Синтетикалық карбоцепті талшықтың қасиеттері мен өндіру технологиясы

Жоспар
Кіріспе

6.1. ПОЛИОЛЕФИНДІ ТАЛШЫҚТЫҢ ҚАСИЕТІ МЕН ӨНДІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
6.2. ПОЛИВИНИЛСПИРТТІ ТАЛШЫҚТАРДЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ МЕН ОНЫ ӨНДІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
6.3.ХЛОРҚҰРАМДЫ ТАЛШЫҚТЫҢ ҚАСИЕТІ МЕН ӨНДІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
6.4. ФТОРҚҰРАМДЫ ТАЛШЫҚТАРДЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ МЕН ӨНДІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
6.5.ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛЬДІ ТАЛШЫҚТАРДЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ МЕН
ӨНДІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
6.5.1. МОДИФИЦИРЛЕНГЕН ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛЬДІ ТАЛШЫҚТАР

Полиэтиленнен және полипропиленнен алынатын талшықтар полиолефинділерге жатады. Бұл талшықтарды алу үшін изотактілі полипропилен және қатаң сызық құрылыстың полиэтилені жарайды. 1955 жылы Циглер мен Натттың стереоспецифті катализаторлар ұсынғаннан кейін бұл полимерлерді алу мүмкіндікке айналды. Соның өзінде алынатын стереорегулярлық полимерлер жоғары тығыздық, еріткіш қабілеті төмен және жоғарғы физика-механикалық қасиеттерге ие.
Полиолефинді талшықты өңдеу үшін алғашқы шикізат мұнайдың пиролиз бен крекиннен алады. Арзан талшыққұраушы полимердің синтезі үшін мұндай қолжетімді шикізаттарды қолдану тәжірибеде үлкен қызығушылық оятады. Сонымен қатар, полипропиленді талшықтарда кейбір айрықша артықшылығы бар. Сондықтан полипропиленді талшық өндірісі кең даму үстінде.
Полипропилен жүйелі және үздіксіз әдістермен алынуы мүмкін. Жүйелі әдісте пропилен полимеризация еріткіш затсыз немесе еритін мономер , реагентті қолдануда жасалады. Пропилен полимеризация үш немесе төртхлорлы титанды үшалкилалюминия қоспасының катализаторында, ионды механизмде өтеді. Мынадай сәйкестіктен алынған:

Реакция соңында аппаратта қысым төмендейді, ал еріткіш шегіндейді. Түзілетін полимер еріткіштен ақ ұнтақ түрінде түседі, спиртпен катализаторға салғанда оны сумен жуып, сығады және кептіреді.Талшықты көбінесе 80000-250000 молекулалық массалы стереорегулярлық полипропиленнен алады. Дайын полимер ағылмалы және ерігіш қасиеттермен ерекшеленетін криссталды фракция ен аморфтан құралады.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 20 бет
Таңдаулыға:

СИНТЕТИКАЛЫҚ КАРБОЦЕПТІ ТАЛШЫҚТЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ МЕН ӨНДІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ

6.1. ПОЛИОЛЕФИНДІ ТАЛШЫҚТЫҢ ҚАСИЕТІ МЕН ӨНДІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
Полиэтиленнен және полипропиленнен алынатын талшықтар
полиолефинділерге жатады. Бұл талшықтарды алу үшін изотактілі полипропилен
және қатаң сызық құрылыстың полиэтилені жарайды. 1955 жылы Циглер мен
Натттың стереоспецифті катализаторлар ұсынғаннан кейін бұл полимерлерді алу
мүмкіндікке айналды. Соның өзінде алынатын стереорегулярлық полимерлер
жоғары тығыздық, еріткіш қабілеті төмен және жоғарғы физика-механикалық
қасиеттерге ие.
Полиолефинді талшықты өңдеу үшін алғашқы шикізат мұнайдың пиролиз бен
крекиннен алады. Арзан талшыққұраушы полимердің синтезі үшін мұндай
қолжетімді шикізаттарды қолдану тәжірибеде үлкен қызығушылық оятады.
Сонымен қатар, полипропиленді талшықтарда кейбір айрықша артықшылығы бар.
Сондықтан полипропиленді талшық өндірісі кең даму үстінде.
Полипропилен жүйелі және үздіксіз әдістермен алынуы мүмкін. Жүйелі
әдісте пропилен полимеризация еріткіш затсыз немесе еритін мономер ,
реагентті қолдануда жасалады. Пропилен полимеризация үш немесе төртхлорлы
титанды үшалкилалюминия қоспасының катализаторында, ионды механизмде өтеді.
Мынадай сәйкестіктен алынған:

Реакция соңында аппаратта қысым төмендейді, ал еріткіш шегіндейді.
Түзілетін полимер еріткіштен ақ ұнтақ түрінде түседі, спиртпен
катализаторға салғанда оны сумен жуып, сығады және кептіреді.Талшықты
көбінесе 80000-250000 молекулалық массалы стереорегулярлық полипропиленнен
алады. Дайын полимер ағылмалы және ерігіш қасиеттермен ерекшеленетін
криссталды фракция ен аморфтан құралады.
Полипропиленді талшықты полимердің балқымасы немесе ерітіндісінен
құрылымынан алуға болады.
Стереорегулярлық полипропилен деклинде, тетралинде және басқа полярлы
емес еріткіштерде 100-160 оС ериді. Талшықты концентрирленген 25-30%
полимер ерітінді арқылы дымқыл немесе құрғақ әдіспен құруға болады. Бірақ
мұндай әдіс балқыту арқылы түзілген талшықпен салыстырғанда экономды болып
келеді. Полиамидті талшықты өндіруде қолданылатын машина конструкциясына
ұқсас тоқыма машинада бұл әдіс тәжірибе жүзінде кең таралып кетті.
Фильерден кейін балқыма ақысы суық ауамен шахтаға түседі де, жіпке
айналады. Полипропилен тұтқырлығы жоғарғы балқымадан талшықты қалыптастыру
полиамидті жіпті алудан қарағанда, үлкен диаметрлі саңылау мен фильер
арқылы өндіріледі.
Жаңа құрылған талшықты берік ету үшін 400-800% –да 100-140оС созу
үрдісін жүргізеді. Полипропиленді талшықты созу дәрежесі оның құрамына
байланысты. Созылған талшық термоөңдеуге ұшырайды. Құрғақ және дымқыл
күйдегі полипропиленді талшықтың мықтылығы жоғары және ол талшықтың
мақсатына байланысты. Халық өндірісінің тауарлар дайындау үшін қолданылатын
талшықтар 35-40 гстекс беріктігі бар. Дымқыл күйінде талшықтың беріктігі
кемімейді. Иілгіш ұзаруының көлемі бойынша талшық полиамидке дес бермейді.
Гидроскопты түрі жалпы 0-ге тең. Бұл жағдай полипропилен талшығын бояуға
қиындатады және оларды халық өндірістің бұйымдарында қолдануға мүмкіндік
береді. Талшықтарды бояу массаға байланысты. Талшықтар жоғары
электрленуімен ерекшеленеді. Полипропиленді талшықтың хемоберіктігі оның
ерекшеліктерінің бірі болып келеді. Түрлі концентрацияның сілті мен күкірт
және азотты қышқылдарының әсеріне талшық жоғары беріктігі бар,
микроорганизмдердің әсеріне берік. Полипропиленді талшық қажалудан
полиамидтен бірталай алда. 1 полипропиленді талшытың термоберіктігі онша
жоғары емес. Полипропиленді талшық 140оС-та жұмсарады, 160-165оС–та
балқиды. 100 оС-та талшық 40% беріктігін жоғалтады. Полипропиленді
талшықтың қасиетін химиялық модификация арқылы бағытталған өзгертуге және
жақсартуға болады. Полипропиленді талшықтарды бірінші кезекте техникалық
бағыттағы бұйымдарды (балық аулауға арналған құралдар, арқандар және т.б.)
дайындау үшін қолданылады. Беткі қабат дайындау үшін полипропиленді талшық
массасындағы бояулар кең сұранысқа ие. Көрпе, көйлек маталары мен басқа да
бұйымдар арналған полипропиленді және гидрофильді талшықтар (жүн, мақта,
жасанды жібек талшықтары) қоспаларынан мата ассортименті құрастырылған.
Циглердің металлорганикалық катализаторынан орта немесе төмен қысымда
этилен полимеризация арқылы сызықтық құрылымның полиэтиленін алуға болады:
Талшыққұраушы полимерді топтастырудағы температура оның
термоберіктігін сипаттайды.

