Организация развития производства в современных условиях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Цель курсовой работы - организация развития производства в современных условиях.

Объект исследования - текстильные предприятия Беларуси, производящие химические волокна и нити, в частности ОАО «Гродно Химволокно». химический волокно текстильный целлюлозный

Одним из основных факторов формирования потребительских свойств тканей, трикотажа, нетканых материалов, искусственного меха, текстильной галантереи и изделий из них являются текстильные волокна.

В современном мире наряду с натуральными волокнами большое значение придается химическим текстильным материалам, которые широко применяются в настоящее время и перспективны для будущего. Это обусловлено возможностью совершенствования химических волокон, т.е. модифицированием старых и разработкой новых с использованием огромной сырьевой базы для их производства. Многие химические волокна по своим свойствам близки к натуральным, а по некоторым показателям значительно превосходят их. Необходимость ускорения процесса производства химических текстильных материалов обусловливается увеличением численности населения планеты и в связи с этим -- растущими потребностями.

Экология в XXI в. будет играть огромную роль, поэтому предпочтение будет отдаваться безотходным, нетрудоемким, экологичным производствам. Производство химических волокон в значительной степени удовлетворяет этим требованиям. Многие ученые считают, что будущее именно за химическими текстильными материалами и новыми способами их производства и переработки.

Химические волокна являются одним из важнейших факторов совершенствования структуры ассортимента и повышения качества текстильных изделий. В 1990-х гг. производство химических волокон получило дальнейшее развитие: увеличились его объемы, совершенствовались эксплутационные свойства, из традиционных видов были созданы новые волокна, несмотря на то, что темпы роста производства основных групп химических волокон были в этот период ниже, чем в 80-е гг.

1. Мировые тенденции развития химических волокон

1.1 Тенденции развития сырьевой базы текстильной промышленности

В начале XXI ст. произойдет кардинальное изменение сырьевого баланса текстильной промышленности. Прирост производства текстильного сырья будет осуществляться за счет химических волокнистых материалов, доля которых к 2005 г. достигнет 75 % от мирового производства всех видов текстильных волокнистых материалов. Как и в настоящее время, из растворов и расплавов полимеров будут формироваться комплексные нити, состоящие из ограниченного количества элементарных нитей; жгутики, состоящие из очень большого количества элементарных нитей; пленочные материалы; штамповочные изделия (детали обуви, одежды и др.).

Однако соотношение между этими видами продукции значительно изменится. Производство химических комплексных нитей увеличится, а выработка жгутового волокна уменьшится. Это целесообразно технологически и выгодно экономически. Комплексная нить может быть использована для выработки тканей или трикотажных изделий, а жгут предназначен для получения волокон определенной длины (30-200 мм), из которого вырабатывается пряжа с применением многопереходной технологии прядения.

В настоящее время уже разработаны способы выработки из комплексных нитей пряженоподобных нитей, обладающих повышенной объемностью, пористостью и ворсистостью.

За последнее десятилетие доля комплексных нитей в общем производстве химических волокнистых материалов изменилась в пределах от 50 до 55 % , в ближайшие 5-6 лет она значительно увеличится и достигнет 70 %.

Химические волокна будут в основном применяться для выработки пряжи из смеси с другими волокнами (натуральными и химическими). Резко возрастает производство пряжеподобных комплексных нитей.

В период с I960 г. по 1982 г. основным видом химических волокнистых материалов были полиамидные, но с 1982 г. очень быстро стало развиваться производство полиэфирных волокон и нитей, и их доля в общем мировом производстве химических волокнистых материалов в 1997 г. достигла 56 %, доля полиамидных снизилась до 13 %, полиакрилонитрильные составили 10 %, вискозные -- 7 %, прочие виды химических волокнистых материалов -- 14 % (полиолефиновые, ацетатные, полиуретановые, хлорсодержащие и др.).

В ближайшие годы, вероятно, появятся новые виды химических волокон с более высокими показателями по физико-механическим свойствам. Однако расширение ассортимента химических волокнистых материалов и повышение их качества будет осуществляться с целью придания им высоких разрывных характеристик, устойчивости к многократным деформациям на растяжение, изгиб, истирание и др. Будут продолжаться исследования по разработке более эффективных способов химической модификации химических волокнистых материалов для придания им полезных свойств, таких как антимикробные, ионообменные, огнезащитные, устойчивые к высоким температурам, водо-, масло отталкивающие и другие, что позволит еще больше расширить ассортимент текстильных изделий, особенно технического назначения.

Проводились и будут проводиться исследования по химической и физической модификации химических волокнистых материалов для придания им указанных выше полезных свойств. На кафедре технологий Московского государственного технологического университета разработана технология получения модифицированного волокна, получаемого путем прививки акрилонитрила к вискозному волокну. Это волокно известно под названием мтилон. Пряжа из мтилона успешно применяется в ковровом производстве.

К модифицированным вискозным волокнам относятся полинозные, высокомодульные волокна и волокно сиблон. Эти волокна по своим свойствам приближаются к хлопковому волокну и успешно заменяют его при выработке пряжи из смеси с лавсановым и другими волокнами.

К физическим методам модификации относятся профилированные и бикомпонентные химические волокнистые материалы, которые получаются в процессе формирования нитей из растворов и расплавов полимеров, с использованием специальных фильер с отверстиями фигурного сечения различного профиля. Технология профилированных нитей, имитирующих по внешнему виду шелк, была разработана в России в начале 1980-х гг. Эти нити получили название шелон и используются для изготовления шелкоподобных тканей. Текстурированные, комбинированные и фасонные нити, по существу, являются физически модифицированными нитями.

Существующие классические способы формования химических волокнистых материалов и их переработка в пряжу, крученные и текстурированные нити, ткани, трикотажные изделия не удовлетворяют возрастающим требованиям к количеству, ассортименту и качеству текстильных изделий.

