Mesterséges és szintetikus szálak
Összefoglalása Kémia előállított Sergey Golubev
Azt már régóta a gyártás a ruha az emberek használják a természetes rost származó pamut, len, gyapjú, néhány állat fonalból vypryadaemyh selyemhernyó. Ez csak természetes, hogy ezek a források nem voltak elégségesek, hogy teljes mértékben kielégíteni a növekvő igényt a szövetekben.
Caterpillar selyemhernyó át extrudál a keskeny csatornán, viszkózus folyadék, és húzza be a legfinomabb fonalat megkeményedik levegőben. Ezért, hogy kezelje a szintetikus szálak, mint a selyemhernyó, szükséges, hogy készítsen egy viszkózus folyadék, és a, hogy próbálja meg húzni egy szál.
Erre a célra a gyapot salétromsavval kezeljük. Ílymódon nitrocellulóz, amely, ha elegyében oldjuk alkohol és éter elegyéből szirupszerű folyadék. Ebből folyadék tapad sikerült húzni a fonalat. De ez a primitív módszer nem volt, persze, megfelelnek senkit. Francia kémikus Chardonnay további megállapodtak abban, hogy az utánzás a selyemhernyó. Ő kitolja nitrocellulóz alkoholos oldat és a levegő a finom lyukak savas vízben. Vízzel való hígítás után a kapott oldatot spirtoefirnogo selymes hosszú szálak tiszta nitro-cellulóz.
Köztudott, tűz- és robbanásveszélyes nitro. A ruha készült ez a szövet nem járultak volna, hogy ruhát fel nem fashionista. Ahhoz, hogy ezt a hátrányt kiküszöböljék, az izzószál kapott vetjük alá denitráló.
Az első mintákat, persze, nagyon drága, és mégis az elérését úgy tűnt, hogy kicsi. Miután az összes, műselyem után kaptuk az összes szálasanyag - pamut. A tripper könnyen fonalak és hagyományos fonási, azonban nem rendelkeznek a selymes fényű. Most, ha a tanulni, hogyan kell elkészíteni a mesterséges fonal cellulóz, nem fog spinning, például a az egyik, hogy a fa, és nem vonatkozik a jelen esetben salétromsav drága.
Nagy elérését kémia létrehozása volt éppen egy ilyen módszert. Ezt a módszert a viszkóz és jelenleg az egyik legelterjedtebb.
Termelés viszkózaselyem a következő:
Mint ismeretes, a facellulóz körülbelül 50 tömeg%. Ahhoz, hogy válasszon ki egy tiszta cellulóz, fa alakítjuk chipek és forraljuk egy nagy zárt kazánok, nyomás több atmoszféra, olyan oldattal, kalcium-szulfit Ca (HSO3) 2. Főzés tart körülbelül egy nap. Így hidroszulfit megsemmisíti azt az anyagot ragasztás fibril rost, és ez kémiailag a legstabilabb, szabadul szabad formában. A pépet vízzel összekeverjük, és a kapott szuszpenziót folyadékot lassan ráöntöttük egy folyamatosan mozgó heveder. Miután a vizet eltávolítjuk, szárítási, és a vágás a formázott lap úgynevezett szulfitcellulózt hasonlít egy karton. Egy része a szulfitcellulózt van papír öntettel, és néhány - a termelés viszkóz.
A kapott pépet nem lehet közvetlenül vypryast menet, először is meg kell oldjuk, hogy majd példa nitrát selyem viszkózus oldatát húzza az izzószál. A cellulóz nem oldódik vízben vagy szerves oldószerekben általában alkalmazásra. De kiderült, hogy ha a cellulóz első jár egy bázis tömény oldatot, majd szén-diszulfidot CS2. akkor válik oldódó anyagot híg lúg, az ilyen oldatok a következőképpen kell eljárni.
cellulóz lemezek lúggal kezeljük, akkor ezek a zúzott mechanikusan, így pelyhes tömege idővel kezeltük speciális készülékek szén-diszulfidot. A reakció terméket cellulóz alkáli- és szén-diszulfid szerez narancssárga-sárga színű, és ezért nevezik xantát (a görög „Xanthos.” - világossárga). Ksantoganat egy cellulóz-éter.
Azáltal öntjük xantát 4 százalék nátrium-hidroxid-oldattal. A viszkózus oldatot - viszkóz. Ezt a módszert nevezik viszkóz. A viszkóz hagyjuk állni néhány napig „érik”, hogy ez alkalmas olyan szálak kialakításában. Ready viszkóz fonó belép a boltba. Itt több tucat gép van felkészítve selyemszál.
Vannak más műszálból.
Az elv kézhezvételétől egyikük találkozni könnyen még gyakorlatilag.
