37.Химиялық талшықтарды классификациялаңыз. Талшық түзгіш полимерлер қандай талаптарға сай болу керектігін жобалаңыз
Химиялық талшық, жасанды талшық — табиғи органикалық және синтездік полимерлерден алынатын талшықтар. Шикізатқа байланысты оның синтездік (синтездік полимерлерден) және жасанды (табиғи полимерлерден) жолмен алынатын түрлері болады. Кейде бейорганикалық қосылыстардан (шыны, металл, базальт, кварц) алынатын талшықтарды да химиялық талшық деп атайды. Жасанды химиялық талшыққа ацетат, вискоза, мыс-аммиакты талшық, штапель, т.б., ал синтездік химиялық талшыққа полиамид, полиэфир, полиакрилнитрил, полипропилен, т.б. көптеген талшықтар жатады.Табиғи материалдардан: мақта, кенеп, жүн, табиғи жібектен бірден алынатын талшықтарды табиғи талшықтарға, ал химиялық әдістер көмегімен көмегімен өндірілетін талшықтарды химиялық талшықтарға жатқызады.
Химиялық талшықтарды , ары қарай, жасанды және синтетикалық деп бөледі.Жасанды деп, табиғи жоғары молекулалық заттарды (мысалы, клетчаткалар, белоктар) өңдеу жолымен алынатын талшықтарды атайды. Оларға вискоза, ацетат, казеин және басқа да талшықтар жатады.
Синтетикалық деп синтетикалық полимерлерден жасалатын талшықтарды атайды.Синтетикалық талшыққа мысал ретінде капрон талшығын алуға болады. Синтетикалық талшықтарды алу үшін алдымен мономерлерге синтездейді; мономерлерден полимер, ал полимерлерден синтетикалық талшық жасап шығарады.
Химиялық талшықтар алу үшін полимерлер еріген немесе балқыған синтетикалық полимерлер болулары керек. Оларды жоғары қысыммен тар фильерлерден өткізгенде ауа арқылы түзілген талшықтар кебеді, сонан соң оларды орауға немесе созуға келеді. Химиялық талшықтарды түзгіш полимерлерге қойылатын негізгі техникалық талап жоғары механикалық беріктік. Ол затта әсер ететін, молекула аралық тартылыс күштеріне байланысты. Молекулалар неғұрлым үлкен және бір біріне жақын орналасқан болса, соғұрлым ол күштер көп болады. Химиялық талшықтар өндірісінде пайдаланылатын полимерлер тәртіпсіз орналасқан сызықты молекулалардан тұрады. Полимерге беріктігі жоғары талшықты структура беру үшін, олардың түзу бойына орналасуын тәртіптеу керек. Полимер макромолекулаларының, олардың қайта орналасу процесінде, көбірек қозғалғыштық пайда болу үшін, алдын ала молекула аралық күштерін кеміту қажет. Бұл заттарды еріту немесе балқыту жолымен іске асырылады. Осыған химиялық талшықтар өндірудің екі әдісі негізделген: ерітіндіден иіру және балқымадан иіру. Көптеген синтетикалық талшықтарды, пластмассалар қай мономерден алынатын болса, сол мономерден алады (полителен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол және басқа да талшықтар)
38. Жасанды талшықтарға анықтама беріңіз. Целлюлозаны түрлендіру жолдарын қарастырыңыз. Қажетті реакция теңдеулерін жазыңыз.
Химиялық талшықтар деп табиғи немесе синтетикалық полимерлерді химиялық өңдеу арқылы алынған талшықтарды айтады. Жасанды талшық ең алғаш өнеркәсіптік масштабта Францияда целлюлоза нитратынан өндірілді. Жасанды талшыққа вискозалы, мыс аммиакты, ацетатты, белоктық жасанды талшықтар жатады. Жасанды талшықтарды табиғи полимерлерден-целлюлоза, хитин және белоктардан алады. Жасанды талшықтың кемшілігі-гигиеналық және гигроскопиялық қасиеттерінің төмендігі. Алайда берік, төзімді әрі арзан болғандықтан жасанды талшық өндіру артуда.
Целлюлоза – табиғи, буындары түзу сызықты, арнайы ретті тізбектелген полисахарид.
Сілтінің конц ерітіндісімен әсер еткенде молекулалық ірі құрылымы өзгереді де жаңа хим қос-с п.б. оны сілтіленген целлюлоза д.а.
Сілтілік
целлюлоза сумен әрекеттескенде оңай
гидролизденеді де гидратцеллюлоза
немесе мерсерленген целлюлоза түзеді.
Сілтімен өңдеу нәтижесінде талшықтың
гигроскопиялық қасиеті жақсарады, оңай
боялады, химиялық белсенділігі
жоғарылайды. Целлюлоза ксантогенатын
(целлюлозаның күрделі эфирінің натрий
тұзы) сілтіленген целлюлозаға күкіртті
көміртек қосып алады:
Целлюлоза ксантогенаты минералды қышқылдар қатысында жылдам ыдырайды. Аммоний сульфаты немесе натрий сульфаты қосылған сұйытылған күкірт қышқылы бар ыдысқа қысым арқылы диаметрі кішкене түтіктер арқылы өткізгенде талшық немесе қабыршық түзіледі. Мұнда ерігіш целлюлоза ксантогенаты ерімейтін нитратцеллюлозаға айналады:
Целлюлозадан ацетат талшықтарын алады. Күкірт н/е тұз қышқ. Катализаторлары қатысында сірке ангидридімен әрекеттестіреді.