В XXI в. будет разработана и внедрена новейшая технология и наиболее совершенная техника производства химических волокнистых материалов и их переработка в текстильные изделия. Общими для всех предприятий по производству и переработке химических волокнистых материалов являются следующие направления дальнейшего развития технического процесса: повышение производительности труда и оборудования; расширение ассортимента и повышение качества продукции; автоматизация производства путем применения автоматических устройств не только для регулирования заданных параметров и режимов, но и для оптимизации технологических процессов; использование различных манипуляторов и робототехники; применение автоматизированных систем управления производством; защита окружающей среды от загрязнений; увеличение массы нитей на поковках по всем переходам технологических процессов; создание автоматических производств для выработки крученных и текстурированных нитей и пряжи из химических волокон.

Главными направлениями дальнейшего развития технического прогресса по производству и переработке химических волокнистых материалов являются: увеличение мощностей агрегатов, применяемых для выработки растворов и расплавов полимеров; внедрение высокоскоростных (до 400 м/мин) способов формования синтетических нитей на агрегатах, совмещающих формование, вытягивание и наматывание (способ SRW); применение однопроцессных машин для выработки кордных, швейных и других нитей технического назначения; использование веретен двойного и тройного кручения; применение автоматических и бесчелночных станков для выработки кордных тканей; применение поточных линий "кипачесальная лента", широкое применение безверетенных прядильных машин (пневмомеханические, роторные, самокруточные) и др.

1.2 Основные этапы в развитии химических волокон

За более чем столетнюю историю химических волокон их роль в производстве изделий, необходимых для обеспечения жизни людей, развития техники и науки, стала неоспоримой. Это одежда и предметы интерьера, спортивные и медицинские изделия, а также многое другое, что входит в круг важных и повседневных потребностей человека. Дальнейшее развитие техники, транспорта, строительства сегодня невозможно без использования волокнистых материалов.

Рассматривая историю, ретроспективу и перспективу развития химических волокон, можно выделить несколько этапов.

1-й этап. С конца XIX-го -- начала XX-говв. идо 40--50 гг. созданы и развиваются производства искусственных волокон. Однако доминирующую роль в изготовлении текстильных изделий играют природные волокна. Изделия из химических волокон изготавливаются в небольших количествах.

2-й этап. В 40--70-е гг. -- созданы процессы синтеза волокнообразующих полимеров и технологии получения волокон из расплавов синтетических полимеров. Производство химических волокон развивается в промышленно развитых странах. В этот период создаются основные виды химических волокон, которые можно назвать традиционными или классическими. Химические волокна рассматриваются как дополняющие и только частично заменяющие природные волокна. Начинают развиваться процессы модифицирования волокон.

3-й этап. С 70 --80-х и в период 90-х гг. -- выпуск химических волокон существенно возрастает. Широко развиваются методы модифицирования химических волокон с целью существенного улучшения их потребительских свойств. Химические волокна приобретают самостоятельное значение для самых различных видов изделий и областей применения. Кроме того, они продолжают широко использоваться в смесях с природными волокнами. Производство традиционных видов химических волокон постепенно перераспределяется в страны Азии, Южной Америки. В этот же период в промышленно развитых странах созданы «волокна третьего поколения» с принципиально новыми специфическими свойствами: сверхпрочные и сверхвысокомодульные, термостойкие и трудногорючие, химостойкие, эластомерные и другие.

4-й этап. С конца ХХ-го и в начале XXI-го вв. происходит коренное изменение географического размещения производств химических волокон -- они создаются в странах Азии, Южной Америки, на Дальнем Востоке, где это экономически и экологически более выгодно. Развиваются процессы глобализации, интеграции и перераспределения производств химических волокон между крупными фирмами. Начато создание «волокон четвертого поколения» на основе воспроизводимых растительных ресурсов. Развивается промышленное применение методов биотехнологии, генной инженерии и начато применение методов биомиметики. Разработаны новые волокна на основе воспроизводимого растительного сырья: лиоцелл, полилактидные. Начаты разработки новых мономеров, полимеров, получаемых путем биотехнологического синтеза и волокон на их основе.

В последний период ХХ-го столетия и в к началу третьего тысячелетия достигнуты большие успехи в области создания новых видов волокон и технологий, а также текстильных материалов самых различных назначений. Рассмотрению вопросов, связанных с развитием многотоннажных видов волокон для производства текстиля, в частности нетканых материалов, а также проблемам развития их производства и применения в условиях современной экономики посвящен данный обзор.

1.3 Динамика роста мирового производства волокон

В 2002 г. производство основных видов химических волокон составило 35 млн. т, а натуральных волокон -- хлопка и шерсти ориентировочно 22 млн. т. Кроме этого в мире производится большое количество природных лубяных волокон (джут, манила, лен, пенька) и натурального шелка -- в сумме более 4,5 млн. т в год. Одновременно все время меняется соотношение между выпуском природных и химических волокон. Так, поданным CIRFS', в настоящее время соотношение выпуска химические волокна/ хлопок плюс шерсть составляет примерно 60/40 и продолжает увеличиваться в пользу химических волокон.

Динамика развития производства химических волокон от года к году существенно положительная, что наглядно видно из рис. 1, где приведены обобщенные данные CIRFS, которые можно считать одними из наиболее надежных.



Рис. 1. Развитие мирового производства основных видов натуральных и химических волокон за сто лет по данным CIRFS

В 2003 г. Общий прирост производства волокон по сравнению с 2002 г. Составил примерно 4,5%, в том числе химических волокон 6%, а производство натуральных волокон мало изменилось (имеются предварительные сведения как о повышении производства примерно на 1 %, так и о его падении на 0,5%). Прирост производства/ потребления по отдельным видам химических волокон был примерно следующим:

* полиэфирные волокна -- 7%;

* полиамидные волокна -- 3 -- 4%;

* полиакриловые волокна -- 7%;

* полипропиленовые волокна -- 4%;

* целлюлозные волокна -- 2%;

Общий объем производства волокон, перерабатываемых в текстильные изделия, как уже указывалось выше, превысил 60 млн. т в год. В настоящее время население земного шара составляет приблизительно 6,1 млрд. человек. Таким образом, сегодня из общего ежегодного производства основных текстильных волокон на каждого жителя планеты приходится по 9,5-- 10 кг в год. Правда, эта «норма» распределяется неравномерно по регионам в зависимости от климата, уровня развития стран и других причин. Она существенно выше в развитых странах и странах с более холодным климатом.

