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अकार्बनिक फाइबर, उनके प्रकार, संरचना, गुण। रासायनिक फाइबर और धागे। मानव निर्मित गैर बुना हुआ

पहले से सूचीबद्ध लोगों के अलावा, प्राकृतिक अकार्बनिक यौगिकों से बने फाइबर भी हैं। वे प्राकृतिक और रासायनिक में विभाजित हैं।

प्राकृतिक अकार्बनिक फाइबर में एस्बेस्टस, एक महीन-फाइबर सिलिकेट खनिज शामिल है। एस्बेस्टस फाइबर आग प्रतिरोधी हैं (एस्बेस्टस का गलनांक 1500 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है), क्षार- और एसिड प्रतिरोधी, गैर-थर्मल चालकता।

प्राथमिक एस्बेस्टस फाइबर को तकनीकी फाइबर में संयोजित किया जाता है, जो तकनीकी उद्देश्यों के लिए उपयोग किए जाने वाले धागों के आधार के रूप में और विशेष कपड़ों के लिए कपड़ों के निर्माण में काम करता है जो उच्च तापमान और खुली आग का सामना कर सकते हैं।

रासायनिक अकार्बनिक फाइबर ग्लास फाइबर (सिलिकॉन) और धातु युक्त फाइबर में विभाजित होते हैं।

सिलिकॉन फाइबर, या ग्लास फाइबर, पिघला हुआ ग्लास से प्राथमिक फाइबर के रूप में 3-100 माइक्रोन व्यास और बहुत लंबी लंबाई के साथ बने होते हैं। उनके अलावा, स्टेपल फाइबरग्लास 0.1-20 माइक्रोन के व्यास और 10-500 मिमी की लंबाई के साथ बनाया जाता है। शीसे रेशा गैर-दहनशील, रासायनिक रूप से प्रतिरोधी है, इसमें विद्युत, गर्मी और ध्वनि इन्सुलेशन गुण हैं। इसका उपयोग देश की अर्थव्यवस्था के विभिन्न क्षेत्रों में तकनीकी जरूरतों के लिए रिबन, कपड़े, जाल, गैर बुने हुए कपड़े, रेशेदार कैनवास, कपास ऊन के निर्माण के लिए किया जाता है।

कृत्रिम धातु के रेशों को धातु के तार को धीरे-धीरे खींचकर (चित्रित) करके फिलामेंट्स के रूप में निर्मित किया जाता है। इस प्रकार तांबा, स्टील, चांदी, सोने के धागे प्राप्त होते हैं। एल्युमिनियम फिलामेंट्स फ्लैट एल्युमिनियम टेप (फॉइल) को पतली स्ट्रिप्स में काटकर बनाए जाते हैं। धातु के धागों पर रंगीन वार्निश लगाकर उन्हें अलग-अलग रंग दिए जा सकते हैं। धातु के धागों को अधिक मजबूती देने के लिए उन्हें रेशम या कपास के धागों से लपेटा जाता है। जब धागे को एक पतली सुरक्षात्मक सिंथेटिक फिल्म के साथ कवर किया जाता है, तो पारदर्शी या रंगीन, संयुक्त धातु के धागे - मेटलॉन, ल्यूरेक्स, एलुनाइट - प्राप्त होते हैं।

निम्नलिखित प्रकार के धातु के धागों का उत्पादन किया जाता है: गोल धातु का धागा; रिबन के रूप में सपाट धागा - चपटा; मुड़ धागा - टिनसेल; रेशम या सूती धागे से लुढ़का हुआ फ्लैट - किनारा।

जीई क्रिचेव्स्की, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर, प्रो।, रूसी संघ के सम्मानित वैज्ञानिक द्वारा लेख

परिचय

वर्तमान में, सबसे विकसित देश छठे तकनीकी क्रम में आगे बढ़ रहे हैं, और विकासशील देश उनके साथ पकड़ बना रहे हैं। जीवन का यह तरीका (उत्तर-औद्योगिक समाज) नई, सफलता प्रौद्योगिकियों और सबसे पहले, नैनो-, जैव-, सूचना-, संज्ञानात्मक, सामाजिक प्रौद्योगिकियों पर आधारित है। सभ्यता के विकास का यह नया प्रतिमान मानव प्रथाओं के सभी क्षेत्रों को प्रभावित करता है, पिछले आदेशों की सभी प्रौद्योगिकियों को प्रभावित करता है। उत्तरार्द्ध गायब नहीं होते हैं, लेकिन वे काफी हद तक संशोधित और आधुनिक होते हैं। लेकिन, सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि गुणात्मक परिवर्तन नई तकनीकों का उदय है, एक व्यावसायिक स्तर पर उनका संक्रमण, इन प्रौद्योगिकियों के उत्पादों की शुरूआत और एक सभ्य व्यक्ति के रोजमर्रा के जीवन में संशोधित पारंपरिक तकनीकों (दवा, सभी प्रकार का परिवहन) निर्माण, कपड़े, आंतरिक और घरेलू सामान, खेल, सेना, संचार के साधन, आदि)।

क्रिचेव्स्की जी.ई. - प्रोफेसर, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर, रूसी संघ के सम्मानित कार्यकर्ता, यूनेस्को विशेषज्ञ, आरआईए और एमआईए के शिक्षाविद, आईटीएस के राज्य पुरस्कार के विजेता, रूस के नैनोटेक्नोलॉजिकल सोसायटी के सदस्य।

यह टेक्टोनिक, तकनीकी बदलाव और फाइबर उत्पादन का क्षेत्र नहीं गुजरा, जिसके बिना न केवल सभी प्रकार के वस्त्रों का उत्पादन, बल्कि पारंपरिक और गैर-पारंपरिक क्षेत्रों के कई तकनीकी उत्पादों (समग्र, चिकित्सा प्रत्यारोपण, प्रदर्शन, आदि) ।) संभव नहीं है।

कहानी

रेशों का इतिहास आदिम अस्तित्व से लेकर आधुनिक उत्तर-औद्योगिक समाज तक मानव जाति का इतिहास है। जीवन, संस्कृति, खेल, विज्ञान, प्रौद्योगिकी, चिकित्सा बिना कपड़ों, घर की आंतरिक साज-सज्जा और तकनीकी वस्त्रों के अकल्पनीय है। लेकिन फाइबर के बिना सभी प्रकार के वस्त्र मौजूद नहीं हैं, जो एक ही समय में केवल कच्चे माल हैं, लेकिन जिनके बिना सभी प्रकार के वस्त्र और अन्य फाइबर युक्त सामग्री का उत्पादन करना असंभव है।

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि कई हजारों साल पहले, पुरापाषाण युग के अंत (~ 10-12 हजार वर्ष ईसा पूर्व) से शुरू होकर 18 वीं शताब्दी के अंत तक, मनुष्य ने विशेष रूप से केवल प्राकृतिक (पौधे और पशु मूल) का उपयोग किया था। ) फाइबर ... और केवल पहली औद्योगिक क्रांति (दूसरी तकनीकी व्यवस्था - 19 वीं शताब्दी के मध्य) और, निश्चित रूप से, विज्ञान में प्रगति और सबसे ऊपर, रसायन विज्ञान और रासायनिक प्रौद्योगिकियों ने पहली पीढ़ी के रासायनिक फाइबर (हाइड्रेटेड सेलूलोज़ - तांबा-अमोनिया और) को जन्म दिया। विस्कोस)। उस क्षण से वर्तमान तक, रासायनिक फाइबर का उत्पादन मात्रात्मक रूप से (100 वर्षों में प्राकृतिक फाइबर के उत्पादन से आगे निकल गया) और गुणात्मक रूप से कई पदों पर (उपभोक्ता गुणों में एक महत्वपूर्ण सुधार) में बहुत तेजी से विकसित हुआ है। फाइबर का एक संक्षिप्त इतिहास तालिका 1 में प्रस्तुत किया गया है, जिससे यह पता चलता है कि रासायनिक फाइबर का इतिहास तीन चरणों से गुजरा है, और अंतिम अभी तक समाप्त नहीं हुआ है, और तीसरी, रासायनिक फाइबर की युवा पीढ़ी चरण से गुजर रही है। इसके गठन का। लघु शब्दावली पृष्ठभूमि

रूसी (पूर्व में सोवियत) और अंतरराष्ट्रीय शब्दों में एक विसंगति है। सोवियत, रूसी शब्दावली के अनुसार, फाइबर को प्राकृतिक (पौधे, पशु) और रासायनिक (कृत्रिम और सिंथेटिक) में विभाजित किया गया है।

आइए हम अपने आप से प्रश्न पूछें "क्या हमारे चारों ओर की हर चीज में रासायनिक तत्व और पदार्थ नहीं होते हैं?" और इसलिए वे रासायनिक हैं और इसलिए, प्राकृतिक रेशे भी रासायनिक हैं। उल्लेखनीय सोवियत वैज्ञानिक जिन्होंने इस शब्द को "रासायनिक" प्रस्तावित किया था, सबसे पहले, रसायनज्ञ-प्रौद्योगिकीविद थे और इस शब्द में इस तथ्य का अर्थ रखा गया था कि वे प्रकृति (जैव रसायन) द्वारा नहीं, बल्कि रासायनिक प्रौद्योगिकियों का उपयोग कर मनुष्य द्वारा उत्पादित किए जाते हैं। सबसे पहले, इस शब्द में रासायनिक प्रौद्योगिकी हावी है।

अंतर्राष्ट्रीय शब्दावली प्राकृतिक (प्राकृतिक) के विपरीत सभी कृत्रिम और सिंथेटिक फाइबर (पॉलिमर) को दर्शाती है - हाथ से नहीं बनाई गई, जैसे मानव हाथों द्वारा बनाई गई (मानव निर्मित) - मानव निर्मित फाइबर। मेरी दृष्टि से यह परिभाषा अधिक सही है। बहुलक रसायन विज्ञान और फाइबर उत्पादन प्रौद्योगिकियों के विकास के साथ, इस क्षेत्र में शब्दावली भी विकसित होती है, अधिक सटीक हो जाती है, और अधिक जटिल हो जाती है। पॉलीमेरिक और गैर-पॉलीमेरिक फाइबर, कार्बनिक, अकार्बनिक, नैनोस्केल फाइबर, जेनेटिक इंजीनियरिंग का उपयोग करके प्राप्त नैनोकणों से भरे फाइबर आदि जैसे शब्दों का उपयोग किया जाता है।

शब्दावली तीसरी पीढ़ी के फाइबर में प्रगति के साथ संरेखित करना जारी रखेगी; फाइबर के उत्पादकों और उपभोक्ताओं दोनों को एक दूसरे को समझने के लिए इस पर नजर रखने की जरूरत है।

उच्च प्रदर्शन फाइबर की नई, तीसरी पीढ़ी (HEPF)

इस तरह के गुणों के साथ तीसरी पीढ़ी के फाइबर को विदेशी साहित्य में वीईवी - उच्च प्रदर्शन फाइबर (एचपीएफ - उच्च प्रदर्शन फाइबर) के रूप में संदर्भित किया जाता है और नए बहुलक फाइबर के साथ कार्बन, सिरेमिक और नए प्रकार के ग्लास फाइबर शामिल होते हैं।

तीसरी, नई पीढ़ी के रेशों का निर्माण 20वीं सदी के अंत में शुरू हुआ और 21वीं सदी में भी विकसित होना जारी है, और पारंपरिक और नए अनुप्रयोगों (एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव, अन्य) में उनके प्रदर्शन गुणों की बढ़ती आवश्यकता की विशेषता है। परिवहन के प्रकार, चिकित्सा, खेल, सैन्य , भवन)। आवेदन स्थान के इन क्षेत्रों ने भौतिक और यांत्रिक गुणों, थर्मल, आग, जैव-, कीमो- और विकिरण प्रतिरोध पर मांगों में वृद्धि की।

पहली और दूसरी पीढ़ी के प्राकृतिक और रासायनिक फाइबर के वर्गीकरण के साथ आवश्यकताओं के इस परिसर को पूरी तरह से संतुष्ट करना संभव नहीं है। पॉलिमर के रसायन विज्ञान और भौतिकी के क्षेत्र में उपलब्धियां, ठोस अवस्था भौतिकी और इस आधार पर ईईसी का उत्पादन बचाव में आता है।

नई रासायनिक संरचना और नई प्रौद्योगिकियों द्वारा प्राप्त भौतिक संरचना के साथ उभरते (संश्लेषित) बहुलक हैं। रसायन विज्ञान, तंतुओं के भौतिकी और उनके गुणों के बीच संबंध, कारण और प्रभाव संबंध स्थापित करना, पूर्व निर्धारित गुणों के साथ तीसरी पीढ़ी के तंतुओं के निर्माण का आधार है और सबसे ऊपर, उच्च तोड़ने की ताकत, घर्षण, झुकने, दबाव, लोच के प्रतिरोध के साथ। थर्मल और आग प्रतिरोध।

जैसा कि तालिका 1 से देखा जा सकता है, जहां तंतुओं का इतिहास प्रस्तुत किया गया है, तंतुओं का विकास इस तरह से होता है कि पिछले प्रकार के फाइबर नए दिखाई देने पर गायब नहीं होते हैं, लेकिन उपयोग करना जारी रखते हैं, लेकिन उनका महत्व कम हो जाता है, और नए बढ़ते हैं। यह ऐतिहासिक द्वंद्वात्मकता और प्राथमिकताओं में बदलाव के साथ उत्पादों के एक तकनीकी संरचना से दूसरे में संक्रमण का नियम है। अब तक, पहली और दूसरी पीढ़ी के सभी प्राकृतिक रेशों, मानव निर्मित रेशों का उपयोग किया जाता है, लेकिन तीसरी पीढ़ी के नए रेशों को मजबूती मिलने लगी है।

अधिकांश आधुनिक कार्बनिक निम्न और उच्च-आणविक पदार्थों की तरह सिंथेटिक फाइबर, फाइबर बनाने वाले पॉलिमर का उत्पादन पेट्रोलियम और गैस रसायन विज्ञान पर आधारित है। चित्र 1 में चित्र प्राकृतिक गैस और तेल के प्राथमिक और उन्नत प्रसंस्करण के कई उत्पादों को फाइबर बनाने वाले पॉलिमर, दूसरी और तीसरी पीढ़ी के फाइबर को दिखाता है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, प्लास्टिक, फिल्म, फाइबर, ड्रग्स, डाई और अन्य पदार्थ गहरे प्रसंस्करण के दौरान तेल और प्राकृतिक गैस से प्राप्त किए जा सकते हैं।

सोवियत काल में, यह सब किया गया था, और यूएसएसआर ने फाइबर, रंजक और प्लास्टिक के उत्पादन में दुनिया में अग्रणी (2-5) स्थानों पर कब्जा कर लिया था। दुर्भाग्य से, वर्तमान में पूरे यूरोप और चीन रूसी गैस और तेल का उपयोग करते हैं और फाइबर सहित हमारे कच्चे माल से कई मूल्यवान उत्पादों का उत्पादन करते हैं।

रासायनिक फाइबर की उपस्थिति से पहले, प्राकृतिक फाइबर (कपास) का उपयोग कई तकनीकी क्षेत्रों में किया जाता था, जिसमें 0.1–0.4 एन / टेक्स की ताकत की विशेषताएं और 2-5 एन / टेक्स की लोच का एक मापांक होता है।

पहले विस्कोस और एसीटेट फाइबर की ताकत प्राकृतिक (0.2-0.4 एन / टेक्स) से अधिक नहीं थी, लेकिन 20 वीं शताब्दी के 60 के दशक तक वे अपनी ताकत को 0.6 एन / टेक्स तक बढ़ाने में कामयाब रहे और ब्रेक पर 13% (कारण) शास्त्रीय प्रौद्योगिकी के आधुनिकीकरण के लिए)।

फोर्टिसन फाइबर के मामले में एक दिलचस्प समाधान पाया गया: इलास्टोमेरिक एसीटेट फाइबर को सेल्युलोज हाइड्रेट के लिए सैपोनिफाइड किया गया और 0.6 एन / टेक्स की ताकत और 16 एन / टेक्स के मापांक तक पहुंच गया। 1939-1945 की अवधि के दौरान विश्व बाजार में इस प्रकार का फाइबर बच गया।

उच्च शक्ति संकेतक न केवल फाइबर बनाने वाले पॉलिमर (सुगंधित पॉलीमाइड्स, पॉलीबेन्ज़ोक्साज़ोल, आदि) की बहुलक श्रृंखलाओं की विशिष्ट रासायनिक संरचना के कारण प्राप्त किए जाते हैं, बल्कि एक विशेष, आदेशित भौतिक सुपरमॉलेक्यूलर संरचना (एक लिक्विड क्रिस्टल राज्य से मोल्डिंग) के कारण भी प्राप्त होते हैं। , एक उच्च आणविक भार (इंटरमॉलिक्युलर बॉन्ड की उच्च कुल ऊर्जा) के कारण, जैसा कि एक नए प्रकार के पॉलीइथाइलीन फाइबर के मामले में होता है।

चूंकि बहुलक सामग्री और फाइबर के विनाश के तंत्र के बारे में आधुनिक विचार, विशेष रूप से, बहुलक की मुख्य श्रृंखलाओं में रासायनिक बंधनों की ताकत के अनुपात और मैक्रोमोलेक्यूल्स (हाइड्रोजन, वैन डेर वाल्स, हाइड्रोफोबिक, आयनिक) के बीच अंतर-आणविक बंधनों के अनुपात में कम हो जाते हैं। , आदि), ताकत बढ़ाने का खेल दो मोर्चों पर है: श्रृंखला में उच्च-शक्ति एकल सहसंयोजक बंधन और मैक्रोमोलेक्यूल्स के बीच कुल अंतर-आणविक बंधनों की उच्च शक्ति।

पॉलियामाइड और पॉलिएस्टर फाइबर ने 1938 में विश्व बाजार (ड्यूपॉन्ट) में प्रवेश किया और अभी भी इसमें मौजूद हैं, पारंपरिक वस्त्रों और प्रौद्योगिकी के कई क्षेत्रों में व्यापक स्थान पर कब्जा कर रहे हैं। आधुनिक पॉलियामाइड फाइबर में 0.5 एन / टेक्स की ताकत और 2.5 एन / टेक्स का एक मापांक होता है, पॉलिएस्टर फाइबर में समान ताकत और 10 एन / टेक्स का उच्च मापांक होता है।

मौजूदा प्रौद्योगिकियों के ढांचे के भीतर इन तंतुओं की ताकत विशेषताओं को और बढ़ाना असंभव था।

20वीं सदी के 60 के दशक में ड्यूपॉन्ट द्वारा ताकत विशेषताओं (ताकत 2 एन / टेक्स और लोच 80 एन / टेक्स के मापांक) के साथ एक लिक्विड क्रिस्टल राज्य से काता गया पैरा-अरिमिड फाइबर का संश्लेषण और उत्पादन शुरू किया गया था।

पिछली शताब्दी के अंतिम दशकों में, कार्बन फाइबर ~ 5 hPa (~ 3 N / tex) की ताकत और 800 hPa (~ 400 N / tex) के लोचदार मापांक, नई पीढ़ी के ग्लास फाइबर (ताकत ~) के साथ दिखाई दिए। 4 hPa, 1.6 N / tex), लोच का मापांक 90 hPa (35 N / tex), सिरेमिक फाइबर (ताकत ~ 3 hPa, 1 N / tex), लोच का मापांक 400 hPa (~ 100 N / tex)।

तालिका 1 फाइबर का इतिहास

* मद संख्या। **	फाइबर का प्रकार*	* इस्तेमाल किया हुआ समय **	तकनीकी क्रम	आवेदन क्षेत्र
मैं	प्राकृतिक - गैर-रचनात्मक
1 क	सब्जी: कपास, सन, भांग, रेमी, एक प्रकार का पौधा, आदि।	10-12 हजार साल पहले विकसित हुआ; आज तक इस्तेमाल किया	सभी पूर्व-औद्योगिक प्रौद्योगिकी और सभी औद्योगिक प्रौद्योगिकी	वस्त्र, घर, खेल, चिकित्सा, सेना, तकनीक में सीमित, आदि।
1बी	पशु: ऊन, रेशम
द्वितीय	रासायनिक - मैनुअल
1	पहली पीढ़ी
1 क	कृत्रिम: हाइड्रेटेड सेल्युलोज, कॉपर-अमोनिया, विस्कोस	19वीं सदी के अंत - 20वीं सदी की पहली छमाही, वर्तमान तक	पहला - छठा तकनीकी आदेश	वस्त्र, घर, खेल, चिकित्सा, प्रौद्योगिकी में सीमित
1बी	एसीटेट
2	दूसरी पीढ़ी
2ए	कृत्रिम: लियोसेल (सेल्यूलोज हाइड्रेट)	20वीं सदी की चौथी तिमाही से वर्तमान तक	चौथा - छठा तकनीकी आदेश	कपड़े, दवा आदि।
2 बी	सिंथेटिक: पॉलियामाइड, पॉलिएस्टर, ऐक्रेलिक, पॉलीविनाइल क्लोराइड, पॉलीविनाइल अल्कोहल, पॉलीप्रोपाइलीन	30 से 20वीं सदी के 70 के दशक से वर्तमान तक		कपड़े, घर, उपकरण, आदि।
3	तीसरी पीढ़ी
3 ए	सिंथेटिक: सुगंधित (पैरा-, मेट-) पॉलीमाइड्स, उच्च आणविक भार पॉलीइथाइलीन, पॉलीबेन्ज़ोक्साज़ोल, पॉलीबेंज़िमिडाज़ोल, कार्बन		5वां - 6वां तकनीकी आदेश	प्रौद्योगिकी, दवा
3 बी	अकार्बनिक: नए प्रकार के ग्लास फाइबर, सिरेमिक	20वीं सदी के अंत - 21वीं सदी की शुरुआत	छठा तकनीकी क्रम	टेकनीक
-3 सी	नैनोस्केल और नैनो-भरे फाइबर

विदेशी साहित्य में रासायनिक फाइबर की तीसरी पीढ़ी को न केवल अत्यधिक कुशल (एचईई) कहा जाता है, बल्कि बहुक्रियाशील, स्मार्ट भी कहा जाता है। ये सभी और अन्य नाम, शब्द सटीक, विवादास्पद, कम से कम वैज्ञानिक नहीं हैं। क्योंकि सभी मौजूदा प्राकृतिक और रासायनिक फाइबर, निश्चित रूप से, एक डिग्री या किसी अन्य तक, अत्यधिक प्रभावी और बहुक्रियाशील हैं, और बेवकूफ नहीं हैं। उदाहरण के लिए, कपास, सन, ऊन जैसे प्राकृतिक रेशों को लें, तो कोई भी रासायनिक फाइबर उनके उच्च स्वास्थ्यकर गुणों को पार नहीं कर सकता (साँस लेना, पसीना सोखना और सन अभी भी जैविक रूप से सक्रिय है)। सभी तंतुओं में एक नहीं बल्कि कई कार्य (बहुक्रियाशील) होते हैं। जैसा कि आप देख सकते हैं, उपरोक्त शर्तें बहुत मनमानी हैं।

वीईवी के भौतिक और यांत्रिक गुण

चूंकि फाइबर की नई पीढ़ी (टायर के लिए कॉर्ड, विमान, रॉकेट, ऑटोमोटिव, निर्माण के लिए कंपोजिट) के उपयोग के मुख्य क्षेत्रों में फाइबर के गुणों के लिए उच्च आवश्यकताओं को आगे रखा गया है और सबसे पहले, भौतिक और यांत्रिक गुणों के लिए, हम करेंगे एचईएम के इन गुणों पर अधिक विस्तार से ध्यान दें।

फाइबर के उपयोग के नए क्षेत्रों के लिए कौन से भौतिक और यांत्रिक गुण महत्वपूर्ण हैं: तन्य शक्ति, घर्षण शक्ति, संपीड़न शक्ति, घुमा। इस मामले में, रेशों के लिए बार-बार (चक्रीय) विरूपण प्रभावों का सामना करना महत्वपूर्ण है, जो फाइबर युक्त उत्पादों की परिचालन स्थितियों के लिए पर्याप्त है। चित्र 2 स्पष्ट रूप से भौतिक और यांत्रिक गुणों (तन्य शक्ति, लोच का मापांक) की आवश्यकताओं में अंतर दिखाता है, जो उपयोग के तीन क्षेत्रों में फाइबर पर लागू होता है: पारंपरिक वस्त्र, पारंपरिक तकनीकी वस्त्र, प्रौद्योगिकी में आवेदन के नए क्षेत्र।

जैसा कि देखा जा सकता है, आवेदन के नए और पारंपरिक क्षेत्रों से फाइबर की ताकत गुणों की मांग काफी बढ़ रही है, और यह प्रवृत्ति फाइबर के उपयोग के क्षेत्रों के विस्तार के साथ जारी रहेगी। एक उल्लेखनीय उदाहरण अंतरिक्ष लिफ्ट है, जिसके बारे में न केवल विज्ञान कथा लेखक, बल्कि इंजीनियर भी बोलते हैं। और इस परियोजना को केवल तीसरी पीढ़ी के नैनोफाइबर और स्पाइडर रेशम (स्टील के धागे से मजबूत) जैसे फाइबर से बने सुपर-मजबूत केबलों का उपयोग करके महसूस किया जा सकता है।

चित्र 2

चित्र 2 के लिए स्पष्टीकरण: समान इकाइयों में लोच और तन्य शक्ति के मापांक का अनुमान लगाया जाता है। लोच का मापांक एक सामग्री की कठोरता का एक उपाय है, जो लोचदार विकृतियों के विकास के प्रतिरोध की विशेषता है। तंतुओं के लिए, इसे भार और बढ़ाव के बीच प्रारंभिक रैखिक संबंध के रूप में परिभाषित किया गया है। डेन (डेनियर) - एक धागे (फाइबर) के रैखिक घनत्व की माप की एक इकाई = टेक्स में 1000 मीटर का द्रव्यमान - एक फाइबर (धागे) के रैखिक घनत्व के माप की एक इकाई (ऑफ-सिस्टम) = जी / किमी .

तालिका 2 वीईवी सहित विभिन्न फाइबर के भौतिक और यांत्रिक गुणों की तुलनात्मक विशेषताओं को दर्शाती है।

तालिका 2. विभिन्न तंतुओं के भौतिक और यांत्रिक गुणों की तुलनात्मक विशेषताएं

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि भौतिक और यांत्रिक गुणों का मूल्यांकन एक संकेतक से नहीं, बल्कि कम से कम दो संकेतकों के संयोजन से किया जाना चाहिए, अर्थात। विभिन्न प्रकार के विरूपण प्रभावों के तहत ताकत और लोच।

तो, तालिका 2 के आंकड़ों के अनुसार, स्टील का धागा लोच में जीतता है, लेकिन विशिष्ट घनत्व (बहुत भारी) में हार जाता है। कुल मिलाकर सभी संकेतकों को ध्यान में रखते हुए, आप फाइबर के उपयोग के क्षेत्रों का चयन कर सकते हैं। तो अंतरिक्ष लिफ्ट के लिए केबल न केवल सुपर मजबूत होना चाहिए, बल्कि हल्का भी होना चाहिए।

बुलेटप्रूफ बनियान के लिए कपड़ा हल्का, लोचदार (ड्रेप) होना चाहिए और बुलेट की गतिज ऊर्जा को बुझाने में सक्षम होना चाहिए (फटने वाली ऊर्जा के आधार पर, यानी ऊर्जा को नष्ट करने की क्षमता)। रेसिंग कारों के लिए कंपोजिट एक ही समय में प्रभाव प्रतिरोधी और हल्का होना चाहिए; सीट बेल्ट उच्च लोच वाले उच्च शक्ति वाले फाइबर से बने होने चाहिए।

दो या दो से अधिक संकेतकों के संयोजन के लिए, एक सेट के रूप में, फाइबर की भौतिक और यांत्रिक विशेषताओं की आवश्यकताओं को जारी रखा जा सकता है। गुणों और कारकों का यह सेट उपयोगकर्ता द्वारा फाइबर युक्त उत्पादों की परिचालन स्थितियों के आधार पर तैयार किया जाता है। आइए हम टायर कॉर्ड के उदाहरण का उपयोग करके फाइबर पीढ़ियों के परिवर्तन का पता लगाएं, भौतिक और यांत्रिक विशेषताओं की आवश्यकताएं हर समय बढ़ रही हैं।

जब पहली ऑटोमोबाइल (1900) दिखाई दी, तो सूती धागे का उपयोग टायर कॉर्ड के रूप में किया जाता था; 1935-1955 की अवधि में हाइड्रेटेड सेल्युलोज विस्कोस फाइबर की उपस्थिति के साथ। उन्होंने कपास को पूरी तरह से बदल दिया। बदले में, पॉलियामाइड फाइबर (विभिन्न प्रकार के नायलॉन) ने विस्कोस फाइबर को बदल दिया है। लेकिन आज भी क्लासिक पॉलियामाइड फाइबर मोटर वाहन उद्योग के ताकत गुणों को पूरा नहीं करते हैं, खासकर भारी वाहनों के लिए टायर के मामले में, विमानन के लिए। इसलिए, आज पॉलियामाइड कॉर्ड को स्टील फिलामेंट्स से बदल दिया गया है।

वाणिज्यिक पॉलियामाइड और पॉलिएस्टर फाइबर की अधिकतम ताकत ~ 10 ग्राम / डेन (~ 1 जीपीए, ~ 1 एन / टेक्स) तक पहुंच जाती है। मध्यम उच्च शक्ति और लोच का संयोजन उच्च ब्रेकिंग ऊर्जा (ब्रेकिंग का काम) और बार-बार सदमे विकृतियों के लिए उच्च प्रतिरोध प्रदान करता है। हालांकि, पॉलियामाइड और पॉलिएस्टर फाइबर के ये प्रदर्शन कुछ नए फाइबर अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते हैं।

उदाहरण के लिए, पॉलियामाइड और पॉलिएस्टर फाइबर, उच्च विरूपण दर पर कठोरता में उच्च वृद्धि के कारण, एंटीबैलिस्टिक उत्पादों में उनके उपयोग की अनुमति नहीं देते हैं।

इसी समय, पॉलिएस्टर फाइबर उच्च शक्ति मछली पकड़ने के गियर (रस्सियों, रस्सियों, जाल, आदि) के लिए बहुत उपयुक्त हैं, क्योंकि वे अपेक्षाकृत उच्च शक्ति और हाइड्रोफोबिसिटी (पानी से गीला नहीं) की विशेषता है; पॉलिएस्टर फाइबर से बने रस्सियों का उपयोग ड्रिलिंग रिग पर 1000-2000 मीटर तक की गहराई पर काम करने के लिए किया जाता है, जहां वे 1.5 टन तक के भार को झेलने में सक्षम होते हैं।

उच्च शक्ति और लोच के उच्च मापांक का संयोजन वीईवी के तीन समूहों द्वारा प्रदान किया जाता है: 1. अरामिड, उच्च आणविक भार पॉलीथीन, अन्य रैखिक पॉलिमर, कार्बन फाइबर के आधार पर; 2. अकार्बनिक फाइबर (कांच, सिरेमिक); 3. थर्मोसेटिंग पॉलिमर के आधार पर त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना बनाते हैं।

रैखिक पॉलिमर पर आधारित वीईवी

वीईवी का पहला समूह, जो रैखिक (1डी आयामी) पॉलिमर और उनमें से सबसे सरल, पॉलीइथाइलीन पर आधारित है।

रैखिक बहुलक सामग्री के लिए, 1930 में वापस, स्टॉडिंगर ने एक सुपरमॉलेक्यूलर संरचना का एक आदर्श मॉडल प्रस्तावित किया जो मुख्य श्रृंखलाओं (11000 किग्रा / मिमी 2) के साथ लोच का एक उच्च मापांक प्रदान करता है और वैन डेर वाल्स बलों द्वारा बंधे मैक्रोमोलेक्यूल्स के बीच केवल 45 किग्रा / मिमी 2 है।

चित्रा 3. Staudinger आदर्श रैखिक बहुलक भौतिक संरचना।

जैसा कि देखा जा सकता है (चित्र 3), संरचना की ताकत फाइबर अक्ष के साथ मैक्रोमोलेक्यूल्स की श्रृंखलाओं के बढ़ाव और उच्च अभिविन्यास से निर्धारित होती है।

फाइबर के उत्पादन के लिए प्रौद्योगिकी (कताई समाधान और पिघलने, ड्राइंग की स्थिति) का निर्माण इस तरह से किया जाना चाहिए कि मैक्रोमोलेक्यूल्स की कोई तह न बने। पहले से ही समाधान के रूप में मैक्रोमोलेक्यूल्स की एक निश्चित रासायनिक संरचना के साथ फाइबर बनाने वाले पॉलिमर ब्लॉकों (तरल क्रिस्टल) में संयुक्त रूप से लम्बी, उन्मुख संरचनाएं हैं। जब ऐसी स्थिति से फाइबर बनते हैं, जो उच्च ड्रॉ अनुपात द्वारा प्रबलित होते हैं, तो स्टॉडिंगर (छवि 3) के अनुसार आदर्श के करीब एक संरचना बनाई जाती है। इस तकनीक को पहली बार ड्यूपॉन्ट (यूएसए) द्वारा पॉलीपैरामाइड और पॉलीफेनिलीन टेरेफ्थेलामाइड पर आधारित केवलर फाइबर के उत्पादन में लागू किया गया था। इन उच्च शक्ति वाले रेशों में, सुगंधित वलय एमाइड समूहों द्वारा जुड़े होते हैं

श्रृंखला में चक्रों की उपस्थिति लोच प्रदान करती है, और एमाइड समूह इंटरमॉलिक्युलर हाइड्रोजन बॉन्ड बनाते हैं, जो ताकत को तोड़ने के लिए जिम्मेदार होते हैं।

एक समान तकनीक के अनुसार (समाधान में तरल-क्रिस्टलीय अवस्था, मोल्डिंग के दौरान एक उच्च डिग्री बढ़ाव, वीईएस विभिन्न कंपनियों द्वारा विभिन्न देशों में विभिन्न व्यापारिक नामों के तहत विभिन्न पॉलिमर से उत्पादित किया जाता है: टेक्नोरा (ताइजिन, जापान), वेक्ट्रान (गेलैनीज़, यूएसए), टवरलाना, टेरलॉन (यूएसएसआर, रूस), मोगेलन-एचएसटी और अन्य।

कार्बन फाइबर और ग्राफीन परतें

प्रकृति में कोई बड़े 2D-आयामी अणु नहीं हैं। प्रतिक्रियाओं में मोनोफंक्शनल अणु छोटे अणु देते हैं; द्वि-कार्यात्मक रैखिक (1D-आयामी) बहुलक देते हैं; तीन या अधिक कार्यात्मक अभिकर्मक 3डी-आयामी, क्रॉस-लिंक्ड क्रॉसलिंक्ड संरचनाएं (थर्मोप्लास्टिक्स) बनाते हैं। कार्बन परमाणुओं द्वारा बनने में सक्षम बंधों की दिशा की केवल विशिष्ट ज्यामिति ही स्तरित अणुओं की ओर ले जाती है। ग्राफीन - कार्बन परमाणुओं का एक हेक्सागोनल, प्लानर ग्रिड - इस तरह की संरचना का पहला उदाहरण है।

कार्बन फाइबर आमतौर पर तनाव के तहत कार्बनिक फाइबर (सेलूलोज़, पॉलीएक्रिलोनिट्राइल) के उच्च तापमान क्रैकिंग द्वारा प्राप्त किए जाते हैं। मजबूत, लचीला फाइबर प्राप्त होते हैं जिसमें एक-आयामी परतें फाइबर अक्ष के समानांतर उन्मुख होती हैं।

3डी-आयामी जाल संरचनाएं

3 डी-आयामी नेटवर्क संरचना वाले पॉलिमर को आमतौर पर थर्मोप्लास्टिक्स कहा जाता है क्योंकि वे पॉलीफंक्शनल मोनोमर्स के थर्मोकैटलिटिक संघनन प्रतिक्रियाओं में बनते हैं।

3डी थर्मोप्लास्टिक फाइबर के रूप में प्राप्त किया जा सकता है। उनके गर्मी प्रतिरोध के कारण, ऐसे फाइबर अत्यधिक टिकाऊ नहीं होते हैं। ऐसे रेशों के उदाहरण वे हैं जो मेलामाइन-फॉर्मेल्डिहाइड और फिनोल-एल्डिहाइड पॉलिमर * पर आधारित हैं।

अकार्बनिक 3 डी-आयामी जाल संरचनाएं (कांच और सिरेमिक) और उन पर आधारित फाइबर, साथ ही धातु ऑक्साइड और कार्बाइड पर आधारित, उच्च शक्ति, लोच, गर्मी और आग प्रतिरोध द्वारा प्रतिष्ठित हैं।

ऊन फाइबर का मुख्य बहुलक - केराटिन - भी एक जालीदार, हल्का क्रॉस-लिंक्ड प्राकृतिक बहुलक है। अद्वितीय लोचदार-लोचदार गुणों (संपीड़न के प्रतिरोध) में कठिनाइयाँ। दुर्लभ क्रॉस-लिंक्स द्वारा एक रैखिक सेलूलोज़ बहुलक के क्रॉस-लिंकिंग से फाइबर और कपड़े को क्रश प्रतिरोध मिलता है, जो सेलूलोज़ फाइबर में शुरू में नहीं होता है। लेकिन एक ही समय में (~ 15%) तन्य शक्ति और घर्षण शक्ति कम हो जाती है।
आंकड़े 4-10 ईईसी की तुलनात्मक भौतिक और यांत्रिक विशेषताओं को दर्शाते हैं।

तालिका 3 प्राकृतिक और रासायनिक फाइबर की मुख्य प्रदर्शन विशेषताओं को दर्शाती है।

चित्रा 4. पारंपरिक फाइबर और एचईई के लिए लोड बढ़ाव घटता है।

चित्रा 5. एचईएम की विशिष्ट ताकत और लोचदार मापांक के बीच संबंध।

चित्रा 6. वीईवी के लिए ताकत / मात्रा पर ताकत द्रव्यमान की निर्भरता।

चित्रा 8. एक एपॉक्सी मैट्रिक्स में एचईएस-आधारित समग्र के लोड-तन्यता वक्र।

चित्रा 9. वीईवी के लिए किलोमीटर में ब्रेकिंग लंबाई।

चित्रा 10. वीईवी। उपयोग के मुख्य क्षेत्र।

तालिका 3. प्राकृतिक और रासायनिक फाइबर (हर्ले) की मुख्य प्रदर्शन विशेषताएं।

№	फाइबर प्रकार	घनत्व जी / सेमी 3	आर्द्रता, 65% आर्द्रता पर	गलनांक, °	ताकत, एन / टेक्स	लोचदार मापांक, एन / टेक्स	ब्रेक वर्क, जे / जी	बढ़ाव तोड़ना,%
1	कपास	1,52	7	185*	0,2–0,45	4–7,5	5–15	6–7
2	सनी	1,52	7	185*	0,54	18	8	3
3	ऊन	1,31	15	100*/300	0,1–0,15	2–3	25–40	30–40
4	नेट रेशम	1,34	10	175*	0,38	7,5	60	23
5	विस्कोस	1,49	13	185*	0,2–0,4	5–13	10–30	7–30
6	पॉलियामाइड	1,14	4	260***	0,35–0,8	1,–5	60–100	12–25
7	पॉलिएस्टर	1,93	0,4	258	0,45–0,8	7,–13	20–120	9–13
8	पॉलीप्रोपाइलीन-नया	0,91	0	165	0,6	6	70	17
9	n-aramid	1,44	5	550*	1,7–2,3	50–115	10–40	1,5–4,5
10	एम-aramid	1,46	5	415*	0,49	7,5	85	35
11	वेक्ट्रान	1,4	< 0,1	330	2–2,5	45–60	15	3,5
12	एचएमपीई	0,97	0	150	2,5–3,7	75–120	45–70	2,9–3,8
13	पीबीओ	1,56	0	650*	3,8–4,8	180	30–90	1,5–3,7
14	कार्बन	1,8–2,1	0	>2500	0,4–3,9	20–370	4–70	0,2–2,1
15	कांच	2,5	0	1000–12000****	1–2,5	50–60	10–70	1,8–5,4

तालिका की निरंतरता। 3

16	चीनी मिट्टी	2,4–4,1	0	>1000	0,3–0,95	55–100	0,5–9	0,3–1,5
17	रासायनिक प्रतिरोधी	1,3–1,6	0–0,5	170–375*****	0–0,65	0,5–5	15–80	15–35
18	ऊष्मा प्रतिरोधी	1,25–1,45	5–15	200–500****	0,1–1,3	2,5–9,5	10–45	8–50

- विनाश; ** - नरमी; *** - नायलॉन 66 के लिए, नायलॉन 6 - 216 °; **** - द्रवीकरण;

***** - तापमान कांटा

अर्थव्यवस्था वीईवी

पिछली शताब्दी के 50 के दशक में, पॉलियामाइड और पॉलिएस्टर फाइबर वस्तुतः नए गुणों वाले वस्त्रों की बहुतायत के भूखे उपभोक्ता के लिए एक "चमत्कार" थे। दुनिया की सबसे बड़ी रासायनिक संस्था ड्यूपॉन्ट (यूएसए) द्वारा इस प्रकार के फाइबर के औद्योगिक विकास के बाद, विकसित पूंजीवादी देशों की सभी प्रमुख रासायनिक कंपनियां अलग-अलग नामों से ऐसे फाइबर का उत्पादन शुरू करने के लिए पीछा करने लगीं।

यूएसएसआर का रासायनिक उद्योग भी एक तरफ खड़ा नहीं हुआ, एक प्रकार के पॉलियामाइड फाइबर के लिए एक बेंचमार्क ले रहा था - पॉलीकैप्रोमाइड पर आधारित नायलॉन। इस मरम्मत तकनीक को 1945 में जर्मनी से बाहर ले जाया गया था। एक प्रमुख सोवियत वैज्ञानिक - पॉलिमर इंजीनियर, प्रोफेसर ज़खर अलेक्जेंड्रोविच रोगोविन ने जर्मन कारखानों को खत्म करने में भाग लिया, जो इस फाइबर का उत्पादन पेरलॉन नाम से करते थे। सोवियत वैज्ञानिकों और इंजीनियरों के एक समूह के साथ, उन्होंने यूएसएसआर (क्लिन, कलिनिन (टवर)) के विभिन्न शहरों में कई कारखानों में नायलॉन का उत्पादन स्थापित किया।

पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट पर आधारित पॉलिएस्टर फाइबर का उत्पादन यूएसएसआर में ट्रेडमार्क लैवसन के तहत बड़े पैमाने पर किया गया था - विज्ञान अकादमी के उच्च-मापांक यौगिकों की प्रयोगशाला के लिए एक संक्षिप्त नाम। ये दो फाइबर मुख्य बड़े-टन भार वाले फाइबर बन गए और आज तक दुनिया में बने हुए हैं। कपड़ों, घरेलू वस्त्रों और तकनीकी क्षेत्र दोनों के उत्पादन में इन तंतुओं का व्यापक रूप से या तो अकेले या अन्य रेशों के साथ मिश्रित उपयोग किया जाता है।

2010 में फाइबर उत्पादन और खपत का विश्व संतुलन चित्र 11 में दिखाया गया है।

चित्र 11.

चित्र 12.

पॉलिएस्टर। 2000 - 19.1 मिलियन टन;

2010 - 35 मिलियन टन;

2020 - 53.4 मिलियन टन।

कपास। 2000 - 20 मिलियन टन;

2010 - 25 मिलियन टन;

2020 - 28 मिलियन टन।

चित्र 13.

चित्र 14.

चित्र 15.

चित्र 16.

चित्र 17.

चित्र 18.

वीईवी के अर्थशास्त्र पर आगे बढ़ने से पहले, आइए बताते हैं कि पॉलियामाइड और पॉलिएस्टर फाइबर के उत्पादन के लिए मूल्य निर्धारण और निवेश नीति कैसे बनाई गई थी। शुरुआत में (20वीं सदी के 30 से 40 के दशक में), पॉलियामाइड और पॉलिएस्टर फाइबर प्राकृतिक कपास और यहां तक कि ऊन के रेशों की तुलना में कई गुना अधिक महंगे थे। अब इस पर विश्वास करना मुश्किल है, जब तस्वीर उलट जाती है और इन तंतुओं के उत्पादन की लागत के वास्तविक अनुपात से मेल खाती है। लेकिन यह बिल्कुल सही मूल्य निर्धारण नीति थी, जो संभावित रूप से बड़े पैमाने पर उत्पाद के बाजार में प्रवेश की शुरुआत के लिए विशिष्ट थी। यह मूल्य निर्धारण नीति महत्वपूर्ण राजस्व को विकास पर आगे के शोध के लिए निर्देशित करने की अनुमति देती है, वीईवी सहित नए प्रकार के फाइबर के उत्पादन में सुधार। वर्तमान में, पॉलियामाइड और पॉलिएस्टर फाइबर कई देशों में कई कंपनियों द्वारा बड़ी मात्रा में उत्पादित किए जाते हैं। इस तरह की प्रतिस्पर्धा, इन तंतुओं के बड़े संचलन के कारण कीमतें लागत मूल्य के काफी करीब हो गईं।

ईईसी अर्थव्यवस्था के मामले में एक अलग, अधिक जटिल स्थिति है। ड्यूपॉन्ट ने सुगंधित पॉलियामाइड्स पर शोध शुरू किया, जिसके कारण केवलर फाइबर (एन-पॉलीएरामाइड पर आधारित) का निर्माण हुआ, उन्होंने शुरू में टायर कॉर्ड बाजार पर ध्यान केंद्रित किया।

भारी और उच्च गति वाले वाहनों की उपस्थिति, भारी विमानों के लिए एक उच्च शक्ति वाले कॉर्ड की आवश्यकता होती है; इन आवश्यकताओं को न केवल कपास और विस्कोस फाइबर द्वारा पूरा किया गया, बल्कि अधिक मजबूत पॉलियामाइड और पॉलिएस्टर फाइबर द्वारा भी पूरा किया गया।

कॉर्ड की ताकत में वृद्धि ने आनुपातिक रूप से टायरों के जीवन ("माइलेज") में वृद्धि की और कॉर्ड के उत्पादन के लिए फाइबर की खपत को बचाया।

केवलर और अन्य उच्च शक्ति वाले ईडब्ल्यूबी का उपयोग विशेष प्रकार के टायर (रेसिंग कार, भारी ट्रेलर) के लिए किया जाता है। उनके उपभोग के लिए बाजार की बारीकियों के आधार पर, उन्हें छोटे बैचों में ऑर्डर करने के लिए बहुत अधिक जटिल तकनीक (मल्टीस्टेज संश्लेषण, महंगी कच्ची सामग्री, जटिल मोल्डिंग तकनीक, उच्च खिंचाव अनुपात, विदेशी) का उपयोग करके निर्माताओं की एक छोटी संख्या द्वारा उत्पादित किया जाता है। सॉल्वैंट्स, कम मोल्डिंग गति) और निश्चित रूप से, उच्च कीमतों पर ... लेकिन प्रौद्योगिकी के वे क्षेत्र जिनमें वीईवी का उपयोग किया जाता है (विमान, रॉकेटरी) उच्च कीमतों पर फाइबर का उपभोग कर सकते हैं, जो कपड़ों और घरेलू वस्त्रों के उत्पादन के मामले में अस्वीकार्य हैं।

सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले एचईवी का उत्पादन प्रति वर्ष ~ 10 हजार टन तक पहुंच जाता है, प्रति वर्ष 100 टन या उससे कम के लिए अत्यधिक विशिष्ट (चित्र। 19)।

चित्र 19.

