Технология производства химических волокон — 3-е изд. - Ряузов A.H.
Скачать (прямая ссылка):
Производство медноаммиачных волокон начало развиваться лишь после применения водного способа формования медноаммиачных нитей в воронках (патент Тиле, 1901 г.). Ускорение движе ния воды в воронках из-за уменьшения живого сечения вызывает постепенное и сильное вытягивание формующихся нитей, благодаря чему получается тонковолокнистая текстильная нить высокого качества.
Долгое время медноаммиачные волокна, полученные этим способом формования, выделялись среди других искусственных волокон своей мягкостью, приятным грифом, хорошей носкостью, отсутствием «стеклянного» блеска, меньшей потерей прочности в мокром состоянии и т. п. Однако по мере совершенствования методов производства других волокон, в частности после освоения
* При регенерации пластификационной ванны расход серной кислоты н8_ 1 кг волокна уменьшается на 0,2 кг, цинка — на 0,025—0,05 кг, а выработка суль" фата натрия увеличивается на 0,6—0,8 кг.
214 ёй
выпуска тонковолокнистой вискозной текстильной нити, медноаммиачные волокна утратили свои преимущества.
Медноаммиачные волокна получают по следующей схеме. Целлюлозу в виде рыхлой массы смешивают с основной солью меди или с гидроксидом меди в присутствии концентрированного раствора аммиака. Образующийся вязкий раствор после фильтрации, удаления избытка аммиака и обезвоздушивания направляют на формование. Нить получают двухванным способом формования. В качестве осадительной ванны применяют воду (формование ведется в воронках). Во второй ванне нить обрабатывают разбавленной серной кислотой (2—3%-ной), которая разрушает продукт взаимодействия целлюлозы с куприаммингидратом. Полученные гидратцеллюлозные нити промывают, обрабатывают разбавленным раствором серной кислоты для полного удаления меди, снова промывают, подвергают мыловке и сушат.
Преимущество описываемого метода производства искусственных волокон перед вискозным заключается в устойчивости медноаммиачного прядильного раствора, достаточно полной регенерации основных химикатов и значительно меньшей вредности (предельно допустимая концентрация аммиака в воздухе 0,02 мг/л, а сероуглерода — 0,001 мг/л).
14.1. ИСХОДНОЕ СЫРЬЕ
Целлюлоза. Для производства медноаммиачных волокон может применяться как хлопковая, так и древесная целлюлоза. Так как в приготовления медноаммиачного раствора гемицеллюлозы ие удаляются, то для получения медноаммиачных волокон высокого качества следует применять целлюлозу с повышенным содержанием а-целлюлозы (96%). Отметим, что медноаммиачные волокна, полученные не из древесной, а из хлопковой целлюлозы, обладают более высокой прочностью (на 5—10%).
Применяемая в производстве искусственных волокон хлопковая целлюлоза получается из коротковолокнистого хлопкового пуха (линта), остающегося на семенах хлопка после снятия хлопкового волокна. Хлопковый пух является отходом при очистке семян хлопка на маслозаводах.
Химическая очистка хлопкового пуха проводится на заводах хлопковой целлюлозы, а на предприятия искусственных волокон обычно поступает уже готовая отбеленная целлюлоза.
Соли меди. Гидроксид и основную соль меди получают взаимодействием сульфата меди с едким натром или содойі
CuSO4+ 2NaOH —> Cu(OH)2-J-Na2SO4 4CuSO4 + 8NaaCOa + 3H2O —*¦ CuSO4 • 3Cu(OHb + 3Na2SO4 + ЗСО,
Основная соль меди может быть получена также при взаимодействии «ульфата меди с аммиаком. 1
Таким образом, исходным сырьем для получения солей меди является сульфат меди, к которому предъявляются определенные требования. Он должен содержать (%):
CuSO4 • 5H2O, не менее . . . 98,2-'Железо, не более ...... 0,06
Мышьяк, ие
более..... 0,015
При содержании в сульфате меди солей железа выше нормы его подвергают очистке. Эта операция сводится к продувке через горячий раствор воздуха, в результате чего соединения железа (II) окисляются до оксидных. Последние гидролизуются, и в осадок выпадают гидроксид и основная соль железа.
Аммиак. В производстве медноаммиачных волокон применяют 25—30% -ный раствор аммиака в воде.
14.2. ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Процесс производства медноаммиачных волокон основан на способности целлюлозы образовывать комплексные соединения с куприаммингидратом.
В промышленности медноаммиачные растворы получают двумя способами — через гидроксид и через основную соль меди.
При добавлении концентрированного раствора аммиака кгидр-оксиду меди образуется основная соль — куприаммингидрат:
Cu(OH)2-T-WNH3 *=± [Cu(NH3)ra]2+ + 2OH"
При взаимодействии концентрированного раствора аммиака с основной солью меди получается комплексное соединение, содержащее кроме куприаммингидрата куприамминсульфат Cu(NHs)4SO*:
5Cu(OH)2 • 2CuSO4 + 7mNH3 ч=± [Ca(NH3)^]2+ + 2SOr + 10ОН"
C целлюлозой вступает во взаимодействие только основание (куприаммингидрат); нейтральная соль (куприамминосульфат) с целлюлозой не реагирует. Для полного использования меди, расходуемой при приготовлении медноаммиачного раствора, на взаимодействие с целлюлозой, необходимо куприамминсульфат перевести в куприаммингидрат. Для этого после окончания первой стадии растворения целлюлозы добавляют едкий натр:
