Добування штучних волокон.
ПЛАН
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.
|