Макромолекулаларда төмен және орта қысымды полиэтилен жалпы соңына
дейін полиэтиленнен моноталшықтар жасаған. Текстильді жіптерді пропиленді
жіптер өңдеу барысында қолданылатын технологиялық схема арқылы алуға
болады. Полиэтилен балқымасы полипропилен балқымасынан салыстырғанда
жоғарғы тұтырлыққа ие. Сондықтан талшықты жоғарғы температурада (350-370оС)
өндіреді. Бұл температура полиэтиленнің термилік ерітіндінің температураға
жақын. Талшықты полипропиленді талшық сияқты тоқыма машина арқылы жасайды.
Беріктікті жоғарлату мақсатында полиэтиленді талшықты жоғарғы температурада
1000-1500% созады. Оның физико-механикалық қасиеттері бар. Механикалық
қасиеті бойынша полиэтиленді және полипропиленді талшықтар тең бағалы.
Полиэтиленді талшық жоғарғы беріктік қасиеті бар.

6.2. ПОЛИВИНИЛСПИРТТІ ТАЛШЫҚТАРДЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ МЕН ОНЫ ӨНДІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
Поливинилспиртті талшық айрықша қасиеттерге ие. Ол өндіріс масштабында
құрылатын жалғыз гидрофильді синтетикалық талшық болып келеді.
Поливинилспиртті талшықтың келесі өңдеу әдісіне байланысты кең көлемде (осы
көрсеткіште ол мақталы талшыққа дес бермейтін тәрізді) өзгереді.
Поливинил спиртті (алғашқы полимер) поливинилацетаттан
полимераналогиялық өзгеріске ұшырауынан алады. Винил спирті бос күйінде
болмайды, өйткені, қалыптасқан кезде бірден изомерленеді және альдегид
қышқылы пайда болады:

Келесі схема бойынша поливинил спирті алынады:

Винилацетаттың полимеризациясы қышқылдық қосылыстардың инициаторы
күйінде радикалды механизм бойынша қолдануда пайда болады.
Полимеризация процессі эмульсияда немесе ерітіндіде өтуі мүмкін.
Келесі поливинилацетат көбіктенуі 10-15 минут аралығында 30оС
температурадағы метанол ерітінді мен сілтілі спирт ерітіндісінді пайда
болады.
Талшықты алу үшін 1200-1600полимеризация дәрежесімен бірге поливинил
спирті қолданылады. Поливинилспиртті талшықты алу үшін технологиялық
процесс суда еритін полимерді қолданудағы ерекшелігімен бірнеше мысалы бар.
Суду еритін талшықты суда ерімейтин күйге айналдыру қосымша операциясын
жасауда.
Талшықты қалыптастыру үшін поливинил спиртінің сулы ерітіндісін
пайдалануда. Дымқыл әдіспен - 14-16%-дық ерітінді, құрғақ әдіспен – 40-45%-
дық ерітінді қолданылуда. Тоқыма ерітіндісін алу үшін және оны дайындаудағы
барлық операциялары жоғарғы температуда (80-95оС) өтеді, өйткені, төмен
температураларда поливинил спирттің концентрленген ерітінді тұрақсыз болып
келеді. Алынған ерітінді екіретті фильтрация мен ауаны ығыстыру апарады.
Ерітіндіден ауаны қалыпты қысымда және жоғарғы температурада бөлуге болады.
Ерітіндінің бетінде ауаны бөлуге қиындық тудыратын қабыршық пайда болмас
үшін бос орынға қатты пар беріледі. Ауаны бөлгеннен кейін ерітінді тағы бір
рет фильтрадан өтеді де, талшық құруға бағыттайды. Поливинил спирттің
ерітіндісінен талшықты құрғақ және дымқыл әдіспен алуға болады.
Стереожүйелі құрылымның поливинил спирттің талшықты пішіндеу үшін аз
мөлшердегі ерітіндісі бар полимер ден жіп пішіндеу әдісін қолданады.
Жоғарғытұтқырлық ерітінді тоқыма сорғышқа жоғарғы температурада шнек
түрінде беріледі, кейін фильерге апарады. Фильер саңылауынан шыққан
термопластикалық полимер ағысы тоқыма машинаның шахтасында буланудан
ертінді күйінде қатаяды және жіңішке жіпке айналады. Шыққан жіп бобинаға
оралады.
Су ерітіндісінен поливинилспиртті жіпті пішіндеудің құрғақ әдісі әлі
кең сқраныста жоқ, алайда оның қасиеті көзге айқын көрінеді.
Поливинилспиртті талшықты алу негізгі әдісі болып әзірше пішіндеудің дымқыл
әдісі болып келеді. Талшықты бір деігейлі әдіспен ғана пішіндеуге болады.
Ацетон, циклогексан, этил спирті сияқты органикалық сұйықтық немесе
минералды тұздың концентрирленген су ерітіндісі қолданылады. Көбінесе
күкіртқышқыл тұздың ерітінділер арасында коагулирдеу қабілетін иеленген
натрий сульфаты және одан азын 350-400 гл ваннадағы концентрациясында
аммоний сульфаты. Поливинил спирттің коагуляция процессі өте баяу өтеді,
сондықтан талшықты пішіндеу төмен жылдамдықта, үлкен ұзындықта және 40-50оС
температурада өтеді.
Жаңа шығарылған талшық тоқыма машинада 70-80оС температурада 400 гл
Na2SO4 құрамында 200-300% бір немесе екі стадиялы ваннада пластификациялы
созуға ұшырауы мүмкін. Жаңашығарылған талшықтар натрий сульфат талшық
массасының 80% құрайды, сондықтан оны шаюға апарады. Талшық ерітіндісінің
бөлінуінен алшақтану үшін 3-5оС температурада нитрий сульфат ерітіндімен 2-
4% созу арқылы талшықты шаяды. Жуылған және сығылған талшықты кептіруге
апарады. Кептірілген талшық суық суда ерімейді, бірақ ыстық суда (60оС-тан
жоғары) ериді. Талшықтың еруін азайту үшін ыстық ауаның 220-240оС
температурада созуға, кейін термофиксацияға апарылады. Осы операция
жетегінде молекулааралық байланыс асырылады, криссталды полимер дәрежесі
өседі және оның еру қабілеті кемиді.
Стереожүйелік полимерден алынған талшық қайнаған суда ерімейді. Оларды
қосымша химиялық өңдеуге, макромолекулалар қосу реакцияларына апарады.
Поливинил спирттің макромолекулалар мен химиялық байланыстар арасында
реакционқабілетті гидроксильді топтармен қосылған түрлі бифункционалды
қатынастардан туындайды. Кең қолданысқа поливинилспиртті талшықтың
формальдегидпен қосу әдісі ие.
Поливинил спиртпен формальдегидтің араларындағы байланыста
макромолекулалар ішіндегі және өзараларындағы байланыс пен ацетальды
байланыс туындайды.