अपवाद उच्च आणविक भार पॉलीथीन पर आधारित वीईवी है, क्योंकि कच्चे माल (एथिलीन) और बहुलक दोनों एक ज्ञात अपेक्षाकृत सरल तकनीक का उपयोग करके प्राप्त किए जाते हैं। उच्च आणविक भार वाले बहुलक के गठन को सुनिश्चित करने के लिए केवल पोलीमराइजेशन के चरण में आवश्यक है, जो इस प्रकार के फाइबर की उत्कृष्ट भौतिक और यांत्रिक विशेषताओं को निर्धारित करता है। वीईएस के लिए विश्व बाजार में कीमतें अधिक हैं, लेकिन वे बहुत भिन्न हैं और बाजार की स्थितियों (कच्चे माल) पर कई कारकों (फाइबर की सुंदरता, ताकत, यार्न प्रकार, आदि) पर निर्भर करती हैं। इसलिए, विभिन्न स्रोतों में, हम कीमतों में बड़े उतार-चढ़ाव पाते हैं (सारणी 4)। तो कार्बन फाइबर के लिए कीमत 18 DS/kg से लेकर 10,000 DS/kg तक है।

बड़े टन भार वाले पारंपरिक फाइबर (वे प्रति वर्ष दस मिलियन टन का उत्पादन करते हैं) की तुलना में वीईवी के लिए कीमतों में बदलाव की गतिशीलता की भविष्यवाणी करना बहुत कठिन है, और वीईवी के बड़े टन भार के उत्पादन में निवेश करना एक बहुत ही जोखिम भरा व्यवसाय है। वीईएस के लिए सबसे अधिक क्षमता वाला बाजार नई पीढ़ी की मिश्रित सामग्री का उत्पादन और खपत है, जो वीईएस के उत्पादन के लिए प्रौद्योगिकी में सुधार के लिए काम को उत्प्रेरित करता है।

अब तक, वीईवी के उत्पादन के लिए नए संयंत्र नहीं बनाए जा रहे हैं, लेकिन वे मौजूदा संयंत्रों में विशेष पायलट प्रतिष्ठानों और लाइनों पर उत्पादित किए जाते हैं।

बेशक, सेना, खेल, चिकित्सा (प्रत्यारोपण), निर्माण, और, ज़ाहिर है, विमानन और वैमानिकी वीईवी के वास्तविक और संभावित उपयोगकर्ता हैं। इस प्रकार, नई पीढ़ी के हल्के और टिकाऊ कंपोजिट के कारण विमान के वजन में 100 किलोग्राम की कमी से वार्षिक ईंधन लागत में 20,000 डीएस प्रति विमान की कमी आती है।

सभी नवाचारों के लिए निवेश का जोखिम है, लेकिन जोखिम के बिना कोई सफलता नहीं है। यह केवल एक छात्र परियोजना में है कि एक व्यवसाय योजना की सही गणना की जा सकती है। कागज सब कुछ सह लेगा।

विश्व प्रसिद्ध ऑटोमोबाइल कंपनी होंडा के संस्थापक - सोइचिरो होंडा ने इस अवसर पर अच्छी तरह से कहा: "याद रखें, परीक्षण और त्रुटि को बार-बार दोहराने से सफलता प्राप्त की जा सकती है। वास्तविक सफलता आपकी 1% मेहनत और 99% असफलता का परिणाम है।" बेशक, यह एक अतिशयोक्ति है, लेकिन सच्चाई से बहुत दूर नहीं है।

तालिका 4 पॉलिएस्टर तकनीकी फाइबर की तुलना में विभिन्न वीईवी के लिए मूल्य

№№	फाइबर प्रकार	डीएस / किग्रा . में कीमत
1	2	3
1.	पॉलिएस्टर	3
2.	उच्च मापांक बहुलक फाइबर
	n-aramid	25
	एम-aramid	20
	उच्च आणविक भार पॉलीथीन	25
	वेक्ट्रान	47
	ज़ायलॉन (पॉलीबेन्ज़ोक्साज़ोल पीबीओ)	130
	टेंसिलॉन (एसएसपीई)	22–76
3.	कार्बन फाइबर
	पैन फाइबर पर आधारित	14–17
	पेट्रोलियम पिच पर आधारित (सामान्य)	15
	पेट्रोलियम पिच (उच्च मापांक) पर आधारित	2200
	ऑक्सीकृत एक्रिलिक फाइबर के आधार पर	10

निरंतर तालिका 4

1	2	3
4.	ग्लास फाइबर
	ई टाइप	3
	एस-2-प्रकार	15
	चीनी मिट्टी
	सीआईसी प्रजातियां: निकोलन एनआई, टायरिनो लोक्स-एम, जेडएम	1000–1100
	स्टोकोमेट्रिक प्रकार	5000–10000
	एल्यूमिना-प्रकार	200–1000
	बोरॉन-प्रकार	1070
5.	गर्मी और रासायनिक प्रतिरोधी
	भाप	100–200
	बासोफिल थर्मोप्लास्टिक्स	16
	थर्मोप्लास्टिक्स	15–18
	पीबीआई	180
	पीटीएफई	50

रूसी संघ में आधुनिक प्रकार के फाइबर (पॉलिएस्टर, पॉलियामाइड, ऐक्रेलिक, पॉलीप्रोपाइलीन और निश्चित रूप से, वीईवी) का उत्पादन प्राकृतिक कच्चे माल (तेल, गैस) के विशाल भंडार के दृष्टिकोण से अत्यंत उचित है। फाइबर और बड़ी संख्या में उद्योगों (तेल -, गैस प्रसंस्करण, कपड़ा, जहाज-, मोटर वाहन) के आधुनिकीकरण के लिए उनकी बहुत आवश्यकता है। आधी दुनिया (संयुक्त राज्य अमेरिका, कनाडा, लैटिन अमेरिका को छोड़कर) हमारे कच्चे माल का उपयोग करती है और इसे उच्च मूल्य के साथ हमें बेचती है। नई पीढ़ी के रासायनिक फाइबर का उत्पादन घरेलू उद्योग के विकास के लिए एक लोकोमोटिव की भूमिका निभा सकता है, जो रूसी संघ की राष्ट्रीय सुरक्षा के महत्वपूर्ण कारकों में से एक बन जाता है।

सन्दर्भ:

जीई क्रिचेव्स्की। नैनो-, जैव-, रासायनिक प्रौद्योगिकियां और फाइबर, वस्त्र और कपड़ों की एक नई पीढ़ी का उत्पादन। एम।, इज़वेस्टिया पब्लिशिंग हाउस, 2011, 528 पी।
उच्च प्रदर्शन फाइबर। हर्ले (ईडी।)। वुडहेड पब्लिशिंग लिमिटेड, 2010, पी. 329।

सैन्य वस्त्र। ई विलुज़, यूएस आर्मी नैटिक सोल्जर सेंटर, यूएसए द्वारा संपादित। वुडहेड पब्लिशिंग सीरीज़ इन टेक्सटाइल्स। 2008, 362 पी.

पीसीआई फाइबर। फाइबर्स इकोनॉमिक्स इन ए एवर चेंजिंग वर्ल्ड आउटलुक कॉन्फ्रेंस। www.usifi.com/...look_2011pdf

तंतुओं के नाम पर संक्षिप्तिकरण

अंग्रेज़ी	रूसी
कार्बोन एचएस	कार्बन
एचपीपीई	उच्च शक्ति पॉलीथीन
अरामिडो	अरामिडो
ई-एस-ग्लास	कांच
इस्पात	इस्पात
पॉलियामाइड	पॉलियामाइड
पीबीओ	पॉलीबेनोसेक्साज़ोल
polypropylene	polypropylene
पॉलिएस्टर	पॉलिएस्टर
चीनी मिट्टी	चीनी मिट्टी
बोरान	बोरॉन आधारित
केवलर 49,29,149	अरामिडो
नोमेक्स	एम-aramid
लाइक्रा	इलास्टोमेरिक पॉलीयुरेथेन
टेफ्लान	पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन
अल्युमीनियम	एल्यूमीनियम यौगिकों पर आधारित
पैरा aramid	पी aramid
एम-aramid	एम-aramid
डायनेमा	उच्च आणविक भार पॉलीथीन HMPE
कोटोन	कपास
ऐक्रेलिक	ऐक्रेलिक
ऊन	ऊन
नायलॉन	पॉलियामाइड
सेलुलोजिक	कृत्रिम सेलूलोज़
पीपी	polypropylene
पी पी एस	पॉलीफेनिलीन सल्फाइड
पीटीएफई	पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन
सेरमेल	पॉलीएरामिडीमाइड
तिरछी	पॉलीइथरकेटोन
पीबीआई	पॉलीबेनज़िमिडोसोल
पी-84	पॉलीएरिमाइड
वेक्ट्रान	सुगंधित पॉलिएस्टर

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इस खंड के सभी विषय:

व्याख्यान 1
परिचय। रेशेदार सामग्री 1. "परिधान उत्पादन की सामग्री विज्ञान" पाठ्यक्रम के लक्ष्य और उद्देश्य। 2. के बारे में सामान्य जानकारी

कपास फाइबर
कपास उन तंतुओं को संदर्भित करता है जो वार्षिक कपास के पौधे के बीज को ढकते हैं। कपास एक थर्मोफिलिक पौधा है जो बड़ी मात्रा में नमी की खपत करता है। यह गर्म क्षेत्रों में बढ़ता है। इज़्वी

पशु मूल के प्राकृतिक तंतु
पशु मूल (ऊन और रेशम) के प्राकृतिक रेशों को बनाने वाला मुख्य पदार्थ प्राकृतिक रूप से संश्लेषित पशु प्रोटीन - केराटिन और फाइब्रोइन हैं। आणविक संरचना में अंतर

प्राकृतिक रेशम
प्राकृतिक रेशम, प्यूपा से पहले कोकून कर्लिंग के दौरान रेशमकीट कैटरपिलर की ग्रंथियों द्वारा स्रावित पतले निरंतर धागों को दिया गया नाम है। मुख्य औद्योगिक मूल्य घरेलू शहतूत का रेशम है

बी रासायनिक फाइबर
रासायनिक फाइबर बनाने का विचार 19वीं शताब्दी के अंत में सन्निहित था। रसायन विज्ञान के विकास के लिए धन्यवाद। रासायनिक फाइबर प्राप्त करने की प्रक्रिया का प्रोटोटाइप रेशमकीट के धागे का निर्माण था

कृत्रिम फाइबर
कृत्रिम रेशों में सेल्यूलोज और इसके डेरिवेटिव से प्राप्त फाइबर शामिल हैं। ये विस्कोस, ट्राइसेटेट, एसीटेट फाइबर और उनके संशोधन हैं। विस्कोस फाइबर सेल्युलोज से बनता है

संश्लेषित रेशम
पॉलियामाइड फाइबर। सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला नायलॉन फाइबर कोयले और तेल के प्रसंस्करण के उत्पादों से प्राप्त होता है। माइक्रोस्कोप के तहत, पॉलियामाइड फाइबर हैं

कपड़ा धागे के प्रकार
एक कपड़े या बुने हुए कपड़े का मूल तत्व एक धागा है। संरचना के अनुसार, कपड़ा धागों को यार्न, मल्टीफिलामेंट और मोनोफिलामेंट में विभाजित किया जाता है। इन धागों को प्राथमिक कहा जाता है।

