Синтетикалық талшықтар. Синтетикалық полиамидті талшық

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Синтетикалық талшықтар өнеркәсіптік жолмен 1938 жылы шығарыла бастады. Қазіргі уақытта олардың бірнеше ондағандары бар. Олардың барлығында бастапқы материалдың химиялық синтез арқылы полимерлерге айналатын төмен молекулалық қосылыстар болуы ортақ. Алынған полимерлерді еріту немесе балқыту арқылы айналдыру немесе айналдыру ерітіндісі дайындалады. Олар ерітіндіден немесе балқымадан қалыпталады, содан кейін аяқталады.

Сұрттар

Макромолекулалардың құрылымын сипаттайтын белгілеріне қарай синтетикалық талшықтар әдетте гетеротізбекті және карботізбекті болып бөлінеді. Біріншісіне макромолекулаларында көміртектен басқа басқа элементтер – азот, күкірт, оттегі және т.б. бар полимерлерден алынатындар жатады. Оларға полиэфир, полиуретан, полиамид жәнеполимочевина. Көміртекті тізбекті синтетикалық талшықтар олардың негізгі тізбегі көміртек атомдарынан тұратындығымен сипатталады. Бұл топқа поливинилхлорид, полиакрилонитрил, полиолефин, поливинил спирті және құрамында фтор бар.

Гетеротізбекті талшықтарды алу үшін негіз болатын полимерлер поликонденсация арқылы алынады, ал өнім балқымалардан қалыпталады. Карботізбектер тізбекті полимерлеу арқылы алынады және түзілу әдетте ерітінділерден, сирек жағдайларда балқымалардан болады. Сіз сиблон деп аталатын бір синтетикалық полиамидті талшықты қарастыра аласыз.

Жасау және пайдалану

Сиблон сияқты сөз көпшілікке мүлдем бейтаныс болып шықты, бірақ бұрын киім жапсырмаларында VVM аббревиатурасын көруге болады, оның астында жоғары модульді вискоза талшығы жасырылған. Ол кезде өндірушілерге мұндай атау нейлон мен нейлонмен байланысты болуы мүмкін сиблоннан гөрі әдемі көрінетін сияқты көрінді. Синтетикалық талшықтың бұл түрі қаншалықты керемет көрінсе де, шыршадан жасалған.

Мүмкіндіктер

Сиблон өткен ғасырдың 70-жылдарының басында пайда болды. Бұл жақсартылған вискоза. Бірінші кезеңде целлюлоза ағаштан алынады, ол таза түрінде оқшауланады. Оның ең көп мөлшері мақтада кездеседі – шамамен 98%, бірақ онсыз да мақта талшықтарынан тамаша жіптер алынады. Сондықтан целлюлоза өндіру үшінағаш жиі пайдаланылады, әсіресе қылқан жапырақты, онда 40-50%, ал қалғандары қажет емес компоненттерден тұрады. Олар синтетикалық талшықтарды өндіру кезінде жойылуы керек.

Жасау процесі

Синтетикалық талшықтар кезең-кезеңімен шығарылады. Бірінші кезеңде пісіру процесі жүзеге асырылады, оның барысында барлық артық заттар ағаш жоңқаларынан ерітіндіге ауысады, ал ұзын полимерлі тізбектер бөлек фрагменттерге бөлінеді. Әрине, мұнда тек ыстық су жеткіліксіз, әртүрлі реагенттер қосылады: натрондар және т.б. Сульфаттарды қосу арқылы ғана целлюлозаны дайындау сиблон өндіруге жарамды целлюлозаға әкеледі, өйткені ол қоспаларды аз сақтайды.

Целлюлоза қорытылып болған кезде оны ағартуға, кептіруге және престеуге жіберіледі, содан кейін қажетті жерге ауыстырылады - бұл қағаз, целлофан, картон және талшықтар өндірісі, яғни негізгі өндіріс.. Енді оған не болады?

Кейін өңдеу

Синтетикалық және табиғи талшықтарды алғыңыз келсе, алдымен айналдыру ерітіндісін дайындау керек. Целлюлоза – оңай ерімейтін қатты зат. Сондықтан ол әдетте суда еритін дитиокарбон қышқылының эфиріне айналады. Бұл затқа айналу процесі өте ұзақ. Біріншіден, целлюлоза ыстық сілтімен өңделеді, содан кейін сығып, сонымен бірге,қажет емес заттар. Сығылғаннан кейін масса ұсақталады, содан кейін арнайы камераларға орналастырылады, онда алдын ала пісу басталады - целлюлоза молекулалары тотығу ыдырауына байланысты екі есе дерлік азаяды. Содан кейін сілтілі целлюлоза күкірт көміртегімен әрекеттеседі, бұл ксантат алуға мүмкіндік береді. Бұл қызғылт сары түсті қамыр тәрізді масса, дитиокарбон қышқылының күрделі эфирі және бастапқы материал. Бұл ерітінді тұтқырлығы үшін "вискоза" деп аталды.

Соңғы қоспаларды кетіру үшін сүзгіден өтеді. Ерітілген ауа эфирді вакуумда «қайнату» арқылы бөлінеді. Осы операциялардың барлығы ксантаттың жас бал сияқты сары және тұтқыр болуына әкеледі. Бұл кезде айналдыру ерітіндісі толығымен дайын.