По прогнозу социологов, к середине этого столетия население земного шара приблизится к 10-- 11 млрд. человек, а рост потребности в волокнах и волокнистых материалах на одного человека (включая нужды развивающейся техники), по оценкам, может достигать 12-- 15 кг и более, что соответствует уровню потребления в настоящее время в наиболее развитых странах.

В настоящее время производство натуральных волокон -- хлопка, джута, льна, пеньки, шерсти и натурального шелка достигло в сумме примерно 27--28 млн. т. Рассчитывать на существенное увеличение производства натуральных волокон не приходится, так как посевные площади, водные ресурсы и возможности совершенствования агротехники в значительной мере лимитированы. Поэтому производство натуральных волокон постепенно приближается к своему пределу, который оценивается в 32--35 млн. т в год.

Следствием изложенного является то, что все развитие потребления волокон и текстиля должно удовлетворяться за счет химических волокон, как путем постоянного наращивания их выпуска, так и заменой их видов более востребованными рынком в данный период времени.

1.4 Основные факторы, определяющие развитие производства химических волокон

Рассматривая ретроспективу и перспективу развития химических волокон и технологий их получения, необходимо помнить, что после создания первых производств на основе достаточно совершенных инженерных технологий дальнейшие процессы роста производства регулируются не только научно-техническими достижениями, но и требованиями рынка, а в некоторых случаях и государственными интересами.

Развитие производства каждого вида многотоннажных химических волокон определяется комплексом факторов, без учета которых невозможен динамичный рост производства: возможностью выпуска волокон необходимого ассортимента и заданных свойств; потребностью в различных видах волокон, их взаимозаменяемостью и взаимодополняемостью²; степенью совершенства и возможностями интенсификации технологии; доступностью исходного сырья; минимумом материалоемкости и энергопотребления; возможностью максимального рециклинга химикалиев; безопасностью и экологической чистотой технологии; экономичностью производства, а соответственно ценой и другими факторами.

В современной экономике требования к производимым текстилю и волокнам идут «от требований рынка». Это наглядно иллюстрируется схемой, где показаны пути передачи технических данных и ответное движение материалов от волокон к готовым изделиям (схема 1).

Схема 1. Процессы интеграции и дифференциации в мировом производстве химических волокон

2. Организация производства химических волокон

2.1 Химические волокна и принципы их получения

В общем мировом балансе текстильного сырья химические волокна занимают второе место после хлопка.

Искусственные волокна получают в результате переработки природных высокомолекулярных соединений, синтетические -- синтетических смол, а также в результате полимеризации и поликонденсации низкомолекулярных мономеров.

В различных странах выпускаются вискозные, полиамидные, полиэфирные, полиакрилонитрильные, поливинилхлоридные, поливинилспиртовые и другие химические волокна. В настоящее время во всех странах мира производят свыше 300 видов различных искусственных и синтетических волокон.

Вискозные волокна вырабатываются в виде жгута и штапельного волокна. Эти волокна обладают хорошими прядильной способностью и окрашиваемостью, в поперечном сечении имеют неопределенную форму. Низкая себестоимость этих волокон объясняется тем, что они изготовляются из относительно дешевых материалов -- целлюлозы древесины, едкого натра и серной кислоты.

Вискозные волокна по внешнему виду бывают блестящие и матированные. Штапельные и жгутовые вискозные волокна могут быть суровыми и окрашенными в массе. Химические заводы выпускают волокна черного, синего, коричневого, серого и других цветов. Окраска вискозных волокон характеризуется большой равномерностью и прочностью. Текстильные изделия, выработанные из вискозных волокон, окрашенных в массе, не выгорают и длительное время имеют хороший внешний вид. Разрывная нагрузка вискозных волокон находится в пределах 0,029...0,055 Н. Обычно отечественные вискозные волокна имеют удельную разрывную нагрузку 150...250 мН/текс. Недостатком этих волокон является большая потеря прочности в мокром состоянии (на 50...60%).

Вискозные волокна перерабатывают в чистом виде и в смеси с натуральными волокнами. Пряжа и ткань, полученные из чистого вискозного волокна, обладают мягкостью и приятным оттенком.

В соответствии с действующими нормативно-техническими документами в зависимости от внешнего вида и физико-механических свойств различают три сорта вискозных волокон. Улучшение качества вискозного волокна должно идти в направлении повышения прочности, уменьшения неравномерности толщины и длины волокон, понижения их сминаемости и усадки, придания волокнам устойчивой извитости, расширения гаммы расцветок при крашении волокна в массе.

Полиэфирные волокна вырабатываются в виде жгута, штапельного волокна и нитей. Лавсан получают из продуктов переработки нефти и природного газа: диметилового эфира терефталевой кислоты и этиленгликоля.

Лавсановое волокно имеет круглое поперечное сечение. Штапельное волокно выпускается матированным или блестящим, суровым или окрашенным в массе, линейной плотностью 0,167...0,59 текс, длиной 32...120 мм.

Лавсановое волокно обладает высокой прочностью, термостойкостью, малой усадкой, стойкостью к светопогоде и солнечной радиации, хорошими упругими свойствами. В мокром состоянии прочность волокон не меняется, удлинение их соответствует удлинению шерсти. Однако эти волокна плохо поглощают влагу, что приводит к их высокой электризации, которая вызывает трудности при переработке в прядении и ткачестве. Эти волокна плохо окрашиваются при применении обычной технологии крашения. Их красят под высоким давлением.

