Přednáška 11

Katedra textilních materiálů 

TEXTILNÍ VLÁKNA 

Chemická vlákna ze syntetických polymerů 

PŘEDNÁŠKA XI




• Syntetická chemická vlákna se 

vyrábějí syntézou organických 

sloučenin a následným 

zvlákňováním polymerů 

• Jsou to vlákna, u nichž lze na 

základě chemického inženýrství 

nejlépe ovlivňovat vlastnosti 

zásahy do jejich struktury. 

• Původní negativní vlastnosti (nízká 

navlhavost, tuhý omak, 

termoplasticita) byly buď upraveny 

nebo využity jako jejich přednosti 

(např. při použití do technických 

textilií, apod.) 

• Svou podstatou výroby umožňují 

snadnou modifikaci (úpravu 

vlastností podle požadavků –např. 

dutá vlákna)




Opakování z přednášky 2: 

• Polymery jsou vytvářeny polymerizačními reakcemi z 

monomerů. Důležitý je průměrný polymerizační stupeň 

PPS = Mp/Mm a lineární charakter řetězce. 

Polymerizační reakce: 

• Polykondenzace – reakce stupňovitá, při níž z reakce 

vypadává nízkomolekulární látka a vzniká objemný 

monomer 

• Polymerace - reakce řetězová, při níž z reakce 

nevypadává nízkomolekulární látka a vzniká málo 

objemný monomer 

• Polyadice - reakce stupňovitá, při níž z reakce 

nevypadává nízkomolekulární látka




Opakování z přednášky 2: 

• Reakce hotových polymerů: 

– PPS se nemění – např. chlorování polymeru pro zajištění 

nehořlavosti 

– PPS roste – dokopolykondenzace nebo dokopolymerace pro 

zajištění zlepšených vlastností (absorpce, zlepšení 

barvitelnosti, atd.) 

– PPS klesá – degradace (statistické štěpení, depolymerace, 

hydrolýza)



Polyamidy - PA 

Polyamidová vlákna se vyrábějí: 

1. Polykondenzací - polyamid 6.6 – NYLON (čísla 

znamenají počet uhlíků v řetězci) 

Chemickou podstatou se blíži vlně (v hlavním řetězci se 

vyskytuje amidická vazba NH - OC) . 

H 2 N-(CH 2 ) m -NH 2 + HOOC-(CH 2 ) n -COOH 

-H 2 O 

H [-HN-(CH 2 ) m -NH-OC-(CH 2 ) n -CO-] N OH 

PA 6.6 : 

• n = 4 - kyselina adipová, m = 6 - hexametyléndiamin 

• NH2(CH2)6NH2 H COO(CH2)4COOH




Polyamidová vlákna se vyrábějí: 

• 2. Adiční polymerizací laktámů 

Polykondenzace - aminokyselin: H 2 N - (CH 2 )n - COOH 

• n = 3: kyselina aminomáselná (PAD 4) 

• n = 5: kyselina - aminokapronová (PAD 6) 

• n = 6: kyselina - aminoenantová (PAD 7) 

• n = 10: kyselina - aminoundekanová (PAD 11) 

CH 2 CH 2 CH 2 

CH 2 CH 2 CO 

NH 

ε - kaprolaktam 

• Polyamid 6 se dříve vyráběl v ČR pod názvem Silon

Rozdíly mezi PA 6 a PA 6.6 




• V PA 6 vzniká méně vodíkových můstků. 

Méně vhodné uspořádání snižuje bod tání PA 6 na 

225 o C 

• U PA 6.6 je bod tání 256 o C. Vlákno je pevnější. 

• Protože teplota tání je u PA 6 nižší, je nutno dát 

pozor při žehlení!




Polyamid 6 

Vyráběl se pod názvem SILON 

v ČR. Objev v 

r. 1938 Paul Schlack firma 

A.G.Farben 

f(x) 

NH-(CH 2 ) 5 -CO 

[CO-(CH 2 ) 5 -NH] n 

n = 0: monomer (90%). 

