Добування штучних волокон.

ПЛАН

1. Поняття про штучні волокна.
2. Добування штучних волокон.
3. Хімічна основа виробництва штучних волокон.
4. Ацетатне волокно.

 

1. Поняття про штучні волокна.

З давніх часів люди широко використовують при­родні волокнисті матеріали для виготовлення одягу та різних виробів домашнього вжитку. Одні із цих матеріалів мають рослинне походження й склада­ються із целюлози, наприклад льон, бавовна; інші — тваринне походження й складаються з білків, напри­клад вовна, шовк.

Хімічні волокна формуються із органічних полімерів. Розрізняють: · штучні волокна які дістають з природних полімерів, гладкої обробленої целюлози та її ефірів, · синтетичні волокна, які дістають з синтетичних полімерів. До хімічних волокон також відносять волокна з неорганічних полімерів, наприклад (скляне волокно і борне волокно).В промисловості штучне волокно виготовляють у вигляді – штапельних волокон, довжиною 35–120 мм, джгутиків, комплексних ниток, монониток.В 60–70 рр. були створені штучні волокна із полімерів з синтетичними особливостями (термостійкі волокна, вуглеводневі волокна, фтороволокна).Штучне волокно формується із відфільтрованих і дегазорованих розчинів. Штапельне волокно і джгути, перероблене в чистому вигляді, в суміші з другими штучними волокнами, призначені для виготовлення тканини, трикотажу, нетканих матеріалів. Джгутики використовують для прикрашення килимів.Із текстильних комплексних ниток виготовляють трикотаж.Волокно з специфічними особливостями служить для виготовлення спецодягу, тепло- і електризації, фільтрів. Промисловість штучних волокон особливо синтетичних, розвивається швидкими темпами.

Незрідка штучні волокна використовують не у вигляді довгих ниток (шовку), а у вигляді штапе­лю — різаних некручених волокон завдовжки в кіль­ка сантиметрів. Штапель можна використовувати для спільного прядіння з іншими волокнами, напри­клад з вовною.

 

Добування штучних волокон.

У ролі вихідного природного полімеру для добуван­ня штучних волокон беруть целюлозу, виділену з дере­вини, або бавовняний пух, що залишається на насінні бавовнику після того, як з нього знімуть волокна ба­вовни.

Для того щоб розташувати лінійні молекули полі­меру вздовж осі утвореного волокна, насамперед їх слід відокремити одне від одного, зробити рухливи­ми, здатними до переміщення. Цього можна досягти розплавленням полімеру або його розчиненням. Розплавити целюлозу неможливо: при нагріванні вона руйнується. Отже, треба шукати можливість розчи­нення целюлози.

Цього можна досягти шляхом її хімічної обробки. Целюлозу обробляють оцтовим ангідридом у присут­ності сульфатної кислоти (оцтовий ангідрид — більш сильний естерифікаційний засіб, аніж оцтова кисло­та).

Продукт естерифікації — триацетат целюлози роз­чиняють у суміші дихлорметану СН₂С1₂ та етилового спирту. Утворюється в'язкий розчин, в якому моле­кули полімеру вже можуть переміщатися й набувати того чи іншого потрібного порядку.

З метою добування волокон розчин полімеру про­давлюють через фільєри, які являють собою металеві ковпачки із численними отворами. Утворювані тонкі струмені розчину опускаються у вертикальну шахту заввишки приблизно 3 м, через яку проходить нагріте повітря. Під дією теплоти розчинник випаровується, і три­ацетат целюлози утворює тонкі довгі волоконця, які потім скручують у нитки для подальшої переробки. При проходженні через отвори фільєри макромолеку­ли, як колоди при сплаві по вузькій річці, починають вишиковуватися вздовж струменя розчину. У про­цесі подальшої обробки розташування макромолекул у них стає ще більш упорядкованим. Це призводить до великої міцності волоконець й утворених ними ниток.

У промисловості добувають волокна і тим, і ін­шим способом. Волокна, добуті переробкою природ­них полімерних матеріалів, називають штучними, а добуті із синтезованих полімерів — синтетични­ми. Штучні й синтетичні волокна об'єднують в одну групу хімічних волокон, тому що при добуванні і тих, і інших, на відміну від природних волокон, викорис­товують хімічні методи.

 

3. Хімічна основа виробництва штучних волокон.

У зв'язку із тим, що останнім часом потреби насе­лення в тканинах і техніці по суті зросли, волокнис­тих матеріалів не вистачає. Саме тому волокна стали добувати хімічним способом.

Існує два хімічні способи отримання волокон.

Ос­кільки волокна характеризуються впорядкованим, орієнтованим вздовж осі волокна, розташуванням лінійних макромолекул, то можна взяти природний полімер неупорядкованої структури й шляхом тієї чи іншої обробки переробити в ньому розташування мак­ромолекул, укласти їх в одному напрямку.

Можливий також інший спосіб — добути полімер синтетичним шляхом і потім здійснити в ньому потрібне укладання молекул.