Штапельные лавсановые волокна используют в смеси с шерстью, хлопком, льном и другими волокнами для выработки платьевых, сорочечных, костюмных и декоративных тканей, трикотажных изделий, искусственного меха и др. Эти волокна широко и эффективно применяются в текстильной промышленности благодаря тому, что обладают хорошей упругостью, высокой прочностью, имеют шерстистый вид и устойчивы к стирке, характеризуются относительно низкой себестоимостью.

Лавсановые волокна также используются для электрической изоляции, производства мешков, рыболовных сетей, веревок, канатов, тесьмы, швейных нитей, шнуров, лакированных лент для изоляции и обмотки якорей электродвигателей и др. В последнее время лавсановые волокна нашли применение в медицине: из них изготовляют искусственные кровеносные сосуды. Они используются также для изготовления синтетической кожи.

Полиакрилонитрильные волокна получают из полимеров и сополимеров акриловой кислоты (акрилонита). Эти волокна характеризуются высокой прочностью, объемностью, хорошей упругостью, шерстистостью, устойчивостью к воздействию погодных факторов и солнечной радиации. Поперечное сечение волокна нитрона имеет фасолевидную форму.

Штапельные нитроновые волокна используют в чистом виде и в смеси с хлопком, шерстью и вискозными волокнами. Из нитрона и его смесей вырабатывают разные платьевые и костюмные ткани, трикотажные изделия, мебельные и фильтровальные ткани, ковры и ковровые изделия, брезенты, транспортерные ленты для сельского хозяйства и горной промышленности, канаты, рыболовные снасти, ткани для фильтров и спецодежды. Из филаментных нитей изготовляют жаростойкие изделия, выдерживающие температуру до 1000°С. Стоимость нитрона значительно ниже, чем натуральной шерсти. Изделия из нитрона пушистые, имеют красивый внешний вид и высокую прочность.

Капроновые волокна и нити обладают высокой прочностью при растяжении, значительной упругостью и устойчивостью к истиранию и многократным изгибам. Эти волокна устойчивы к действию микроорганизмов, характеризуются малыми потерями прочности в мокром состоянии (не более 2,5 %). Недостатком этих волокон является пониженная гигроскопичность, малая устойчивость к действию света, плохая набухаемость в воде, что затрудняет процесс крашения.

Штапельные капроновые волокна используют в смесях с хлопком и шерстью для выработки платьевых и костюмных тканей. Добавление 10...15% капронового волокна к вискозному или к шерсти повышает устойчивость тканей к истиранию в 2...3 раза, а добавление до 20 % капронового волокна к хлопку повышает износоустойчивость основовязаного полотна, изготовленного из хлопко-капро-новой пряжи, в 2,5...3 раза.

В последние годы для производства ковровых изделий стали широко использоваться полиамидные волокна. Полиамидные волокна, обладающие малой плотностью (р = 1,14 кг/м³), дают возможность получать ковры с высокообъемным пушистым ворсом. В США освоен новый тип высокообъемных полиамидных нитей, которые обладают различной способностью поглощать красители, в результате чего получается эффектный узор на тафтинговых коврах. В СССР освоено производство высокообъемных комплексных нитей для тафтинговых ковровых изделий. Ковровые изделия, полученные из полиамидных тканей с губчатой пористой теплозвукоизоляционной пенолатексной, полихлорвинилхлоридной и пеноуретановой основой, заменяют паркет, линолеум и плиточные материалы.

Капроновые нити используют для изготовления чулочно-носочных изделий, тонкого трикотажного белья, крученых и кордных нитей, канатов, парашютов и других технических изделий. Из капроновых нитей изготовляют сетчатое основовязаное полотно для вибросит, используемых в нефтяной промышленности. Это полотно заменяет сетку из металлической проволоки. Срок службы капронового волокна в 3 раза выше срока службы проволочной сетки.

Поперечное сечение обычных химических волокон условно принимают круглым. Такая форма поверхности создает трудности при переработке волокон: получении качественной ленты, ровницы, пряжи. Ухудшается процесс вытягивания, образуется пилинг -- группы закатанных волокон на поверхности изделия. Для повышения качества продукции применяют профилирование волокна, в процессе которого они получают различную форму поперечного сечения: треугольника, многоугольника, звездочки и др.

Профилированные волокна обладают высокими эксплуатационными свойствами. Они легкие, пушистые, гигроскопичные. Их используют для выработки тканей, трикотажных и чулочных изделий. Изделия, изготовленные из профилированных волокон, характеризуются высокой объемностью, повышенными теплоизоляционными и другими свойствами, имеют красивый внешний вид. Расход профилированных волокон на изготовление тканей и трикотажа на 30...40 % ниже, чем волокон круглого сечения. Полые волокна имеют устойчивую извитость и высокую объемность, их плотность меньше (1 г/см³ вместо 1,14 г/см³). В связи с этим можно увеличить долю вложения полых капроновых волокон в смесь с шерстью до 30...40 % (вместо 10...15% неполых волокон), не опасаясь образования пилинга.

Штапельные химические волокна можно получить любой длины и толщины. Длину химических волокон обычно выбирают близкой к длине натуральных: в хлопкопрядении -- 32...44 мм; в аппаратном прядении шерсти -- 50...80; в тонкогребенном прядении шерсти -- 80... 100; в грубогребенном -- 100...120 мм, в шелкопрядении -- 100...120, в льнопрядении -- 100...120 мм. Целесообразно, чтобы длина химических штапельных волокон была несколько больше длины натуральных волокон.

В настоящее время исходя из специфики оборудования в хлопчатобумажной промышленности наиболее часто применяют химические волокна линейной плотностью 0,4...0,167 текс, в шерстяной-- 0,59...0,31 текс.