поливинил спирті гидрофобизирленген поливинил

... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... спирті
Поливинил спиртін ацеталирлеуде ең қолайлысы полимермен
формальдегидпен молекулааралық байланыс орнату. Химиялық өңдеу үшін ванна 2-
5% формальдегид, 20% күкірт қышқылы, 20-25% натрий сульфаты және 50% судан
тұрады. Күкірт қышқылы поливинил спирттің ацеталирленген реакциясының
катализаторы болып келеді. Натрий сульфаты талшықтың ісінуін және оның
желімдеуін азайтады. Ацеталирлеу 60-70оС температурада 25-30 минут ішінде
өткізіледі. Талшықтың суғаберіктік көтермелемесін тұрақты дәрежеде
гидроксильді топтың ортақ көлемі 30-40% құрайды. Талшықтың бетінде
орналасқан макромолекулалар ацеталирлеу процессінде байланысады.
Поливинилспиртті талшықтың 5%-дан 15%-ға дейін гидроскоптық ацеталирлеу
дәрежесінің өзгеруіне байланысты. Химиялық өңдеуден кейін талшық тиянақты
шайылады, майлы аппаратпен өңделеді және кептіріледі.
Поливинилспиртті талшықтар қасиеті бойынша синтетикалық және табиғи
целллозды араларындағы үлкен орын. Талшық 30-40 гстекс жоғарғы беріктік
сақтайды, қосымша созуда беріктігін одан әрі ұл,айтуға болады. Беріктік
дымқыл күйінде 15-25% азаяды. Үзілген ұзындық – 15-30% құрайды. Талшықтар
қажауға берікті, алайда көрсеткіш бойынша ол полиамидті талшықтан ғана
қалып барады. Табиғи және жасанды целллозды талшықтан қарағанда олардың
иілгіш қасиеттері жоғары. Талшықтың жұмсару мен бөліну температурасы 220оС
құрайды. Талшық целллозды талшықтан қарағанда жарыққа төзімділігі жоғару
болып келеді. Талшықты бояу да жоғары. Талшық қышқылға, сілтіге және
микроорганизмдердің әсеріне берік, алайда жоғарғы температурада
концентрирленген минералды қышқылдың әсеріне берік емес. Поливинилспиртті
талшықтар техникалық талапқа сай бұйымдар мен халық өндірістің тауарларын
дайындауға қолданылады. Талшықтар таза күйде мақтамен, жасанды жібек
талшығымен және жүнмен араласқан қоспамен қайта өңделеді. Одан көйлектік,
жиһаздық, декоративті маталар, тоқыма, жасанды жібектер және т.б. бұйымдар
өңделеді.

6.3.ХЛОРҚҰРАМДЫ ТАЛШЫҚТЫҢ ҚАСИЕТІ МЕН ӨНДІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
Полив инихлоридті талшықтар деп, перхлорвинил мен винилхлоридтің
сополимерлерден және полимерлерден алынған талшықтарды айтамыз. Бұл
талшықтар жоғары хемоберіктік, аз көлемде жылуөткізгіштік пен бірнеше
бағалы қасиеттері бар. Ондай талшықтарды арзан әрі қолжетімді шикізаттан
алады.
Винилхлорид өндіру үшін ацетилен мен этилен шикізаты пайдаланылады.
Ацетиленнен булы фаз немесе сұйық хлорлы сутектен винилхлорид алынады:

Этиленнен түрлі әдіспен винилхлорид алынады.
1.Этиленнен жоғарғы температурада және катализатордың қысымымен техникалық
дегидрохлорирлену әсеріндегі дихлорэтан алынады. Бұл әдіс хлорлы сутектің
рационал талабы бойынша қолданылса экономды болады:

2.250-300оС температура бойынша катализатордан газды фазада қышқыл
гидрохлорирленген жолмен алынған этиленнен дихлорэтан алуға болады:
CH2 CH2 + 2HCl + [O] ClCH2 CH2Cl +H2O

Бірінші әдістегідей дихлорэтан дегидрохлорирлеу өндіріледі. Алғашқы
реакция бойынша дихлорэтан синтез үшін бөлінген хлористі сутек
гидрохлорирленген агент құрамында қолданылады.
3.Винилхлорид синтезінің перспективті және экономды әдіс болып хлорирленген
этиленнің тура әдісі аталады.
Схема бойынша эмульсионды полимеризацияның әдісімен қышқыл инициаторға
сәйкес поливинилхлорид ұтады:

Тоқыма ерітінді алу үшін талшықты пішіндеу әдісі әдісін қолдануына
байланысты өндірісте ерітіндінің екі типі қолданылады: 1-пішіндеудің құрғақ
әдісіндегі ацетон мен күкірттікөміртегінің қоспасы; 2-дымқыл әдісіндегі
тетрагидрофураны.
Ацетатты талшықты алу үшін қолданылатын талшық пішіндеу машинада
орындалады. Жоғары қысымда тоқыма машинаға құйылатын жоғарыконцентрирленген
гель құрғақ әдіспен талшықты пішіндеу тоқыма ерітінді кезінде қолданылады.
Пішінделген поливинилхлоридті талшық беріктігі аса жоғары емес.
Жоғарғы температурада тартудаоның механикалық қасиеті 200-800% жақсарады.
Өндірістің тұрақты температурасы 120оС. Поливинилхлоридті талшық специфті
қасиетімен де ерекшеленеді. Ол жоғары хемоберіктік, табиғи және химиялық
талшықтар беріктігіне ие. Талшықтар жоғары электроизоляционды қасиет,
тозуға қарсы жоғары беріктік, жарыққа жоғары беріктік бар және жанбайды.
Поливинилхлоридті талшықтың кемшілігі де бар.Поливинилхлоридті талшықтан
бұйымды бояу немесе қайнату мүмкіндігін ескеретін талшық 70-75оС
температурада отыра бастайды. Талшық жеңіл электрлеуінің кесірінен жаман
боялады, қайта өңдеу киындық тудырады.
Техникалық бағыттағы түрлі бұйымдарды өндіру үшін поливинилхлоридті
талшық қолданылады. Суда қайнамайтын қабілеттілігі бар, халық өндірісінің
кейбір бұйымдарын жасау үшін де бұлталшық таза күйде немесе басқа
талшықтардың қоспасында бұл талшық қолдануды бастайды. Радикулит және
кейбір өзге дерттерден емдеу үшін трибоэлектрлік әсердің кесірінен
поливинилхлоридті талшықтан матаны қолданады. Әрине ацетонда ерітілген
перхлорвинилді қосымша хлорирленген поливинилхлоридтан алады. Қосымша
поливинилхлоридті хлорирлену 80-120оС температура бойынша хлорды
өткізгендегі лорбензол ерітінді:

Процесс аяқталған кезде перхлорвинил ыстық судың ерітіндісінен алынады
да кептіріледі.
63-65% хлордан тұратын перхлорвинилдің тоқыма ерітіндіні алу үшін оны
ацетонда ерітеді. Құрғақ әдіспен ерітіндінің концентрациясын пішіндеу 32-
34% , дымқыл әдіспен 25-30% құрайды. Хлорин талшығын пішіндеу дымқыл
әдіспен ғана алынады. Тұндырғыш ванна ретінде суда ацетон ерітіндісі
қолданылады. Жаңа пішінделген талшық 130-150%-ға созылады, содан кейін 35-
60оС температурада кептіреді.
Гидрофобты хлоринді талшық орта температурада 0,1-0,15% -дан кем емес
дымқылда тынығады. Ол микроорганизмдер әсеріне және көптеген химиялық
реагенттерге беріктігі жоғары болып келеді. Оның термоберіктігі бар хлорин
90-100оС температурада деформирлеуді бастайды. Талшық фотохимиялық әсерге
беріктігі аз. Талшық қасиетін полиакрилонитрилді қолданумен жақсартуға
болады. Медицина маталарын өндіруде хемоберіктік жоғары болуын талап ететін
бұйымдарды жасау үшін хлорин талшық қолданылады. Винилхлорид сополимерлер
винилацетатпен, акрилонитрилмен және винилиденхлоридпен тәжірибелі қолдану
үшін талшықпен байланысты.
Схема бойынша винилхлорид мен винилиденхлорид сополимер алынады:

Поливинилхлоридпен салыстырғанда сополимер термоберіктік қасиеті
жоғары. Бұл талшықтар мемлекеттер аттарына ие. Поливинилхлоридті талшықтан
қарағанда бұл талшық ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.