बुनियादी कताई प्रक्रियाएं
प्राकृतिक रेशों का रेशेदार द्रव्यमान, संग्रह और प्राथमिक प्रसंस्करण के बाद, कताई मिल में जाता है। यहाँ अपेक्षाकृत छोटे रेशों से एक सतत मजबूत धागा - सूत उत्पन्न होता है। यह नहीं

बुनाई उत्पादन
एक कपड़ा एक कपड़ा कपड़ा है जो एक बुनाई मशीन पर दो परस्पर लंबवत धागों को जोड़कर बनता है। कपड़े बनाने की प्रक्रिया को बुनाई कहा जाता है।

कपड़ा परिष्करण
करघे से निकाले गए कपड़े कठोर कपड़े या कठोर कपड़े कहलाते हैं। उनमें विभिन्न अशुद्धियाँ और अशुद्धियाँ होती हैं, वे भद्दे दिखते हैं और वस्त्र बनाने के लिए अनुपयुक्त होते हैं।

सूती कपड़े
सफाई और तैयारी के दौरान, सूती कपड़े स्वीकृति और ग्रेडिंग, सिंगिंग, डिसाइज़िंग, ब्लीचिंग (ब्लीचिंग), मर्कराइज़ेशन और नैपिंग से गुजरते हैं। सफाई और सॉफ्टवेयर

लिनन के कपड़े
लिनन के कपड़ों की सफाई और तैयारी आमतौर पर उसी तरह से की जाती है जैसे कपास के उत्पादन में, लेकिन अधिक सावधानी से, कई बार संचालन दोहराते हुए। यह इस तथ्य के कारण है कि अलसी का तेल

ऊनी कपड़े
ऊनी कपड़ों को कंघी (पत्थर) और ऊनी कपड़ों में बांटा गया है। वे दिखने में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। एक स्पष्ट बुनाई पैटर्न के साथ, कंघी कपड़े पतले होते हैं। कपड़ा - अधिक मोटा

प्राकृतिक रेशम
प्राकृतिक रेशम की सफाई और तैयारी निम्नलिखित क्रम में की जाती है: स्वीकृति और छँटाई, गायन, उबालना, विरंजन, प्रक्षालित कपड़ों का पुनरोद्धार। जब

रासायनिक फाइबर कपड़े
कृत्रिम और सिंथेटिक रेशों से बने कपड़ों में प्राकृतिक अशुद्धियाँ नहीं होती हैं। उनमें मुख्य रूप से आसानी से धोने योग्य पदार्थ हो सकते हैं, जैसे कि ड्रेसिंग, साबुन, खनिज तेल, आदि।

कपड़े की रेशेदार संरचना
कपड़े के निर्माण के लिए, प्राकृतिक (ऊन, रेशम, कपास, लिनन), कृत्रिम (विस्कोस, पॉलीनोज, एसीटेट, तांबा-अमोनिया, आदि), सिंथेटिक (लव्स) से बने कपड़ों का उपयोग किया जाता है।

ऊतकों की रेशेदार संरचना का निर्धारण करने के तरीके
ऑर्गेनोलेप्टिक वह विधि है जिसमें इंद्रियों - दृष्टि, गंध, स्पर्श का उपयोग करके ऊतकों की रेशेदार संरचना स्थापित की जाती है। कपड़े की उपस्थिति, उसकी स्याही, शिकन प्रतिरोध का मूल्यांकन करें

बुनाई के कपड़े
एक दूसरे के सापेक्ष ताना और बाने के धागों का स्थान, उनका संबंध कपड़े की संरचना को निर्धारित करता है। इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि कपड़ों की संरचना इससे प्रभावित होती है: ताना और बाने के धागों का प्रकार और संरचना।

कपड़ा परिष्करण
फ़िनिश, जो कपड़ों को एक प्रस्तुति देता है, मोटाई, कठोरता, ड्रेप, शिकन, वायु पारगम्यता, जल प्रतिरोध, चमक, संकोचन, अग्नि प्रतिरोध जैसे गुणों को प्रभावित करता है।

कपड़े का घनत्व
घनत्व ऊतक संरचना का एक अनिवार्य संकेतक है। वजन, स्थायित्व, वायु पारगम्यता, गर्मी-परिरक्षण गुण, कठोरता, कपड़ों का आवरण घनत्व पर निर्भर करता है। की प्रत्येक

ऊतक संरचना के चरण
बुनाई करते समय, ताना और बाने के धागे परस्पर एक-दूसरे को मोड़ते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उन्हें लहर की तरह व्यवस्थित किया जाता है। ताना और बाने के धागों के झुकने की डिग्री उनकी मोटाई और कठोरता पर निर्भर करती है, प्रकार

कपड़े की सतह संरचना
सामने की तरफ की संरचना के आधार पर, कपड़े चिकने, ढेर, ऊनी और फेल्टेड में विभाजित होते हैं। चिकने कपड़े वे होते हैं जिनमें एक स्पष्ट बुनाई पैटर्न (कैलिको, चिंट्ज़, साटन) होता है। इस् प्रक्रिया में

कपड़ा गुण
लेआउट: ज्यामितीय गुण यांत्रिक गुण भौतिक गुण तकनीकी गुण धागे और धागे से बने कपड़े अलग हैं

ज्यामितीय गुण
इनमें कपड़े की लंबाई, उसकी चौड़ाई, मोटाई और वजन शामिल हैं। कपड़े की लंबाई को ताना धागे की दिशा में मापकर निर्धारित किया जाता है। काटने से पहले कपड़े बिछाते समय, टुकड़े की लंबाई

यांत्रिक विशेषताएं
कपड़ों के संचालन के दौरान, साथ ही प्रसंस्करण के दौरान, कपड़े विभिन्न यांत्रिक प्रभावों के अधीन होते हैं। इन प्रभावों के तहत, ऊतक खिंचाव, मोड़ और घर्षण का अनुभव करते हैं।

भौतिक गुण
कपड़ों के भौतिक गुणों को हाइजीनिक, हीट-शील्डिंग, ऑप्टिकल और इलेक्ट्रिकल में विभाजित किया गया है। हाइजीनिक को ऊतकों का गुण माना जाता है जो कॉम को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं

कपड़े का प्रतिरोध पहनें
कपड़ों के पहनने के प्रतिरोध को विनाशकारी कारकों का सामना करने की उनकी क्षमता की विशेषता है। कपड़ों के उपयोग की प्रक्रिया में, वे प्रकाश, धूप, नमी, खिंचाव, संपीड़न, मरोड़ से प्रभावित होते हैं

कपड़े के तकनीकी गुण
उत्पादन प्रक्रिया के दौरान और कपड़ों के संचालन के दौरान, कपड़ों के ऐसे गुण दिखाई देते हैं जिन्हें कपड़ों को डिजाइन करते समय ध्यान में रखा जाना चाहिए। ये गुण तकनीकी को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं

गैसकेट सामग्री
5. चिपकने वाली सामग्री। 1. कपड़ों का वर्गीकरण कच्चे माल के प्रकार के अनुसार, कपड़ों के पूरे वर्गीकरण को कपास, लिनन, ऊनी और रेशम में विभाजित किया जाता है। रेशम में शामिल हैं

चिपकने वाली सामग्री
बिंदीदार पॉलीथीन कोटिंग के साथ अर्ध-कठोर इंटरलाइनिंग कपड़े एक सूती कपड़े (मोटे कैलिको या मैडापोलम) है, जो एक तरफ उच्च दबाव में पॉलीथीन पाउडर के साथ लेपित होता है।

परिधान के लिए सामग्री का चुनाव
कपड़ों के उत्पादन में, विभिन्न प्रकार की सामग्रियों का उपयोग किया जाता है: कपड़े, बुने हुए और गैर-बुने हुए कपड़े, डुप्लीकेट, फिल्म सामग्री, प्राकृतिक और कृत्रिम फर, प्राकृतिक और कृत्रिम

उत्पाद की गुणवत्ता
कपड़ों और अन्य कपड़ों के निर्माण में, कपड़े, बुने हुए और गैर-बुने हुए कपड़े, फिल्म सामग्री, कृत्रिम चमड़े और फर का उपयोग किया जाता है। इन सामग्रियों के पूरे सेट को वर्गीकरण कहा जाता है

कपड़ों के लिए गुणवत्ता सामग्री
अच्छे कपड़े बनाने के लिए उच्च गुणवत्ता वाली सामग्री का उपयोग किया जाना चाहिए। गुणवत्ता क्या है? किसी उत्पाद की गुणवत्ता को उन गुणों के संयोजन के रूप में समझा जाता है जो उपयुक्तता की डिग्री की विशेषता रखते हैं

सामग्री का ग्रेड
उत्पादन के अंतिम चरण में सभी सामग्री नियंत्रण के अधीन हैं। साथ ही, सामग्री के गुणवत्ता स्तर का आकलन किया जाता है और प्रत्येक टुकड़े का ग्रेड स्थापित किया जाता है। एक ग्रेड उत्पाद की गुणवत्ता का एक उन्नयन है।

कपड़े का ग्रेड
कपड़ों के ग्रेड का निर्धारण बहुत महत्वपूर्ण है। गुणवत्ता के स्तर का आकलन करने के लिए कपड़े का प्रकार एक एकीकृत विधि द्वारा निर्धारित किया जाता है। इसी समय, मानदंडों से भौतिक और यांत्रिक गुणों के संकेतकों का विचलन,

ऊतकों की उपस्थिति में दोष
दोष का प्रकार विवरण उत्पादन चरण जिस पर दोष होता है सासो

उपयोग: अकार्बनिक फाइबर के निर्माण के लिए, शारीरिक तरल पदार्थों में घुलनशील। वर्णित अकार्बनिक फाइबर हैं, जिनमें वैक्यूम प्रीफॉर्म्स में 3.5% या उससे कम का संकोचन होता है, जब 24 घंटे के लिए 1260 डिग्री सेल्सियस पर उजागर होता है। संकोचन 3.5% से ऊपर बढ़ जाता है। 24 घंटे के लिए 1500 डिग्री सेल्सियस पर उजागर होने पर फाइबर की पसंदीदा श्रेणी में 3.5% या उससे कम का संकोचन होता है और इसमें wt%: SrO 53.2-57.6, Al 2 O 3 30.4-40.1, SiO 2 5.06-10.1 हो सकता है। सिद्धांत की तकनीकी समस्या वर्कपीस के संकोचन को कम करना है। 2 सेकेंड्स। और 15 सी.पी. f-ly, 4 टैब।

