Производство медно-аммиачных волокон основано на способности целлюлозы растворяться с образованием вязких растворов в аммиачном растворе гидроокиси меди.
Медно-аммиачный раствор гидроокиси меди получается при взаимодействии гидроокиси меди и аммиака:
При растворении целлюлозы в медно-аммиачном растворе образуется целлюлозно-медно-аммиачный комплекс:
Полученный вязкий раствор проходит операции смешения, фильтрации, удаления пузырьков воздуха и избыточного аммиака.
Формование волокна происходит в осадительной ванне в присутствии 10%-ной серной кислоты, где медный комплекс разлагается с образованием гидратцеллюлозной нити:
Затем следуют операции отделки и сушки волокна.
Для производства штапельного волокна пучки волокон, выходящих из фильер, соединяют в один жгут, разрезают на отрезки длиной 45—120 мм, промывают, замасливают, сушат и пакуют в кипы.
По химическим свойствам медно-аммиачное волокно аналогично вискозному, так как и то, и другое представляют по своему составу гидратцеллюлозу со всеми присущими ей особенностями.
Что касается физической структуры медно-аммиачного волокна, здесь нужно отметить следующее. Волокно, полученное водным способом, характеризуется по сравнению с вискозным волокном более равномерной ориентацией целлюлозных цепей по толщине волокна и способностью более равномерно окрашиваться.
Медно-аммиачное волокно, полученное щелочным способом, по физико-механическим свойствам приближается к вискозному волокну.
Водный способ позволяет получать волокно очень малой толщины, с высокими показателями упругого удлинения. В комплексной нити толщина элементарного волокна колеблется от 111 до 333 мтекс (№ 3000—9000) при водном способе и от 166 до ЗЗЗ мтекс (№ 3000—6000) при щелочном. Разрывная длина соответственно 13,5—15,5 и 15,3—17,1 км; разрывное удлинение 12—15 и 12—14%. Кондиционная влажность 11%.
Ацетатные волокна
По своему химическому составу ацетатные волокна принципиально отличаются от вискозных и медно-аммиачных. Если последние состоят из гидратцеллюлозы, ацетатные волокна представляют собой уксуснокислый эфир целлюлозы (ацетилцеллюлозу).
Исходным сырьем для производства ацетатного волокна является облагороженная целлюлоза с содержанием а-целлюлозы не менее 98%.
Ацетилцеллюлозу получают в результате ацетилирования целлюлозы уксусным ангидридом в присутствии серной кислоты как катализатора и ледяной уксусной кислоты как растворителя. Процесс ацетилирования осуществляется при температуре 15°С в течение 4—8 ч. Реакция протекает по следующей схеме:
Целлюлоза как трехатомный спирт вступает в реакцию этерификации с уксусным ангидридом; в итоге образуется сложный эфир целлюлозы и уксусной кислоты — ацетилцеллюлоза (или первичный ацетат) с содержанием связанной уксусной кислоты до 62,5%.
Первичный ацетат служит исходным продуктом для получения ацетатных и триацетатных волокон.
Для производства ацетатного волокна первичный ацетат подвергают частичному омылению, при котором часть ацетильных групп отщепляется. Получается диацетилцеллюлоза (или вторичный ацетат), где содержится 52—56% связанной уксусной кислоты, что соответствует смеси из 50—80% диацетата и 20—50% триацетата. На практике эта реакция омыления осуществляется добавлением к раствору ацетилцеллюлозы в уксусной кислоте некоторого количества воды. В качестве катализатора используют серную кислоту.
Реакцию омыления первичного ацетата можно представить следующим уравнением:
Поскольку вторичный ацетат, растворимый в крепкой уксусной кислоте, нерастворим в воде, он при реакции омыления выпадает из раствора в виде белых хлопьев или порошка, имеющих волокнистую структуру.
Читайте также: Ткань из которой шьют школьную форму
Диацетилцеллюлозу отжимают, промывают водой, стабилизируют путем кипячения со слабой серной кислотой, снова промывают до удаления кислоты, отжимают и сушат.
Дальнейший процесс производства ацетатного волокна включает следующие стадии:
приготовление прядильного раствора и его фильтрование;
смешение нескольких партий раствора для получения однородной партии сырья;
отстаивание раствора для удаления пузырьков воздуха с подогревом до температуры 30—35°С в течение 20—30 ч;
фильтрация раствора перед прядением;
формование (прядения) волокна;
текстильная обработка волокна (кручение, фиксация крутки, замасливание и др.).
Для приготовления прядильного раствора вторичный ацетат растворяют в смеси органических растворителей; чаще всего это смесь ацетона и спирта в отношении 85: 15. Получается вязкий 20—24%-ный раствор, из которого после трехкратной фильтрации и удаления пузырьков воздуха формуется ацетатная нить.
