Vlákna z přírodních
polymerů
Vytvořená uměle, ale z
přírodních polymerů, resp.
modifikací přírodních
polymerů
(pro snadnější uvedení
do roztoku).
U těchto vláken se již délka a tvar příčného řezu mohou záměrně
měnit ve fázi jejich výroby. Také stejnoměrnost geometrických
parametrů je výborná (variační koeficient nepřesáhne obyčejně
5%).
Speciální tvary příčných řezů spíše ukazují na použitý postup
zvlákňování než na typ vlákna.
Vlákna na bázi
celulózy
a.regenerovaná celulóza
viskózová vlákna (CV)
měďnato amoniakální vlákna
Lyocelová vlákna
(podle typu rozpouštědla - dnes již speciální typy rozpouštědel jako je
H3PO4)
b.deriváty celulózy
acetátová vlákna - přesněji triacetátová a semidiacetátová
nitrátová - často se provádí zmýdelnění na celulózu FORTISAN
Vlákna na bázi ostatních
přírodních polymerů
Bílkoviny
a. rostlinné bílkoviny - sójová,
kukuřičná, podzemnice olejná
b. živočišné bílkoviny - kasein , keratin z odpadů vlny,
fibroin z odpadů přírodního hedvábí
Ostatní přírodní polymery
a. alginátová vlákna
NH
CH OH
CH OH
O
O
HO
O
b. chitinová vlákna HO
O
O
HO
O
2
2
NH-C-CH 3
O
CH 2OH
2
NH 2
x
Měďnaté hedvábí
Rozpuštěním celulózy se zabýval v r. 1857 Schweitzer
(Schweitzerovo činidlo). Celulózu rozpustil v CUOXAMU =
hydroxid tetraamoměďnatý
Cu(OH)2 + 4 NH4OH → [ Cu(NH3)4](OH)2 + 4 H2O
V r. 1890 Despeissis (Francie) popsal výrobu vláken s využitím
tohoto rozpouštědla. V r.1892 Fremery a Urban použili takto
získaná vlákna pro přípravu uhlíkových vláken do žárovek.
Pro výrobu je třeba vysoce čisté celulózy - používalo se bavlněné
linters. Čistota celulózy: 96% α -celulózy. Při rozpouštění se váže
Cu2+ na skupiny OH (2, 3) vedlejšími vazbami. Vzniká teplo a je
nutné zabránit oxidaci. Před zvlákněním roztoku se ředí na 7 - 9%
celulózy, 8% NH3, 3% Cu. Je možno matovat TiO2.
Zvlákňování
Systém Bemberg – dvou stupňová
koagulace
I. poprvé: srážení v proudící vodě, vzniká gel, který se orientuje a
protahuje (80x)
II. dokončení koagulace: kyselá lázeň H2SO4 . Dochází ke srážení
celulózy a vznikají jemná, dobře orientovaná, ale málo pevná
vlákna.
A)
B) Alkalické zvlákňování - koagulace a srážení v lázni NaOH.
Vznikají hrubší a pevnější vlákna
Dokončovací operace: praní - sušení – navíjení
Vlastnosti
Hedvábí: jemnost 34 - 170 dtex Stříž: jemnost 1.1 - 6.6 dtex
Bemberg pevnost za sucha fs 1.7 - 1.8 cN/dtex
alkalické pevnost za sucha fs 18 - 20 cN/dtex
za mokra fm 60 - 65% fs
Tažnost: : za sucha 12 - 15% ,za mokra : 17 - 33%
Obsah vlhkosti: 12.5%, maximální nasáklivost: 100 - 125%
Účinky tepla:
150oC - ztráta pevnosti
170 - 205oC - rozklad
Účinky kyselin: podobné jako u bavlny.
Účinky zásad: koncentrované roztoky vlákna rozpouštějí.
Viskózová
vlákna
Výroba
Vlastnosti
Použití
Historie
V r. 1892 objevili Cross, Bevan a Beadle (Anglie) způsob
rozpouštění celulózy přes vytvoření přechodného derivátu
(xantogenát). Výroba započala v r.1904 ve firmě Courtaulds.