Вискозное волокно получают из природной целлюлозы. Его в основном вырабатывают из древесной целлюлозы и чаще всего из древесины ели. Вначале древесину превращают в щепу, которую затем варят со щелоком в закрытых котлах под давлением в течение суток. В процессе варки древесина теряет жесткость, примеси растворяются, а целлюлоза приобретает вид мелких волоконец. Затем волоконца отбеливают, промывают, высушивают до нормальной влажности и режут на листы, упаковывают в кипы и отправляют на заводы. На заводах искусственного волокна листы смешивают для получения однородной массы, подсушивают до нормальной влажности (8 %) и обрабатывают 18%-м раствором едкого натра. Целлюлоза набухает, низкомолекулярные фракции вымываются и образуется мерсеризованная (щелочная) целлюлоза:

[С₆Н₇O₂(ОН)з]n + NaOН -[С₆Н₇O₂(ОН)зОNа]n + nН₂O.

Для увеличения площади активной поверхности щелочную целлюлозу измельчают и направляют на предсозревание, которое длится 12...24 ч. На этой стадии при взаимодействии щелочной целлюлозы с кислородом воздуха происходит окислительная деструкция целлюлозы, укорочение длинных цепных макромолекул. В дальнейшем это обеспечивает получение растворов вискозы требуемой вязкости.

После предсозревания щелочную целлюлозу обрабатывают сероуглеродом в течение 2,5...3 ч при начальной температуре 18... 20 °С и конечной 25...27 °С и получают ксантогенат целлюлозы:

Ксантогенат целлюлозы растворяют в слабом (4 %-м) растворе едкого натра и получают вискозу, представляющую собой вязкую жидкость. Такая вискоза непригодна для формирования нитей и штапельных волокон. Она должна созреть, т. е. приобрести свойства, необходимые для их формирования. Кроме того, вискозу пропускают через фильтры-прессы для удаления комочков ксантогената, пузырьков воздуха и других примесей. После этого вискозу направляют на созревание. Созревание ее протекает в течение 24...40 ч при температуре 14...16°С.

2.2 Краткая характеристика ОАО «Гродно Химволокно»

Открытое акционерное общество «Гродно Химволокно» расположено в Северо - Западном регионе Республики Беларусь, в древнем и очень красивом городе Гродно на живописных берегах реки Неман, в 14 км от границы с Польшей, городе с богатой историей и давними традициями, где переплетено прошлое и настоящее.

История предприятия одного из крупнейших производителей полиамидных нитей и волокон - начинается 13 декабря 1971 года.

Гродненский завод синтетического волокна вступил в строй действующих в 1978 году, на то время производственные мощности предприятия позволяли производить 8 500 т химических нитей и волокон. На сегодняшний день мощности предприятия позволяют производить полиамида-6 более 50 тыс. тонн, химических волокон и нитей более 35 тыс. тонн.

В восьмидесятые - девяностые годы за предприятием прочно закрепился имидж «передового в СССР», а продукция считалась одной из самых качественных.

В настоящее время на ОАО «Гродно Химволокно» производство промышленной продукции и потребительских товаров осуществляется четырьмя производственными структурами:

производством полиамидной технической нити и кордной ткани;

производством кордных и капроновых нитей

цехом по производству пластических масс;

производством товаров народного потребления.

Работу производственных подразделений обслуживает и обеспечивает ряд вспомогательных цехов и подразделений. Общество обладает необходимыми транспортными и инженерными коммуникациями, развитой инфраструктурой.

На ОАО «Гродно Химволокно» постоянно проводится работа по совершенствованию действующих производств, освоению новой техники и технологии. Реализация проектов технического перевооружения с заменой морально и физически устаревшего оборудования позволяет обществу не только улучшить качество продукции, повысить ее конкурентоспособность, освоить новые виды продукции, но и снизить затраты на ее производство, обеспечивая получение прибыли.

Это позволяет обществу успешно закрепиться на ранее освоенных рынках и выходить со своей продукцией на новые рынки во многих регионах мира.

2.3 Организация производства на ОАО «Гродно Химволокно»

Полиамидная техническая нить

Производство полиамида-6 (ПА-6)

Гранулят ПА-6 выпускают на двух разных производствах - на линиях каскадного полиамидирования и на установке ф. «Циммер», технологический процесс которой соответствует лучшим мировым аналогам.

В 2006 году вводится в эксплуатацию линия по производству гранулята ПА-6 мощностью 22-25 т/сут., качество которого на уровне выпускаемого по технологии ф. «Циммер».

Существующая технология производства позволяет получать высококачественный однородный гранулят ПА-6 термостабилизированный и нетермостабилизированный с широким диапазоном вязкости от 2,6 до 3,2, который предназначен для производства химических волокон и нитей, композиционных материалов с различными свойствами (ударопрочные, морозостойкие, водостойкие, трудногорючие).

Высокая технология применяемая на установке ф. «Циммер» позволяет производить гранулят ПА-6 высоковязкий от 3,25 до 3,45, что дает возможность его применения в производстве пленок и посуды, находящихся в контакте с пищевыми продуктами. Разрешение на применение ПА-6 в контакте с пищевыми продуктами подтверждено гигиеническим сертификатом.

Производство нити полиамидной технической

Производство нити полиамидной технического назначения осуществляется по гранулятной схеме традиционной технологии и на агрегатах совмещенного формования, вытягивания и намотки ф. «Циммер» и «Бармаг» (Германия).

Оборудование и технология обеспечивают выпуск широкого ассортимента нитей полиамидных предназначенных для производства: кордных тканей; конвейерных лент; резинотехнических изделий; тарных тканей; сетеснастных изделий, в том числе сетей, канатов, веревок и т. п, товаров народного потребления, включая изделия для дома, отдыха, спорта:

высокопрочную светотермостабилизированную (показатель светостойкости 80-85% после 30 суток облучения) отбеленную нить с удельной разрывной нагрузкой не менее 82 мН/дтекс для производства сетеснастных изделий;

светотермостабилизированную нить с удельной разрывной нагрузкой не менее 85 мН/дтекс для производства кордной и технических тканей;

нить, окрашенную в массе.

Для производства нити технического назначения используется технологическая схема производства нити путем плавления гранулята («традиционная» технология), которая позволяет производить нить линейных плотностей от 935 до 1870 дтекс с удельной разрывной нагрузкой не менее 66 мН/дтекс (суровую) и окрашенную в массе.