Талшықтарды алу

Ерітінді спиннерлер арқылы басылады. Жасанды синтетикалық талшықтар дәстүрлі түрде жай ғана иірілген жоқ. Бұл операцияны қарапайым тоқыма бұйымдарымен салыстыру қиын, оны сұйық вискозаның миллиондаған ағындарының қатты талшықтарға айналуына мүмкіндік беретін химиялық процесс деп айту дұрысырақ болар еді. Ресей аумағында целлюлозадан вискоза мен сиблон алынады. Талшықтың екінші түрі біріншіге қарағанда бір жарым есе берік, сілтілерге үлкен төзімділігімен ерекшеленеді, одан жасалған маталар гигроскопиялық, аз шөгу және мыжылу. Ал вискоза мен сиблон өндірісіндегі айырмашылықтар жаңадан шыққан синтетикалық талшықтар шпинаторлардан кейін тұндыру ваннасында болған кезде пайда болады.

Көмектесетін химия

Вискоза алу үшін ваннаға күкірт қышқылын құяды. Ол эфирді ыдыратуға арналған, нәтижесінде таза целлюлоза талшықтары пайда болады. Сиблонды алу қажет болса, ваннаға цинк сульфаты қосылады, ол эфирдің гидролизін жартылай болдырмайды, сондықтан жіптерде қалдық ксантат болады. Ал ол не береді? Содан кейін талшықтар созылып, пішінделеді. Полимер талшықтарында ксантат қалдықтары болғанда, полимер целлюлоза тізбектерін талшық осі бойымен созып, оларды ретсіз орналастырмайды, бұл қарапайым вискозаға тән. Сызудан кейін талшықтар шоғыры ұзындығы 2-10 миллиметрлік шпательдерге кесіледі. Тағы бірнеше процедурадан кейін талшықтар бумаларға басылады. Бір тонна ағаш 500 килограмм целлюлоза өндіруге жетеді, одан 400 келі сиблон талшығы алынады. Целлюлозаны айналдыру шамамен екі күнді алады.

Сиблонды алда не күтіп тұр?

1980 жылдары бұл синтетикалық талшықтар жіптерді жақсы иіру және үзілмеу үшін мақтаға қосымша ретінде пайдаланылды. Сиблон жасанды былғарыға субстраттар жасау үшін пайдаланылды, сонымен қатар ол асбест өнімдерін өндіруде де қолданылды. Ол кезде технологтар жаңа нәрсе жасауға мүдделі емес еді, жоспарды жүзеге асыру үшін мүмкіндігінше талшық қажет болды.

Ал сол кезде Батыста жоғары модульді вискоза талшықтарымен салыстырғанда арзан әрі берік маталар өндіру үшін пайдаланылды.мақта, бірақ сонымен бірге ылғалды жақсы сіңіріп, тыныс алады. Қазір Ресейде мақта аймақтары жоқ, сондықтан сиблонға үлкен үміт артылған. Тек оған деген сұраныс әлі жоғары емес, өйткені отандық өндірістің маталары мен киімдерін ешкім дерлік сатып алмайды.

Полимерлі талшықтар

Олар әдетте табиғи, синтетикалық және жасанды болып бөлінеді. Табиғи жағдайда түзілетін талшықтар табиғи болып табылады. Олар әдетте химиялық құрамын анықтайтын шығу тегіне қарай жануарлар мен өсімдіктерге бөлінеді. Біріншісі белоктан тұрады, атап айтқанда каротин. Бұл жібек пен жүн. Соңғылары целлюлоза, лигнин және гемицеллюлозадан тұрады.

Жасанды синтетикалық талшықтар табиғатта бар полимерлерді химиялық өңдеу арқылы алынады. Оларға ацетат, вискоза, альгинат және ақуыз талшықтары жатады. Оларды өндіруге арналған шикізат сульфатты немесе сульфитті ағаш массасы болып табылады. Жасанды талшықтар тоқыма және шнурлы жіптер түрінде, сонымен қатар әртүрлі маталар өндірісінде басқа талшықтармен бірге өңделетін штапельдік талшық түрінде шығарылады.

Синтетикалық полиамидті талшық жасанды жолмен алынған полимерлерден алынған. Бұл процесте шикізат ретінде біршама тармақталған немесе сызықты құрылымды икемді макромолекулалардан түзілген, айтарлықтай массасы бар полимерлі талшықтар пайдаланылады - 15 000-нан астам атомдықмасса бірліктері, сондай-ақ өте тар молекулалық салмақ таралуы. Түріне байланысты синтетикалық талшықтар жоғары беріктік дәрежесіне, ұзаруға, серпімділікке, көп жүктемелерге төзімділікке, аз қалдық деформацияларға және жүктемені алып тастағаннан кейін тез қалпына келтіруге қатысты маңызды мәнге ие болады. Сондықтан олар тоқыма бұйымдарында қолданылуымен қатар, композиттер жасау кезінде арматуралық элементтер ретінде пайдаланылды және осының барлығы синтетикалық талшықтардың ерекше қасиеттерін жасауға мүмкіндік берді.

Қорытынды

Соңғы бірнеше жылда жаңа полимерлік талшықтарды, атап айтқанда, пара-арамидті, полиэтиленді, ыстыққа төзімді, біріктірілген, өзек-қабық құрылымын жасаудағы жетістіктер санының өте тұрақты өсуін байқауға болады., күміс немесе басқа металдар сияқты әртүрлі бөлшектерді қамтитын гетероциклді полимерлер. Нейлон енді инженерияның биіктігі емес, өйткені қазір жаңа талшықтардың көп саны бар.