Viskózová vlákna tvoří 80% chemických vláken z přírodních
polymerů.
Jsou laciná, ale jejich základní nevýhodou je
ekologický neúnosný
způsob výroby.
Standardní
PPS 300 - 450
napeti [cN/dtex]
Typy vláken
5
4
3
V
P
H
II. generace PPS 450 - 600
2
S – standardní - CV
S
1
V - vysoce pevná
P – polynozická - CMD
10
20
30
deformace [%]
H - HWM (high wet modulus, za mokra)
P, H - modálová
III.
generace: - vlákna s kanálkem (dutá) - VILOFT
- vlákna obloučkovaná – PRIMA
* Stupeň od 1(nefibriluje) do 6 (silně fibriluje)
**Mechanicky vázaná voda odstraněna odstředěním
Porovnání vláken
Označení
Lyocel
Polynosic
HWM
Viskóza
Mědnaté
Fibrilace*
4-6
3
1
1
2-3
Pevnost
suchá
[cN/dtex]
Pevnost
mokrá
[cN/dtex]
Retence
vody **[%]
4.2
3.8
3.5
2.2
2.0
3.6
3.0
20
12
10
65
55-70
75
90-100
100-120
PPS
600
500
400
300
500
Výroba vláken I
Surovina: dřevo smrkové nebo bukové, stačí 88% α -celulózy.
Výroba může být buď kontinuální nebo diskontinuální. Převádění
dřeva na celulózovou drť - štěpy, mletí
ZRÁNÍ cel - OH + NaOH → cel - ONa + H2O vzniká
alkalicelulóza
Zráním se zkracuje původně dlouhý řetězec celulózy (z PPS 2000 na
300 - 600). Působení 17%ní ho roztoku NaOH při 20oC, 60 min,
nebo 2 - 3h, urychleně při 70oC
xantogenat
Xantogenace - působení sirouhlíku CS2
O - cel
(přechodná esterifikace).
cel-O-Na + CS2
S=C
S- Na
Výroba vláken II
Rozpouštění xantogenátu v NaOH (zředěném) vzniká
viskóza. Filtrace, odvzdušňování.
Zvlákňování a koagulace: (rozklad esteru zpět na
celulózu a CS2)
O - cel
2 S=C
S- Na
+ H2SO4
Na2SO4 + 2 CS2 + 2 cel - OH
Výroba vláken -detaily
viskozita
1) Alkalicelulóza (17% NaOH, 20oC, 60 min)
2) Předzrávání (částečná degradace pomocí vzdušného O2 snížení PPS: 2 - 3 hod nebo rychle při 70oC)
3) Xantogenace (chlazení, 25oC, 1.5 hod), γ - hodnota celulózy
(35 ale stačí 16) vzniká žlutooranžová drť tj. xantogenát.
4) Příprava viskózy Rozpouštění v 4% ním NaOH a naředění na 7
- 8% celulózy. Vzniká medovitý viskózní roztok.
0 - (cel)n
5) Zrání viskózy (roste podíl celulózové složky)
S=C
částečné odštěpování CS2,
S- Na
zrání: 50 - 60 hod. při 16 – 20oC ve vakuu
dny
Zvlákňování
„
(při 40 – 55oC, do roztoku s obsahem
„
12% H2SO4, Na2SO4, ZnSO4).
Probíhá
a) koagulace xantogenátu
b) rozklad na cel - OH a CS2
Uvnitř vláken se tvoří plyny (CS2),
které difundují ven.
Vzniká lokální podtlak a přetlak
Výsledkem je tvorba laločnatého průřezu
Dloužení - současně se zvlákňováním - růst orientace a pevnosti
Nadmolekulární
struktura
Vzniká při zvlákňování a dloužení.
Fibrilární struktura.