На современном оборудовании - крутильной машине двойной крутки производства фирмы «Алма Заурер», Германия производится нить высокопрочная крученая структур (93,5 текс; 144 текс; 187 текс) в один, два и три сложения; диапазон крутки - 36-500 кручений/метр. Нить крученая используется для производства технических тканей; сетеснастных изделий.

Производство ткани кордной капроновой

Ткань кордная производится из технических ПА нитей и обладает следующими характеристиками:

высокая прочность;

усталостная выносливость;

упругость;

хорошая адгезия к резине.

Проведенная в 1997-2000 гг. модернизация отечественного оборудования и совершенствование имеющейся технологии позволили значительно улучшить качество нити и организовать наработку эксклюзивных типов кордных тканей со сниженной поверхностной плотностью взамен серийных.

Начатое в 2002 году техническое перевооружение текстильной части производства с вводом в эксплуатацию высокоскоростных ткацких станков ф. «Пиканол Гюне», «Дорнье» и крутильных машин ф. «Ритер ИЦБТ» вывело производство кордной ткани на новый качественный уровень.

Проведенное техническое перевооружение: закупка и освоение оборудования фирмы «Циммер» для получения высоковязкого полиамида-б. машин совмещенного формования, вытягивания и намотки нити фирм «Циммер» и «Бармаг», а также замена устаревшего текстильного оборудования на современное высокотехнологичное (крутильные машины фирмы «Rieter» и пневматические ткацкие станки фирм «Picanol -Guenne», «Дорнье») позволяет ОАО «Гродно Химволокно» производить высокопрочную бесшовную кордную ткань различных марок. Кроме того освоение указанного оборудования позволяет осуществлять наработку рулонов кордной ткани диаметром до двух метров, тем самым значительно увеличив длину ткани в рулоне.

Новым направлением стратегического развития ОАО «Гродно Химволокно» является организация в 2006 году производства высокомодульной низкоусадочной полиэфирной нити (HMLS) и в 2007 году - полиэфирного шинного корда на ее основе, который является армирующим материалом для легковых и легких грузовых шин. Шины с полиэфирным кордом обладают хорошей износостойкостью, топливной экономичностью, низким шумообразованием.

Для завершения процесса производства кордной ткани (полиамидной и полиэфирной) в 2006 году планируется ввод в действие установки пропитки и обработки.

Нить полиамидная текстурированная жгутовая (BCF)

Нить полиамидная жгутовая текстурированная (BCF) предназначена для производства тафтинговых напольных покрытий, обивочных, декоративных материалов и других изделий. Производится по совмещенной технологии формования, вытягивания, текстурирования и намотки на агрегате ф. «Микрофил».

Оборудование и технология производства предприятия позволяют производить нити полиамидные текстурированные жгутовые окрашенные или неокрашенные, от 130 текс до 180 текс, профилированного сечения, антистатичные.

Преимущество применения полиамидных нитей при изготовлении напольных покрытий состоит в том, что по сравнению с полипропиленовыми волокнами, капроновые сохраняют свой первоначальный вид в течение длительного времени и имеют высокую устойчивость к истиранию.

3. Технология производства основных видов химических волокон и нитей

3.1 Целлюлозные волокна и нити

В последние годы роль целлюлозных волокон возросла, особенно для нашей республики. Значительный удельный вес в использовании целлюлозных волокон обусловлен следующими их преимуществами: доступностью исходного сырья и сравнительно невысокой его стоимостью; высоким техническим уровнем вискозного производства и в перспективе внедрением в широких масштабах сокращенных технологических процессов получения вискозных нитей; возможностью получения высокопрочных вискозных нитей, обладающих повышенными эксплуатационными свойствами; высокими гигиеническими свойствами вискозных волокон, не уступающими натуральным.

Несмотря на преимущество целлюлозных волокон в отношении сырьевой базы, современные технологии их получения порождают проблему защиты окружающей среды, для чего требуются дополнительные производственные расходы. Поэтому, несмотря на имевший место вискозный бум в начале 1990-х гг., в Западной Европе не создавались новые установки, а вместо этого были лишь максимально загружены существующие мощности.

Вискозные волокна и нити. Вискозное волокно является самым распространенным среди искусственных. Исходным сырьем для его производства служит целлюлоза, выделяемая, как правило, из древесины и коротковолокнистого хлопка.

Целлюлоза относится к классу углеводов, элементарным звеном в макромолекуле которой является остаток глюкозы циклического строения. Целлюлоза искусственных волокон в отличие от целлюлозы природных волокон имеет упорядоченную структуру, меньшую молекулярную массу, большие межмолекулярные расстояния и несколько иное расположение отдельных звеньев в цепи. По структурной модификации ее относят к гидратцеллюлозе.

Целлюлоза для производства волокон должна обладать способностью переходить из твердого состояния в вязкотекучее для получения прядильного раствора при формировании волокон.

Для получения окрашенных и матированных вискозных волокон в раствор вводят красители или двуокись титана. После растворения вискоза подвергается подготовительной обработке: смешиванию отдельных партий, фильтрации, обезвоздушиванию. При фильтрации (двух- или трехкратный пропуск вискозы под большим давлением через плотные хлопчатобумажные ткани и вату на рамных фильтрпрессах) происходит удаление нерастворившихся частиц ксантогената, целлюлозных волоконец, прочих примесей. При обезвоздушивании удаляются пузырьки воздуха, который был внесен во время перемешивания и растворения ксантогената целлюлозы. Этот процесс основан на вскипании целлюлозы под вакуумом. Во время выполнения подготовительных операций вискоза окончательно созревает. Созревание -- комплекс химических процессов, протекающих при продолжительном выдерживании вискозы (в течение 16-20 часов при температуре 14-16 °С). Созревание сопровождается изменением вискозы: сначала вязкость уменьшается до минимума, а затем возрастает. В итоге вискоза коагулирует.

