Гидратцеллюлозные волокнаВискозное волокноВискозное волокно (ВВ) представляет искусственное химическое волокно из гидратцеллюлозы, то есть одной из структурных модификаций целлюлозы волокна из раствора. Гидратцеллюлоза отличается от природной целлюлозы повышенной гигроскопичностью, сорбционными свойствами и большей способностью к гидролизу, этерификации и окислению. Средняя степень полимеризации гидратцеллюлозы в вискозном волокне колеблется от 300 до 600, что соответствует молекулярной массе 49000—98000. При формовании вискозного волокна в нем образуются надмолекулярные структуры, тип которых зависит от условий формования (характеристик вискозной прядильной массы, состава осадительной ванны и др.). Физико-механические свойства вискозных волокон (ВВ) в значительной степени определяются структурой их наружной оболочки, в которой гидрат-целлюлоза содержит значительное количество поперечных связей, что придает волокнам повышенную прочность. Плотность ВВ составляет около 1,5 т/м . ВВ не термопластичны и могут кратковременно использоваться без снижения механических свойств при температуре 100—120 °C. Устойчивы к действию воды и неполярных органических растворителей (бензин, бензол), в которых не набухают. При действии концентрированных минеральных кислот при нормальной температуре и разбавленных кислот при нагревании, а также щелочей в присутствии кислорода воздуха подвергаются деструкции. Сильно набухают в разбавленных растворах щелочей и растворяются в медноаммиачном растворе. ВВ неустойчивы к действию микроорганизмов, которые вызывают их деструкцию. ПОЛУЧЕНИЕ
Исходное сырье для производства вискозы — древесная целлюлоза (Ц.), содержащая 95-99% высокомол. волокнообразующей фракции со степенью полимеризации 800-1100. Осн. стадии процесса: получение щелочной Ц., синтез ксантогената, его растворение, подготовка вискозы к формованию.
Первая стадия процесса включает:
1) обработку Ц. 18-20%-ным водным р-ром NaOH (мерсеризация) в течение 5-15 мин при 45-60 °С и жидкостном модуле (отношение объема р-ра NaOH к массе Ц.) в пределах 14-40; в результате мерсеризации создаются условия, при к-рых получают р-римый ксантогенат;
2) удаление из образовавшейся суспензии (пульпы) избытка р-ра NaOH на отжимном прессе; при этом получают продукт, содержащий 30-32% Ц. и 16-17,5% NaOH;
3) измельчение щелочной Ц.;
4) окислит. деструкция (предсозревание) щелочной Ц. под действием О2 воздуха до степени полимеризации 400-600. Производительность установок 25-50 т/сут. ![]() ![]() При взаимод. Na2CS3 с NaOH и О2 воздуха образуется сложная смесь сернистых соед. Na (сульфид, полисульфид, сульфит, тиосульфат и др.). Из-за токсичности и взрывоопасности CS2 Процесс осуществляют в герметичных аппаратах (ксантогенаторах) емкостью ок. 30 м3 при разрежении и в среде N2. Продолжительность р-ции 60-90 мин, ее начальная т-ра 22-26°С, конечная - 28-35 °С. Техн. ксантогенат Ц. - комкообразная оранжевая масса. Для его растворения в ксантогенатор добавляют разб. р-р щелочи, образующуюся пульпу пропускают через диспергирующие устройства и выгружают в аппарат с вертикальной мешалкой (т. наз. растворитель). Продолжительность растворения (обычно 2-2,5 ч при 12-20°С) и кач-во вискозы зависят от степени измельчения частиц ксантогената (их размер не должен превышать 3 мм). Получаемая в результате растворения ксантогената вискоза - оранжевая прозрачная жидкость с вязкостью 4-30 Па*с. Ее состав (% по массе): Ц.-6-10, NaOH-5-7, сернистые соед. - 3,5-4, вода - 80-85. Вискоза содержит, кроме того, 0,01-0,02% дисперсных примесей, попадающих в р-р из сырья, а также диспергированный и растворенный воздух (соотв. 10-15 и 0,8-1,0% по объему). Воздух удаляют до его остаточного содержания 0,15-0,3%, примеси отфильтровывают. ПРИМЕНЕНИЕ Вискозные волокнф имеют хороший внешний вид, легко окрашиваются, обладают лучшими по сравнению с синтетическими волокнами гигиеническими качествами, отличаются достаточно высокими прочностными и усталостными характеристиками, относительно дешевы. Вследствие этого ВВ широко используются для производства текстильных тканей народного потребления и широкого ассортимента технических изделий. Вискозная пленка (целлофан) обладает высокой паро- и влагопроницаемостью, устойчива к действию жиров и масел, вследствие чего используется в качестве упаковочного материала.