Прядение (формование) происходит сухим способом в прядильной шахте. Раствор диацетилцеллюлозы в смеси ацетона со спиртом продавливают через фильеру в шахту с нагретым воздухом. Высота шахты 3—4 м. Воздух, подаваемый в шахту, имеет температуру 55—70°С. При этой температуре растворители испаряются, а волокно затвердевает. По выходе из шахты волокно замасливают специальным составом для предупреждения электризуемости и наматывают в бобину.
В отличие от вискозного волокна, для ацетатного волокна нет необходимости в мокрых отделочных операциях. Говоря о химических свойствах, следует заметить, что ацетатные волокна, по сравнению с гидратцеллюлозными, менее гигроскопичны, меньше набухают в воде и водных растворах, меньше теряют в прочности во влажном состоянии. Они обладают большей мягкостью и эластичностью, имеют высокие упругие свойства и меньший блеск. Непрерывная нить состоит из 16—25 элементарных волокон.
Наиболее характерными особенностями ацетатного волокна являются сравнительно низкая термостойкость, высокая термопластичность и отсутствие сродства к красителям, применяемым при крашении растительных и животных волокон.
Ацетатное волокно нерастворимо в воде; в отличие от гидратцеллюлозных волокон, оно растворяется в ацетоне, ледяной уксусной кислоте, феноле. При воздействии горячей воды (температура свыше 85°С) и пара волокно теряет блеск и поверхность его становится матовой.
Как и гидратцеллюлозные волокна, ацетатное волокно неустойчиво к воздействию кислот. Повреждение волокна наблюдается даже при обработке разбавленными растворами минеральных кислот. К воздействию же слабых растворов органических кислот (уксусной и др.) волокно устойчиво.
Ацетатное волокно очень чувствительно к воздействию растворов щелочей, которые могут вызвать гидролиз эфирных связей — омыление волокна, что приводит к превращению ацетилцеллюлозы в гидратцеллюлозу и потере положительных свойств ацетатного волокна.
Подобно другим волокнистым материалам целлюлозной природы ацетатное волокно чувствительно к деструктивному действию окислителей и одновременно устойчиво к моли и плесени.
Толщина элементарной нити ацетатного волокна, изготовляемого отечественной промышленностью, 133—277 мтекс (№ 3600— 7500). Разрывная прочность 10,5—12,6 км, разрывное удлинение в сухом виде 22—25%, кондиционная влажность 6,5%.
Читайте также: Аппликация из ткани для школьников
Шелковые текстильные волокна и ткани
Производство медно-аммиачных волокон основано на способности целлюлозы растворяться с образованием вязких растворов в аммиачном растворе гидроокиси меди.
Медно-аммиачный раствор гидроокиси меди получается при взаимодействии гидроокиси меди и аммиака:
При растворении целлюлозы в медно-аммиачном растворе образуется целлюлозно-медно-аммиачный комплекс:
Полученный вязкий раствор проходит операции смешения, фильтрации, удаления пузырьков воздуха и избыточного аммиака.
Формование волокна происходит в осадительной ванне в присутствии 10%-ной серной кислоты, где медный комплекс разлагается с образованием гидратцеллюлозной нити:
Затем следуют операции отделки и сушки волокна.
Для производства штапельного волокна пучки волокон, выходящих из фильер, соединяют в один жгут, разрезают на отрезки длиной 45—120 мм, промывают, замасливают, сушат и пакуют в кипы.
По химическим свойствам медно-аммиачное волокно аналогично вискозному, так как и то, и другое представляют по своему составу гидратцеллюлозу со всеми присущими ей особенностями.
Что касается физической структуры медно-аммиачного волокна, здесь нужно отметить следующее. Волокно, полученное водным способом, характеризуется по сравнению с вискозным волокном более равномерной ориентацией целлюлозных цепей по толщине волокна и способностью более равномерно окрашиваться.
Медно-аммиачное волокно, полученное щелочным способом, по физико-механическим свойствам приближается к вискозному волокну.
Водный способ позволяет получать волокно очень малой толщины, с высокими показателями упругого удлинения. В комплексной нити толщина элементарного волокна колеблется от 111 до 333 мтекс (№ 3000—9000) при водном способе и от 166 до ЗЗЗ мтекс (№ 3000—6000) при щелочном. Разрывная длина соответственно 13,5—15,5 и 15,3—17,1 км; разрывное удлинение 12—15 и 12—14%. Кондиционная влажность 11%.
Ацетатные волокна
По своему химическому составу ацетатные волокна принципиально отличаются от вискозных и медно-аммиачных. Если последние состоят из гидратцеллюлозы, ацетатные волокна представляют собой уксуснокислый эфир целлюлозы (ацетилцеллюлозу).
Исходным сырьем для производства ацетатного волокна является облагороженная целлюлоза с содержанием а-целлюлозы не менее 98%.
