Технология производства химических волокон — 3-е изд. - Ряузов A.H.
Скачать (прямая ссылка):
Полые нити формуют через специальные фильеры, обеспечивающие образование равномерной бездефектной стенки. ИзвестнЬ1 три типа конструкций таких фильер (рис. 15.8). Щелевая филь* ера, имеющая одну или несколько перемычек, обеспечивает зам^'
кание стенки по выходе раствора или расплава из фильеры. Это наиболее простая экономичная фильера, однако при ее применении возможно образование неполностью замкнутого шва. Фильеры этого вида используют для формования некоторых нитей из расплавов и высококонцентрированных растворов полимеров. Фильера со сплошным стержнем в отверстии наиболее часто применяется при формовании сухим методом. При эгом капилляр образуется при разрежении в момент отрыва раствора от стержня. Фильера третьего вида предусматривает подачу через внутренний капилляр газа или осадительной ванны. Эта фильера наиболее сложна по конструкции, однако может быть использована при любых способах формования, позволяет в широком диапазоне изменять условия формования, в том числе внутри нити, обеспечивает ее бездефектность.
Важное значение в процессах разделения имеет структура полой нити, зависящая от способа формования. Так, монолитная структура образуется обычно при получении нити из расплавов или при формовании сухим способом из растворов. Пористую структуру получают чаще всего при формовании мокрым способом. Полые волокна с пористой структурой нитей используют для процессов ультра- и микрофильтрации. Весьма эффективны в некоторых процессах разделения полые волокна с так называемой асимметричной структурой стенки (см. рис. 15.7). Нити полых волокон имеют плотную тонкую оболочку (обычно 0,1—1 мкм), армирующую пористую часть, и обеспечивают высокую степень разделения компонентов. Такие полые волокна за счет малой толщины активного слоя и возможности создания сравнительно больших давлений (наличие пористой части) дают возможность существенно увеличить производительность по сравнению, например, с полыми волокнами монолитной структуры. Полые волокна с монолитной и асимметричной структурой стенки чаще всего используют в процессах разделения жидкостей методом обратного осмоса и диффузионного разделения газов.
Асимметричную структуру стенки создают обычно путем формования нити мокрым способом. При этом на первой стадии проводят предформование (сухим способом) нити в шахте, за счет чего обеспечивается образование плотной оболочки на поверхности струйки прядильного раствора. Затем нить попадет в осадительную ванну, где происходит высаживание полимера, при этом большая часть нити (образованная из более разбавленного раствора) имеет пористую структуру.
в^7Целевое отверстие с перемычками; б—от-ЛяРомЄ С° стержнем; в—отверстие с капил-
~ 15.8. Форма отверстий фильер для 'Мования полых волокон:
б
а
6
Полупроницаемые полые волокна получают как из вторичного так и из триацетата целлюлозы. Они имеют различные геометрические размеры и разделительные характеристики (в зависимости от областей применения). Например, для опреснения солоноватых вод получают ацетатные нити с внешним диаметром 60 и внутренним 30 мкм, уменьшающие содержание NaCl на 95^. 98% при производительности 50—60 л/(м2-сут) в пересчете на поверхность нити.
Наряду с ацетатными полыми волокнами для разделения жидких смесей используют полые волокна из ароматических полиамидов, полибензимидазолов, полисульфонов, полиакрилонитрила, а для разделения газовых смесей —из полиолефинов, полиэфиров, кремний- и фторсодержащих полимеров. Полупроницаемые полые волокна начинают использовать для деминерализации воды, концентрирования растворов, очистки сточных вод, стерилизации жидкостей и газов, выделения кислорода из воздуха, водорода и гелия из природных или промышленных газовых смесей и для других процессов разделения смесей.
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
Синтетические волокна
Глава 16
ПОЛИАМИДНЫЕ ВОЛОКНА
Полиамидными волокнами называются синтетические волокна, получаемые из линейных полимеров, макромолекулы которых содержат амидные группы (—NHCO—).
Широкое промышленное развитие получили полиамидные волокна, изготовляемые из алифатических полиамидов. Макромолекулы этих полиамидов, наряду с амидными группами, содержат метиленовые группы (—CH2—).
В последние годы все большее значение приобретают ароматические полиамиды, микромолекулы которых состоят из ароматических циклов, соединенных между собой амидными связями, а также полиамиды других типов *, используемые для производства технических высокопрочных высокомодульных и термостойких нитей со специфическими свойствами.
Полиамиды синтезируют из аминокарбоновых кислот, их лак-тамов или из диаминов и дикарбоновых кислот. При этом получают полиамиды разной структуры:
----HN-(CH2) - CONH-(CH2)Jc-CO----
----HN—(CH2) х—NHCO—(CH2)^—СО— •••
В макромолекулах полиамидов **, полученных из аминокислот или лактамов, между амидными группами находятся цепочки, состоящие из одинакового числа метиленовых групп (—CH2—). В макромолекулах полиамидов, синтезированных из диаминов 11 дикарбоновых кислот, метиленовые цепочки, разделяющие амидные группы, могут иметь как равное, так и различное число ме-тиленовых групп (—CH2—).
