Sintetiese vesels

Sintetiese vesels beklee 'n belangrike plek as materiaal vir tekstielware (klerasie, matte, gordyne, ensovoorts), tou en gespesialiseerde toepassings. Die belangrikste kunsvesels is onder meer kunssy , nylon, poliakrielvesels en poliëstervesels. Hierdie vesels word as gladde drade geproduseer, maar word dikwels verder verwerk om ŉ growwer tekstuur te verkry.

Ontwikkeling

Die oudste sintetiese vesel, ofte wel kunsvesel, is kunssy, wat uit sellulose ('n natuurlike polimeer) bestaan. Aangesien egte sy ook uit sellulose bestaan, word kunssy egter as 'n halfsintetiese vesel beskou. Kunssy is gedurende die 2e helfte van die 19e eeu ontwikkel, en die eerste fabriek is in 1891 in Frankryk in gebruik geneem. Ongeveer 30 jaar later het kunssyvervaardiging so ontwikkel dat dit in verskeie lande op groot skaal geproduseer is.

In 1924 het kunssy die benaming "rayon" gekry. Uit rayon is ŉ dowwer vesel ontwikkel waardeur die onnatuurlike glans van kunssy verdwyn het. In 1938 het sintetieseveselproduksie ongeveer 10 % van die totale wêreldveselproduksie (met inbegrip van onder meer katoen en wol) beloop. Kunsveselproduksie is veral in lande soos Duitsland, Japan en Italië gestimuleer omdat die lande minder afhanklik van natuurlike grondstowwe wou word.

Die eerste volsintetiese vesel was poliamiedvesel, wat die resultaat was van ŉ poging om kunswol te vervaardig. Dit is nylon genoem en is later ook in die VSA geproduseer. Die eerste nylonkouse is ook in die VSA vervaardig. Rayon- en nylonproduksie is gedurende die Tweede Wêreldoorlog sterk gestimuleer aangesien natuurlike stowwe moeilik verkrygbaar was. Die kunsvesels is ook op groot skaal vir valskerms en kamoefleerstowwe gebruik. Na die oorlog is ook ander vesels ontwikkel, waaronder poliakriel- en poliëstervesels. In 1972 was die wêreldproduksie van sintetiese vesels ongeveer 12 miljoen ton, een derde van die totale veselproduksie.

Samestelling

Net soos ander kunsstowwe bestaan sintetiese vesels uit kettingvormige molekules (makromolekules) wat tydens polimerisasie ontstaan. Die primêre bousteen is monomere, wat verbind om polimere te vorm. Die bruikbaarheid van 'n kunsstof as 'n kunsvesel hang af van die vereistes wat vir die vesel gestel word, byvoorbeeld spinbaarheid en sterkte.

Spinbaarheid

Onder spinbaarheid word verstaan die moontlikheid om 'n stof tot dun draad te spin. By sintetiese vesel word die kunsstof gesmelt of opgelos en deur klein gaatjies in 'n spinkop gepers, waardeur dun draadjies verkry word. Die draadjies kan egter ook verkry word deur dun kunsstoffoelie op te sny.

Sterkte

Die sterkte van 'n kunsstof word deur die onderlinge rangskikking van die molekulekettings bepaal. Direk nadat 'n kunsstof gespin is, is die vesels grotendeels amorf (nie-kristallyn), en die ketting is onreëlmatig verbind. Die onreëlmatige struktuur verswak die vesels, en om dit te versterk, word die vesels behandel om 'n kristallyne struktuur te verkry.

Een metode is om die vesels na vervaardiging uit te rek totdat dit heelwat langer is as wat dit oorspronklik was. Sodoende word die kettings (polimere) langs mekaar ingedwing en verkry dit 'n reëlmatige struktuur. Die uitrek van die vesels verhoog ook die krimpvryheid en die kleurvastheid van die materiaal wat daarvan gemaak word.

Tekstuur

Nadat sintetiese vesels gespin is, is dit glad en word dit onder meer vir die maak van sykouse, onderklere en voerings gebruik. Die vesels kan egter ook verder verwerk word om 'n growwer tekstuur te verkry, wat weer ŉ wollerige en natuurlike voorkoms daaraan verleen.

Sintetiese vesels word byvoorbeeld dikwels met natuurlike vesels gekombineer en dit word gevolglik meer warmte-isolerend, poreus en ook sagter. Die volgende kombinasies (veselgarings) word algemeen gebruik:

65 % poliëster + 35 % katoen (byvoorbeeld vir onderhemde).
55 % poliëster + 45 % wol (langbroeke en onderklere).
70 % poliëster + 30 % kunssy (langbroeke).
55 % poliakriel + 45 % wol (truie).

Die gladde sintetiese vesels self kan egter ook tot ander teksture verwerk word. Dit word byvoorbeeld spiraalvormig opgedraai en verhit, waarna dit weer losgedraai word. Daardeur word gekronkelde vesels verkry wat 'n veerkrag het en natuurliker voorkom.

