочность в мокром состоянии (на 30—50 %).
• Мягкость и драпируемость. Волокно приятно на ощупь, хорошо струится, напоминая по тактильным свойствам шёлк или хлопок.
• Прочность. Разрывная прочность вискозы ниже, чем у хлопка и синтетических волокон, особенно во влажном состоянии.
• Блеск. Вискоза имеет характерный шелковистый блеск, что позволяет использовать её для имитации шёлка.
• Электризуемость. Волокно электризуется меньше синтетических, но больше натуральных.
• Биоразлагаемость. В отличие от синтетики, вискоза разлагается в природной среде.

¶Виды вискозных волокон

По назначению и способу производства различают несколько типов:

• Обычная вискоза — стандартное волокно для производства тканей, трикотажа, ниток.
• Модал (modal) — вискозное волокно повышенной прочности, получаемое из щёлочно-целлюлозы с высокой степенью полимеризации; более устойчивое к стирке.
• Тенсел (lyocell) — волокно, производимое по экологичной технологии растворением целлюлозы в N-метилморфолин-N-оксиде (NMMO); отходы полностью утилизируются.
• Купро — тонкое вискозное волокно, имитирующее шёлк.
• Вискозное штапельное волокно — короткие волокна для производства пряжи.

¶Применение

Вискоза широко используется в текстильной промышленности:

• Ткани: вискозный креп, вискозный атлас, вискозный шёлк, купро, вискозный бархат.
• Трикотаж: блузки, платья, подкладочные ткани.
• Домашний текстиль: шторы, покрывала, постельное бельё.
• Медицинские изделия: ватные диски, бинты, гидрофильная вата (вискоза заменила хлопок в производстве гидрофильной ваты после дефицита хлопкового сырья).
• Промышленные цели: фильтры, шины (вискозный корд), пластиковые основы.

Вискоза часто смешивается с другими волокнами (хлопком, полиэстером, эластаном) для улучшения свойств ткани.

¶Достоинства и недостатки

К достоинствам вискозы относят мягкость, гигроскопичность, драпируемость, доступную цену и биоразлагаемость. К недостаткам — снижение прочности при намокании, склонность к усадке при стирке, необходимость деликатного ухода (стирка при невысокой температуре, отсутствие отжима на высоких оборотах). Экологическая критика производства связана с использованием сероуглерода и серной кислоты; в ответ промышленность разрабатывает замкнутые циклы переработки и переходит на менее опасные технологии (как в лиоцелле).

¶Вискоза в России

Российская промышленность по производству вискозного волокна была создана в 1930-е годы; крупнейшие предприятия расположены в Клину («Клинволокно»), Торжке, Красноярске и Шахтах. В настоящее время часть производства вискозы в России обеспечивает внутренние потребности текстильной отрасли, однако значительная доля вискозного волокна импортируется.

Источники:

• Башаров М. А., Маминов Р. А. «Химические волокна и их применение в текстильной промышленности»
• Фёдоров В. А. «Химические волокна»
• ГОСТ 10680-94 «Вискозная текстильная нить. Технические условия»
• Encyclopædia Britannica: «Viscose rayon»
• Textile World: обзоры производства вискозного волокна