Штучні та синтетичні волокна » Народна Освіта


Народна Освіта » Хімія » Штучні та синтетичні волокна






Штучні та синтетичні волокна

За якою ознакою волокна класифікують на штучні та синтетичні? Який зв'язок між властивостями волокон і їхнім застосуванням?

Опрацювавши цей параграф, ви зможете пригадати найважпивіші природні во­локна, навести приклади штучних і синтетичних волокон, встановити причинно- наслідкові зв'язки між їхніми властивостями і застосуванням, порівнювати природ­ні, штучні й синтетичні волокна, аналізувати іхній хімічний склад і робити висновок щодо придатності для використання.

Волокна - матеріали, що складаються з непрядених ниток або довгих тонких відрізків нитки. Це гнучкі утворення з дуже малим (порівняно з до­вжиною) поперечним перерізом.

З курсу хімії основної школи ви вже знаєте, яка хімічна природа бавов­няних і лляних волокон, а також вовни і шовку (мал. 14.1).

Це приклади природних волокон. Інша велика група волокнистих мате­ріалів - хімічні волокна (мал. 14.2).

 

 

Штучні волокна — продукти хімічної переробки природних волокон (при гадайте, у § 12 вже йшлося про штучні матеріали). Високочисті вихідні речовини внаслідок дії реагентів переводять у розчин, який потім продав­люють крізь вузькі отвори спеціального апарата - фільєри. Одержані в та­кий спосіб волокна регенерують з в’язкого розчину в осаджувальній ванні.

З отриманих волокон видаляють залишок реагентів з осаджунальної ванни, потім їх сушать і вибілюють.

Чи не найвідомішим штучним волокном є віскоза (від лат. viscosus - в’язкий), яку одержують із целюлози. Віскозу застосовують для виробни­цтва штучної шкіри (кирза), віскозних неволоконних виробів (целюлозна плівка, пластифікована гліцеролом, - целофан) і для прядіння віскозного волокна. З волокон віскози скручують нитки, з яких тчуть приємну на до­тик тканину. Блиск віскози порівнянний із шовковим, тому це волокно на­звали «віскозним шовком» (мал. 14.3).

 

 

У повсякденному житті на етикетках одягу і пряжі вам, звичайно, тра­плялися інші оодібві назви - мідно-аміачний шовк (Cupro)y триацетат• ний шовк (триацетат ). Про які волокна йдеться?

У промислових масштабах волокно з регенерованої целюлози також ви­робляють, розчиняючи целюлозу в концентрованому водному розчині, що містить амоніак (яка хімічна формула цієї леткої сполуки Нітрогену з Гід ропномf) і купрум(ІІ) сульфат {яка його хімічна формула?). У кислотній осаджувальній ванні з отриманого розчину формують волокна, які нази­вають мідно-аміачними (мал. 14.4). Мідно-аміачний шовк небезпідставно називають павутиною з міцністю сталі. Він тонший за волокна павутини 1 натурального шовку, однак так само міцний і красивий, як останній.

Триацетатне волокно також добувають із целюлози, точніше з її естерів (мал. 14.5), що утворюються під час хімічної обробки сировини для переве­дення її в розчинний стан.

Які властивості природних і штучних волокон зумовили їхнє широке за­стосування, які недоліки вони мають, ви дізнаєтеся з таблиці 14.1.

Дізнайтеся більше... Тканини з ацетатного волокна пропускають ультрафіоле­тові промені, не вигоряють і не втрачають яскравого забарвлення. Для виготов­лення платтяних, білизняних, підкладкових тканин і трикотажу ацетатне волокно використовують як у чистому вигляді, так і в суміші з іншими волокнами. За стій­кістю до нагрівання триацетатне волокно перевершує всі штучні волокна широко­го вжитку. Тканини з триацетатного волокна дуже легкі, не мнуться. У CLUA на по* чатку 1942 року Урядовий комітет військової промисловості видав закон *L«85*i згідно з яким використання натуральних вовняних і бавовняних тканин дозволене тільки для потреб військового відомства, а цивільним особам рекомендовано ви*

Ч користовувати віскозу і ацетатний шовк.

Таблиця 14.1. Склад, властивості і застосування деяких природних і штучних волокон

Назва

Волокна

Хімічний

Склад

Властивості

Застосування

Бавовна

Целюлоза

Тонкі, короткі, м’які пухнасті волокна, дещо скручені навко­ло своєї осі. Досить міцні, хі­мічно стійкі (тривалий час не руйнуються під впливом води і світла, лугів, однак нестійкі до дії сильних кислот), термостій­кі (130-150 °С). Легко фар­буються. Добре пропускають повітря. Мають середню гі­гроскопічність, малу пружність і стійкість до стирання. Легко мнуться, дають усадку

Виробництво тканин різно­го призначення, трикотажу, нетканих полотен, гардин­но-тюлевих і мереживних виробів, швейних ниток, тасьми, шнурків, стрічок тощо. Бавовняний пух за­стосовують у виробництві медичної, одежної, мебле­вої вати. Виготовлення різ­них виробів (нитки, мотузки, шнури, канати)

Льон

Целюлоза

Волокна сіро-бурого кольору, з помітним блиском. Чи не вдвічі міцніші за бавовну, жор­сткі, погано вибілюються і фарбуються порівняно з ба­вовною. Хімічна і термічна стійкість подібні до бавовни. Льон повільніше, ніж бавовна, забруднюється і легше відпи­рається. Легко зминається

Виробництво текстильних матеріалів побутового при­значення, мішечних, тарних і брезентових тканин, папе­ру, нетканих матеріалів, шпагату, вати. Сировина для виробництва армова­них волокном полімерних композиційних матеріалів і волокнистих плит. Ущіль­нювач у будівництві, сан­технічних роботах

Віскоза

Целюлоза

Блискуче волокно, легко за­барвлюється в будь-які кольо­ри, чи не вдвічі гігроскопічніше за бавовну. Витримує нагрі­вання до 140-150 0C, має високу теплопровідність. Світ­лостійке, добре пропускає УФ - промені. Легко зминається, недостатньо стійке до стиран­ня, у мокрому стані втрачає міцність. Хімічною стійкістю подібне до бавовни

Виробництво текстильних матеріалів. 3 нетканого ві­скозного полотна виготов­ляють серветки для сухого й вологого прибирання. Кручені віскозні нитки вели­кої міцності використову­ють у технічних цілях - для виготовлення корду для ав­томобільних шин і тран­спортерних стрічок

Мідно-

Аміачне

Волокно

Целюлоза

За властивостями подібне до віскози і навіть перевершує її за багатьма фізико-механіч - ними властивостями. Це во­локно рівне, гладке, з м’яким приємним блиском, добре фарбується, у сухому стані міцніше за віскозне, більш пружне й еластичне

Традиційно використовують у ткацькому і трикотажному виробництвах, виготовлен­ні підкладкової тканини, етикеток для одягу тощо. Виробництво оздоблюваль­них тканин для меблів та інших предметів. Виготов­лення велюрових тканин

Назва

Волокна

Хімічний

Склад

Властивості

Застосування

Триаце­

Татно

Волокно

Целюлоза

І Пружне, мало зминається. має нюькі гігроскопі іістьі МІЦНІСТЬ до стпрамія. стійм до ofi розбав­лених poyewdt лугів і кислот, але І руйнуос* К0ИЦВ»Гф0ваі силь - : ними иислотами і пртими рОЗчи - >вМИ лугів. He ЗМІНЮЄ зовнішнього 1 аигпяву навіть під час обробляння і окропом, то забезпечує мок - : ливість фарбування. Однак фар* буються ацетатні волокна тільки і спеціальними барвниками, які не* приватні для більшості інших воло­кон. Ацетатні волокна приємні на дотик, м'які, добре пропускають ультрафіолетове проміння

Виготовлення пироб* масового споживами* (верхнього одягу, ХОМО, чоІ нижньої білизни, підкладкових і плаття, них тканин). ПдрофоВД нитки застосовують т електроізоляційний

Матеріал. Також вико­ристовують для ви* готоалення сигаретних фільтрів

Натураль­ний шозк

Целюлоза

Волокна 6W. ледь кремові, гла­денькі. ДОВГІ, з приємним помірним блиосом. uмо не втрачається із часом Високо гігроскопічні, легко фарбуються. Малостійкі д о д ії лугів, світле, більш стійкі до д о кислот. Op - ratrwot розчинників. Шоак не тяг­неться й не дає усадку. Погано про­водить тепло й електричний струм, витримує нагрівання до 140 °С

Вироблення різноманіт­них платтяних тканин І штучних виробів шовко­вих ниток для шиття, шовкової пряжі. Гіпо - алергенний наповнювач подушок і ковдр, запобі­гає появі грибкових за­хворювань, має анти­бактеріальні властивості

Синтетичні волокна виробляють з полімерів (про деякі з них вже йшлося у § 12). у промисловості - переважно прядінням з розплаву. За дією техно­логією одержують волокна з поліаміду (капрон, нейлон), поліестерів. полі­етилену. поліпропілену тощо (мал. 14.6).

 

 

Пересвідчіться за малюнком 14 7 нш... __

< і V! •. »и«» і »1 /ItiCbipnv. tj. iin Ь М,,к;. Имгш'HVflV

Канрону (поліаміду) можна миші Н^идоіжі^рли) иип

Спочатку полімер рошшшмю,„01Ш бруднення. ПІСЛЯ ЦЬОГО » іяяплму „ід ИІПК

Одержані волокна внаслідок охололж-вня м<твга»щ. Ix гують, аби збільшити МІЦНІСТЬ І ЗИНІИТИ рОМИЖВІСП. Он I-Ml нитки об’єднують у джгут і ПІДДВЮТЬ ВИТЯЖЦІ M п f.'ц ілім Iinl TVHMrlHiTVPH Him, І! ДОК цього волокня набувають «вивисічкті. Після цього MXini нарізають ия так званий штапель необхідної довжини.

Переваги і недоліки синтетичних волокон (принаймні деяких • вйяяного розмаїття) ви зможете оцінити, ам'ркуїшіигидотаблиці 14,1.

Таблиця 14.2

 

Хімічний склад волокна

Властивості

Застосування

     

3 текстильної НИТКИ ВИГО­ТОВЛЯЮТЬ трикотаж, ткани­ни на кшта/тт тафти, кренів тощо, індивідуально або • суміші з іншими волокна­ми - для виготовлення штучного хутра, килимів

Хлорин

1.jpg

He має блиску, гігро­скопічний. з високими розтяжністю І стійкіс­тю до стирання, дії води і хімікатів, здат­ністю до електризації. He пошкоджується міллю, цвіллю і гниль­ними бактеріями. Міц­ність і пружність дещо нижча порівняно 3 ін­шими синтетичними волокнами. Низькі те­пло- і світлостійкість

Лікувальна білизна з хло­рину тепла, добре но­ситься, витримує часте прання, однак П не слід піддавати впливу темпе* ратури вище 65 °С. оскіль­ки це викликає велику усадку волокна. На цій властивості волокон ґрун­тується вироблення гоф­рованих платтяних тканин з капрону з хлорином. У суміші з вовною для виго­товлення виробів верхньо­го трикотажу, платтяних і пальтових тканин, килимів, а також тканин, з яких ши­ють спецодяг для рибалок і лісників, працівників хі­мічної промисловості

Нітрон

(акрил)

2.jpg

Високі світло - і термо­стійкість, міцність, низь­ка гігроскопічність, що зберігаються й у воло­гому стані.

Волокна жорсткі, ма­ють низькі теплопро­відність і стійкість до стирання, інертні до забруднювачів

Замінник вовни у вироб­ництві килимів, штучного хутра. Теплоізоляційний матеріал і добавка до вовняних волокон

Кевлар

3.jpg

Високий ступінь упо­рядкованості поліме­ру і міцність зумовлені міжмолекулярними водневими зв’язками. Жорсткість і стійкість до високих температур, багатьох хімікатів і роз­чинників. Дуже низькі питома електропровід­ність і термічна усадка, високий опір на розрив і порізи, вогнетривкість

Для армування шин, волоконно-оптичних кабе­лів, спортивних аксесуарів і снарядів (лижі, шоломи, ракетки, взуття, одяг, човни, весла, вудлища, будинки-сфери тощо), у балістиці, виробництві ви­сокоміцних мотузок, за­хисного одягу

Відношення волоком Різних видів до роулиИа кислот і лугів залежить від хімічної природи полімерів у їхньому складі. Bh зможете пересвідчитися • цьому» проаналізувавши зміст таблиці 14.3.