Áramlását a -os réz-szulfát-oldatot a nátrium-hidroxid. Kékre csapadékot réz-hidroxid:
Ezután a csapadékot leszűrjük, és azt feloldjuk, erős, folyékony ammónia (NH3 vizes ammónia-oldat). Ez képezi egy úgynevezett rézoxid-ammóniás komplex vegyület, amely oldható vízben, és a folyékony feltételezi egy gyönyörű sötétkék színű.
Ebben a folyékony oldatban, keverés közben rúd, egy labdát a gyapot (pamut - ez pamutszálak). Mi lesz kupri-ammónium-cellulóz-oldat. Ha most a kiöntött vékony sugárban egy savas vagy lúgos oldatban, a réz-komplex vegyületet elbomlik, és a cellulóz van kiemelve ismét a pehely, és a szálak. Kupri-ammónium-cellulóz-oldatban tudjuk szorítani egy kicsapó fürdőhöz néhány nasosik, például egy orvosi fecskendő. Ezután a cellulózt megszilárdítjuk formájában hosszú szálak. Ez már teljesen tele utánzata a gyártási eljárás egy szál.
Az iparban előállítására réz-alkalmazott ammónia selyem gyapotszál - pamutlinters. Kiválasztásához cellulóz réz-ammónia komplex, az oldatot keresztül extrudáljuk szálképzõ meleg vízbe vagy lúgos oldatban, és a kapott fonal ezután átengedjük egy kénsav oldat.
Kupri-ammónium-selyem úgynevezett web acélból erejét. Azonban ez vékonyabb web selyem, és az ereje egy kicsit gyengébb az utóbbi és a szépség is haladja azt.
Különleges ereje rendelkezik acetát szál. Ebben az eljárásban, a szösz keverékével kezeljük ecetsav, CH3COOH és ecetsavanhidridet (CH 3 CO) 2O jelenlétében kis mennyiségű kénsavat. A reakciót képez észterkötést - cellulóz-diacetát vagy cellulóz-triacetátot. Ha a cellulóz képlet képviseli formájában [C6 H7 O2 (OH) 3] n vagy egyszerűsített (egy egység a molekula), egy C6 H7 O2 (OH) 3. a cellulóz-diacetát képlet C6 H7 O2 (OH) (OOCCH3) 2. és a TAC képletű C6 H7 O2 (OOCCH3) 3.
Azok és más cellulóz-észter előállítására használt műszálak. Ebből a célból, az első közülük feloldjuk etil-alkohol és aceton eleggyel, és a második - az etanol és metilén-klorid. Kaptunk mindkét esetben a viszkózus oldatot extrudáljuk egy szerszámon keresztül a bányában, amikor a felhevített levegő áthalad. Az oldószert lepároljuk selyem szál. Ez a módszer az úgynevezett száraz alkotó szál ellentétben az előző módszer - nedves kialakulását.
Minden szálak állnak korábban tárgyaltuk, végső soron, cellulóz, bár volt kitéve a feldolgozás számos transzformációk. Az acetát szálat szignifikánsan különbözik tőlük, hogy ez egy cellulóz-észter. Ez nem vízben megduzzad, és kevesebb más elveszti erejét, ha nedves.
Míg acetát viszkóz szálak drágább, mint az előállításához értékes anyagok, mint például ecetsav-anhidrid, aceton, és a t. N.
Továbbá szintetikus szálak, cellulóz-acetát film elő éghetetlen, lakkok, tsellon.
Ez lehet könnyen és pontosan megkülönböztetni a pamut kendőt gyapjú. Ehhez meg kell csak venni a mintát egy kis szál, és állítsa őket a tűz. Ha pamut szál van szaga égő papír; Ha a szál gyapjú, érezni fogjuk a szaga égett. Ez azért van, mert a természet a burokfehérje és a fehérjéket hevítés hatására képeznek illékony nitrogéntartalmú anyag, jellegzetes szagú.
Lehetséges, hogy ily módon különbséget tenni a szintetikus szálak szál pamut vagy fonalból, természetes selyem? Emlékezzünk, hogy a mesterséges szálak tartalmaznak elsősorban cellulóz; Nyilvánvalóan meg égetéssel nem ad a szaga égett szőr, és ennek alapján nem különböztethető meg a pamutfonal. De kiderült, hogy könnyen meg lehet különböztetni a természetes selyem, mert a természetes selyem - fehérje, és ez ezért hasonló gyapjú, bocsát ki, jellegzetes szagú, amikor lángra.
A század gyakran nevezik a század a szintetikus kémia. A sok új anyagok segítségével előállított kémiai szintézissel.
