Vinilo es el nombre comercial de la fibra formal de polivinilo, también conocida como vinilón, o transliterada como vinilón. Su rendimiento es cercano al del algodón, por lo que también se le llama algodón artificial.
La fibra de polivinilo formal es el producto de la acetalización con formaldehído del polímero de alcohol polivinílico.
Los polímeros comunes se polimerizan a partir de monómeros. Sin embargo, el alcohol polivinílico no se polimeriza a partir del alcohol vinílico. Debido a que el alcohol vinílico es muy inestable y se reorganiza en acetaldehído, el alcohol vinílico en realidad no existe.
En 1924, los químicos alemanes W.O.Hermann y W.Heiler produjeron alcohol polivinílico, que se obtenía disolviendo acetato de polivinilo en metanol y añadiendo hidróxido de sodio para la alcohólisis;
El acetato de polivinilo se polimeriza a partir de acetato de vinilo. El acetato de vinilo se puede preparar a partir de acetileno como materia prima. Ya en 1881, el químico ruso Kucherov utilizó acetileno para preparar acetaldehído y lo oxidó para producir ácido acético. Luego, el acetileno y el ácido acético reaccionaron en presencia de acetato de zinc como catalizador para producir acetato de vinilo;
Entonces. El alcohol polivinílico en realidad está hecho de acetileno. Ya en 1931 los alemanes dominaban la tecnología de producción de fibras y películas a partir de alcohol polivinílico, vendido bajo el nombre comercial Synthofil. Pero luego se descubrió que esta fibra es muy hidrofílica. La ropa cosida con esta fibra no se puede lavar con agua si está sucia, de lo contrario no se encontrará la ropa original si se pone la ropa en agua caliente, no se encontrará; , porque se disuelven en agua. Esto se debe principalmente a que las moléculas de cadena larga del alcohol polivinílico tienen muchos grupos hidroxilo (-OH) que tienen una fuerte afinidad por el agua:
En 1939, Ichiro Sakurada (1904-1986), profesor de química en Universidad de Kyoto, Japón Y Lee Seung-gi (1905-?) y el Dr. Hideki Yano del Instituto de Investigación Textil Nakahara de Japón propusieron métodos de tratamiento térmico y tratamiento de acetalización para convertirla en una fibra con buena resistencia al calor y solubilidad en agua Yamada Shinichi. Historia de las invenciones y descubrimientos del mundo. Wang Guowen et al. , traducido. Beijing: Patent Literature Press, 1989. . El llamado tratamiento térmico consiste en calentar la fibra a 220 ~ 270 ℃ durante 5 ~ 10 minutos para reducir la contracción de la fibra y mejorar la resistencia de la fibra al agua caliente. La acetalización es la condensación del grupo aldehído (--CHO) en moléculas de aldehído como formaldehído y benzaldehído con el grupo hidroxilo (-OH) en la molécula de alcohol polivinílico para generar agua, eliminando así el -OH hidrofílico en la molécula de polietileno. Generalmente se utiliza formaldehído y el producto es fibra de polivinilo formal, generalmente llamada fibra de polivinilo acetal, en la que se omite la "A".
La acetalización no puede eliminar todos los grupos hidroxilo. Cuando el grado de acetalización es alto, el rendimiento de la fibra no es ideal, por lo que el grado de acetalización generalmente se controla en sólo un 30% a un 35%, es decir, permanece una cantidad considerable de grupos hidroxilo hidrofílicos (-OH). en la fibra en largas cadenas de moléculas. Por tanto, el vinilón es más higroscópico que otras fibras sintéticas.
En 1941-1942, el Instituto de Investigación Textil Nakahara de Japón y la Compañía Kurashiki Rayon construyeron instalaciones de producción piloto con una producción anual de 150 toneladas y 60 toneladas respectivamente. Fueron archivadas después de la Segunda Guerra Mundial y no se industrializaron hasta después. la guerra.
Debido a que la higroscopicidad del vinilon es similar a la del algodón, a menudo se usa como sustituto del algodón y se mezcla con algodón para formar muselina de algodón, popelín, caqui, pana, etc. Los productos Vinylon son duraderos y económicos y se utilizan industrialmente como lonas y telas filtrantes.
Con la preparación del vinilón, se produjeron una tras otra fibra de poliéster y acrílica. Poliéster es el nombre comercial de la fibra de poliéster.