Таблицв 14.3. Відношення волокон до розчинів кислот І лугів

 

Як розрізнити волокна, що трапляються в повсякденному житті? Переду­сім, уважно читайте етикетки, де зазначено склад матеріалу, аби правильно вибрати режим прання, прасування, доцільність хімічного чищення тощо. Деякі з найпопулярніших волокон ви зможете ідентифікувати за визначни­ком, наведеним у додатку 1 (пригадайте, ви використовували подібні на уроках біології).

Волокна майбутнього. Про сьогодення кевлару ви вже дізналися з табли­ці 14.2. Ліоцел, полілактидне волокно, нові мономери та полімери, одержу­вані шляхом біохімічного синтезу, і волокна на їхній основі - новітні ма­теріали з унікальними властивостями.

Чим, приміром, технологія виробництва ліоцелу відрізняється від ви­робництва віскози? Передусім, використанням іншого розчинника, що спричинило появу матеріалу із чудовими споживчими властивостями. Він

Добре вбирає вологу і пропускає повітря, міцний у сухому і вологому стані, добре тримає форму. Має м'який блиск, властивий натуральному шовку. Добре фарбується, не кошлатяться, не міняє форми після прання, не потре, буе особливого догляду. Тканини з ліоцелу приємні на дотик, міцні, гігіе* нічні та екологічно чисті, еластичиіші й гігроскопічніші за бавовну. Саме тому вони - гідні конкуренти тканинам з природних волокон.

 

Властивості полілактидного полімеру порівнянні з поліпропіленом і по­ліамідними волокнами. Виробництво полілактиду, а також волокон і плі* вок з нього не тільки потребує менше енергії, а й зменшує викиди вуглекис­лого газу (пригадайте, яку екологічну проблему вони спричиняють).

Звісно, ці приклади - лише мала частка безмежно широкого спектра во­локон і галузей їхнього застосування. Аби розширити й поглибити уявлен­ня про волокна, виконайте лабораторний дослід.

Ознайомлення зі зразками натуральних, штучних і синте­тичних волокон

Уважно роздивіться видані вам зразки волокон. Зверніть увагу на їхній зовнішній вигляд, міцність, колір тощо. Які з волокон є органічними?

Опишіть кожний зі зразків органічних волокон, зазначте галузі його застосування. Класифікуйте волокна з колекції на натуральні, штучні й синтетичні.

*Чи с в колекції неорганічні волокна3 Які саме? Використовуючи додаткові джерела інформації, підготуйте до наступного уроку стисле повідомлення про їхні властивості і застосування.

І ПРО ГОЛОВНЕІ

^ Волокна - матеріали, що складаються з иепрядених ниток або довгих тонких відрізків нитки. Це гнучкі утворення з дуже малим (порівняно з довжиною) поперечним перерізом.

W Основою бавовняних і лляних волокон є целюлоза, вовни і шовку — речовини білкової природи.

►  Штучні волокна — продукти хімічної переробки нриродних волокон. !► Синтетичні волокна виробляють з полімерів переважно прядінням з розплаву.

^ Відношення волокон різних видів до розчинів кислот і лугів залежить від хімічної природи полімерів у їхньому складі.

^ Волокна майбутнього, одержувані шляхом біохімічного синтезу, ~~ новітні матеріали з унікальними споживчими властивостями.

image129

 

5. Порівняйте властивості: з) вовни й капрону; б) бзиовни й віскози 0. Поясніть, чому: а) речі, виготовлені з віскози, слід прати обережно. на викручувати; б) лікувальну білизну, що містить хлоринові волокна, можна пресувати лиш* м невисокої температури; в) нейлонові пляжні купальники швидко вицвітають

7. Дізнайтеся, чи є у вашому або іншому регіоні Украіии підприємства, ию виробляють штучні й синтетичні волокна. Підготуйте стисле повідомлення про сировину, яку еони ви користовують, і продукцію.

Творча майстерня

J 1. Самостійно або у складі малої навчальної групи створіть реальну чи вір*

! туапьну колекцію волокон, які ви використовуєте в повсякденному ЖИТТІ.

2. Використовуючи визначник (додаток 1), перевірте достовірність інформації на етикетках щодо складу тканин, з яких виготовлено ваш одяг, предмети домашнього вжитку.

Категорія: Хімія

Автор: admin от 19-05-2013, 14:28, посмотрело: 45648