Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
Рис 105 Схема формования-
а — бобинныи способ прядения, б — центри фуильный, / — трубопровод для раствора вискозы, 2 — прядильный насос, 3 — фильтр 4 — стеклянная трубка, 5 — ванна 6 — фильера, 7 — бобина, 8 — прядильный диск, 9 — воронка, 10 — центрифуга
CH3COx [C6H7O2(OH)3In + Зп о-
CH3CO/
[С6Н702(ОСОСН3)8]я + ЗпСН3СООН
После частичного омыления ацетилцеллюлоза растворяется в смеси ацетона и спирта (85 : 15) в вертикальных растворителях с планерными мешалками. После фильтрации и обезвоздушивания полученный прядильный раствор направляется на формование волокна по сухому методу. Он заключается в том, что нагретый прядильный раствор продавливается через фильеры в виде тонких струек, падающих вертикально вниз в шахты прядильной машины, в которые противотоком подается чистый воздух, нагретый до 55—70° С, что обеспечивает испарение растворителя. Струйки раствора, затвердевая, превращаются в тонкие и гибкие волокна, которые внизу соединяются в общую нить, направляемую затем на отделку.
Полиамидное волокно капрон получается из смолы капрон, исходным сырьем для которой служит лактам є-ами-нокапроновой кислоты — капролактам. Последний вырабатывается в виде белого порошка из фенола, бензола или циклогексана. Капролактам расплавляют и растворяют. В растворитель добавляется 5—10% от массы лактама дистиллированной воды, играющей роль активатора реакции полимеризации. По окончании растворения вводят около 1 % уксусной кислоты в качестве стабилизатора, регулирующего молекулярный вес полимера. Затем раствор фильтруется и подается на полимеризацию в стальной автоклав. Процесс полимеризации осуществляется в атмосфере чистого азота при 250° С, 15 •1O5 Н/м2 атм в течение 10—11 ч. При высокой температуре вода раскрывает кольцо капролактама с образованием сперва є-аминокапроновой кислоты, а затем поликапро-лактама (капрон):
C=O
H2C NH но
Г I HO[-OC-(CH2)5-NH-]„-H
H2C Ch2
H2C—CH2
В процессе полимеризации жидкая масса постепенно густеет. Готовую смолу (высокомолекулярное соединение) выдавливают при помощи азота (3•1O5—4•1O5 Н/м2) через выпускное отверстие в желоб с холодной водой (10—12° С), где полимер быстро застывает.
Процесс полимеризации капролактама может осуществляться и непрерывно. Полученную ленту дробят на рубильных машинах в крошку (7—8 мм). Затем экстрагируют горячей умягченной водой (95—980 C) непрореагировавший мономер и другие низкомолекулярные соединения. После отжима и сушки крошка расплавляется при 260—270° С и при помощи дозирующего насосика определенными порциями под давлением приблизительно 60•1O5 Н/м2 подается через фильтр в фильеру. Струйки расплава из фильеры попадают в высокую шахту, где они обдуваются холодным воздухом, застывают и образовавшиеся волокна наматываются на бобину. Полученное волокно подвергают вытяжке, крутке, промывке,
сушке, перемотке с одновременным замасливанием. Скорость прядения капрона и других синтетических волокон до 1500 м/мин, т. е. много выше, чем вискозного.
5. ПРОИЗВОДСТВО ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС
К пластмассам относят обширную группу материалов, главной составной частью которых являются природные или синтетические высокомолекулярные соединения, способные при повышенной температуре и давлении переходить в пластическое состояние, формоваться под воздействием внешних сил и затем после охлаждения или отверждения устойчиво сохранять приданную форму.
Высокомолекулярное соединение — важнейшая составная часть, скрепляющая все компоненты в одно монолитное целое и придающая смеси (композиции) пластичность, способность формоваться, а также электроизоляционные, антикоррозионные и другие важнейшие свойства. Для этого используются, кроме синтетических полимеров, эфиры целлюлозы, белковые вещества, асфальты и пеки. По составу пластмассы можно разделить на ненаполненные, представляющие собой чистые или с очень незначительными добавками полимеры, и наполненные пластики —смеси, содержащие наполнители, пластификаторы, красители, стабилизаторы, отвердители и другие добавки, равномерно распределенные в связующем —смоле.
Наполнители — твердые вещества, которые вводятся для придания или усиления в пластической массе определенных физических свойств: прочности, теплостойкости, а также снижения усадки во время отверждения. Одновременно наполнитель увеличи-вает негорючесть изделий, часто водостойкость; улучшает внешний вид и повышает диэлектрические свойства. В качестве наполнителей применяются органические и минеральные соединения. Они могут быть в виде порошков (древесная, слюдяная и кварцевая мука, сажа, графит, сульфат бария, кизельгур, каолин, тальк), волокнистых материалов (хлопок, асбестовое волокно, текстильные очесы, стеклянное волокно) и в виде полотна (бумага, хлопчатобумажные и стеклянные ткани, слюда, древесный шпон). В табл. 18 приведена классификация пластмасс в зависимости от наполнителя.
Пластификаторы — малолетучие, большей частью жидкие вещества, повышающие пластичность композиции при повышенной температуре и придающие отформованному изделию морозостойкость, большую эластичность и упругость. При увеличении содержания пластификатора прочность полимера на растяжение и сжатие уменьшается, но зато резко увеличивается прочность на удар и способность к удлинению. Наиболее распространенными пластификаторами являются касторовое масло, дибутилфталат, трикрезилфосфат и другие сравнительно доступные органические соединения.