Ve fibrilách se střídají krystalické K a amorfní A oblasti
spojené intrafibrilárními vaznými řetězci
Celulóza II jednoklonná, orientace nižší o 15 - 20% než u
bavlny
Κ
Krystalinita 27-35 %
Α
8 nm
12 nm
4.5 nm
Radiální
struktura
SKIN (kutikula) - silně orientovaná a dobře uspořádaná (vysoká
krystalinita)
KORA (35% hmoty vlákna) - malé, dobře orientované
krystality
·
pórovitá makrostruktura (lépe barvitelná)
·
pevná
DŘEŇ (65% hmoty vlákna) - větší méně orientované krystality
·
méně pórovité (hůře barvitelná)
·
méně pevná
Důsledek: malá odolnost
v ohybu (mačkavost)
Geometrie
Příčný rozměr: 10 - 50 µ m
Délka: B-typ: 30 - 48 mm
V-typ: 40 - 120 mm
(L)-typ: 180 mm
kobercářský: 60 - 110 mm
hedvábí: 67 - 660 dtex
kordy: 1200 - 3600 dtex
Měrná hmotnost: 1500 - 1520 kg/m3
Vysoký koeficient tření (Ţ = 0.38)
Mechanické vlastnosti
vlastnost
│ pevnost
CV
CMD
fs
│
1.9-3.0 │
3.98.0
│
│ [cN/tex] fm
│ 4.4-8.8
│
3.15.7
│
├───────────────┼────────────┼────────
─────┤
│ tažnost
s
│
20-30
│
8-15
│
viskóza klasická (CV) a polynozická (CMD)
Vlastnosti
Drastický pokles mechanické odolnosti ve vodě
Pevnost v ohybu: 25 - 30% fs
Navlhavost: 11 - 13%,
silné bobtnání ve vodě
∆d = +100%
Termické vlastnosti:
174 – 190oC - počátek destrukce
LOI = 0.197 (ba: 0.184)
Jinak chování blízké celulózových vláknům
∆l
0%
1
=+
Chemické
vlastnosti
Chování viskózových vláken je blízké bavlně. Základní rozdíl: málo
odolné vůči alkáliím (i opakovanému praní). Nelze klasicky
mercerovat
Vliv alkálií
Koncentrované roztoky způsobují bobtnání a snižují pevnost
Vliv redukčních a oxidačních prostředků
Viskózová vlákna jsou napadáno oxidačními činidly, nejsou
poškozována chloritanovými nebo peroxidovými bělícími lázněmi
Vlákna II.
generace
•
větší krystality a lepší orientace
modifikace
·
menší radiální rozdíly
zvláknění + dloužení
Vysoce pevná vlákna
Zvyšováni stupně dlužení průtahem v lázní zpomalující koagulaci
(slabě kyselá lázeň za horka).
Od r. 1935 se takto vyrábí materiál TENASCO. Pevnost vzroste na
3.5 cN/dtex a tažnost poklesne na 17 %. Ve vodě poklesne pevnost
na 2 cN/dtex a tažnost vzroste na 23 %.
Vlákna Tenasco - Super (pevnost 4.5 cN/dtex a tažnost 11 % ) již
nemají charakteristický ledvinovitý průřez viskózy ale spíše
oválný podobný mědnatému hedvábí.
Modálová vlákna
Popsána v roce 1942 (TACHIKAWA). Je nutno použít lepší
suroviny (vyšší cena o 50%) a modifikovat podmínky
přípravy (snížení depolymerizace celulózy na PPS 500) i
zvlákňování (zpomalení koagulace).
Vlákno Tufcel.
·
zlepšení pevnosti za mokra i za sucha
·
snížení bobtnání (příjmu vody)
·
zlepšení odolnosti proti alkáliím (i v praní)
·
snížení koeficientu tření
Přiblížení k bavlně - možno mercerovat
Polynozická
vlákna
Na konci 50 tých let se v Evropě začala vyrábět vlákna polynozická.
Slovo polynozická je z francouzského Polymere celulosique.
Postup zlepšení vlastností je blízký patentům Tachikawy.
Jako polynosická se obyčejně označují vlákna s vyšším modulem za
mokra. Vlákna mají nižší tažnost (8 - 14%), vyšší modul za mokra
(220 cN/tex), a vyšší pevnost,
Vlákna jsou však křehčí, lámavější a citlivější na oděr
HWM vlákna
HWM je zkratka z High Wet Modulus) označuje širokou skupinu
vláken se zlepšenými vlastnostmi.
Kromě mechanických vlastností je to také vyšší odolnost vůči
bobtnání v alkáliích – lze je mercerovat.