Цель процесса формования вискозных нитей -- выделение из раствора полимера нитей бесконечной длины. Эта стадия оказывает существенное влияние на морфологию и свойства получаемых волокон. Вискозные волокна формуют мокрым способом в четырехкомпонентной осадительной ванне (серная кислота, сульфат натрия, сульфат цинка и вода). Прядильный раствор попадает в осадительную ванну через фильтры в виде тончайших струек. Под действием компонентов ванны происходит коагуляция этих струек и омыление ксантогената с образованием гидратцеллюлозного волокна.

Макромолекулы ксантогената целлюлозы и их пучки (фибриллы) в образовавшемся в осадительной ванне волокне расположены хаотично, вследствие чего такое волокно имеет низкие показатели физико-механических свойств. Поэтому в процессе формования волокна подвергаются вытяжке. Фильерная вытяжка происходит вследствие превышения скорости приема волокон на паковку над скоростью выхода их из фильеры. Благодаря этому наблюдаются утонение сформованных волокон и частичная ориентация макромолекул. Для получения упорядоченных и высокопрочных вискозных волокон, кроме фильерной, проводят ориентацион-ную вытяжку. С этой целью свежесформованное волокно сразу же после формования и выхода из осадительной ванны подвергается дополнительной (ориентационной) вытяжке. Волокна проходят через специальные пластификационные ванны (обработка горячей водой) и вытягиваются с помощью дисков. Обычно волокна вытягивают на 30-35 % от первоначальной длины. Наиболее перспективной считается многоступенчатая вытяжка с промежуточной релаксацией, при которой вытяжка осуществляется непрерывно с одновременным разложением ксантогената.

В настоящее время известны следующие способы формования вискозных нитей: центрифугальный, непрерывный, бабинный. Каждому из них соответствует определенный тип машины. Бабинные машины считаются устаревшими. В центрифугальных машинах сформированная нить после выхода из фильеры заправляется в два прядильных диска (тянущий и вытягивающий), благодаря разности скоростей их движения осуществляется ориентационная вытяжка нити до 10-30 % . Нить, сходящая с вытягивающего диска, заправляется в стеклянную воронку и попадает в центрифугу. Под действием центробежной силы нить отлетает от воронки к стенкам кружки центрифуги. Воронка совершает плавное возвратно-поступательное движение вверх и вниз и равномерно раскладывает нить по высоте кружки. Нити сообщается крутка 85-100 витков на 1 м за счет разности скоростей стенки кружки и наматывания. Центрифугальные машины сложны, малопроизводительны. Получаемая нить нуждается в дополнительной обработке, что требует значительных затрат ручного труда.

Машины непрерывного способа формования нити (типа ПНШ) имеют более высокую производительность, лучшее качество нитей, большую массу выходящей паковки. Кроме того, они исключают необходимость в установке оборудования для отделки, сушки и текстильной обработки нитей. Вискоза зубчатым насосом подается через свечевой фильтр к находящейся в осадительной ванне фильере. Сформированная нить поступает на парные цилиндры, нижний из которых погружен в довосстановительный раствор, близкий по составу к осадительной ванне. Регенерированная нить промывается горячей водой. В результате такой обработки нить не содержит поверхностной серы и значительно лучше перерабатывается при изготовлении текстильных изделий. Далее нить передается на отделочный цилиндр, сушится на парных цилиндрах, получает необходимую крутку на веретене и наматывается на паковку.

Модифицированные вискозные волокна и нити. Структуру вискозных волокон изменяют путем химической обработки в процессе формования и прядения. Их качество может быть улучшено также за счет придания волокнам устойчивой извитости, производства полых волокон, волокон с чешуйчатой поверхностью, матированных и полуматированных, путем прививки полимеров, повышением коэффициента полимеризации и кристалличности.

Высокопрочные кордовые нити получают методом структурной модификации: значительным вытягиванием свежесформованной нити, находящейся в пластическом состоянии. Их отличает устойчивость к действию многократных деформаций, относительная разрывная нагрузка -- 40-45 сН/текс (у обычных вискозных нитей 14-18 сН/текс).

Высокопрочные и высокомолекулярные штапельные волокна (ВВМ волокна) также получают методом структурной модификации по различным технологическим схемам. Такие волокна формуют из вискозы, в состав которой вводят модификаторы (полиэтиленгликоль) для обеспечения однородности структуры. Регенерация целлюлозы проходит в мягких условиях при низких температурах осадительной ванны (30-35 °С), а ориентационная вытяжка производится при высокой температуре пластификационной ванны (95 °С). Благодаря этим особенностям ВВМ имеют более крупнокристаллическую структуру и отличаются механическими свойствами от других видов вискозных волокон. Характерные свойства: высокая прочность в сухом и мокром состояниях, пониженное удлинение, высокое значение начального модуля (в 2-3 раза выше в сухом и в 10-20 раз в мокром виде, чем у обычных вискозных волокон), повышенная устойчивость к деформации (в 8-10 раз превышает вискозное волокно).

Отечественной промышленностью освоен выпуск хлопкоподобных вискозных волокон -- полинозного, сиблона, мтилона и др.

Ацетатные волокна и нити. Особенность ацетатного волокна заключается в том, что его получают из сложного уксусного эфира целлюлозы -- ацетата целлюлозы. Ацетатные волокна могут вырабатываться двух видов: диацетатное (ацетатное) и триацетатное. Хлопковую или облагороженную древесную целлюлозу, содержащую не менее 97 % а-целлюлозы, обрабатывают уксусным ангидридом с использованием в качестве катализатора серной кислоты. В результате образуется триацетат целлюлозы, который растворяется в метиленхлориде. Его используют для получения триацетатного волокна. При частичном омылении триацетата целлюлозы получают диацетат целлюлозы, который растворяется в ацетоне. Его применяют для получения диацетатного волокна.

Процесс приготовления прядильного раствора состоит из следующих основных операций: смешивание ацетилцеллюлозы (триацетата или диацетата), ее растворение, тщательная фильтрация на фильтрпрессах и обезвоздушивание.

