WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаХімія → Природні і синтетичні волокна - Реферат

Природні і синтетичні волокна - Реферат


Реферат з хімії
на тему: Природні і синтетичні волокна
Природні волокна.
Здавна для виготовлення свого одягу людина користалася природними волокнами, одержуваними з бавовни, льна, вовни деяких тварин, з ниток, выпрядених гусеницею шовковичного шовкопряда. Цілком природно, що ці джерела виявилися недостатніми, щоб цілком задовольнити все зростаючу потребу в тканинах.
Гусениця шовковичного шовкопряда видавлює через вузьку протоку грузлу рідину і витягає її в найтоншу нитку, застигаючю на повітрі. Отже, щоб одержати штучне волокно подібне гусениці шовковичного шовкопряда, треба приготувати грузлу рідину і з неї спробувати витягати нитки.
З цією метою бавовну обробили азотною кислотою. При цьому виходила нитроцеллюлоза, що при розчиненні в суміші спирту з ефіром давала сиропоподібну рідину. З цієї рідини паличками вдавалося витягати нитки. Але цей примітивний спосіб не міг, звичайно, нікого задовільнити. Французький хімік Шардонне вирішив далі провести наслідування шовкопряду. Він продавлював розчин нитроцеллюлозы в спирті й ефірі через тонкі отвори в підкисленну воду. Після розведення водою спиртоэфирного розчину виходили шовковисті довгі нитки чистої нітроцеллюлози.
Відомо, як вогненебезпечна і вибухонебезпечна нітроцелюлоза. У плаття з такої тканини не погодилася б нарядитися жодна модниця. Щоб уникнути цього недоліку, отримані нитки піддавали денітрації.
Перші зразки були, звичайно, дуже дорогі, а тим часом досягнення, здавалося, було невелике. Адже штучний шовк виходив усе-таки з волокнистого матеріалу - бавовни. З бавовни легко одержувати нитки і звичайним прядінням, щоправда, вони не мають шовковистий блиск. От якби навчитися готувати штучні нитки з целюлози, що не йде на прядіння, наприклад з тієї, що знаходиться в деревині, і не застосовувати при цьому дорогу азотну кислоту.
Великим завоюванням хімії було створення саме такого способу. Цей спосіб зветься віскозного і є в даний час одним з найпоширеніших.
Виробництво віскозного шовку полягає в наступному:
Як відомо, у деревині целюлоза складає приблизно 50% по масі. Щоб виділити чисту целюлозу, деревину перетворюють у тріску і варять у великих закритих казанах, під тиском у кілька атмосфер, з розчином гідросульфіту кальцію Ca(HSO3)2. Варіння продовжується біля доби. При цьому гідросульфіт руйнує речовини, що склеюють волоконця клітковини, і вона, як хімічно найбільш стійка, виділяється у вільному виді. Целюлозу змішують з водою і рідкою кашкою, що утвориться, виливають поступово на безупинно рухливу стрічку. Після видалення води, висушування і різання утворяться аркуші так називаної сульфітної целюлози, що нагадує собою картон. Частина сульфітної целюлози йде на вироблення паперу, а частина - на виробництво віскозного шовку.
З отриманої целюлози не можна безпосередньо випрясти нитки, її треба спершу перевести в розчин, щоб потім за прикладом нітратного шовку з грузлого розчину витягати нитки. Целюлоза не розчиняється ні у воді, ні в звичайно уживаних органічних розчинниках. Але виявилося, що якщо на целюлозу подіяти спершу концентрованим розчином лугу, а потім сірковуглецем CS2, то вона перетворюється в речовину, розчинна в розведених розчинах лугу, для одержання таких розчинів надходять у такий спосіб.
Аркуші целюлози обробляли лугом, потім їх подрібнюють механічним способом, що одержану пластівчасту масу через якийсь час обробляють в особливих апаратах сірковуглецем. Продукт реакції целюлози з лугом і сірковуглецем здобуває оранжево-жовте забарвлення, і тому називається ксантогенатом (від грец. "ксантос" - ясно-жовтий). Ксантоганат являє собою ефір целюлози.
До ксантогенату доливають 4-процентний розчин гідроксиду натру. Утвориться грузлий розчин - віскоза. Цей спосіб одержав назву віскозного. Віскозу залишають на кілька днів "дозрівати", щоб вона стала придатної для формування волокна. Готова віскоза надходить у цех прядіння. Тут на десятках машин з її готують шовкові нитки.
Відомі й інші штучні волокна.
З принципом одержання одного з них легко познайомитися навіть практично.
Доллємо до розчину мідного купоросу розчин гідроксиду натрію. Вийде блакитний осад гідроксиду міді:
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4
відфильтруем осад і розчинимо його в міцно нашатирному спирті (водяному розчині аміаку NH3). При цьому утвориться так звана комплексна мідно-аміачна сполука, розчинна у воді, і рідина приймає красиве темно-синє забарвлення.
У цій рідині розчинний, при помішуванні паличкою, грудочка вати (вата - це волокна бавовни). У нас вийде мідно-аміачний розчин целюлози. Якщо тепер його вилити тонким струменем у розчин чи кислоти лугу, то комплексна сполука міді розкладеться, і целюлоза виділиться знову у виді хлопьев і ниток. Мідно-аміачний розчин целюлози ми можемо видавлювати в осадительную ванну з якого-небудь насосика, наприклад медичного шприца. Тоді целюлоза затвердевает у виді довгих ниток. Це буде вже досить повним наслідуванням виробничому процесу одержання волокна.
У промисловості для одержання мідно-аміачного шовку використовується бавовняне волокно - линт. Щоб виділити целюлозу з мідно-аміачного комплексу, розчин видавлюють через фильеры в теплу чи воду розчин лугу і нитки, що утворяться, пропускають потім через розчин сірчаної кислоти.
Мідно-аміачний шовк називають павутиною з міцністю стали. Однак він тонше павутини і тонше натурального шовку і по міцності мало уступає останньому, а по красі навіть перевершує його.
Особливою міцністю володіє ацетатне волокно. По цьому способі линт обробляють сумішшю оцтової кислоти CH3COOH і оцтовий ангідриди (CH3CO)2O у присутності невеликого кількість сірчаної кислоти. У результаті реакції утвориться складний ефір - диацетилцеллюлоза чи триацетилцеллюлоза. Якщо формулу целюлози зобразити у виді [C6H7O2(OH)3]n чи, спрощено (одна ланка молекули), у виді C6H7O2(OH)3, то формула диацетилцеллюлозы буде C6H7O2(OH)(OOCCH3)2, а формула триацетилцеллюлозы C6H7O2(OOCCH3)3.
Той і інший складний ефір целюлози використовуються для одержання штучного волокна. З цією метою перший з них розчиняють у суміші етилового спирту й ацетону, а другий - у суміші спирту і хлористого метилену. Отриманий у тім чи іншому випадку грузлий розчин видавлюють через фильеру в шахту, у якій проходить нагріте повітря. По випарі розчинника утворяться нитки шовку. Цей спосіб називається сухим формуванням волокна на відміну від попереднього способу - мокрого формування.
Усі розглянуті раніше волокна складаються, у кінцевому рахунку, з целюлози, хоча вона в процесі переробки піддавалася ряду перетворень. Ацетатне ж волокно

 
 

Цікаве

Загрузка...