आविष्कार सिंथेटिक अकार्बनिक ऑक्साइड फाइबर से संबंधित है। आविष्कार ऐसे रेशों से बने उत्पादों से भी संबंधित है। अकार्बनिक रेशेदार सामग्री अच्छी तरह से जानी जाती है और व्यापक रूप से कई उद्देश्यों के लिए उपयोग की जाती है (उदाहरण के लिए, थर्मल इन्सुलेशन या थोक रूप में ध्वनिक इन्सुलेशन के रूप में, मैट या कवर के रूप में, वैक्यूम गठित रूपों के रूप में, वैक्यूम गठित कार्डबोर्ड के रूप में और कागज, और रस्सियों, धागे या वस्त्रों के रूप में; निर्माण सामग्री के लिए एक मजबूत फाइबर के रूप में, वाहनों के लिए ब्रेक पैड के एक घटक के रूप में)। इनमें से अधिकांश अनुप्रयोगों में, जिन गुणों के कारण अकार्बनिक रेशेदार सामग्री का उपयोग किया जाता है, उन्हें गर्मी के प्रतिरोध और अक्सर आक्रामक रासायनिक वातावरण के प्रतिरोध की आवश्यकता होती है। अकार्बनिक रेशेदार सामग्री या तो कांचदार या क्रिस्टलीय हो सकती है। अभ्रक एक अकार्बनिक रेशेदार पदार्थ है, जिसके एक रूप को श्वसन रोग में शामिल माना जाता है। यह अभी भी स्पष्ट नहीं है कि कुछ प्रकार के एस्बेस्टस को बीमारी से जोड़ने वाला कारण तंत्र क्या है, लेकिन कुछ शोधकर्ताओं का मानना है कि तंत्र यांत्रिक है और कण आकार से संबंधित है। एक महत्वपूर्ण कण आकार के साथ अभ्रक शरीर में कोशिकाओं में प्रवेश कर सकता है और इस प्रकार, लंबे समय तक और बार-बार होने वाली कोशिका क्षति के कारण स्वास्थ्य पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है। यह तंत्र सही है या नहीं, नियामकों ने एक आवश्यकता को अनिवार्य कर दिया है कि कोई भी अकार्बनिक रेशेदार उत्पाद जिसमें श्वसन अंश होता है, उसे स्वास्थ्य के लिए हानिकारक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, भले ही इस तरह के वर्गीकरण का समर्थन करने के लिए कोई सबूत हो। दुर्भाग्य से, अकार्बनिक फाइबर का उपयोग करने वाले कई अनुप्रयोगों के लिए कोई वास्तविक विकल्प नहीं हैं। इस प्रकार, अकार्बनिक रेशों की आवश्यकता है जो न्यूनतम संभव खतरा (यदि कोई हो) प्रस्तुत करते हैं और जिसके लिए उन्हें सुरक्षित मानने के उद्देश्यपूर्ण कारण हैं। अनुसंधान की एक पंक्ति प्रस्तावित की गई है, जो यह है कि अकार्बनिक रेशे बनाए जाएं जो मानव शरीर में अपने निवास समय को कम रखने के लिए शरीर के तरल पदार्थों में पर्याप्त रूप से घुलनशील हों; इस मामले में, नुकसान नहीं होगा, या कम से कम कम से कम किया जाएगा। चूंकि एस्बेस्टस से संबंधित बीमारी का खतरा इसके संपर्क की अवधि पर बहुत दृढ़ता से निर्भर करता है, इसलिए यह विचार उचित लगता है। अभ्रक अत्यंत अघुलनशील है। चूंकि प्रकृति में अंतरकोशिकीय द्रव एक खारा (खारा) घोल है, इसलिए खारा में तंतुओं को घोलने के महत्व को लंबे समय से मान्यता दी गई है। यदि फाइबर शारीरिक खारा में घुलनशील हैं, तो, बशर्ते कि भंग घटक विषाक्त नहीं हैं, फाइबर अघुलनशील फाइबर की तुलना में सुरक्षित होना चाहिए। शरीर में फाइबर का निवास समय जितना कम होगा, उतना ही कम नुकसान हो सकता है। ऐसे फाइबर आवेदक के पहले के अंतर्राष्ट्रीय पेटेंट आवेदन WO93/15028 और WO94/15883 में उदाहरण हैं, जो क्रमशः 1000 डिग्री सेल्सियस और 1260 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर उपयोग किए जाने वाले खारा-घुलनशील फाइबर का वर्णन करते हैं। शोध की एक अन्य पंक्ति से पता चलता है कि हाइड्रेटेबल फाइबर, जो शरीर के तरल पदार्थों में अपनी रेशेदार प्रकृति खो देते हैं, "सुरक्षित" फाइबर के लिए एक और मार्ग का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं जब क्षति का कारण तंतुओं का आकार और आकार होता है। इस मार्ग का वर्णन यूरोपीय पेटेंट आवेदन संख्या 0586797 और 0585547 में किया गया है, जिसका उद्देश्य सिलिका मुक्त रचनाएँ प्रदान करना है और जो दो कैल्शियम एल्यूमिनेट रचनाओं का वर्णन करता है (एक में 50/50 wt.% एल्यूमिना / सोडा लाइम और दूसरे में 63/30 wt.% होता है।) एल्युमिनियम ऑक्साइड / कैलक्लाइंड चूना 5% CaSO4 और 2% अन्य ऑक्साइड के साथ)। इस तरह के फाइबर अपने रेशेदार प्रकृति के नुकसान के साथ आसानी से हाइड्रेटेड होते हैं। एस्बेस्टस हाइड्रेटेड नहीं है और शरीर के तरल पदार्थों में अपनी रेशेदार संरचना को प्रभावी ढंग से अनिश्चित काल तक बनाए रखता है। यह पाया गया है कि उत्पादों को पिघलाने पर स्ट्रोंटियम एल्यूमिनेट रचनाएं फाइबर बनाने के लिए प्रकट नहीं होती हैं, जबकि सिलिका जैसे एडिटिव्स सहित ऐसी रचनाएं पिघल से उड़ाए जाने पर फाइबर बनाती हैं। इस तरह के फाइबर कैल्शियम एल्यूमिनेट फाइबर की तरह हाइड्रेट करते दिखाई देते हैं और आगे उच्च तापमान के उपयोग की क्षमता दिखाते हैं। इनमें से कुछ रेशों के निर्वात निर्मित प्रीफॉर्म (रूप) 3.5% या उससे कम सिकुड़न प्रदर्शित करते हैं जब 24 घंटे के लिए 1260 डिग्री सेल्सियस पर उजागर होते हैं; 24 घंटे के लिए 1400 डिग्री सेल्सियस पर उजागर होने पर कुछ 3.5% या उससे कम का संकोचन दिखाते हैं और कुछ 24 घंटे के लिए 1500 डिग्री सेल्सियस पर उजागर होने पर 3.5% या उससे कम का संकोचन दिखाते हैं। इस तरह के फाइबर उपरोक्त उत्पादों में उपयोगी हाइड्रेटेबल उच्च तापमान फाइबर प्रदान करते हैं। तदनुसार, वर्तमान आविष्कार एक अकार्बनिक फाइबर प्रदान करता है, एक वैक्यूम-कास्ट प्रीफॉर्म (मोल्ड) जिसमें 24 घंटे के लिए 1260 डिग्री सेल्सियस पर उजागर होने पर 3.5% या उससे कम का संकोचन होता है, एक फाइबर युक्त SrO, Al 2 O 3 और पर्याप्त फाइबर बनाने के लिए फाइबराइजिंग एडिटिव्स की मात्रा, लेकिन 3.5% से ऊपर सिकुड़न बढ़ाने के लिए पर्याप्त (इतना नहीं)। अधिमानतः, फाइबराइजिंग एडिटिव में SiO 2 और SrO, Al 2 O 3 और SiO 2 घटक होते हैं, जिसमें फाइबर संरचना का कम से कम 90 wt% (अधिक अधिमानतः कम से कम 95 wt%) होता है। वर्तमान आविष्कार का दायरा निम्नलिखित विवरण के संदर्भ में संलग्न दावों में स्पष्ट रूप से परिभाषित किया गया है। निम्नलिखित में, जब एक खारा-घुलनशील फाइबर का उल्लेख किया जाता है, तो यह समझा जाना चाहिए कि यह एक फाइबर है जिसमें खारा में 10 पीपीएम (पीपीएम) से अधिक की कुल घुलनशीलता है जैसा कि नीचे वर्णित तरीके से मापा गया है और अधिमानतः उच्च घुलनशीलता है। प्रयोगात्मक परिणाम नीचे तालिका 1, 2 और 3 के संदर्भ में वर्णित हैं। तालिका 1 कई रचनाओं को दिखाती है जिन्हें पारंपरिक तरीकों से पिघलाया और उड़ाया गया है। "&" द्वारा इंगित उन रचनाओं ने वांछित डिग्री तक फाइबर नहीं बनाया, लेकिन एक गोलाकार पाउडर बना दिया। इनमें से प्रत्येक रचना के लिए, विश्लेषण की गई रचना को wt में दिखाया गया है। % (एक्स-रे प्रतिदीप्ति विश्लेषण द्वारा प्राप्त)। यदि एक नंबर दिया गया है "<0,05", это означает, что соответствующий компонент не мог быть обнаружен. Благодаря природе рентгеновских флуоресцентных измерений (которые чувствительны к окружающей среде) общее количество материала, обнаруживаемого этим анализом, может доходить до 100% или превышать 100%, и в данной патентной заявке (в том числе в описании, формуле изобретения и реферате) эти числа не были нормализованы до 100%. Однако для каждой композиции указывается общее количество анализируемого материала и можно видеть, что отклонение от 100% является небольшим. В столбце, названном "Относительный мас. процент", указаны мас. % SrO, Al 2 O 3 и SiO 2 по отношению к сумме этих компонентов. За исключением случаев, когда контекст дает иные указания, любые проценты, указанные в данной заявке, являются процентами, полученными рентгеновским флуоресцентным анализом, а не абсолютными процентами. Таблица 2 показывает (в том же порядке, что и в Таблице 1) данные усадки и растворимости для волокнообразующих композиций. Растворимость выражена как части на млн. В растворе, как измерено описанным ниже способом. Все указанные выше композиции и включая линию A Таблиц 1 и 2 включительно содержат 2,76 мас.% или менее SiO 2 . Можно видеть, что большинство этих композиций не образовывали волокна. Некоторые из этих волокон включают в себя Na 2 O в количествах 2,46 мас.% или более для содействия образованию волокна, но обнаруживают плохие характеристики усадки при температурах более 1000 o C (т.е. имеют усадку более 3,5% при измеренной температуре). Одно волокно (SA5 (2,5% K 2 O/SiO 2)), содержащее 1,96% K 2 O и 2,69% SiO 2 , имеет приемлемую усадку при 1260 o C. Таким образом, можно видеть, что "чистые" алюминаты стронция не образуют волокон, тогда как посредством добавления волокнообразующих добавок, например, SiO 2 и Na 2 O, могут быть образованы волокна. Характеристики усадки полученных волокон зависят от примененных добавок. Волокна, представленные ниже линии A и выше и включая линию В, имеют содержание SrO менее 35 мас.% и имеют плохие характеристики усадки. Волокна, показанные ниже линии В, имеют содержание SrO более 35 мас.% и, в случае измерения, обнаруживают приемлемую усадку при 1260 o C. Волокно линии С содержит 2,52 мас.% CaO и это, по-видимому, вредит характеристикам при 1400 o C. Волокна, представленные ниже линии D и выше и на линии E, имеют содержание Al 2 O 3 более 48,8 мас.%, что, по-видимому, неблагоприятно влияет на характеристики волокон при 1400 o C. Волокно ниже линии E имеет содержание SiO 2 14,9 мас.%, что, по-видимому, плохо для характеристик при 1400 o C (см. ниже для показателя при 1500 o C). Дальнейший ограниченный диапазон композиций (показанных жирным текстом в столбце 1400 o C) проявляет тенденцию к приемлемой усадке при 1400 o C. Эти композиции лежат ниже линии C и выше и на линии D Таблиц 1 и 2. Два волокна, указанных в этом диапазоне, которые не удовлетворяют требованию усадки 3,5%, могут быть просто неправильными результатами. Волокна, лежащие ниже линии C и выше линии D и на линии D, были отобраны по относительному мас.% SrO (как определено выше), и можно видеть, что композиции с относительным мас.% SrO, большим, чем 53,7%, и меньшим, чем 59,6%, имеют тенденцию к приемлемым усадкам при 1500 o C. Волокно в этой области, которое не имеет приемлемой усадки при 1500 o C, является волокном с высоким содержанием SiO 2 (12,2 мас.% SiO 2), что подтверждает неблагоприятное действие слишком большого содержания SiO 2 упомянутое выше. Два волокна (SA5a и SA5aII) обнаруживают приемлемую усадку при 1550 o C. Кроме того, можно видеть, что некоторые из этих волокон проявляют очень высокие растворимости и, таким образом, могут обеспечивать применимые трудно перерабатываемые (устойчивые) волокна, которые будут растворяться в жидкостях тела. Все волокна показали гидратацию при введении в водные жидкости. Действительно, они имели тенденцию к некоторой гидратации при образовании предварительных заготовок, которые были использованы для испытания усадки. После 24 часов испытания растворимости в жидкостях физиологического типа гидратация была очень явной. Гидратация имеет форму видимого растворения и переосаждения кристаллов на поверхности волокон, что приводит к потере их волокнистой природы. Для некоторых из композиций при изготовлении вакуумных предварительных заготовок для испытаний использовали диспергирующий и смачивающий агент (Troy EX 516-2 (Trade markof Troy Chemical Corporation)), который является смесью неионогенных поверхностно-активных веществ и химически модифицированных жирных кислот. Это было попыткой уменьшить время экспонирования с водой и, следовательно, степени гидратации. Из таблицы 3 можно видеть (Таблица 3 показывает тот же тип информации, что и Таблица 2), что композиции, в которых использовали диспергирующий агент (указанный как "troy"), имели тенденцию к более высокой усадке, чем идентичная композиция без диспергирующего агента. Предполагается, что это может быть обусловлено частичным гидратационным "смыканием" волокон вместе, так что любое отдельное волокно должно иметь усадку против растяжения поддерживающих волокон вдоль его длины: такое растяжение может приводить к утончению волокна скорее, чем к продольной усадке. В случае использования диспергирующего агента волокна свободны для усадки вдоль их длины. Далее подробно описаны способы измерения усадки и растворимости. Усадку измеряли посредством предложенного ISO стандарта ISO/TC33/SC2/N220 (эквивалент British Standard BS 1920, part 6.1986) с некоторыми модификациями с учетом малого размера образцов. Способ в кратком изложении содержит изготовление вакуумно отлитых предварительных заготовок, с использованием 75 г волокна в 500 куб. см 0,2% раствора крахмала, в приспособлении 120х65 мм. Платиновые штифты (приблизительно 0,5 мм в диаметре) помещали отдельно в 4 углах в виде прямоугольника 100х45 мм. Самые большие длины (L1 и L2) и диагонали (L3 и L4) измеряли с точностью 1 5 мкм, используя передвижной микроскоп. Образцы помещали в печь и доводили до температуры на 50 o C ниже температуры испытания при скорости 300 o C/час и при скорости 120 o C/час для последних 50 o C до температуры испытания и оставляли в течение 24 часов. Величины усадки даны в виде среднего из 4 измерений. Следует отметить, что хотя это стандартный способ измерения усадки волокна, он имеет присущую ему изменчивость, заключающуюся в том, что конечная плотность предварительной заготовки может меняться в зависимости от условий отливки. Кроме того, следует отметить, что волоконный материал будет обычно иметь более высокую усадку, чем предварительная заготовка, изготовленная из того же самого волокна. Поэтому цифру 3,5%, упоминаемую в данной заявке, следует толковать как более высокую усадку в конечном полотне из этого волокна. Растворимость измеряли согласно следующему способу. Волокно сначала нарезали с использованием сита 10 меш. и сферический порошок удаляли ручным просеиванием также через сито 10 меш. Устройство для испытания растворимости содержало вибрационную термостатную водяную баню и раствор для испытаний имел состав, приведенный в табл. 4. Вышеуказанные вещества разбавляли до 1 литра дистиллированной водой для образования солевого раствора, подобного физиологическому раствору. 0,500 г, "равных" 0,003 г нарезанного волокна, взвешивали в пластиковую пробирку центрифуги и добавляли 25 мл (см 3) указанного выше солевого раствора. Волокно и солевой раствор встряхивали тщательно и вводили в вибрационную термостатную водяную баню, поддерживаемую при температуре тела (37 o C 1 o C). Скорость вибратора устанавливали при 20 оборотов/мин. После 24 часов пробирку центрифуги удаляли, всплывающую жидкость декантировали и жидкость пропускали через фильтр (мембрана из фильтровальной бумаги из нитрата целлюлозы 0,45 микрон [типа WCN из Whatman Labsales Limited]) в прозрачный пластиковый флакон. Затем жидкость анализировали одним из двух способов. Первым используемым способом было атомное поглощение с применением машины Thermo Jarrell Ash Smith - Hiefje II. Условия работы были такие же, какие установлены в более ранних Международных Патентных заявках заявителя WO93,15028 и WO 94/15883. Для SrO условия работы были следующими:

