Вискоза

Вискозное волокно (от латинского viscosus — клейкий) — искусственное волокно, получаемое переработкой природной целлюлозы. Производится в виде текстильных и кордовых нитей и штапельного волокна́.

Вискозное волокно является одним из первых искусственных волокон, нашедших практическое применение: процесс производства вискозного волокна́ был разработан в конце XIX века и с минимальными модификациями применяется по сей день.

Блеск изделий из вискозного волокна́ сопоставим с шёлковым, за что их называют «искусственным шёлком». Искусственная шерсть из вискозы в 1930-х годах называлась «вистра».

Процесс получения вискозного волокна́ состоит из следующих стадий:

• Получение из целлюлозы прядильного раствора — вискозы (ксантогената целлюлозы).
• Формование мокрым методом нити продавливанием вискозы через фильеры в кислотную ванну с регенерацией целлюлозы.
• Отделка и сушка.

Вискозное волокно легко окрашивается красителями для натуральных волокон (хлопка, льна), гигроскопично, что обусловливает высокие гигиенические качества ткани из него, благодаря доступности исходного сырья и реактивов, используемых в производстве, относительно недорого.

К недостаткам вискозного волокна́ относятся лёгкая сминаемость, значительная потеря прочности в мокром состоянии и недостаточная устойчивость к истиранию. Эти недостатки в той или иной степени могут быть устранены последующими модификациями и обработкой.

С точки зрения технологии, истинной вискозой называют прядильный раствор целлюлозы:

Вискоза — (от позднелат. viscosus — вязкий) высоковязкий концентрированный раствор ксантогената целлюлозы в разбавленном растворе NaOH.

При обработке вискозы (прядильного раствора) кислотой (свежесформованное волокно в осадительной ванне) ксантогенат целлюлозы разрушается с выделением исходной целлюлозы, выделяющейся из раствора.

В промышленном производстве вискозы исходным сырьём является древесная целлюлоза, которая сначала мерсеризуется — обрабатывается водным раствором гидроксида натрия в течение 5—16 минут при +45…+75 °C с последующим удалением из пульпы избытка раствора на отжимном прессе. Прессованную мерсеризованную влажную целлюлозу, содержащую 30—32 % целлюлозы и 16—17,5 % NaOH, измельчают и оставляют на «предсозревание», во время которого происходит её окислительная деструкция кислородом воздуха до степени полимеризации 400—600.

Образование собственно вискозы из-за токсичности и огнеопасности сероуглерода, а также взрывоопасности его паров в воздухе проводят в герметичных аппаратах-ксантогенаторах в атмосфере азота, при этом количество используемого сероуглерода составляет 30—50 % от массы целлюлозы, длительность процесса — 1—1,5 часа при начальной температуре +22…+26 °C, конечная температура +28…+35 °C.

Образующийся технический ксантогенат целлюлозы представляет собой оранжевую комковатую массу, которую вымывают из ксантогенатора разбавленным раствором гидроксида натрия, пульпу ксантогената пропускают через измельчающие устройства и подают в аппарат с мешалкой, где в течение 2—2,5 часов при +12…+20 °C происходит растворение ксантогената с образованием вискозы — прозрачной оранжевой жидкости с вязкостью 4—30 Па·c.

Вискоза применяется для производства вискозных неволокнистых изделий (целлюлозная плёнка, пластифицированная глицерином — целлофан) и для прядения вискозного волокна.

Перед формованием волокна́ вискозу выдерживают, при этом происходит её «созревание», в процессе которого уменьшается степень замещения целлюлозы, концентрация свободных NaOH и CS2 и происходит снижение её вязкости на 10—15 %. Вискозные воло́кна формируют продавливанием через фильеры в осадительную ванну — водный раствор серной кислоты, сульфата натрия и сульфата цинка. Состав и температура осадительной ванны варьируют в зависимости от требуемых характеристик волокна (обычное, высокомодульное, полинозное) и его назначения (штапельное, нить).

Создателем вискозы считается французский химик и инженер Илер де Шардонне[англ.] (1838—1924), ему же принадлежат права на изобретение первого текстильного волокна (искусственного шёлка). Патент за номером 8,700, выданный в мае 1892 года, «Усовершенствование растворения целлюлозы и инородных соединений», принадлежит английским учёным Чарльзу Фредерику Кроссу[англ.] и Эдварду Джону Бивану[англ.], в 1893 году они основали предприятие, позволяющее реализовать описанный процесс.