Формование ацетатных волокон осуществляется из растворов сухим и мокрым способом. Комплексные текстильные нити, как правило, формуют сухим способом, а штапельные волокна -- сухим и мокрым. Так как ацетатные волокна термопластичны, применяется метод их формования и из расплава.

Выходящие из фильеры струйки раствора попадают в шахту, куда подается сухой подогретый воздух. Летучие растворители быстро испаряются, и волокна затвердевают. Выходящие из прядильной шахты нити проходят ните проводник и обрабатываются безводным замасливателем для снятия электростатических зарядов и придания нити мягкости и эластичности. Текстильная обработка заключается в кручении, перематывании на бобину, сортировке и упаковке. Диацетатные нити формуют сухим способом, который исключает отдельные операции.

Медно-аммиачные волокна и нити. Медно-аммиачные волокна состоят из регенерированной целлюлозы. Они относятся к гидратцеллюлозным волокнам. Их получают из растворов комплексного соединения целлюлозы и куприамингидрата.

Объем производства медно-аммиачных волокон составляет около 1 % мирового выпуска химических волокон. При его изготовлении хлопковую или облагороженную древесную целлюлозу растворяют в медно-аммиачном растворе. Первая осадительная ванна заполнена водой, вторая -- 2-3-процентным раствором серной кислоты, в которой происходит регенерация гидратцеллюлозного волокна в результате разложения молекулярного медно-целлюлозного соединения. Формование осуществляется мокрым двухванным способом: полученное волокно промывают раствором серной кислоты, удаляют остатки меди, снова промывают, подвергают мыловке и сушат. Для получения коротких волокон выходящие из второй ванны волокна поступают на транспортер, собираются в жгут, а затем подвергаются отделке и резке на штапельки. При обработке коротких волокон раствором кислоты им придается извитость.

При выработке медно-аммиачных волокон не проводят пластификационное вытягивание. Вследствие этого разрывная нагрузка волокон небольшая -- всего 11-16 сН/текс; удлинение составляет 12-16 % ; в мокром состоянии прочность понижается до 40-50 %, а удлинение заметно возрастает. В воде при температуре 95 °С медно-аммиачные волокна дают усадку до 6,5 %; гигроскопичность в нормальных климатических условиях составляет 12,3-13,5 %; плотность волокон -- 1,50-1,53 г/см³. По остальным показателям медно-аммиачное волокно не отличается от вискозного.

Медно-аммиачным волокнам свойственна однородная структура. На его поверхности отсутствует ориентированная оболочка. Волокна имеют умеренный блеск, быстро и равномерно окрашиваются.

Медно-аммиачные волокна находят разнообразное применение. Чаще всего они применяются для изготовления плательных тканей, нижнего белья, основовязанного трикотажного нижнего белья. Высокая тонина элементарного волокна придает тканям особую мягкость и хорошую драпируемость. Штапельное волокно используется в смеси с шерстью для изготовления шерстяных тканей и ковров.

3.2 Синтетические волокна и нити

По сравнению с искусственными производство синтетических волокон имеет ряд особенностей:

¦ их выработке предшествует синтез исходных полимеров;

¦ получение искусственных волокон сопровождается некоторым изменением свойств и очисткой от посторонних примесей готового природного полимера;

¦ перевод синтетических полимеров в вязкотекучее состо,-яние возможен не только растворением, но и расплавлением;

¦ формование синтетических волокон происходит без химического изменения полимера;

¦ для улучшение механических свойств синтетических волокон применяется их вытягивание (в 4-20 раз от начальной длины);

¦ все синтетические волокна (кроме тефлона) термопластичны, и для снижения усадки, увеличения удлинения, улучшения равномерности структуры подвергаются термофиксации;

¦ формование и последующая обработка синтетических волокон позволяют в широких пределах изменить их механические свойства.

Для производства синтетических волокон используются низкомолекулярные вещества (фенол, бензол, этилен, пропилен и др.), получаемые путем переработки природного сырья -- нефти, газа, каменного угля и т.д. Для превращения мономеров в полимеры прибегают к синтезу. Основные реакции синтеза полимеров -- полимеризация и поликонденсация.

В зависимости от особенностей химического строения полимеров синтетические волокна подразделяются на гетеро-цепные и карбоцепные. К гетероцепным относятся волокна, макромолекулы которых, кроме атомов углерода, содержат в основной цепи кислород, азот и другие элементы (полиамидные, полиэфирные, полиуретановые волокна). Полимеры для производства гетероцепных волокон получают путем поликонденсации, а формование волокон осуществляют из расплавов. К классу карбоцепных относятся синтетические волокна, макромолекулы которых содержат в основной цепи только атомы углерода: полиакрилонитрильные, поливи-нилхлоридные, поливинилспиртовые, полиолефиновые, фторсодержащие. При их производстве полимер получают цепной полимеризацией, а волокно формуется из растворов (реже из расплавов).

Полиамидные волокна и нити. Полиамидные -- это синтетические волокна, получаемые из линейных полимеров, макромолекулы которых содержат амидные и метиленовые группы.

Известно несколько видов полиамидных волокон, получаемых из различных полиамидов.

Поликапроамидные волокна вырабатываются из полимера поликапроамида, синтезированного из мономера -- капролактама. Они выпускаются под различными названиями: капрон (СНГ), дедерон, перлон (Германия), силон (Чехия), найлон (США).

Полигексаметиленадипамидные волокна вырабатывают из полимера, синтезированного из гексаметилендиамина и адипиновой кислоты. Их торговые названия: анид (СНГ), найлон 6,6 (США, Великобритания, Италия).

Полиэнантоамидные волокна -- энант (СНГ), найлон 7 (США) -- получают из полиэнантоамида -- полимера, синтезированного из аминоэнантовой кислоты.

Технологический процесс производства полиамидных волокон разнообразных видов существенных различий не имеет. Он включает три основных этапа: синтез полимера; формование волокна; вытягивание и последующая обработка волокна.

...