Медно-аммиачное волокноМедноаммиачные волокна выпускают в виде текстильных нитей с линейной плотн. 2,8-107 текс и волокна , характеризующихся высокой гигроскопичностью, высокими скоростями влаго-поглощения и водоотдачи, равномерной структурой, эластичностью, большой мягкостью, низкой плотностью. Однако медноаммиачные волокна имеют невысокую прочность (15-22 сН/текс); потеря прочности в мокром состоянии 45-55%; относит. удлинение при разрыве 15-18%. ПОЛУЧЕНИЕ Прядильный р-р готовят растворением при 15-20°С и интенсивном перемешивании хлопковой или облагороженной древесной целлюлозы в медноаммиачном р-ре. Последний получают из Сu(ОН)2 или основного сульфата меди, напр. 5Сu(ОН)2•2CuSO4, и конц. р-ра NH3, взятого в избытке. Компоненты р-ра взаимод. между собой с образованием амминкупрум(II)гидроксида [Cu(NH3)m(OH)2, где m=< 4], к-рый и образует с целлюлозой комплексное соединение. Для повышения реакц. способности перед растворением целлюлозу измельчают и увлажняют, добавляя воду в кол-ве до 100% от исходной массы. Полученный прядильный р-р фильтруют через никелевую сетку и затем под вакуумом при 20-25 °С удаляют из него растворенный и диспергированный воздух; при этом из-за частичного испарения NH3 его содержание в р-ре снижается на 30-40%. Прядильный р-р-прозрачная темно-синяя жидкость с вязкостью от 10 (при формовании текстильной нити) до 100 Па.с (при формовании волокна); содержит 8-11% целлюлозы, 3,2-4,4% Сu, 6,5-7,5% NH3. В пром-сти медноаммиачные волокна и нити формуют по водному способу: струйки прядильного р-ра, выходящие из фильеры, поступают в коническую воронку, куда из отверстий, расположенных рядом с фильерой, поступает умягченная вода. В результате частичного гидролиза медноаммиачного комплекса целлюлозы и снижения концентрации аммиака происходит осаждение полимера в виде набухших, обладающих высокой пластичностью нитей, вытягиваемых на (10-15).103%. Окончат. разложение медноаммиачного комплекса целлюлозы осуществляется во второй ванне 1,5-2,0%-ным р-ром H2SO4. Число отверстий в фильерах при формовании текстильных нитей составляет 10-100, волокна -1500-3600; диаметр отверстий 1,0-1,2 мм. Сформованное медноаммиачное волокно обрабатывают разб. р-ром H2SO4 для удаления Сu, промывают водой, авиважным составом и сушат при 65-75°С. ПРИМЕНЕНИЕ Медно-аммиачное волокно применяют в основном для производства ковров и сукна, тонкие текстильные нити (толщина 5 — 10 текс) — для выработки трикотажных изделий, лёгких тканей. Для технических целей М. в. не используют из-за низкой прочности. Стоимость М. в. выше, чем у вискозных волокон Использованная литература: Серков А. Т., "Вискозные волокна", М., 1981 Масленников К. Н. [и др.], "Хим. волокна", 1981 Пакшвер А. Б., Технология медноаммиачного волокна, М.-Л., 1947 Пакшвер А. Б., Физико-химические основы технологии химических волокон, М., 1972. |
Решение задач Определение металла по характеристикам его взаимодействия с кислотой Теория задач Интерактивное решение Определение формулы химического соединения из не более 3-х химических элементов по их массовым долям Теория задач Интерактивное решение Определение объема составляющих газовой смеси по характеристикам смеси Теория задач Интерактивное решение Определение молекулярной формулы и молекулярной массы органического вещества по массовым долям и плотности по водороду Теория задач Интерактивное решение Определение формулы органического вещества по характеристикам его реакции сгорания Теория задач Интерактивное решение Периодическая система элементов Глоссарий Информация о химических волокнах Интересные факты О справочнике На главную |