PolyTHF: włókna BASF do zimowej odzieży

Koncern BASF wprowadza na rynek syntetyczne włókna wykorzystywane m.in. do odzieży wykorzystywanej przy uprawianiu sportów zimowych. Włókna ze specjalnym dodatkiem PolyTHF zachowują elastyczność, co ma niebagatelne znaczenie przy tworzeniu ubrań stosowanych w niskich temperaturach.

– Aby ubranie wytrzymywało zarówno zimno, jak i gwałtowne ruchy i pocenie się sportowców, wymaga ono włókien syntetycznych o specjalnych właściwościach - Dieter Rodewald z firmy BASF wyjaśnia powody stosowania włókien PolyTHF i walory jakie przynoszą one tworzonej przy ich udziale odzieży. - Włókna elastanu z półproduktu PolyTHF idealnie spisują się w ekstremalnych warunkach. Tekstylia są przepuszczalne dla pary wodnej. Nawet w lodowatych temperaturach pozostają tak elastyczne i giętkie, że wydaje się, jakby materiał ten był drugą skórą. Dawno temu ludzie mogli tylko pomarzyć o takich materiałach. Gdy ktoś w wełnianym swetrze, zamszowych spodniach i futrzanej kurtce odważył się wyjść na śnieg, to po pewnym czasie zamarzały mu nie tylko palce, ale także ubrania. Naturalne włókna twardniały, a spodnie robiły się sztywne jak deska. Dopiero wynalezienie włókien syntetycznych w latach 30. ub. wieku przyczyniło się do rozwiązania tych problemów.

Włóknom elastanu znanym jako spandex, niestraszne są mróz i wilgoć. Sam elastan jest składnikiem dużej części odzieży, m.in. skarpet, kalesonów i legginsów, swetrów, podkoszulków i podszewek kurtek. Włókna elastanu mieszane są w materiałach zawsze z innymi włóknami, np. z niegniotącymi się i odpornymi na rozdarcie włóknami poliamidowymi. Włókna elastanu występują w wielu wariantach, choćby w strojach kąpielowych lub odzieży wierzchniej. Przy czym im bardziej rozciągliwa ma być tkanina, tym więcej PolyTHF powinny zawierać włókna elastanu.

Z wielkiej elastyczności włókien elastanu najchętniej korzystają producenci odzieży sportowej. Ubranie wykonane z tkanin zawierających elastan nawet przy ekstremalnych ruchach dobrze leży na ciele. Włókna elastanu mogą rozciągać się siedmiokrotnie w stosunku do pierwotnej długości. Ponadto włókna te trwale zachowują swój kształt.

Oznacza to, że wykazują one ekstremalną elastyczność i po każdym rozciągnięciu wracają do pierwotnego kształtu i to nawet wtedy, gdy na zewnątrz jest zimno. Pocenie się podczas jazdy na nartach wymaga włókien, którym nie szkodzi wilgoć. Także tę zaletę posiada PolyTHF. Ułożenie atomów w cząsteczkach PolyTHF czyni je trudnymi do strawienia dla drobnoustrojów. Dlatego mikroorganizmy, takie jak roztocza, unikają włókien elastanu. Jest to szczególnie ważne dla alergików.

Warto wiedzieć, że ok. 70 proc. wytwarzanego przez BASF surowca PolyTHF stosowane jest w przemyśle włókienniczym. Jednak z surowca tego powstają także węże i folie o wysokiej odporności na ścieranie. Przemysł motoryzacyjny używa go głównie na koszulki do kabli i folie na deski rozdzielcze. Innym ważnym zastosowaniem tego materiału jest układanie torów.

Trwała elastyczność tworzyw sztucznych na bazie PolyTHF okazuje się idealną cechą w produkcji jeszcze odporniejszych mat do podłożenia pod tory, których zadaniem jest tłumienie drgań i wstrząsów. Skutki: mniejsze zużycie i mniejszy hałas przejeżdżających pociągów. Poza tym PolyTHF jako istotny składnik elastomerów poliuretanowych stosowany jest w kółkach deskorolek i łyżworolek, charakteryzujących się długą żywotnością.

Na koniec kilka słów o chemicznej budowie PolyTHF.

Jest to polimer, makrocząsteczki składające się z wielu podjednostek. Biały PolyTHF stosowany w przemyśle tekstylnym ma w temperaturze pokojowej konsystencję wosku. Podstawowym surowcem do produkcji tego polimeru jest 1,4-butanodiol, z którego przy udziale katalizatora tworzony jest cykliczny tetrahydrofuran (THF). Ten polimeryzowany jest następnie do glikolu polioksytetrametylenowego (PTMEG), nazywanego także PolyTHF.

Co natomiast decyduje o dużej rozciągliwości tych włókien?

Powodem tego jest ich struktura molekularna – elastan składa się z kopolimerów blokowych. Po bogatym w PolyTHF bloku elastycznym następuje nieelastyczny, sztywny blok. W ten sposób powstają sztywne, twarde segmenty i elastyczne miękkie segmenty. Twarde segmenty przyciągają się wzajemnie, cechując się dużą spójnością. Wiązania wodorowe tworzą stałe punkty wzajemnych połączeń pomiędzy poszczególnymi makrocząsteczkami, które są trudne do przerwania. To nadaje włóknom ich strukturę.

Miękkie segmenty składają się głównie z PolyTHF. Między nimi oddziałują tylko niewielkie siły przyciągania, które mogą być umieszczone zarówno w formie skłębionej, jak i rozciągniętej, przez co nadają one włóknu elastyczność gumki. Struktury polimerów można sobie wyobrazić jako ekspander -przyrząd gimnastyczny do rozciągania. Uchwyty ekspandera odpowiadają punktom węzłowym twardych segmentów, taśmy są odpowiednikiem segmentów miękkich. Gdy ciągnie się włókno, miękkie segmenty są wyciągane i włókno pozwala się rozciągać wzdłuż. Gdy włókno jest rozciągane, segmenty miękkie układają się równolegle. Ten rozciągnięty stan jest jednak mało stabilny. Dlatego miękkie segmenty zawsze starają się wrócić do stanu „skłębionego” – włókno ponownie się kurczy i po rozciągnięciu wraca do pierwotnego kształtu.