Технология производства химических волокон — 3-е изд. - Ряузов A.H.
Скачать (прямая ссылка):
Недостатками диацетатных волокон являются низкая устойчивость к истиранию и высокая электризуемость, затрудняющая текстильную переработку. Диацетатные волокна из вторичного ацетата целлюлозы недостаточно теплостойки. Они начинают деформироваться при температурах выше 140—15O0C, что нужно учитывать при эксплуатации изделий (при глажении). Кроме того, диацетатные волокна обладают повышенной сминаемостью при стирках по сравнению с триацетатным и некоторыми синтетическими волокнами.
Производство ацетатных волокон, как уже отмечалось, экономичнее производства вискозных волокон, причем преимущества возрастают с уменьшением линейной плотности нити. Например, "о сравнению с капитальными вложениями в производство текстильной ацетатной нити линейной плотности 6,67 текс капитальные вложения в производство вискозной нити той же линейной плотности составляют 158%, а затраты труда — 160%.
Высокая экономичность производства объясняется в первую очередь тем, что технологический процесс получения ацетатных волокон значительно проще, чем вискозных. Благодаря высокой концентрации ацетатных прядильных растворов резко уменьшает-* I ся объем баковой аппаратуры, скорость сухого формования в невольно раз превышает скорость мокрого. При производстве аце-Татных волокон отпадают такие трудоемкие и сложные операции, как многочисленные мокрые обработки при отделке и сушка.
8 Зак. 559
225
Важнейшим преимуществом ацетатных волокон ЯЁЛяетСя Относительная безвредность производства, так как при получении этих волокон не выделяются вредные для здоровья человека газы, а пары растворителей почти полностью улавливаются и возвращаются в производство.
15.1. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
При взаимодействии целлюлозы и ацетангидрида в присутствии катализатора образуется сложный эфир целлюлозы и уксусной кислоты, так называемой триацетат целлюлозы:
[C6H7O2(OH)3In + 3«(CH3CO)2O —>- [С6Н702(ОСОСН3)3]„ + 3«CH3COOH
Получающийся по этому уравнению триацетат целлюлозы должен содержать 62,5% связанной уксусной кислоты. Практически же получается так называемый первичный ацетат — с более низким содержанием уксусной кислоты (61—62%), у которого некоторые гидроксильные группы целлюлозы остались непроацетили-рованными.
Триацетат целлюлозы не растворяется в ацетоне. Для производства ацетатных волокон используют растворимый в ацетоне вторичный ацетат целлюлозы (содержащий 53,5—55,0% связанной уксусной кислоты), который получается частичным омылением первичного ацетата целлюлозы. Для получения ацетатных волокон применяют также первичный ацетат целлюлозы с возможно большей степенью замещения. Ацетатные волокна, полученные из первичного и вторичного ацетата целлюлозы, будем соответственно называть триацетатными и диацетатными *.
Исходным сырьем для получения ацетатов целлюлозы служит хлопковый пух, подвергнутый предварительной химической очистке, или облагороженная древесная целлюлоза, содержащая не менее 97% а-целлюлозы.
Перед ацетилированием целлюлозу обрабатывают ледяной или разбавленной уксусной кислотой. Эта операция называется активацией целлюлозы. При такой обработке целлюлоза набухает, в результате чего облегчается диффузия ацетилирующей смеси внутрь целлюлозы, что обеспечивает получение более равномерного продукта ацетилирования.
При использовании для активации разбавленной уксусной кислоты целлюлоза набухает быстрее, но остающаяся в целлюлозе после активации вода должна быть удалена, например, промывкой ледяной уксусной кислотой, чтобы предотвратить большой расход ацетангидрида на побочную реакцию с водой.
Ацетилирующая смесь состоит из этерифицирующего агента, катализатора и растворителя (растворяющего образующийся ацетат целлюлозы) или разбавителя.
* Название «диацетатное волокно» является условным, так как степень заметений групп ОН на группы CH3COO в элементарном звене целлюлозы составляет в среднем 2,3—2,5.
В качестве этерифицирующего агента в промышленности применяют ацетангидрид, стоимость которого определяет в основном стоимость конечного продукта — ацетатных волокон. Поэтому, пока уксусную кислоту получали путем сухой перегонки дерева и уксусно-кислым брожением спиртосодержащих жидкостей, не было предпосылок для широкого развития производства ацетатных волокон. В настоящее время ацетангидрид получают более экономичными методами, перечисленными ниже:
1. Из аиетальдегида (уксусного альдегида), который синтезируется из этилена (каталитическим окислением) и из ацетилена. Из ацетилена ацетальдегид получается гидратацией С2Н2 в присутствии солей ртути:
CH=CH+ H2O —>- CH3CHO
Затем путем прямого окисления из ацетальдегида получают в зависимости от условий реакции уксусную кислоту или смесь, состоящую из уксусной кислоты и ацетангидрида:
2CH3CHO + O2 —> 2CH3COOH 2CH3CHO+ O2 (CH3CO)2O
2. Дегидратацией уксусной кислоты над катализатором (три-этилфосфат) при 700—75O0C с образованием в качестве промежуточного продукта кетена:
+ CH3COOH
CH3COOH CH2=CO -»- (CH3CO)2O
—H2U
3. Взаимодействием уксусной кислоты с кетеном:
