SỢI HOÁ HỌC LÀ GÌ?

SỢI HOÁ HỌC LÀ GÌ?

Sợi hoá học là sợi tạo thành từ các chất hữu cơ thiên nhiên và các polime tổng hợp. Sợi hoá học chia làm hai nhóm lớn là sợi nhân tạo và sợi tổng hợp. 

Sợi nhân tạo thu được khi chế biến hoá học các polime tạo sợi, thu được nhờ tổng hợp hoá học. Các loại sợi poliamit, polieste, polipropilen và nhiều sợi khác nữa như capron, nilon, lavsan,v.v... là  sợi tổng hơp. 

Sợi nhân tạo ra đời trước sợi tổng hợp. Ngay từ năm 1853, ở Anh người ta đã đề xuất việc tạo sợi mảnh dài vô tận từ dung dịch  nitroxenluloza trong hỗn hợp rượu và ete. Người ta đã sản xuất các loại sợi này trên quy mô công nghiệp, cách đây không lâu lắm vào cuối thế kỷ XIX, đầu thế kỷ XX. Tơ visco, sản xuất từ năm 1905, đến nay vẫn chưa mất ý nghĩa. Sợi visco thu được từ dung dịch xenluloza đậm đặc trong xút loãng. Từ năm 1910 đến 1920, người ta tiến hành sản xuất công nghiệp từ xenlulozơ axetat. 

Lịch sử sợi tổng hợp bắt đầu năm 1932. Lúc đó, ở Đức bắt đầu sản xuất công nghiệp sợi tổng hợp đầu tiên là polivinylclorua dùng vào mục đích kỹ thuật. Khi clo hoá trực tiếp polivinylclorua ta được nhựa peclovinyl, từ đó có thể sản xuất ra loại sợi bền về mặt hoá học: sợi clorin. Năm 1930, người ta bắt đầu sản xuất sợi từ nhựa poliamit, là polime tổng hợp tương tự protein. Trong phân tử của chúng, cũng giống như trong protein, có các nhóm amit- CO-NH- lặp lại nhiều lần. Các sợi poliamit đầu tiên là nilon và capron, về một số tính chất còn tốt hơn cả tơ thiên nhiên. Những sợi tổng hợp có bản chất hoá học khác như polieste, poliolefin (trên cơ sở trùng hợp etylen),v.v... cũng xuất hiện. 

Về nguyên lý, công nghệ sản xuất sợi tổng hợp là đơn giản: đùn khối nóng chảy hoặc dung dịch polime qua những lỗ rất nhỏ của khuôn kéo vào một buồng chứa không khí lạnh, tại đây, quá trình đóng rắn xảy ra, biến dòng polime thành sợi. Bằng cách đó, ta thu được sợi capron và nilon. Chỉ tơ hình thành liên tục được cuốn vào ống sợi. 

Sợi-nhân-tạo

Nhưng không phải tất cả các loại sợi hoá học đều được sản xuất đơn giản như vậy. Quá trình đóng rắn sợi axetat xảy ra trong môi trường không khí nóng, để đóng rắn chỉ tơ của sợ visco và một loại sợi khác lại xảy ra trong các bể đông tụ chứa các hoá chất lỏng được chọn lọc đặc biệt. Trong quá trình tạo sợi, trên các ống sợi người ta còn kéo căng để các phân tử polime dạng chuỗi trong sợi có một trật tự sắp xếp chặt chẽ hơn (sắp xếp song song nhau). Khi đó, lực tương tác giữa các phân tử tăng lên làm độ bền cơ học của sợi cũng tăng lên. 

Nói chung, tính chất của sợi chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau như thay đổi tốc độ nén ép, thành phần và nồng độ các chất trong bể đông tụ, nhiệt độ của dung dịch kéo sợi và của bể đông tụ (hoặc buồng không khí), thay đổi kích thước lỗ của khuôn kéo. Lỗ càng nhỏ thì sợi càng mảnh và lực bề mặt sẽ càng ảnh hưởng nhiều đến tính chất của vải làm từ sợi này. Để tăng những lực đó, người ta thường dùng các khuôn kéo với lỗ có tiết diện hình sao. 

Đối với các chuyên gia dệt thì độ dài kéo đứt, do sợi bị đứt dưới tác dụng của trọng lượng chính nó, được xem như một đặc trưng quan trọng về độ bền của sợi. Với sợi bông thiên nhiên, độ dài đó thay đổi từ 5 đến 10km, tơ axetat từ 30 đến 35km, sợi visco tới 50 km, sợi polieste và poliamit còn dài hơn nữa. Chẳng hạn với sợi nilon loại cao cấp, độ dài kéo đứt lên tới 80km. 

Sợi hoá học đã thay thế một cách có hiệu quả các loại sợi thiên nhiên là tơ, len, bông và không ít trường hợp vượt các loại sợi thiên nhiên về chất lượng. 

Sản xuất sợi hoá học có tầm quan trọng lớn lao đối với nền kinh tế quốc dân, góp phần nâng cao phúc lợi vật chất cho con người và có khả năng đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của nhân dân về các mặt hàng thông dụng: vải, các sản phẩm dệt kim và tơ lông nhân tạo.

Tham khảo: Sự khác biệt của nhựa và cao su là gì ?