Prerada sintetičkih vlakana

1. UVOD
Nafta je tečna do polučvrsta prirodna supstanca koja se nalazi se u zemljinoj kori. Sastavljena je pretežno od smjese brojnih ugljovodonika a može da sadrži i sumporne, azotove i kiseonične organske spojeve i u vrlo malim udjelima određene količine teških metala. Najčešće je smeđe-zelene do smeđe-crne boje. Nafta se dobija bušenjem zemljine kore do njenih ležišta, posebnim postupcima i uređajima do dubina od čak nekoliko hiljada metara, prevozi se cjevovodima, tankerima ili autocisternama i prerađuje u rafinerijama, frakcionom destilacijom i drugim hemijskim procesima. Najvažniji naftni proizvodi su motorni benzini, dizelska goriva, goriva za avione, mlazna goriva, tečni naftni gas, loživa ulja, maziva ulja i petrohemijske sirovine. Naziv nafta je persijskog porijekla, nastao od glagola nafata (znojiti se, znoj zemlje). Od većeg broja teorija o postanku nafte, danas je uglavnom zastupljena ta da je nafta nastala od ostataka organskih supstanci taloženih u zemljinim slojevima, biljnog i životinjskog porijekla, posebno od algi i mikroorganizama kao planktona i bakterija koji se vrlo brzo razmnožavaju. Za nastajanje ugljovodonika iz tog mulja najvažniji su bili procesi uz bakterijsko i katalitičko djelovanje pri povišenim temperaturama i pritiscima. Bakterije i enzimi pospješuju promjene organskih supstanci u proizvode sa većim omjerom ugljenika i vodonika, a pritom nastaju i velike količine metana (prirodni gas). Nafta je jedna od rijetkih sirovina koja se upotrebljava već nekoliko hiljada godina a zapisi o njenoj primjeni postoje još iz Egipta, Persije, Kine, za rasvjetu, podmazivanje i balzamiranje. U periodu srednjeg vijeka nafta je „zaboravljena“ a moderna proizvodnja počela je tokom industrijske revolucije, kada je proradila prva bušotina na dubini od 21m, 1859.godine u Pensilvaniji. Otad su pronađena mnoga nalazišta i proizvodnja je postupno rasla, uz razvoj tehnoloških procesa i primjene. Potrošnja je naročito porasla nakon otkrića motora sa unutrašnjim sagorijevanjem. Svjetska proizvodnja i potrošnja nafte uzrokovana je ponajprije energetskim potrebama, a zatim i potrebama petrohemijske industrije. Razvitak u proizvodnji nafte uslovljen je njenom potrošnjom i u prošlosti on nije bio ravnomjeran. Nafta je neobnovljivo, fosilno gorivo i prema tome ograničene dostupnosti. Međutim, još dugo vremena biće glavni izvor energije i to otkrivanjem novih izvora, otkrivanjem novih postupaka vađenja iz postojećih izvora i poboljšanim procesima prerade. Pored osnovnih naftnih proizvoda u poslednje vrijeme povećana je potreba za proizvodnjom sintetičkih vlakana jer prirodna ne mogu da zadovolje potrebe savremenog tržišta. U sadašnjosti se teži tome da se nafta više koristi za proizvodnju nekih krajnjih proizvoda a ne samo kao fosilno gorivo već da se u mnogome poveća njeno iskorištenje i da se dobiju proizvodi primjenjivi u mnogim oblastima. Industrija se dosta razvila pronalaskom polimernih materijala i sintetičkih vlakana na njihovoj bazi što je omogućilo napredak u mnogim poljima proizvodnje.
Vlakna su čvrsti materijali koje karakteriše izuzetno velika dužina u odnosu na dijametar. Mogu biti proizvedena iz prirodnih supstanci kao što je silk, vuna, pamuk ili izvedeni iz prirodnih vlakana kao što je vještačka svila. Oni takođe mogu biti sintetizovani iz određenih monomera polimerizacijom (sintetička vlakna). U osnovi, polimeri sa visokim tačkama topljenja, visokom kristalnošću, umjerenom termičkom stabilnošću i zateznom čvrstoćom su odgovarajući za proizvodnju vlakana. Ručno pravljena vlakna uključuju, u dodatku sintetičkim vlaknima, ona dobijena iz celuloze (pamuk, vuna) ali modifikovana hemijskim tretmanom kao što je vještačka svila, celofan i celulozni acetat. Oni se ponekad nazivaju „regenerisana celulozna vlakna“. Vještačka svila i celofan imaju kraće lance od originalne celuloze zbog degradacije baznim tretmanom.
1.1 Podjela vlakana

Vlakna se dijele u dvije glavne grupe: prirodna i sintetička (industrijski proizvedena). U prirodna vlakna se ubrajaju pamuk, svila, vuna, konoplja i njih nije potrebno posebno opisivati jer su široko poznata. Možda je razlog u tome što su na tržištu puno duže prisutna od vještačkih vlakana. Pamuk se, na primjer upotrebljivao i u predistorijsko doba, prema nekim podacima čak i 5000 godina p.n.e. Vještačka vlakna prvi put susrećemo tek krajem 19. vijeka, kada je proizvedena tzv. vještačka svila (danas poznata pod nazivom rajon). Industrijski proizvedena vlakna se dijele u dvije kategorije: regenerisana vlakna i sintetička vlakna. Regenerisana vlakna su dobijena preradom iz prirodnih sirovina, na primjer celuloze, dok su sintetička vlakna proizvedena isključivo hemijskim putem. Sintetička vlakna su obično puno čvršća nego prirodna i regenerisana vlakna.

Sintetička vlakna- vlakna koja se proizvode tehnološkim postupkom, nazivaju se i vještačkim vlaknima, za razliku od prirodnih, koja postoje u nekim biljkama i životinjama pa ih je dovoljno samo izdvojiti i preraditi za tekstilnu primjenu. Sintetička vlakna mogu biti filamentna, tj. velike (neograničene) dužine, i vlasasta, tj. male dužine kakvu ima većina prirodnih vlakana. Sintetička vlakna proizvode se od prirodnih i sintetičkih organskih polimernih supstanci te od neorganskih supstanci. Oblikovanje i proizvodnja sintetičkih vlakana (osim onih od neorganskih supstanci) odvija se po istoj šemi. Čvrsti polimerni materijal, građen od velikih linearnih makromolekula, prevodi se zagrijavanjem ili otapanjem u tečnu fazu i protiskuje kroz uske otvore, mlaznice, u medijum za očvršćavanje, pri čemu se stvaraju tanke niti – vlakna. Očvrsle niti iz jedne ili više mlaznica sjedinjuju se u filamentnu pređu (s unaprijed određenim brojem niti) ili u kabl (s neodređenim brojem od više hiljada niti), iz kojih se rezanjem dobijaju vlasasta vlakna željene dužine. Postupak prerade otopljenog polimera u vlaknastu materiju naziva se hemijsko ispredanje (iz rastvora i iz rastopa). Nakon ispredanja nastavlja se naknadna obradba – istezanje, termofiksiranje, upredanje, nanošenje sredstava kojima se u vlaknima postiže odgovarajuća struktura i neophodna upotrebna svojstva. Neka se hemijska vlakna ne mogu ispredati tim uobičajenim postupcima pa je razvijeno ispredanje iz suspenzije (npr. neorganskih supstanci u rastvoru polimera). Za novija, visokokvalitetna vlakna razrađeni su proizvodni postupci koji ne uključuju ispredanje kroz mlaznicu.