Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
Целлюлоза, не обладая пластичностью, не может быть связующим и для производства пластических масс получают эфиры целлюлозы, которые в определенных условиях уже имеют пластичность. При взаимодействии целлюлозы с кислотами образуются сложные эфиры: азотнокислый, уксуснокислый и др., но целлюлоза, как и любой другой спирт, может дать и простые эфиры: этилцеллю-лозу, бензилцеллюлозу и др.
4. ПРОИЗВОДСТВО ХИМИЧЕСКИХ волокон
Волокнами называют тела, длина которых во много раз превышает их очень малые размеры поперечного сечения, обычно измеряемого микронами. Волокнистые материалы, т. е. вещества, состоящие из волокон, имеют широкое распространение. Это разнообразные текстильные изделия, мех, кожа, бумага и пр. Почти до начала XX в. для изготовления волокна и тканей на его основе использовались только природные волокнистые материалы: хлопок, шерсть, лен, натуральный шелк, конопля, джут и т. п., однако они недостаточно удовлетворяли предъявляемым требованиям как в отношении количества, так и качества материалов. Поэтому и были созданы методы изготовления искусственного и синтетического волокна.
По своему происхождению все волокна могут быть подразделены на природные и химические. Химические в свою очередь делятся на искусственные, изготовляемые из высокомолекулярных соединений, находящихся в природе в готовом виде (целлюлоза, казеин и др.), и синтетические волокна, получаемые из высокополимеров, предварительно синтезируемых из мономеров. Применение химических волокон растет с каждым годом. Этому способствует высокая экономическая эффективность их получения и применения, полная независимость производства от климатических и почвенных условий, практическая неисчерпаемость сырьевых ресурсов и возможность выпуска волокон с новыми, невиданными ранее свойствами. Так, затраты в человеко-днях на производство 1 т волокна составляют для шерсти (мытой) 400, для хлопка — 238, а для вискозного штапеля — всего 50. Если свойства природных волокон изменяются в узких пределах, то химические волокна могут обладать комплексом заранее заданных свойств в зависимости от их будущего назначения. Из химических волокон вырабатываются товары широкого потребления: ткани, трикотаж, меховые изделия, одежда, обувь, обивка, спортинвентарь, драпировки, щетки, бортовая ткань, галантерея, заменители кожи, а также технические изделия: корд, фильтровальные ткани, обивка для машин, рыболовные снасти, не гниющие в воде, канаты, парусина, парашюты, аэростаты, скафандры, искусственная щетина, электроизоляция, приводные ремни, брезенты высокой прочности, пожарные рукава, шланги, транспортерные ленты, хирургические нити, различная спецодежда и т. п. Химические волокна используются для герметизации и уплотнения аппаратов, работающих в агрессивных условиях.
В производстве различных типов химических волокон как из природных полимеров, так и из смол имеется много общего, хотя каждый метод одновременно обладает своими характерными особенностями. Принципиальная схема производства химических волокон независимо от исходного сырья делится на четыре стадии.
1. Получение исходного материала (полупродукта). Если сырьем являются природные высокомолекулярные соединения, то их предварительно необходимо очистить от примесей. Для синтетических волокон это синтез полимеров — получение смолы. При всем разнообразии исходных полимерных материалов к ним предъявляются следующие общие требования, обеспечивающие возможность формования волокна и достаточную прочность его: 1) линейное строение молекул, позволяющее растворять или плавить исходный материал для формования волокна и ориентировать молекулы в волокне; 2) ограниченный молекулярный вес (обычно от 15 000 до 100 000), так как при малой величине молекулы не достигается прочность волокна, а при слишком большой возникают трудности при формовании волокна из-за малой подвижности молекул; 3) полимер должен быть чистым, так как примеси, как правило, сильно понижают прочность волокна.
2. Приготовление прядильной массы. Не все природные и синтезируемые высокополимеры могут служить основой для производства волокна. Получение вязких концентрированных растворов (7—25% ных) высокополимеров в доступных растворителях (щелочь, ацетон, спирт и пр.) или перевод смолы в расплавленное состояние — обязательное условие для осуществления процесса прядения или, правильнее сказать, формования химических волокон. Только в растворе или в расплавленном состоянии могут быть созданы условия, позволяющие снизить энергию взаимодействия макромолекул и после преодоления межмолекулярных связей ориентировать молекулы вдоль оси будущего волокна. Так, целлюлоза при помощи химических реагентов переводится в растворимое состояние. Некоторые смолы растворяются в ацетоне или расплавляются при повышенной температуре. Раствор или расплав тщательно очищаются от примесей и нерастворимых частиц, для чего проводят Две—четыре фильтрации и освобождаются от пузырьков воздуха. На этой стадии производства добавляют красители и другие соединения, придающие волокну окраску, матовость и т. п.