Ацетилцеллюлозу получают в результате ацетилирования целлюлозы уксусным ангидридом в присутствии серной кислоты как катализатора и ледяной уксусной кислоты как растворителя. Процесс ацетилирования осуществляется при температуре 15°С в течение 4—8 ч. Реакция протекает по следующей схеме:
Целлюлоза как трехатомный спирт вступает в реакцию этерификации с уксусным ангидридом; в итоге образуется сложный эфир целлюлозы и уксусной кислоты — ацетилцеллюлоза (или первичный ацетат) с содержанием связанной уксусной кислоты до 62,5%.
Первичный ацетат служит исходным продуктом для получения ацетатных и триацетатных волокон.
Для производства ацетатного волокна первичный ацетат подвергают частичному омылению, при котором часть ацетильных групп отщепляется. Получается диацетилцеллюлоза (или вторичный ацетат), где содержится 52—56% связанной уксусной кислоты, что соответствует смеси из 50—80% диацетата и 20—50% триацетата. На практике эта реакция омыления осуществляется добавлением к раствору ацетилцеллюлозы в уксусной кислоте некоторого количества воды. В качестве катализатора используют серную кислоту.
Реакцию омыления первичного ацетата можно представить следующим уравнением:
Поскольку вторичный ацетат, растворимый в крепкой уксусной кислоте, нерастворим в воде, он при реакции омыления выпадает из раствора в виде белых хлопьев или порошка, имеющих волокнистую структуру.
Читайте также: Ткань лен хлопок полиэстер
Диацетилцеллюлозу отжимают, промывают водой, стабилизируют путем кипячения со слабой серной кислотой, снова промывают до удаления кислоты, отжимают и сушат.
Дальнейший процесс производства ацетатного волокна включает следующие стадии:
приготовление прядильного раствора и его фильтрование;
смешение нескольких партий раствора для получения однородной партии сырья;
отстаивание раствора для удаления пузырьков воздуха с подогревом до температуры 30—35°С в течение 20—30 ч;
фильтрация раствора перед прядением;
формование (прядения) волокна;
текстильная обработка волокна (кручение, фиксация крутки, замасливание и др.).
Для приготовления прядильного раствора вторичный ацетат растворяют в смеси органических растворителей; чаще всего это смесь ацетона и спирта в отношении 85: 15. Получается вязкий 20—24%-ный раствор, из которого после трехкратной фильтрации и удаления пузырьков воздуха формуется ацетатная нить.
Прядение (формование) происходит сухим способом в прядильной шахте. Раствор диацетилцеллюлозы в смеси ацетона со спиртом продавливают через фильеру в шахту с нагретым воздухом. Высота шахты 3—4 м. Воздух, подаваемый в шахту, имеет температуру 55—70°С. При этой температуре растворители испаряются, а волокно затвердевает. По выходе из шахты волокно замасливают специальным составом для предупреждения электризуемости и наматывают в бобину.
В отличие от вискозного волокна, для ацетатного волокна нет необходимости в мокрых отделочных операциях. Говоря о химических свойствах, следует заметить, что ацетатные волокна, по сравнению с гидратцеллюлозными, менее гигроскопичны, меньше набухают в воде и водных растворах, меньше теряют в прочности во влажном состоянии. Они обладают большей мягкостью и эластичностью, имеют высокие упругие свойства и меньший блеск. Непрерывная нить состоит из 16—25 элементарных волокон.
Наиболее характерными особенностями ацетатного волокна являются сравнительно низкая термостойкость, высокая термопластичность и отсутствие сродства к красителям, применяемым при крашении растительных и животных волокон.
Ацетатное волокно нерастворимо в воде; в отличие от гидратцеллюлозных волокон, оно растворяется в ацетоне, ледяной уксусной кислоте, феноле. При воздействии горячей воды (температура свыше 85°С) и пара волокно теряет блеск и поверхность его становится матовой.
Как и гидратцеллюлозные волокна, ацетатное волокно неустойчиво к воздействию кислот. Повреждение волокна наблюдается даже при обработке разбавленными растворами минеральных кислот. К воздействию же слабых растворов органических кислот (уксусной и др.) волокно устойчиво.
Ацетатное волокно очень чувствительно к воздействию растворов щелочей, которые могут вызвать гидролиз эфирных связей — омыление волокна, что приводит к превращению ацетилцеллюлозы в гидратцеллюлозу и потере положительных свойств ацетатного волокна.
Подобно другим волокнистым материалам целлюлозной природы ацетатное волокно чувствительно к деструктивному действию окислителей и одновременно устойчиво к моли и плесени.
Толщина элементарной нити ацетатного волокна, изготовляемого отечественной промышленностью, 133—277 мтекс (№ 3600— 7500). Разрывная прочность 10,5—12,6 км, разрывное удлинение в сухом виде 22—25%, кондиционная влажность 6,5%.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом