В № 21 Технологические процессы производства химических волокон

В производстве различных химических волокон из при­родных полимеров и из смол имеется много общего, хотя каждый метод одновременно обладает своими характерны­ми особенностями. Принципиальная схема производства химических волокон независимо от исходного сырья делит­ся на четыре стадии:

1) получение исходного материала;

2) приготовление прядильной массы;

3) формование волокна;

4) отделка волокна.

Получение исходного материала может быть осущест­влено только из такого, молеку­лы которого обладают строгой линейной или малоразветвленной структурой. Если сырьем является природное вы­сокомолекулярное соединение, то его предварительно необходимо очистить от примесей. Для синтетических во­локон это синтез полимеров — получение смолы.

Приготовление прядильной массы. Для получения ис­кусственных волокон на основе эфиров целлюлозы их раст­воряют в 5-6-процентном растворе едкого натра и таким образом получают прядильный раствор. Прядильную мас­су для изготовления синтетических волокон готовят раст­ворением или расплавлением полимера.

Формование волокна, или прядение, заключается в вы­тягивании нити из раствора или расплава полимера. С этой целью раствор или расплав продавливают через очень ма­ленькие отверстия — фильеры (рис. 33). Тонкие струйки раствора или расплава, выходящие через фильеры, обра­батывают химическими реагентами или охлаждают, в ре­зультате чего они твердеют и превращаются в нити.

Фильеры устанавливают на прядильной машине. Каж­дая машина снабжена 60-100 фильерами. Существует два способа формования волокна — мокрый и сухой.

Мокрый способ используется в случае прядения волок­на из раствора (рис.34). Прядильный раствор продавли­вается через отверстия-фильеры и попадает в раствор, на­ходящийся в осадительной ванне.

Выдавливаемые через фильеры струйки .прядильного ра­створа реагируют с раствором осадильной ванны с образова­нием нитей волокна, которые наматываются на бобину.

Мокрый способ используют для изготовления искус­ственных волокон — вискозного, медно-аммиачного, иног­да — синтетических волокон.

Сухой способ применяется в случае прядения волокна из раствора или из расплава полимера. При сухом формо­вании волокна (рис. 35) попадают в виде тонких струек в шахту прядильной машины, в которую поступает нагре­тый воздух. Сухой способ применяют для получения ис­кусственных волокон, например ацетатного, а также неко­торых синтетических волокон.

Отделка волокна включает удаление загрязнений, суш­ку, в случае необходимости — его отбеливание и окраску. Как правило, все волокна подвергают обработке жиросо-держащими растворами для облегчения их переработки в процессах ткачества, вязания и др.

Каучук и резина. Свойства, характеристика, получение

Каучук представляет собой углеводород, который от­носится к группе высокомолекулярных соединений. Важ­нейшие его свойства — изменение формы под влиянием внешних сил и способность принимать начальную форму, если действие этих сил устранено.

Каучук имеет огромное значение в технике. На основе каучуков изготавливают резиновые, резино-тканевые и резино-металлические изделия, используемые в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, транс­порта и в домашнем обиходе. Из каучуков изготавливают более 40 000 наименований резиновых изделий: автомо­бильные и авиационные шины, приводные ремни, гибкие шланги и рукава, детали машин, электроизоляционные ма­териалы, предметы санитарии и гигиены и т. д.

Широкое применение резины объясняется ее высокой прочностью, эластичностью, амортизационными свойства­ми, хорошей сопротивляемостью к истиранию. Резина ус­тойчива к многим химическим средам и поэтому применя­ется для футеровки различных химических реакторов и изготовления уплотнительных деталей.

Каучуки подразделяются на натуральные и синтети­ческие.

Как известно, натуральный каучук — это эластичный материал растительного происхождения; применяемый преимущественно для изготовления резины и резиновых изделий. Содержится он в каучуконосных растениях в виде млечного сока (латекса) или отдельных включений в клет­ках их коры и листьев.

В настоящее время новые искусственные каучуки про­изводятся из попутных газов, получаемых при добыче неф­ти, из природных газов и являются как по качеству, так и по стоимости лучшими и более экономичными, чем естест­венный или синтетический каучук, получаемый из пище­вого сырья.

Наиболее распространенным вулканизирующим веществом является сера.

Ускорители сокращают время вулканизации, уменьша­ют потребное количество серы, позволяют снизить темпе­ратуру процесса. В качестве ускорителей применяют окись магния и свинца, гидроокись кальция, окись цинка.

Активаторы сокращают время вулканизации и повы­шают прочность резины. Для органических ускорителей в качестве активаторов применяют цинковые белила и окись магния.

Наполнители в зависимости от влияния на резиновую смесь разделяются на активные (усилители) и неактивные. Активные наполнители вводят в резиновую смесь как для увеличения ее объема, так и для улучшения свойств рези­ны, неактивные — только для увеличения объема.

Для придания резине требуемой окраски в смесь вво­дят органические и неорганические красители, отличаю­щиеся светостойкостью, устойчивостью при вулканизации и большой красящей способностью (окись титана и хрома, цинковые белила, охра).

Для облегчения смешения каучука с порошковыми ма­териалами и обработки резиновой смеси в нее вводят в ко­личестве 5—20% мягчители (мазут, масла, каменноуголь­ные смолы, канифоль и др.).

Под длительным действием кислорода воздуха проис­ходит старение резины, заключающееся в изменении фи­зических, химических и механических свойств. Для пре­дохранения от старения в состав резиновых смесей вводят в количестве 0,5—2% от веса каучука противостарители — вещества, вступающие в химическое взаимодействие с кис­лородом и предохраняющие этим резину от старения.

Классификация резин

По назначению резины подразделяются на следующие группы:

1. Резины общего назначения, эксплуатируемые при температуре от -50 до +150 °С (шины, обувь, ремни, амор­тизаторы и др.).

2. Теплостойкие резины, применяемые при температу­ре выше 150 °С (детали самолетов, машин, электродвига­телей и т. п.).

3. Морозостойкие резины, устойчивые при работе из­делий в условиях Крайнего Севера, Антарктиды и на боль­ших высотах.

4. Химически стойкие резины, устойчивые к озону, кис­лороду, кислотам, щелочам, растворам солей и т. д.

5. Маслостойкие резины, устойчивые в бензине, керо­сине, нефти.

6. Газонаполненные резины, применяемые как тепло­изоляционный материал.

7. Резины, стойкие к действию радиации и применяемые для изготовления деталей рентгеновских аппаратов и т. п.

8. Диэлектрические резины, используемые для изоля­ции кабелей и в других целях.