Диеновые углеводороды |
table> | |
Название каучуков и их отечественные марки | Химический состав | Специальные свойства | | Каучуки общего назначения | | Бутадиеновые СКД | 1,4-цис-Полибутадиен | -- | | Бутадиен-стирольные (a-метилстирольные) CKC (CKMC) | Сополимеры бутадиена со стиролом (a-метилстиролом) | -- | | Изопреновые СКИ | 1,4-цис-Полиизопрен | -- | | Этиленпропиленовые | | | | СКЭП | Сополимеры этилена с про- пиленом | Стойкость к окислению, действию химических агентов, атмосферостойкость | | СКЭПТ | Сополимеры этилена с про- пиленом и с третьим со- мономером | | | Бутилкаучук БК | Сополимеры изобутилена с небольшим количеством изопрена | Газонепроницаемость, атмосферостойкость | | Хлоропреновые (наирит) | Полихлоропрен | Удовлетворительная масло- и бензостойкость | | Каучуки специального назначения | | Бутадиен-нитрильные CKH | Сополимеры бутадиена с акрилонитрилом | Масло- и бензостойкость | | Полисульфидные (тиокол) | Полисульфиды | То же | | Кремнийорганические CKT | Полиорганосилоксаны | Тепло- и морозостойкость, высокие электроизоляционные свойства, физиологическая инертность | | Фторкаучуки СКФ | Сополимеры фторолефинов | Тепло-, масло-, атмосферо- и ог- нестойкость, стойкость к действию агрессивных сред | | Уретановые СКУ | Полиуретаны | Высокая прочность при растяжении и износостойкость | | Хлорсульфированный полиэтилен ХСПЭ | Полиэтилен, содержащий хлорсульфоновые группы | Атмосферо-, тепло- и износостойкость | | | Волокна химические Волокна химические, волокна, получаемые из органических природных и синтетических полимеров. В зависимости от вида исходного сырья волокна подразделяются на синтетические (из синтетических полимеров) и искусственные (из природных полимеров). Иногда к волокнм относят также волокна, получаемые из неорганических соединений (стеклянные, металлические, базальтовые, кварцевые). В. х. выпускают в промышленности в виде: 1) моноволокна (одиночное волокно большой длины); 2) штапельного волокна (короткие отрезки тонких волокон); 3) филаментных нитей (пучок, состоящий из большого числа тонких и очень длинных волокон, соединённых посредством крутки), филаментные нити в зависимости от назначения разделяются на текстильные и технические, или кордные нити (более толстые нити повышенной прочности и крутки). Историческая справка. Возможность получения волокон из различных веществ (клей, смолы) предсказывалась ещё в 17 и 18 вв., но только в 1853 англичанин Аудемарс впервые предложил формовать бесконечные тонкие нити из раствора нитроцеллюлозы в смеси спирта с эфиром, а в 1891 французский инженер И. де Шардонне впервые организовал выпуск подобных нитей в производственном масштабе. С этого времени началось быстрое развитие производства химического волокон. В 1896 освоено производство медно-аммиачного волокна из растворов целлюлозы в смеси водного аммиака и гидроокиси меди. В 1893 англичанами Кроссом, Бивеном и Бидлом предложен способ получения вискозных волокон из водно-щелочных растворов ксантогената целлюлозы, осуществлённый в промышленном масштабе в 1905. В 1918--20 разработан способ производства ацетатного волокна из раствора частично омыленной ацетилцеллюлозы в ацетоне, а в 1935 организовано производство белковых волокон из молочного казеина. Производство синтетических волокон началось с выпуска в 1932 поливинилхлоридного волокна (Германия). В 1940 в промышленном масштабе выпущено наиболее известное синтетическое волокно -- полиамидное (США). Производство в промышленном масштабе полиэфирных, полиакрилонитрильных и полиолефиновых синтетических волокон осуществлено в 1954--60. Свойства. Волокна химические часто обладают высокой разрывной прочностью [до 1200 Мн/м2 (120 кгс/мм2)], значительным разрывным удлинением, хорошей формоустойчивостью, несминаемостью, высокой устойчивостью к многократным и знакопеременным нагружениям, стойкостью к действиям света, влаги, плесени, бактерий, хемо- и термостойкостью. Физико-механические и физико-химические свойства волокна можно изменять в процессах формования, вытягивания, отделки и тепловой обработки, а также путём модификации как исходного сырья (полимера), так и самого волокна. Это позволяет создавать даже из одного исходного волокнообразующего полимера волокна, обладающие разнообразными текстильными и другими свойствами (табл.). Волокна можно использовать в смесях с природными волокнами при изготовлении новых ассортиментов текстильных изделий, значительно улучшая качество и внешний вид последних. Производство. Для производства волокна из большого числа существующих полимеров применяют лишь те, которые состоят из гибких и длинных макромолекул, линейных или слаборазветвлённых, имеют достаточно высокую молекулярную массу и обладают способностью плавиться без разложения или растворяться в доступных растворителях. Такие полимеры принято называть волокнообразующими. Процесс складывается из следующих операций: 1) приготовления прядильных растворов или расплавов; 2) формования волокна; 3) отделки сформованного волокна. Приготовление прядильных растворов (расплавов) начинают с перевода исходного полимера в вязко-текучее состояние (раствор или расплав). Затем раствор (расплав) очищают от механических примесей и пузырьков воздуха и вводят в него различные добавки для термо- или светостабилизации волокон, их матировки и т.п. Подготовленный таким образом раствор или расплав подаётся на прядильную машину для формования волокон. Формование волокон заключается в продавливании прядильного раствора (расплава) через мелкие отверстия фильеры в среду, вызывающую затвердевание полимера в виде тонких волокон. В зависимости от назначения и толщины формуемого волокна количество отверстий в фильере и их диаметр могут быть различными. При формовании волокна из расплава полимера (например, полиамидных волокон) средой, вызывающей затвердевание полимера, служит холодный воздух. Если формование проводят из раствора полимера в летучем растворителе (например, для ацетатных волокон), такой средой является горячий воздух, в котором растворитель испаряется (так называемый "сухой" способ формования). При формовании волокна из раствора полимера в нелетучем растворителе (например, вискозного волокна) нити затвердевают, попадая после фильеры в специальный раствор, содержащий различные реагенты, так называемую осадительную ванну ("мокрый" способ формования). Скорость формования зависит от толщины и назначения волокон, а также от метода формования. При формовании из расплава скорость достигает 600--1200 м/мин, из раствора по "сухому" способу -- 300--600 м/мин, по "мокрому" способу -- 30--130 м/мин. Прядильный раствор (расплав) в процессе превращения струек вязкой жидкости в тонкие волокна одновременно вытягивается (фильерная вытяжка). В некоторых случаях волокно дополнительно вытягивается непосредственно после выхода с прядильной машины (пластификационная вытяжка), что приводит к увеличению прочности В. х. и улучшению их текстильных свойств. Отделка волокна заключается в обработке свежесформованных волокон различными реагентами. Характер отделочных операций зависит от условий формования и вида волокна. При этом из волокон удаляются низкомолекулярные соединения (например, из полиамидных волокон), растворители (например, из полиакрилонитрильных волокон), отмываются кислоты, соли и другие вещества, увлекаемые волокнами из осадительной ванны (например, вискозными волокнами). Для придания волокнам таких свойств, как мягкость, повышенное скольжение, поверхностная склеиваемость одиночных волокон и др., их после промывки и очистки подвергают авиважной обработке или замасливанию. Затем волокна сушат на сушильных роликах, цилиндрах или в сушильных камерах. После отделки и сушки некоторые В. х. подвергают дополнительной тепловой обработке -- термофиксации (обычно в натянутом состоянии при 100--180°С), в результате которой стабилизируется форма пряжи, а также снижается последующая усадка как самих волокон, так и изделий из них во время сухих и мокрых обработок при повышенных температурах. Мировое производство волокна развивается быстрыми темпами. Это объясняется, в первую очередь, экономическими причинами (меньшие затраты труда и капитальных вложений) и высоким качеством волокна по сравнению с природными волокнами. В 1968 мировое производство волокна достигало 36% (7,287 млн. т) от объёма производства всех видов волокон. В. различных отраслях в значительной степени вытесняют натуральный шёлк, лён и даже шерсть. Предполагается, что к 1980 производство достигнет 9 млн. т, а в 2000 -- 20 млн. т в год и сравняется с объёмом производства природных волокон. В СССР в 1966 было выпущено около 467 тыс. т, а в 1970 623 тыс. т. Основные свойства волокон химических |
Вид волокна | Плотность, г/см3 | Прочность | Удлинение, % | Набухание в воде, % | Влагопогло- щение при 20°С и 65% относит. влажности, % | | | | | сухого во- локна, кгс/мм2 | мокрого волокна | волокна в петле | сухого волокна | мокрого волокна | | | | | | | | | | | | | | | | | | | % от прочности сухого | | | | | | | Искусственные волокна | | | Ацетатное (текст. нить) | 1,32 | 16--18 | 65 | 85 | 25--35 | 35--45 | 20--25 | 6,5 | | | Триацетатное штапельное волокно | 1,30 | 14--23 | 70 | 85 | 22--28 | 30--40 | 12--18 | 4,0 | | | Вискозные волокна: | | | | | | | | | | | штапельное обычное | 1,52 | 32--37 | 55 | 35 | 15--23 | 19--28 | 95--120 | 13,0 | | | штапельное высокопрочное | 1,52 | 50--60 | 75 | 40 | 19--28 | 25--29 | 62--65 | 12,0 | | | штапельное высокомодульное | 1,52 | 50--82 | 65 | 25 | 5--15 | 7--20 | 55--90 | 12,0 | | | текст. нить обычная | 1,52 | 32--37 | 55 | 45 | 15--23 | 19--28 | 95--120 | 13,0 | | | то же, высокопрочная | 1,52 | 45--82 | 80 | 35 | 12--16 | 20--27 | 65--70 | 13,0 | | | Медноаммиачные волокна: | | | | | | | | | | | штапельное волокно | 1,52 | 21--26 | 65 | 70 | 30--40 | 35--50 | 100 | 12,5 | | | текст. нить | 1,52 | 23--32 | 65 | 75 | 10--17 | 15--30 | 100 | 12,5 | | | Синтетические волокна | | | Полиамидное (капрон): | | | | | | | | | | | текстильная нить обычная | 1,14 | 46--64 | 85--90 | 85 | 30--45 | 32--47 | 10--12 | 4,5 | | | то же, высокопрочная | 1,14 | 74--86 | 85--90 | 80 | 15--20 | 16--21 | 9--10 | 4,5 | | | штапельное волокно | 1,14 | 41--62 | 80--90 | 75 | 45--75 | | 10--12 | 4,5 | | | Полиэфирное (лавсан): | | | | | | | | | | | текст. нить обычная | 1,38 | 52--62 | 100 | 90 | 18--30 | 18--30 | 3--5 | 0,35 | | | то же, высокопрочная | 1,38 | 80--100 | 100 | 80 | 8--15 | 8--15 | 3--5 | 0,35 | | | штапельное волокно | 1,38 | 40--58 | 100 | 40--80 | 20--30 | 20--30 | 3--5 | 0,35 | | | Полиакрилонитрильное (нитрон): | | | | | | | | | | | технич. нить | 1,17 | 46--56 | 95 | 72 | 16--17 | 16--17 | 2 | 0,9 | | | штапельное волокно | 1,17 | 21--32 | 90 | 70 | 20--60 | 20--60 | 5--6 | 1,0 | | | Поливинилспиртовое штапельное волокно | 1,30 | 47--70 | 80 | 35 | 20--25 | 20--25 | 25 | 3,4 | | | Поливинилхлоридное штапельное волокно | 1,38 | 11--16 | 100 | 60--90 | 23--180 | 23--180 | 0 | 0 | | | Полипропиленовое волокно: | | | | | | | | | | | текстильная нить | 0,90 | 30--65 | 100 | 80 | 15--30 | 15--30 | 0 | 0 | | | штапельное волокно | 0,90 | 30--49 | 100 | 90 | 20--40 | 20--40 | 0 | 0 | | | |
Используемая литература 1. Химия алкенов, пер. с англ., Л., 1969; Общая органическая химия, пер. с англ., т. 1, М., 1981, с. 233-81; 2. Терней А., Современная органическая химия, пер. с англ., т. 1, М., 1981, с. 495-535; 3. Фельдблюм В.Ш., Синтез и применение непредельных циклических углеводородов, М., 1982; 4. Губин С.П., Голоунин А.В., Диены и их p-комплексы, Новосиб., 1983. Ф.Е. Куперман. 5. Уитби Г.С. , Синтетический каучук, пер. с англ., М. -- Л., 1957; 6. Литвин О.Б., Основы технологии синтеза каучуков, М., 1972; "Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева", 1968, т. 13, № 1 (номер посвящен резиновой промышленности); 7. Кирпичников П.А., Аверко-Антонович Л.А., Аверко-Антонович Ю.А., Химия и технология синтетического каучука, Л., 1970; 8. Справочник резинщика. Материалы резинового производства, М., 1971.
Страницы: 1, 2
|