Antes de fabricar fibras de poliamida, Carrozes realizó una reacción de policondensación con ácido sebácico y etilenglicol para obtener poliéster. Descubrió que tenía las propiedades de las fibras de hilado pero que se hidrolizaba y disolvía fácilmente en disolventes orgánicos, por lo que se dio por vencido y se dedicó al desarrollo de la poliamida.
J. R. Whinfield, un químico británico que había participado en el desarrollo de fibras sintéticas por parte de Carothers Company, se dio cuenta de que para convertirse en un polímero para fibras textiles industriales, debía tener un alto punto de fusión y ser capaz de Resiste la influencia de productos químicos y disolventes. Y tiene un alto grado de estructura lineal molecular. Después de regresar a Inglaterra, él y el químico J.T. Dickson eligieron el etilenglicol (CH2OHCH2OH) y el ácido tereftálico (HOOCC6H4COOH) para la reacción de policondensación y lograron el éxito en 1939. El ácido tereftálico tiene una estructura simétrica más lineal que el ácido ftálico o el ácido isoftálico, y la presencia de núcleos de benceno en las moléculas de polímero puede aumentar el punto de fusión del producto.
Debido al estallido de la Segunda Guerra Mundial, el departamento de suministros británico creyó que este nuevo polímero podría convertirse en un material militar, y pidió al laboratorio químico del Departamento de Investigación Científica e Industrial que continuara la investigación para producir material de laboratorio. cantidades. 1943 Se enviaron muestras a Imperial Chemical Industries para su desarrollo en un material textil, producido en Wilton, Yarks, con el nombre comercial de poliéster. La American DuPont Company compró la patente y construyó una fábrica en Kingston, Carolina del Norte, que se puso en producción en marzo de 1953. El nombre del producto era poliéster. Lo transliteramos y lo tradujimos como "poliéster".
En la producción industrial se utilizan tereftalato de dimetilo y etilenglicol en reacciones de transesterificación. La denominada reacción de transesterificación, es decir, el intercambio de grupos metilo (--CH3) en las moléculas de etilenglicol y tereftalato de dimetilo, se lleva a cabo utilizando catalizadores como el acetato de zinc;
Polímero etilenglicol El ftalato es un monómero de poliéster incoloro y transparente. Después de la polimerización, el tereftalato de polietileno se produce en forma de gránulos sólidos o fundido para hilatura directa.
El ácido tereftálico y el etilenglicol se esterifican directamente y luego se polimerizan, y hace tiempo que no se utilizan en la producción industrial. Esto se debe a que el ácido tereftálico tiene un alto punto de fusión y una baja solubilidad en agua, lo que dificulta su purificación. Al mismo tiempo, la velocidad de reacción del ácido tereftálico y el etilenglicol es lenta y la reacción sólido-líquido es difícil de controlar.
El poliéster tiene mejor estabilidad térmica que el nailon. Como fibra textil, el poliéster se caracteriza por una buena resistencia a las arrugas y una buena retención de la forma. La ropa hecha de poliéster es nítida, sin arrugas, de apariencia hermosa, buena resistencia y tiene una resistencia al impacto 4 veces mayor que la del nailon. Pero la desventaja es que tiene una baja higroscopicidad y la ropa tejida con él se siente congestionada, se carga fácilmente con electricidad estática y se contamina fácilmente.
Después del poliéster apareció el acrílico. La fibra acrílica es el nombre comercial de la fibra de poliacrilonitrilo en China. El rendimiento de la fibra acrílica es muy similar al de la lana, por eso se la denomina “lana sintética” y “lana artificial”.
A principios de la década de 1940, DuPont investigó con éxito la fibra acrílica. Se enviaron muestras experimentales al gobierno de los EE. UU. para uso militar en 1942 y la producción de prueba se llevó a cabo en 1945. Orlon se anunció como nombre comercial en 1948 y la producción industrial comenzó en 1950. El acrílico es un polímero de acrilonitrilo.
El acrilonitrilo es un líquido incoloro, inflamable y tóxico. Puede fabricarse a partir de los productos petroquímicos acetileno o etileno.
Esta fibra tiene una excelente solidez a la luz. Originariamente se utilizaba para fabricar toldos, capós de coches, etc. Posteriormente se descubrió que sus propiedades eran muy similares a las de la lana y se mezclaba con lana.
La fibra acrílica que se ve en el mercado no es un polímero hecho de acrilonitrilo. Generalmente está hecho de cloruro de vinilo (CH2=CCl), cloruro de vinilo (CH2=C=Cl2) y cianuro de vinilo (CH2=). C=(CN)2) se polimerizan tres monómeros. Agregar cloro a la composición proporciona protección contra incendios.