Rozpouští vlákna 

n = 1, 2, 3: cyklické 

Působí degradaci 

1 

2 

3 

4 % oligomeru 

V polyamidech 

se vyskytují 

oligomery – 

velmi krátké 

řetězce, 

které jsou 

schopné se 

zacyklovat 

M w




Polyamid 6 

Polyamidy hned po zvláknění krystalizují – tvoří se 

sférolity a teprve po dloužení vzniká fibrilární 

struktura 

Stupeň krystalinity je 40 – 60 % 

Krystalizují v několika krystalografických soustavách – 

polymorfní chování 

Sférolity

Polyamid 6 




Teplota zeskelnění: Tg (podle způsobu měření od 40 do 80 o C). Výsledky 

ovlivňuje především vlhkost. 

Struktura dloužených vláken 

Vlákna mají vysokou krystalinitu a 

jsou orientovaná. 

Mezi fibrilami jsou vazné řetězce 

Model struktury 

Amorfni 

Vazne 

retezce 

Krystalicka




Polyamid 6 – výroba 

Polymer se tvoří polymerací z 

ε – kaprolaktamu v inertní atmosféře 

(směs kaprolaktamu s H 2 O a ohřev na 220 – 240°C) 

CH 2 -CH 2 -CH 2 

CH 2 -CH 2 - CO 

NH 

Zvlákňuje se z taveniny do šachty 

Teplota 270 °C, bez přístupu vzduchu 

protlačování tryskami a odtahování 

800 - 1000 m/min (chladicí šachta) 

Podle rychlosti odtahování se mohou vyrábět 

vlákna 

• POY - 3000 m/min - stabilní předorientace 

• FOY - 5000 m/min - zcela vydloužené





Dloužení 

a) za studena (deformace 180 - 350%) vzniká krček 

b) za tepla kordy (deformace 300 - 600%) homogenní dloužení 

c) Účel dloužení: zvýšení krystalinity a orientace, zvýšení 

pevnosti, zeslabení (zjemnění) vlákna 

d) stabilizace (voda 95°C) - částečná relaxace, praní oligomerů 

e) předfixace (190°C, vzduch) 

f) aviváž (nános preparace)


Typy vyráběných vláken 

Hedvábí: 

monofil 1 - 3.3 tex (punčochy) 




multifil 1.7 - 840 tex (pleteniny, technické textilie) 

kabílek 33 - 110 ktex (koberce) 

Stříž: 

0.17 - 4.4 tex (délka 25 - 150 mm, B, V, L, K, T-typ) 

Příčný řez: dle tvaru trysky, většinou kruhový




Polyamid 6 – vlastnosti 

• Teplota tání: 220 o C. 

• Sorpce vlhkosti ( při 65% RH): 3 - 4.5% 

• Pevnost 

za sucha f s : 3.6 - 7.5 cN/dtex 

za mokra f m : 80 - 90% fs 

• Tažnost: za sucha: 23 - 55 % 

• Počáteční modul: za sucha 340 cN/tex (nízký), 

• Hořlavost LOI = 0.201 

• Měrný odpor: 10 11 m (elektrostatický náboj)


Vliv teploty 

• 90 – 100 o C: pokles pevnosti 

• 170 o C : teplota měknutí, 




• 170 o C dlouhodobě na vzduchu - destrukce molekul 

• mírně žloutne při 150 0 C po 5 hod. 

Vliv vlhkosti: 

Navlhavost: 3,5 – 4,5 % 

• bobtnání podélné: 2.7% 

• bobtnání příčné : 2.5% 

Vliv světla: podléhá fotodegradaci (stabilizátory)





• Vlastnosti PA 6 jsou citlivé na změny vlhkosti 

• Teplota zeskelnění rychle klesá s obsahem vlhkosti ve vlákně – 

to znamená, že za vlhka se lépe vyrovnávají nepříznivé 

deformace při nižší teplotě. 

Vliv chemikálií: 

• Nejvíce rozpustný ve fenolech, kresolech (za tepla) a 10 - 30% 

ních roztocích kovů alkalických zemin CaCl 2 . 

• Rozpustný v koncentrovaných minerálních kyselinách a 

HCOOH (kyselina mravenčí) ! 