39) Синтетикалық талшықтардың артықшылықтары мен кемшіліктерін бағалаңыз. Мысал келтіріңіз (полиамид, полиэфир, полиуретан және т.б. талшықтар). Химияялық талшықтар деп табиғи немесе синтетикалық полимерлерді химиялық өндеу арқылы алынған талшықтарды айтады. Бастапқы полимерлердің табиғатына байланысты талшықтар жасанды және синтетикалық болып бөлінеді. Синтетикалық пталшықтарды синтетикалық полимерден алынады. Соңғы жылдары син\қ талшықтарды өндіру қарқынды дамуда. Мұндай талшықтардың алуан түрлі қасиеттері техникада, ғылымда, медицинада, тұрмыста кеңінен қоланыылуына арқау болды. Син.тал\ң артықшылықтар:
өте берік, меншікті салмағының аздығы, олардан берік, жеңіл бұйымдар дайындауға болады.
гигроскопиялық мәнінің төмендігі бұйымдарды тез жууға ж\е кептіруге мүмкіндік береді.
иіліс пен үйкеліске төзімділігі бұйымдарды ұзақ пайдалануға септігін тигізеді. микроорганизмдер мен хим\қ реагенттерге төзімділігі олардың пайдалану ауқымын кеңейтеді. Кемшіліктері: Электрленуші болып келеді. Кейбір өнімдердің боялуы нашар. Температура мен жарыққа тұрақтылығы төмен.
Син\қ талшықтарға полиамид, полиэфир, полиуретан, полакрилонитрил, поливинил спирт, полиолефин талшықтары жатады. Соның ішінен полиамид талшыығына тоқталсақ. Полиамид молекулалары қайталанатын метилен (-CH2-)n ж\е оларды байланыстыратын амид –CONH- топтарынан тұрады. Басқаша оларды нейлон деп те атайды. Буында метилен тобы артқан сайын Тб төмендейді, иіліске, жарыққа, үйкеліске төзімділігі артады. Ең көп тараған полиамид талшықтары: капрон(нейлон-6), нейлон-6,6, энант(нейлон-7). Артықшылықтыр: өте берік, ылғал күйінде аз қысқарады, серпімділігі жоғары, сондықтан деформацияға тұрақты. Кемшіліктері: гигроскопиялық қасиеттері төмен(3,5-5%), сондықтан олардан дайындалатын материалдың гигиеналық қасиеті нашар болады.Жоғары температураға төзімсіз, 160°C-та беріктігі 40-50% кемиді. Осы себеппен полиамид талшықтары жарыққа төзімсіз, тез ескіреді, сарғайып, беріктігін жояды.
40)Полимерлі материалдарды өңдеу әдістерін классификациялаңыз және термопластарды дайын өнімге өңдеу тәсілін таңдаңыз. Heгізгі құрамын (матрицасын) жоғары молекулалық косылыстар немесе полимерлер құрайтын бip немесе көпкомпонентті жүйелерді полимерлі материалдар деп атайды. Полимерлі материалдардың құрамы әр түрлі болады: жекеленген полимерлермен катар өте күрделі жүйелер де болады. Олардың құрамына материалдың технологиялық және тасымалдау қасиеттерін реттейтін әр түрлі компоненттер болады. Мұндай компоненттер ретінде химиялық инертті немесе активті заттар: еріткіштер, пластификаторлар, коюлатқыштар, бояулар, антипирендер, антиоксиданттар, жылу- және жарықтұрактандырғыштар, антирадалар, курылым- және кеуек-тузгіштер қолданылады.
Полимерлі материалдарды өңдеу әдістерінің классификациясы полимерлі материалдың пішіндеу кезіндегі физикалық жағдайына байланысты болады: -Тұтқыр аққыш күйдегі полимерді пішіндеу: қысыммен құю экструзия, пресстеу; -Жоғары эластикалық күйдегі полимерді пішіндеу: вакуумпішіндеу, пневмопішіндеу, ыстық штамповка; -Қатты күйдегі полимерді пішіндеу:бөлме температурасындағы штамповка, прокаттау. Термопластар дегеніміз қайта өңдеуге жарайтын, қыздыыру кезінде тұтқыраққыш немесе жоғары эластикалық күйге тез ауысатын полимерлі материал. Термопластарды өндеуде мынадай әдістер қолданылады: -Қысыммен құю-материалды қысым қатысында тұтқыраққыш күйге ауыстыру арқылы пішіндеу түрі. Бұл әдісте құю машиналары қолданылады. P=40-150МПа, Т=200-400°С. -Экструзия(латыннан итеру)-экструдер машинасы арқылы материалдың балқымасын қысумен пішін беру. Арнайы ұнтақтарды экструлерге салып температура мен қысымның көмегімен тұтқыр аққыш күйге айналдырады, сосын пішіндейді. Бұл әдіс арқылы пленка, труба ж\е т.б. аламыз.
-Каландрлеу дегеніміз каландр машинасы арқылы полимерлі материалды өндеу және пішіндеу процесі. Каландр машинасын да валк болады. Валкта тегістелген бет бар ж\е ол белгілі бір температураға дейін қызады полимерге байланысты.