Soorte

Sintetiese vesels word uit verskillende stowwe vervaardig, byvoorbeeld sellulose (verkry uit hout), aminosure (melk), eteen (olie of steenkool) en glikol (steenkool). Almal bestaan egter uit dieselfde basiese boustene, naamlik monomere, wat tot polimere gekombineer word. Uit die polimere word 'n groot verskeidenheid sintetiese vesels vervaardig.

Kunssy

Kunssy word vervaardig uit sellulose, wat onder meer uit hout verkry word. Dit word as 'n halfsintetiese vesel beskou aangesien sellulose uit natuurlike polimere bestaan, en bloot verder verwerk word om sintetiese vesel te verkry.

Nadat die sellulose in ru-vorm uit hout verkry is, word dit geïsoleer deur dit met salpetersuur of ammoniak te behandel. Om die gewenste viskositeit (taaiheid) te verkry, word dit verder met gewone sout (natriumchloried) behandel. Daarna word die selluloseoplossing deur spinkoppe gepers en dun draadjies word sodoende verkry. Die draadjies word in ŉ houer met swaelsuur versamel, en nadat dit gewas en gedroog is, staan dit as rayon bekend.

Rayon kan maklik gekleur en verder verwerk word, en word byvoorbeeld vir die vervaardiging van klerasie, gordyne en selfs ook vir motorbande gebruik. Sellulose kan ook met asynsuur of swaelsuur behandel word om asetaatvesel te verkry. Asetaatvesel word byvoorbeeld vir isolasiemateriaal en onderklere vir vroue gebruik. Kunssy word onder die volgende bekende handelsname verkry:

Aceta (asetaatsy),
Celanese (asetaatsy),
Colvera (pol inovesel),
Fibrenka (rayon),
Rhodia (asetaatvesel),
Rhodiaceta (triasetaat),
Scaldyl (rayon),
TriceI (triasetaat),
Vincel (polinosevesel),
Zaryl (polinosevesel).

Nylon

Nylon word uit poliamied vervaardig wat ontstaan by die verbinding van aminosure met koolsure en is 'n volsintetiese vesel. Nylon 66 dui byvoorbeeld aan dat sowel die koolsuur as die aminosuur in die poliamiedverbinding 6 koolstofatome bevat.

Vir die verkryging van nylonpolimere word amino- en koolsure in metanol byeengebring, waartydens nylonsout gevorm word. Die nylonsout het lang molekuulkettings (12 000 tot 20 000 molekules). Die sterkte van die vesel word deur die lengte van die kettings bepaal. Dit moet egter nie te lank wees nie, aangesien dit die smeltpunt van die nylon uitermatig verhoog.

Nylon word in 'n tempo van 16 m/s en 'n temperatuur van 260 °C gespin en daarna tot 5 maal die oorspronklike lengte gerek. Nylon is taamlik vormvas, kleur maklik en het 'n hoë smeltpunt. Die toepassingsmoontlikhede vir nylon is baie uitgebreid en dit word onder meer gebruik vir motorbande, kouse, onderklere, tou, valskerms, seile, nette, en selfs ook vir tandratte, omhulsels, wiele en glyende onderdele.

Poliakrielvesel

Poliakrielvesel word uit poliakrielnitriel vervaardig. Dit word verkry uit koolwaterstowwe (eteen of propeen) of uit stikstofverbindings (ammoniak of blousuur). Dit word by 'n temperatuur van 200 °C gespin en tot 12 maal die oorspronklike lengte gerek.

Suiwer poliakrielvesels kleur nie maklik nie en word met vinielchloried, vinielasetaat of butadieen behandel wanneer kleurstowwe daarby gebruik moet word. Die vesels is baie vormvas en goed bestand teen lig, lug, chemikalieë en mikroörganismes. Bekende poliakrielvesels is onder meer Orlon, Dralon, PAN, Acrilan, Cashmilan, Acribel, Dolan, Leacril en Courtelle.

Poliëstervesel

Poliëstervesel kom baie met nylon ooreen en word uit glikol of koolsuur vervaardig. Dit word by 250 °C gespin en tot ongeveer 5 maal die oorspronklike lengte gerek. Die vesel is goed bestand teen bakterieë, skimmel en vog. Dit kleur egter moeilik en moet teen ŉ redelike hoe temperatuur met kleurstowwe behandel word. Bekende poliëstervesels is Terylene, Dacron, Tergal, Terital, Trevira, Diolen (vroeër bekend as Terlenka), Vestan en Tetoron.

Ander soorte

Vesels wat op kleiner skaal gebruik word, is onder meer PVC-vesel (polivinielchloriedvesel), polipropeenvesel en rekbare vesels soos poliuretaan, asook gemetalliseerde vesels waarby poliëstervesel met aluminium bedek word of andersom, byvoorbeeld waar aluminiumdraad met poliëster bedek word.

Bronnelys

Wêreldspektrum, 1982, ISBN 0908409664, volume 25, bl. 115 - 118