• Odolnější vůči alkáliím a zředěným kyselinám 

• Typický zápach při spalovací zkoušce - vůně celeru, ale méně 

intenzívní než u PA 6.6




Technologické výhody a nevýhody: 

Technologické výhody: 

- dobré mechanické 

vlastnosti (odolnost vůči 

opakovanému namáhání) 

- vysoká pružnost 

- nejvyšší odolnost v oděru 

- malá bobtnavost (snadné 

praní, rychle schne) 

- nízká měrná hmotnost 

- termoplasticita 

Technologické nevýhody: 

- nízký modul, nízká odolnost v 

krutu 

- malá odolnost vůči zvýšeným 

teplotám 

- malá odolnost vůči slunečnímu 

záření (žloutne) 

- vznik statického náboje 

- nízká navlhavost




Směsování: 

100% - vrchové materiály pro sport, 

Spodní prádlo, atp. 

Časté použití ve směsích: 

10/90 PA/WO, 25/75 CV/PA, 

25/75/25 CV/PA/PAN




Alifatické polyamidy 

Jsou to polyamidy s nižším počtem uhlíků v monomeru 

(PA 2, PA 7, atd.) 

Čím menší N,tím vyšší teplota zeskelnění Tg. Platí to i pro teplotu tání. 

• PA (N) Tm 

• N [oC] 

• 3 340 

• 4 265 

NH ( CH 2 

) N C 

O 

• 7 225 Čím nižší číslo N (skupina CH 2 ), 

• 8 185 tím jsou navlhavější. 

• 9 194 Používají se také ve směsi do 

• 10 177 prášků pro výrobu podlepovacích 

vložek (PA 12)




PA (N ) RH 20 % RH 40 % RH 100 % 

2 9 14 52 

3 6 10 41 

4 4 7 33 

6 3 5.5 24 

7 2 3.7 16 

8 1.3 2.3 10 

11 0.9 1.6 5 

12 0.8 1.5 4.5 

13 - - 3 

RH = relative humidity – navlhavost [%]




• PA 7. Vlákno typu ENANT (Rusko). Vlastnosti jsou blízké PA 6 a PA 

6.6. Výroby monomeru je však komplikovaná. Teplota tání 195 o C. 

• Kromě PA 6 se podařilo s ohledem na ekonomiku výroby komerčně 

realizovat pouze PA 11 a PA 12. 

• PA 6 je výhodný z hlediska ceny, tepelných vlastností, tření a 

trvanlivosti. 

• Na druhou stranu obsahují PA 11 a PA 12 pouze malé množství 

monomeru, mají malou navlhavost a vyšší rozměrovou stabilitu. Jejich 

teplota tání je podstatně nižší (kolem 178 o C). Nižší teplota tání se 

využívá ve směsovaných polymerech pro výrobu lepivých bodů pro 

oděvní vložky provrchový materiál (pro límce košil se používá PE) 

Křehnou při podstatně nižších teplotách ( -70 o C) ve srovnání s PA 6 

(-30 o C). Tyto vlastnosti jsou však vhodné spíše pro plasty. Zajímavé 

jsou nízké měrné hmotnosti (pro amorfní PA 12 je to 990 kg/m 3 ). 

Teplota zeskelnění PA 12 je kolem 40 o C. Vlákna z PA 11 se vyrábí pod 

značkou RYLSAN ale bez většího uplatnění.


Polyamid 6.6 



Původní patent Carothers firma DuPont v r. 1935. 

Rozšířen zejména v USA pod názvem NYLON.* 

PA 6.6 

PA6 

teplota tání[ o C] 256 220 

Navlhavost [%] 3.8 4.5 

(Po 2.světové válce ohromovali američtí vojáci naše dívky nylonkami (punčochy), žvýkačkami 

a čokoládou)


Polyamid 6.6 



• Polymer se vyrábí polykondenzací z kyseliny adipové a 

hexametyléndiaminu za varu. Vzniká nylonová sůl (AH bílá sůl). 