Vlákna mají celulozové řetězce s vyšším PPS a rovnoměrnější
mikrofibrilární strukturu s vyšší krystalinitou.
·
blíží se vlastnostmi bavlně
·
vyšší tažnost (13 - 16%)
·
střední modul za mokra (90 - 120 cN/tex)
Lyocelová
vlákna
V r. 1939 publikoval Graenache
možnost rozpouštění až 10%
celulózy v terciálních aminooxidech.
Po dvaceti letech patentoval Johnson rozpouštědlový systém na bázi
N - metylmorfolin - N oxidu (NMMO).
V důsledku silného dipólu N – O je možné fyzikální rozpouštění ve
vodném roztoku.
V r. 1990 popsali Mc Corsely a Varga speciální postup přípravy
koncentrovaných roztoků (do 23%) celulózy v NMMO.
CH3
O
NCH3
NMNO N metylmorfolin
H2O2
CO2
O
N
+ H2O
O
N metylmorfolin N oxid
NMMO vzniká peroxidickou oxidací N metylmorfolinu. Bod tání
čistého NMMO je 170oC.
Hydratací s jednou molekulou vody
vzniká krystalický monohydrát
(obsah 13,3 % vody), který má bod
tání 75oC a lépe rozpouští celulózu.
Prakticky se začíná mimo tuto
oblast z disperze celulózy (slurry) ve
směsi voda NMMO (roztok). Voda je pak odstraňována při sníženém
tlaku a zvýšené teplotě (100oC) až se dosáhne oblasti úplného
rozpouštění
Postup výroby vlákna
a)
příprava homogenního koncentrovaného roztoku celulózy ve
směsi voda NMMO (8-20% celulózy, 75-80% NMMO a 5-12%
vody)
b) vytlačování přes vzdušnou mezeru do srážecí lázně (systém
dry jet wet) při 90-120oC
c) koagulace a dloužení ve srážecí lázni (obsahuje vodu a
polární rozpouštědla jako je etanol resp. bobtnadla jako je
NaOH, ZnCl2, atd. (Pomocí složení srážecí lázně se dá řídit
krystalická struktura a radiální homogenita, příp. omezit
tendence k fibrilaci
d) praní sušení vláken
e) rekuperace NMMO ze srážecí a prací lázně.
Výroba vláken z regenerované celulózy - Lyocelová.
Porovnání vlastností
Lyocelu
Parametr
Viskoza (běžná)
Příčný řez
laločnatý
Lyocel (první
generace)
Kruhový -oválný
Radiální struktura
Rozdíly kora/dřeň
homogenní
Krystalinita
Nízká 27%
Vysoká 42%
Délka krystalitů
Menší 11-25 nm
Větší 15-45 nm
Šířka krystalitů
Větší 5-11 nm
Menší 3.5-5.5 nm
Orientace krystalitů
vysoká
vysoká
Orientace amorfní
fáze
nižší
vysoká
Radiální struktura
Porózita Lyocelových vláken je radiálně homogenní
(průměr pórů je 5-10 nm). Pouze na povrchu je malá
vrstvička s vysokou hustého materiálu.U vláken
viskózových jsou v pokožce (skin) tloušťky 1.5-2.5µ m
jen malé póry velikosti 5 –25 nm. V jádře jsou velké
póry velikosti 25-150 nm.
Fibrilace
Kromě výborných mechanických vlastností a stability mají
Lyocelová vlákna tendenci k fibrilaci za mokra (důsledek vysoké
krystalinity a vysoké orientace všech fází)
K omezení fibrilace se dá použít jak modifikace v průběhu přípravy
vláken tak i při zušlechťování.
V některých případech se naopak
fibrilace zvýrazňuje např. působením
enzymů a vyrábí se textilie se
speciálním povrchem (peach skin).