Megtanulta, hogy megkapja és szintetikus szálak, azaz a. E. Azok, amelyek alapján nem természetes makromolekulák és szintetikus polimerek. Az egyik első szintetikus szálak ismertté válnak a nylon, anide, és nylon.
Anyagok alkotó ezeket a szálakat a szerkezete némileg hasonló a selyem protein anyagot. Molekulák Portage egy lineáris szerkezetű és állnak a ismétlődő egységek. Ezek a hivatkozások a cellulóz molekula maradék glükóz molekulák. A molekulák természetes selyem protein, gyapjú linkek aminosavak:
Csoportok-atomot tartalmaznak, -CO-NH-, összekötő aminosavmaradékok ilyen molekulákat nevezik amidcsoportok, és a kötés a szénatommal és a nitrogénatommal bennük - amidkötést.
A molekulák alkotó nylon és nylon, szintén amidkötések közötti ismétlődő atomcsoportok, de ezek ismételt atomcsoportok - egységek - különböznek azoktól, amelyek képezik a natív fehérje molekula.
Nylon elő viszonylag egyszerű szerves anyagok - adiptinovoy sav HOOC - (CH2) 4 - COOH és hexametilén-diamin H2 N - (CH2) 6 - NH2. amely viszont állítunk elő fenolból. Amikor együtt melegítünk adiptinovoy sav és hexametilén viszkózus gumiszerű anyag képződik. A molekulák a kiindulási anyagok kölcsönhatásban áll egymással alkotnak egy fonalszerű molekulák az új anyag. Ez a reakció annak a ténynek köszönhető, hogy a végén egy molekula jön le egy hidroxilcsoport. És a másik vége a molekula - az amino-csoport a - hidrogénatom. OH csoport, és hidrogénatom alkotnak egy vízmolekula H2 O, és a törmeléket felszabadult molekulák miatt vegyérték kapcsolódik egymáshoz a hosszú lánc. Leegyszerűsítve ez a folyamat, amely az alábbi séma szerint:
Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl
A nagy klórozási terméket alakított gumiszerű, is ismert, mint a klór.
A klór acetonban oldjuk, az oldatot átengedjük egy szerszámon vízfürdőben. Aceton így oldott, és a klór felszabadul formájában vékony szálak.
Klór éghető szálak, ez nem vonatkozik minden olyan savas vagy lúgos, míg nincs hatása még „aqua regia” - keveréke salétromsav és hidrogén-klorid, általában, hogy egy különösen erős oxidáló lépéseket.
Mivel a klór kész szál szűrőszövetek, és párnázó anyagot kémiai készülékek, munkaruházat vegyipari, szőnyeg, orvosi lap, és így tovább. D.
A listák kémiailag ellenálló szálak és a kutatók fordult a polimer teflon (-CF2 -CF2 -) n a nagyobb a standard kémiai semlegesség anyagok kiváló ebben a tekintetben, mint nemesfémeket, mint az arany vagy platina. Itt nehézségek megvalósíthatatlannak tűnt sokáig: Teflon nem oldjuk bármely ismert oldószerek, lehetetlen, hogy olvad, vagy akár át egy lágyított állapotban bomlás nélkül. Azonban az egyes módszerek kialakulása lehetővé tette a közelmúltban Teflon kap rost.
Nitron és poliészter nem tud versenyezni a vegyi ellenállás klór- vagy teflon, de vannak más értékes tulajdonságokkal rendelkeznek, ezek a szálak előtt megnyílik a kilátás széles körű alkalmazását.
A kiindulási anyagot a szálak akrilnitril - akrilnitril CH2-CH.
Jelenléte miatt a kettős kötés a szénatomok között az anyag könnyen polimerizáljuk, hogy nagy molekulatömegű poliakrilnitril gyantát
A polimert feloldjuk egy megfelelő oldószerben, és így a szálak nedves eljárás, mint a viszkóz szálak.
Nitron szál megjelenésű hasonló gyapjú, nagyon jól oldódik hő, nagyon határozottan és felülmúlja a többi rostok fényállóság. Ebből szál kész szövet öltönyök és kabátok, műszőrme, kötöttáru.
Poliészter szálak kémiai természete poliészter. A kiindulási anyagok az annak előállítására - tereftálsav disavat
HOOC- -COOH és dihidroxi-alkohol, etilén-glikol-HO-CH2-CH2-OH.
Bizonyos körülmények között, ezek az anyagok reagálnak egymással az észterezési reakcióban úgy, hogy mindegyik reagál mindkét funkciós csoportot. Az eredmény egy nagy molekulatömegű poliészter gyanta. Egyszerűsítése kissé, ez a folyamat leírható a következő:
C- -C + CH2-CH2 + C- -C + ...