• AH sůl je rozpustná v H 2 O, má teplotu tání TM = 193 o C a rychle 

kondenzuje. Z reakce vypadává voda. 

Zvlákňov 

ování: 

• Zvlákňuje se z taveniny do šachty 

• Tavení při 270°C - odtah 600 - 1200 m/min (ofukování v chladicí 

šachtě parou - málo vlhkosti). Krystalizuje rychleji než PAD 6 (o řád). 

Dloužen ení 

• stejné jako u PAD 6. Předfixace (190°C) na vzduchu


Polyamid 6.6 – vlastnosti 



• Pevnost za sucha fs: 3.6 - 4.1 cN/dtex o málo více než u PA 6. 

• Tažnost za sucha 18 - 25% 

• Počáteční modul za mokra: 450 cN/tex 

• Měrný odpor: 4 . 10 10 [Ω m] 

Termické vlastnosti 

• 150°C (6 hod.) žloutne - klesá pevnost 

• teplota žehlení: 180 - 200oC (PA 6: 160oC) 

• teplota měknutí: 235oC 

• Pozor na značení žehliček, ne pro SILON! 

Chemické vlastnosti 

• Chemická odolnost- poněkud vyšší než PA 6 (rozpustnost jen v 

některých fenolech)


Polyamid 6.6 – vlastnosti 



Identifikace : 

Taví se dříve než-li hoří, sám uhasíná, nerozpustný v acetonu nebo 

vařících roztocích NaOH, rozpustný v koncentrované kyselině 

mravenčí, rozpustný ve studené 

4,2 N HCl (4,2 N = 4,2 normální) 

Typický zápach při spalovací zkoušce. Zapáchá jako celer. 

Modifikace – úprava vlastností: 

Fyzikální, chemická a kombinovaná 

a) fyzikální: příčný řez, jemnost, dloužení 

b) chemická: zesítění (HCHO), větší tepelná odolnost 

Kopolyamidy: PA 6 a PA 12, teplota tání 110 - 120 o C (speciálně pro 

netkané textilie a podlepovací vložky) 

Roubování: akrylové sloučeniny


Polyamid 6.6 – modifikace 

Vlákna se zvýšenou navlhavostí 



A. Chemická modifikace: dodání silně hydrofilních -OH skupin 

• 1) zpracování v HCHO 

• 2) kopolyamidy 

• 3) roubování - kyselina akrylová 

B. Směsi polymerů: silně hygroskopický polymer (PEG). 

C. Povrchová modifikace: 

• 1) dispergace sloučenin, které jsou vypratelné (mikrokrátery) 

• 2) zpracování (doba pod 1s) ve vodném roztoku H2SO4 a 

propírání v C 2 H 5 OH 

• 3) naleptání povrchu – studená plazma nebo rozpouštědlo





Vlákna antistatická: zvýšená elektrická vodivost 

1) bikomponentní C/S, M/F: Antron, Ultron - tyčinky (- 0.5 µm, 

délka 30 µm) z PEG (molekulová hmotnost 600) 

2) epitropická vlákna - vodivá v povrchové vrstvě substance 

uhlík (Antron III.) 

Cu 2 S (Rhodistat) 

Polymerní směsi: 

Cambrelle 

(1969) 

Typ C/S: 

nižší teplota tání 

PA 6.6 

• Typ S/S: silně obloučkovaná (různě smrštěná). PAD 6.6/kopolyamid 

- Cantrece (DuPont) 

• PAD 6/kopolyamid - Kanebo Nylon 2L. PAD 6.6/PUR elastomer 

• Typ MF: Matrix PA 6, 70% Fibril - PES 30%. Kordy (Enkatron, 

1973)





Vlákna se změněnou nou barvitelností 

Pro barvení PA je možno použít: kyselá barviva (NH 2 ) 

kationtová barviva (COOH)





Vlákna se změněnou nou strukturou – speciáln 

lní vlákna




Polyamidy - PA




Polyamidy - PA




Polyamidy - PA




Polyamidy - PA




Polyamidy - PA




Polyamidy - PA




Polyamidy - PA




Polyamidy - PA

Přednáška 11

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?