Vlastnosti
V porovnání s viskózovými vlákny mají Lyocelová vlákna:
·
·
·
·
·
·
Výrazně vyšší pevnost za sucha i za mokra
Nižší tažnost za sucha i za mokra
Vyšší počáteční modul za sucha i za mokra
Vyšší pevnost ve smyčce a uzlu za sucha i za mokra
Speciální omak
Vyšší tendenci k fibrilaci za mokra
Přídavek polymerů
Velmi zajímavých výsledků lze docílit dodáním různých
alkoholů do srážecí lázně. Je patrné, že u vyšších
alkoholů se projevuje skin efekt a vzniká struktura
s velikými póry řádově mikrometrů.Snižuje se také
tendence k fibrilaci.
Modifikovaná viskózová
cel - O - CH2 - O- cel
vlákna
V rámci přípravy zvlákňovacího roztoku je možné přidat do vláken
řadu aditiv. Geometrii vláken je možné ovlivňovat podmínkami
koagulace a tvarem trysek.To vše se používá při přípravě
modifikovaných vláken. Základní typy modifikací jsou
a) barvení ve hmotě přidáváním barevných pigmentů do roztoku
viskózy
b) snížená hořlavost přidáváním vhodných aditiv
c) zesítěná vlákna (formaldehyd HCHO) – vzniká metylénový
můstek
d) roubovaná vlákna - PAN, povrchové efekty
e) acetylovaná vlákna (na povrchu) - méně hygroskopická, odolnější
v ohybu
Trendy
Speciální rozpouštědla - zachování PPS a možnost řízení
mikrostruktury (H3PO4)
Modifikace všech typů
-
geometrická (dutá, profilovaná vlákna),
chemická (zesítěná, roubovaná vlákna),
fyzikální (obloučkovaná vlákna)
CH2OCOCH3
C
H
O
Acetátová vlákna
C
H
O
OCOCH3
H
C
C
H
C
O
Vlákna z esterů celulózy.
H
OCOCH3
cel - OH + CH3COOH → cel - O - CO - CH3 + H2O
Gama hodnota γ = 300 (triacetát - TAC), resp γ = 250 (semidiacetát - DAC).
Semi - diacetát se označuje jako acetát.
Úplně zmýdelněné
cel - (OH)3
FORTISAN
Úplně esterifikované
cel – (OCOCH3) 3
TRIACETÁT
Částečně esterifikované
ACETÁT
OH
cel - OCOCH3
OCOCH3
Rozpustnost:
Triacetátová vlákna:
roztok CH2Cl2
Acetátová vlákna:
roztok CH3 - CO - CH3
Historie
„
„
„
„
„
Schutzenberger popsal v r 1865 přípravu triacetátu zahříváním
celulózy s anhydridem kyseliny octové při 130-140oC v uzavřené
nádobě.
Miles a Bayer v r. 1905 připravili částečným zmýdelněním
triacetátu semi - diacetát rozpustný v v acetonu.
Bratři Dreyfusové zavedli v Anglii výrobu acetátových vláken. V
r. 1921 se začalo vyrábět v Anglii acetátové hedvábí CELANESE.
Do II. světové války poklesla tato vlákna na významu.
V 50 tých létech se acetátová vlákna používala jako cigaretové
filtry (75%).
Vlákna triacetátová byla prvním typem vláken termoplastických
barvitelných speciální skupinou barviv disperzních.
Výroba acetátu (DAC)
1) Zdroj je vysoce čistá celulóza α -cel 97 - 99% (bavlněný
linters po bělení a vyváření) nebo polynozická vlákna
2) acetylace
Bobtnání ve směsi ledové CH3COOH (octová) + H2SO4 +
anhydrid CH3-CO-O-OC-CH3.
Silně exotermní reakce při 20oC po dobu 7 - 8 hod.
3) částečné zmýdelnění pomocí zředěné CH3COOH: po
dobu 20 hod při 40oC a pak vysrážení do vody
4) spřádací roztok (85% aceton + 15% C2H5OH),
koncentrace 20 - 35 %
Výroba DAC a TAC
5) zvlákňování:
- mokré (do vody) – koagulace a
srážení. Dnes prakticky
nepoužívané, pouze u vláken
(ARNEL)
- suché - odpařování
rozpouštědla a sušení (97%
ní regenerace rozpouštědla).
Teplota 60 – 80oC, rychlost
zvlákňování v = 250 - 600
m/min
6) stabilizace (pára, vzduch)
7) nános preparace
Rozdíly při výrobě TAC
A) Vynechává se zmýdelnění
B) Rozpouští se v CH2Cl2 +
C2H5OH (metylénchlorid a
etylalkohol)
C) možnost zvlákňování
z taveniny (bod tání 255oC)
D) fixace (rozměrová a
strukturní stabilizace) na
vzduchu 180oC nebo v páře
105oC
Struktura
• fibrilární struktura
• snížení PPS na 350 – 400
nízká krystalinita
(rhombická soustava,
stupeň krystalinity 15%)
„ nízká orientace
„
Vlastnosti
•
·
·
·
·
silně rýhovaný povrch - vysoký koeficient tření
měrná hmotnost 1290 - 1330 kg/m3
vysoký lesk (acetát -ve vodě - mizí - netrvalé)
pevnost nízká 1.1 - 1.4 cN/dtex
pevnost vlákna za mokra: DAC: 60% fs,
TAC: 70% fs
·
tažnost: 20 - 40%, za mokra o 10% více
·
dobrá odolnost v ohybu
·
nízká navlhavost: DAC: 6 - 6.5%, TAC: 4.5% (60% RH)
Měrný elektrický odpor: DAC: 1011 [ Ω m],
TAC: 1014 [ Ω m] vzniká statický náboj
Vliv
teploty
Jde o skupinu vláken , která teplem
měknou (vlákna TERMOPLASTICKÁ)
DAC
teplota měknutí [oC]
175-190
teplota tání [oC]
255 (rozklad)
LOI = 0.186 (snadno zápalná ale hoří pomalu).
DAC - žehlení pod 100oC
Nízké bobtnání ve vodě: DAC 10%, TAC 4%
TAC
225
300
Chemická
odolnost
•
Horké zředěné kyseliny nebo koncentrované za
studena způsobují rozklad
·
silně alkalické roztoky způsobují zmýdelnění
·
vlákna rozpustná v organických rozpouštědlech
(fenoly) a ledové CH3COOH (DAC)
·
TAC rozpustné v acetonu, v horké směsi stejných
dílů benzenu s 96% etanolem dimetylformamidu,
dioxanu aj.
Technologické
zvláštnosti
Výhody
„
„
„
„
„
„
nízká měrná hmotnost
termoplastické vlastnosti
(formování TAC)
odolné vůči praní
malá tepelná vodivost
(teplý omak)
malá bobtnavost (sráživost)
výborné elektroizolační
vlastnosti
Nevýhody
• nízká pevnost za sucha
• vysoký oděr
• nízká navlhavost
• vznik elektrostatického
náboje
• obtížná barvitelnost
Vlákna z
bílkovin
Patří do skupiny bílkovinových (chemoproteinových ) vláken.
Textilně jsou prakticky nevýznamná (představují 0.1% spotřeby
vláken).
Bílkoviny v přírodě
·
rostlinné (sója, arašidy, zeinová vlákna, obilné plevy)
·
živočišné (kasein, fibroin)
Výroba obecně:
1) Izolace bílkoviny
2) Převedení do roztoku obyčejně v alkálii (NaOH)
3) Vysrážení po spřádání do slabé kyselé lázně
4) tvrzení fromaldehydem (HCOH)
s.. za sucha,
m.. za mokra
Vlastnosti
Protein
Zpracování
Pevnost
[cN/dtex]
Tažnost
[%]
Název
Kasein
HCHO
1.20s 0.6m
50s 60m
Merinova
Kasein
acetylace
1.13s
15
Aralac
Zein
HCHO
1.36s 0.85m
32s 50m
Vicara
Sója
HCHO
0.9s 0.28m
50
Silkool
Kaseinová
vlákna
Již v r. 1898 byl použit mléčný kasein pro výrobu experimentálních
vláken. Vlákna byla křehká, tuhá a silně bobtnala ve vodě.
Ferreti v r. 1930 připravil vlákna podstatně lepších vlastností blízká
vlně. Začala se vyrábět pod názvem Lanital.
Zdrojem je mléčný kasein vzniklý vysrážení mléka pomocí H2SO4
(kyselina glutamová - 22%, prolín - 10.5%, leucin - 11%).
Vlákna se spřádají z roztoku uhličitan sodného (2.5 - 4%
bílkoviny). Koagulační lázeň obsahuje H2SO4, formaldehyd,
glukózu a vodu
Chybí disulfidické a solné můstky, nízká orientace a krystalinita.
Výhodynevýhody
·
·
·
·
·
·
·
·
Technologické výhody:
omak podobný vlně
nízká měrná hmotnost (hustota) 1290 kg/m3 Kasein
vlákno bavlna
vysoká hygroskopičnost 14% ( = 65%)
odolnost v ohybu
Technologické nevýhody
velmi nízká pevnost za sucha (0.7 -0.9 cN/dtex)
velmi nízká pevnost za mokra (0.3 - 0.4 cN/dtex)
nízká odolnost vůči vodě za tepla a nestálost
v praní
silné napadání bakteriemi, moly, enzymy
Arašídová vlákna
Jde o semena jednoleté subtropické rostliny podzemnice olejné
(Arachid Hypogea). Kultivované v Číně, Indii a USA. Rostlina
dorůstá výšky 25 cm. Semena obalená slupkou a červenou
pokožkou obsahují 50% oleje.
Protein ardenin ze semen obsahuje 24 - 26% bílkoviny. Vylisovaná
semena se nejdříve zbavují zbytků oleje ohřátím za sníženého
tlaku. Extrakce proteinu probíhá ve vodném roztoku sody.
Spřádací roztok se připravuje rozpuštěním proteinu ve vodných
roztocích močoviny, Na2CO3, čpavku a různých detergentů.
Zvlákňuje se do kyselé koagulační lázně obsahující H2SO4, Na2SO4 a
další složky. Pevnost za sucha 0.6-0.8 cN/dtex a tažnost za sucha
50-60%.
Vlákno typu ARDIL, SARELON
Zeinová
vlákna
Zeinová vlákna Vicara se vyráběla v letech 1948 až 1957 v USA.
Zdrojem jsou zrna kukuřice (sladovnický odpad) obsahující 10%
bílkoviny.
Extrakce bílkoviny se provádí pomocí izopropylalkoholu. Po
odpaření alkoholu zbude zein jako světle žlutý prášek.
Zein se rozpouští ve vodném Na2CO3 a zvlákňuje do srážecí kyselé
lázně s obsahem formaldehydu
Pevnost za sucha 1.06 cN/dtex, za mokra 0.57 cN/dtex a tažnost za
sucha 25-35%, za mokra 30-45 %.
Vlákno typu PROLON VICARA
Sójová vlákna
Sójová moučka obsahuje až 35% bílkovin. Extrakcí v heptanu se
odstraňuje olej. V roztoku siřičitanu sodného se extrahuje
protein.
Spřádací roztok se připravuje rozpuštěním proteinu ve vodných
roztocích sody (Na2CO3) . Zvlákňuje se do srážecí kyselé lázně.
Pevnost za sucha 0.7 cN/dtex, za mokra 0.22 cN/dtex a tažnost za
sucha 50 5%.
Vlákno typu ZICON SILKOOL.
Je možno připravit směsná
vlákna typu pokožka z
polyvinylalkoholu
stabilizovaného formaldehydem a jádro z proteinu sóji
Napodobené
pavoučí hedvábí
Výroba proteinů stejného složení
Zvlákňování do metanolu
„
„
„
„
-Ala-Ala-Ala-Ala-
Bakterie, kvasinky – neúspěch
Rekombinace proteinů z mléčných buněk krav a
ledvinových buněk křečků.
Geneticky upravené brambory a rajské jablka
Trans geneticky upravené kozy produkují
proteiny pavoučího hedvábí ve svém mléce
Vlákna mají nižší pevnost, vyšší tažnost (až 60%) a
vyšší tuhost (menší ohebnost)
Napodobené
pavoučí hedvábí
„
„
„
„
Trpasličí kozy
Mléčné žlázy podobné
jako u pavouků
alanin
Genetický přenos
Produkce proteinu 8 g/den
Vlákno
BioSteel
fibroin
Download

8. Vlákna z přírodních polymerů