तरंग लंबाई, (एनएम) 460.7

बैंड की चौड़ाई, 0

वर्तमान, (एमए) 12

लौ, दुबला ईंधन

स्ट्रोंटियम को एक मानक परमाणु अवशोषण समाधान (एल्ड्रिच 970 माइक्रोन / एमएल) के सापेक्ष मापा गया था। तीन मानक तैयार किए गए जिनमें 0.1% KCl (सीनियर [पीपीएम] 9.7, 3.9 और 1.9) जोड़ा गया। आमतौर पर, नमूने में सीनियर स्तर को मापने के लिए 10-गुना और 20-गुना तनुकरण तैयार किए गए थे। तब SrO की गणना 1.183xSr के रूप में की गई थी। सभी स्टॉक समाधान प्लास्टिक की बोतलों में संग्रहीत किए गए थे। इस्तेमाल की गई दूसरी विधि में (जिसे पहली विधि के परिणामों के अनुरूप परिणाम देने के लिए दिखाया गया है), तत्व सांद्रता को एक ज्ञात विधि के अनुसार आगमनात्मक रूप से युग्मित प्लाज्मा-परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके निर्धारित किया गया था। 24 घंटे के लिए 1260 डिग्री सेल्सियस पर उजागर होने वाले प्रीफॉर्म के संकोचन प्रतिरोध की उपरोक्त अनुमत चर्चा। यह फाइबर का उपयोग करने के लिए अधिकतम तापमान है। व्यवहार में, फाइबर में अधिकतम निरंतर उपयोग तापमान और उच्च अधिकतम एक्सपोजर तापमान होता है। आमतौर पर उद्योग में, किसी दिए गए तापमान पर उपयोग के लिए फाइबर का चयन करते समय, एक फाइबर का चयन किया जाता है जिसमें इच्छित उपयोग के लिए नाममात्र तापमान की तुलना में उच्च निरंतर उपयोग तापमान होता है। यह सुनिश्चित करने के लिए है कि तापमान में कोई भी आकस्मिक वृद्धि तंतुओं को नुकसान न पहुंचाए। 100-150 डिग्री सेल्सियस का अंतर काफी सामान्य है। आवेदकों ने अभी तक यह निर्धारित नहीं किया है कि अन्य ऑक्साइड या अन्य अशुद्धियाँ ऊपर वर्णित तंतुओं की विशेषताओं को कितना प्रभावित करेंगी, और संलग्न दावों की अनुमति है, इस घटना में कि फाइबर बनाने वाला योज्य SiO 2 है, SrO, Al 2 O 3 और SiO 2 के अलावा अन्य सामग्री का 10 wt।% तक, हालांकि इसे सीमित नहीं माना जाना चाहिए। यद्यपि उपरोक्त विवरण मेल्ट ब्लो द्वारा रेशों के उत्पादन को संदर्भित करता है, यह आविष्कार केवल उड़ाने तक सीमित नहीं है, बल्कि स्ट्रेचिंग और अन्य विधियों (प्रौद्योगिकियों) को भी शामिल करता है जिसमें फाइबर पिघल से बनते हैं, और इसमें किसी अन्य द्वारा बनाए गए फाइबर भी शामिल हैं। तरीका।

दावा

1. SrO और Al 2 O 3 युक्त अकार्बनिक फाइबर, इसकी विशेषता है कि फाइबर के वैक्यूम प्रीफॉर्म में 24 घंटे के लिए 1260 oC पर रखने पर 3.5% या उससे कम का संकोचन होता है और फाइबर में SrO, Al सहित एक स्ट्रोंटियम एल्यूमिनेट संरचना होती है। 2 ओ 3 और फाइबर बनाने के लिए पर्याप्त फाइबरिंग एडिटिव, लेकिन इतना नहीं कि 3.5% से ऊपर सिकुड़न को बढ़ा सके और उस मामले में जहां SiO 2 मौजूद है, SiO 2 की मात्रा 14.9 wt% से कम है। 2. दावा 1 के अनुसार अकार्बनिक फाइबर, इसकी विशेषता है कि फाइबर बनाने वाले योज्य में SiO2 होता है और घटक SrO, Al 2 O 3 और SiO 2 फाइबर संरचना का कम से कम 90 wt.% बनाते हैं। 3. दावा 2 के अनुसार अकार्बनिक फाइबर, इसकी विशेषता है कि घटक SrO, Al 2 O 3 और SiO 2 फाइबर संरचना का कम से कम 95 wt.% बनाते हैं। 4. अकार्बनिक फाइबर किसी भी पूर्ववर्ती दावे के अनुसार, यह विशेषता है कि इसमें वजन के हिसाब से 35% या SrO से अधिक होता है। 5. किसी भी पूर्ववर्ती पैराग्राफ के अनुसार अकार्बनिक फाइबर, जिसमें विशेषता है कि इसमें SrO 41.2 - 63.8 wt.% और Al 2 O 3 29.9 - 53.1 wt।% है। 6. दावा 5 के अनुसार अकार्बनिक फाइबर, जिसमें विशेषता है कि इसमें 2.76 wt.% SiO 2 से अधिक है। 7. किसी भी पूर्ववर्ती दावे के अनुसार अकार्बनिक फाइबर, जिसमें 24 घंटे के लिए 1400 डिग्री सेल्सियस पर रखने पर वैक्यूम प्रीफॉर्म में 3.5% या उससे कम का संकोचन होता है। 8. दावा 7 के अनुसार अकार्बनिक फाइबर, जिसमें अल 2 की मात्रा होती है ओ 3 48.8 द्रव्यमान% या उससे कम है। 9. किसी भी पूर्ववर्ती दावे के अनुसार अकार्बनिक फाइबर, जिसमें 24 घंटे के लिए 1500 डिग्री सेल्सियस पर रखने पर वैक्यूम प्रीफॉर्म में 3.5% या उससे कम का संकोचन होता है। 10. दावा 9 के अनुसार अकार्बनिक फाइबर, जिसमें द्रव्यमान% SrO, SrO प्लस Al 2 O 3 प्लस SiO 2 की कुल राशि के सापेक्ष, 53.7 wt% से अधिक से 59.6 wt% से कम तक है। 11. दावा 10 के अनुसार अकार्बनिक फाइबर, वजन के हिसाब से इसमें शामिल है। %:

सीनियर - 53.2 - 57.6

अल 2 ओ 3 - 30.4 - 40.1

सिओ 2 - 5.06 - 10.1

12. अकार्बनिक फाइबर किसी भी पूर्ववर्ती दावे के अनुसार, इसमें विशेषता है कि इसमें 2.46 wt.% से कम की मात्रा में Na 2 O होता है। 13. किसी भी पूर्ववर्ती दावे के अनुसार अकार्बनिक फाइबर, जिसकी विशेषता यह है कि 1550 डिग्री सेल्सियस पर 24 घंटे के लिए आयोजित होने पर वैक्यूम प्रीफॉर्म में 3.5% या उससे कम का संकोचन होता है। 14. दावा 13 के अनुसार अकार्बनिक फाइबर, इसकी विशेषता है कि यह शामिल है, wt. %:

सीनियर - 53.2 - 54.9

अल 2 ओ 3 - 39.9 - 40.1

सिओ 2 - 5.06 - 5.34

15. अकार्बनिक फाइबर किसी भी पूर्ववर्ती दावे के अनुसार, यह विशेषता है कि यह एक नमक घुलनशील फाइबर है। 16. अकार्बनिक फाइबर किसी भी पूर्ववर्ती दावे के अनुसार, इसकी विशेषता है कि यह एक हाइड्रेटेबल नमक-घुलनशील फाइबर है। 17. मेल्ट से रेशों के उत्पादन की एक विधि, जिसकी विशेषता यह है कि मेल्ट में मुख्य रूप से SrO और Al 2 O 3 होते हैं, जिसमें फाइबर बनाने के लिए SiO 2 की थोड़ी मात्रा मिलाई जाती है।

प्रकार