Методическая разработка к элективному курсу "Актуальные проблемы органической химии"

Синтетические волокна

Подготовила : Зеленина Алина 10 «Б»

Преподаватель : Косаченко Н. А.

ВОЛОКНА

ХИМИЧЕСКИЕ

ПРИРОДНЫЕ

ИСКУССТВЕННЫЕ

СИТЕТИЧЕСКИЕ

ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

КАПРОН,ЛАВСАН,НИТРОН, ЭНАНТ,АНИД И ДР

ШЕРСТЯНОЕ, ШЁЛКОВОЕ

ХЛОПКОВОЕ,ЛЬНЯНОЕ И ДР

ВИСКОЗНОЕ, МЕДНО-АММИАЧНОЕ,АЦЕТАТНОЕ

• Синтетические волокна - это химически волокна, получаемые из несуществующих в природе полимеров, полученных путём синтеза из природных низкомолекулярных соединений(каменного угля, нефти и газа).
• Они обладают высокой прочностью, упругостью, устойчивостью к действию влаги. Некоторые волокна могут заменить шерсть: нитрон и лавсан.
• В настоящее время существует несколько тысяч видов синтетических волокон, и их число растет с каждым годом. Самые распространенные будут рассмотрены ниже.

Природные волокна

Хлопок

Лён

Шелкопряд(Шёлк)

Шерсть

Химические волокна

Нитрон

Ацетатное волокно

Капрон

Вискоза

Лавсан

История синтетического волокна

• В 1928 году Уоллесу Карозерсу удалось получить синтетическое волокно-нейлон
• В начале 1939 года в городе Сифорде был запущен первый в мире завод по производству нейлона

В Советском Союзе первое синтетическое волокно было получено в 1947 году группой учённых , в которую входили академик И.Л Кнунянц и профессор З.А Роговин. Оно получило название капрон

Производство химических волокон

• 1. Получение и предварительная обработка сырья
• 2. Приготовление прядильного раствора или расплава
• 3. Формование нитей
• 4. Отделка, текстильная переработка

Капрон

• [-NH-(CH 2 ) 5 -CO-] n  – представитель полиамидов.

В промышленности его получают путем полимеризации производного ε-аминокапроновой кислоты – капролактама.

H 2 N-(CH 2 ) 5 -CO-OH +

H 2 N-(CH 2 ) 5 -CO-OH +

H 2 N-(CH 2 ) 5 -CO-OH +…→

(-HN-(CH 2 ) 5 -CO-)n … + nH 2 O

• Процесс ведется в присутствии воды, играющей роль активатора, при температуре 240-270° С и давлении 15-20 кгс/см 2  в атмосфере азота.

Достоинства

Недостатки

• Благодаря сильному межмолекулярному взаимодействию, обусловленному водородными связями между группами –CO-NH-, полиамиды представляют собой труднорастворимые высокоплавкие полимеры с температурой плавления 180-250°С.
• Устойчивость к истиранию и деформации
• Не впитывает влагу, поэтому не теряет прочности во влажном состоянии
• Термоплатичен

• Малоустойчив к действию кислот
• Малая теплостойкость тканей (нельзя гладить горячим утюгом)

Применение

• Полиамиды применяются прежде всего для получения синтетического волокна. Вследствие нерастворимости в обычных растворителях прядение ведется сухим методом из расплава с последующей вытяжкой. Хотя полиамидные волокна прочнее натурального шелка, трикотаж и ткани, изготовленные из них, значительно уступают по гигиеническим свойствам из-за недостаточной гигроскопичности полимера.
• Изготовление одежды, искусственного меха, ковровых изделий, обивок.
• Полиамиды используются для производства технических тканей, канатов, рыболовных сетей.
• Шины с каркасом из полиамидного корда более долговечны.
• Полиамиды перерабатываются в очень прочные конструкционные изделия методами литья под давлением, прессования, штамповки и выдувания.

Лавсан

• Лавсан (полиэтилентерефталат) - представитель полиэфиров:

• Получают  реакцией поликонденсации терефталевой кислоты и этиленгликоля:

HOOC-C 6 H 4 -COOH + HO-CH 2 CH 2 -OH + HOOC-C 6 H 4 -COOH + … →

(-OC-C 6 H 4 -CO – O-CH 2 CH 2 -O-)n + nH 2 O

   полимер-смола  

• В общем виде: 

n HOOC-C 6 H 4 -COOH +

n HO-CH 2 CH 2 -OH →

(-CO-C 6 H 4 -CO-O-CH 2 CH 2 -O-) n +

n H 2 O

• Полимер пропускают через фильеры – макромолекулы вытягиваются, усиливается их ориентация:
•  
• Формование прочных волокон на основе лавсана осуществляется из расплава с последующей вытяжкой нитей при 80-120 °С.
• Лавсан является линейным жесткоцепным полимером. Наличие регулярно расположенных в цепи макромолекулы полярных сложноэфирных групп
• -О-СО- приводит к усилению межмолекулярных взаимодействий, придавая полимеру жесткость и высокую механическую прочность. К его достоинствам относятся также устойчивость к действию повышенных температур, света и окислителей.

Достоинства

Недостатки

• Прочность, износостойкость
• Свето и термостойкость
• Хороший диэлектрик
• Устойчив к действию растворов кислот и щелочей средней концентрации
• Высокая термостойкость (-70˚ до + 170˚)

• Негигроскопичен (для производства одежды используют в смеси с другими волокнами)

Применяется в производстве

• волокон и нитей для изготовления трикотажа и тканей различных типов (тафта, жоржет, креп, пике, твид, атлас, кружево, тюль, плащевые и зонтичные полотна и т.п.);
• пленок, бутылей, упаковочного материала, контейнеров и др.;
• транспортёрных лент, приводных ремней, канатов, парусов, рыболовных сетей и тралов, бензо- и нефтестойких шлангов, электроизоляционных и фильтровальных материалов, щёток, застёжек "молния", струн ракеток и т.п.;
• хирургических нитей и материалов для имплантации в сердечно-сосудистой системе (эндопротезы клапанов сердца и кровеносных сосудов), эндопротезирования связок и сухожилий.