인조섬유의 제조와 원료는 뭘까?

인조섬유의 제조

-1664년 훅이 누에가 견섬유를 분비하는 방법과 비슷하게 섬유를 만들 수 있을 것 이라고 제안 →이후 방사구의 발명과 여러 가지 셀룰로오스 유도체로 섬유를 만드는 것에 대한 발전을 거듭하게 됨.→1884년 영국의 스완, 프랑스의 샤르도네가 인화성이 없는 질산 셀룰로오스 섬유로 직물을 생산함으로써 인조섬유의 막을 열게 됨.→이후 많은 새로운 인조섬유를 개발하게 됨.

- 인조섬유의 발달연보

 

1664년	Robert Hook (영국). 누에가 실크를 뿜어내듯이 인간이 섬유를 만들 수 있다는 생각의 시초
188년	Chardonnet(프랑스).최초의 인조섬유 생산
1891년	Cross & Bevan (영국). 비스코스레이온 발명. 1904에 생산
1911년	Dreyfus형제(스위스). 아세테이트 발명
1919년	Bemberg사(독일). 큐프라암모늄레이온 발명
1938년	Carothers(미국). 나일론 발명
1941년	Whinfield & Dickson (영국). 폴리에스테르 발명
1942년	Dupont사 (미국). 아크릴 발명
1980년	Coutaulds사 (영국). 텐셀 발명. 1992에 생산

인조섬유의 원료
-인조섬유의 원료에는 천연중합체, 합성중합체가 있다

1. 천연중합체
   재생섬유의 원료가 되며, 천연에 존재하는 고분자 물질로 만든다.
2. →면린터나 목재펄프 등의 셀룰로오즈, 단백질, 고무등을 원료로 하여 화학적, 기계적인 공정을 거쳐 섬유형태로 만든다.
3. 합성중합체
4. 합성섬유의 원료가 된다. 합성 중합체는 단량체를 결합시켜 만드는데 이 과정을 중합이라고 한다. 중합반응에는 축합중합과 부가중합이 있다.

1. 축합중합

- 기능기(OH, COOH, NH2)를 가진 둘 이상의 분자들이 서로 반응하여 간단한 분자인 물이나 알코올을 동시에 분리해 내면서 결합하는 것을 말한다.

예) R-OH + HOOR’ → ROOR’ + H2O (축합중합)
축합중합에 의한 합성섬유는 나일론, 폴리에스테르, 스판텍스 등이 있다.

-축합반응의 개념도

2. 부가중합

- 부가중합은 이중결합을 하고 있는 불포화 화합물이 촉매(개시제)에 의해 이중결합이 열리면서 이웃분자가 부가되어 중합체가 만들어 지는 반응이며 첨가 중합이라고도 한다.

부가중합은 1개시반응(중합이 시작되는 단계)
2 성장반응(사슬이 커지면서 성장하는 단계)

3 정지반응(중합이 끝나는 단계) 으로 이루어짐. 부가중합에 의한 섬유로는 아크릴, 올레핀섬유 등이 있다.

 

-부가중합의 원리(개시반응)

-비닐단량체 (모노모)와 폴리머

방사

-방사(spinning)는 섬유중합체를 가늘고 길게 뽑는 과정이다. 섬유를 액체로 만든 방사원액을 방사구를 통해 밀어낸 후에는 고체화 과정(응고과정)을 통하여 섬유로 만들어지게 되며, 이 때 연신하여 섬유 내에 결정성과 배향성을 향상 시킨다.

(멀티필라멘트사, 합성스테이플사)

 

 습식방사

• 중합체를 화학약품(수용액)에 용해하여 액체화한 후, 화학약품(수용액)속에서 방사하는 방사법이다.
•   과정이 복잡하고 수세, 표백과정이 있어야 한다.
•   예) 레이온, 아크릴, 스판덱

2 건식방사

•  중합체를 유기용매에 용해하여 액체화한 후, 방사할 때에 더운공기를 내보내 용매를 휘발시켜 고체의 섬유로 만든다.
•  사용되는 용매가 비싸 회수하여 재사용하며 수세가 필요치 않다.
•  예) 아세테이트, 아크릴, 모다크릴, 스판덱스

3 용융방사

•  중합체가 용융점이상으로 가열하여 액체화한 후, 방사할깨 찬공기를 내보내 냉각시켜 고체 섬유로 만든다.
•  가장 간단하고 비용이 적게 들며 방사속도가 빠르다.
•  예) 나일론, 올레핀, 폴리에스테르

 

 

4 건습식방사

- 중합체를 용제에 용해시켜 액체화한 후, 방사 할때 용제속에서 방사시킨다.

- 예) 리오셀을 제조할 떄 방사하는 방법