Полиакрилонитрилден талшықты өндірудің технологиялық процесі

Кіріспе
1. Талшықтарды қалыптау
2. Полиакрилонитрилден талшықты өндірудің технологиялық процесі
3. Талшықтарды қалыптаудың түрлері
4. Иіру ерітіндісін талшықтарды қалыптауға дайындау
5. Полиамидті талшықтарды қалыптау
Қорытынды
Қолданылған әдебиеттер:

Карботізбекті полимерлердің ішінде ең кең таралғаны болып полиакрилонитрильден және полиакрилонитрильдің екінші компонент әртүрлі мөлшеріне ие сополимерлерінен алынатын талшықтар ие.
Қолданылатын полимердің құрамына байланысты осы түрдегі талшықтарды шартты түрде екі топқа бөлуге болады: полиакрилонитрильді, яғни акрилонитрильдің полимерлерінен немесе екінші компонент мөлшері 15 пайыздан көп болмайтын сополимерлерінен алынатындар, және медакрильді, яғни, екінші компоненттің 40-60 пайыз мөлшеріне ие болатын акрилонитрил сополимерлерінен алынатын талшықтар.
Полиакрилонитрильдің негізгі массасы бірінші топ сополимерлерінен алынады. Сополимерлерді қолдану қажеттілігі таза полиакрилонитрильден алынатын талшықтарды бояудың қиындығымен және талшықты жоғары қатаңдығымен байланысты. Модакрильді талшықтар зған мөлшерлерде шығарылады, себебі бірқатар көрсеткіштер бойынша (жарыққа төзімділігі және кейбір басқалары) олар полиакрилонитрильді талшықтардан төмен болып келеді. Модакрильді талшықтарды жасау үшін акрилонитриль және винилхлоридтер сополимерлері іс жүзінде қолданысқа ие.
Полиакрилонитрильді талшықтардың өнеркәсіптік өндірісі полиакрилонитрильдің синтезделгеніне көп уақыт болғанына қарамастан салыстырмалы түрде жақын уақыттарда басталды. Бұл политакрилонитрильдің ыдырамастан балқымайтындығымен, және сондықтан да одан алынатын талшықтар тек ерітінділерден қалыптау арылы алынатындығымен түсіндіріледі. Полиакрилонитрил органикалық еріткіштерде еритіндіктен тура келетін еріткішті таңдау үшін аз уақыт жұмсалған жоқ.

1. Тасанбаева Н.Е., Мамытова Г.Ж., Сақыбаева С.Ә. «Полимерлердің химиясы мен физикасы». Шымкент: ОҚМУ, 2005 – 208б.
2. М.А.Асаубек «Полимер құрылымы» Алматы 1999 – 33б.
3. А.А.Николаев «Синтетические полимеры и пластические массы» Издательство «Химия» 1966г
4. М.Ю.Кацнельсон, Т.А.Балаев «Пластические массы» Справочник 1982г
5. Л.А.Цветков «Органикалық химия» 11- сынып оқулығы Алматы 1989ж
6. Н.И.Кольцов, В.А.Ефимов «Химия» Москва 2000ж

Пән: Өнеркәсіп, Өндіріс
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 17 бет
Таңдаулыға:

Кіріспе

Карботізбекті полимерлердің ішінде ең кең таралғаны болып
полиакрилонитрильден және полиакрилонитрильдің екінші компонент әртүрлі
мөлшеріне ие сополимерлерінен алынатын талшықтар ие.
Қолданылатын полимердің құрамына байланысты осы түрдегі талшықтарды
шартты түрде екі топқа бөлуге болады: полиакрилонитрильді, яғни
акрилонитрильдің полимерлерінен немесе екінші компонент мөлшері 15 пайыздан
көп болмайтын сополимерлерінен алынатындар, және медакрильді, яғни, екінші
компоненттің 40-60 пайыз мөлшеріне ие болатын акрилонитрил сополимерлерінен
алынатын талшықтар.
Полиакрилонитрильдің негізгі массасы бірінші топ сополимерлерінен
алынады. Сополимерлерді қолдану қажеттілігі таза полиакрилонитрильден
алынатын талшықтарды бояудың қиындығымен және талшықты жоғары қатаңдығымен
байланысты. Модакрильді талшықтар зған мөлшерлерде шығарылады, себебі
бірқатар көрсеткіштер бойынша (жарыққа төзімділігі және кейбір басқалары)
олар полиакрилонитрильді талшықтардан төмен болып келеді. Модакрильді
талшықтарды жасау үшін акрилонитриль және винилхлоридтер сополимерлері іс
жүзінде қолданысқа ие.
Полиакрилонитрильді талшықтардың өнеркәсіптік өндірісі
полиакрилонитрильдің синтезделгеніне көп уақыт болғанына қарамастан
салыстырмалы түрде жақын уақыттарда басталды. Бұл политакрилонитрильдің
ыдырамастан балқымайтындығымен, және сондықтан да одан алынатын талшықтар
тек ерітінділерден қалыптау арылы алынатындығымен түсіндіріледі.
Полиакрилонитрил органикалық еріткіштерде еритіндіктен тура келетін
еріткішті таңдау үшін аз уақыт жұмсалған жоқ.
Полиакрилонитрилді талшық шығаратын зауыт бірінші рет 1950 жылы АҚШ-та
құрылды. Сонымен бір мезгілде осы талшықтың шығарылуы ГДР және ФРГ – да
ұйымдастырылды. Кеңес одағында полиакрилонитрилді талшық өндірісі
өнеркәсіптік масштабта 1963 жылы құрылды.
Қазіргі уақытта полиакрилонитрилді талшық көптеген елдерде әртүрлі
атаулармен шығарылады: нитрон (Кеңес Одағында); орлон, акрилон және дарлан
(АҚШ); прелана (ГДР); ПАН, дралан (ФРГ); куртель (Англия); кашмилон
(Жапония) және т.б.
Полиакрилонитрилді талшықтың өндірісі жылдам қарқынмен дамып келе
жатыр, және осы көрсеткіш бойынша да поолиэфирлі және полипропиленді талшық
өндірістерінен ғана қалады. Соңғы 20 жылда полиакрилонитрилді талшықтың
өндірісі 15 еседен жоғары өсті, және 1982 жылдарға таяу 2076 мың тоннаға
жетті. Полиакрилонитрилді талшықтың өндірісінің мұншалықты тез өсуі
негізінен талшықтың бағалы тұтынушылықтық қасиеттеріне байланысты, ол жүнді
талшықтарды толықтай алмастырушы ретінде пайдаланыла алады деп айтуға
болады.
Полиакрилонитрилден алынатын өнімдердің негізгі түрі болып (шамамен 95
пайыз) талшық есептеледі, ал техникалық жіп өте аз мөлшерде (не бәрі 5
пайыз) ғана шығарылады.
Полиакрилонитрилді талшықтарды алу үшін шикізат ретінде негізінен
пропиленнен және аммиактан синтезделетін акрилонитрил (акрил қышқылыныңы
нитрилі) қолданылады.
Акрилонитрил (СН2 =СНСN) – жеңіл ұшатын түссіз улы сұйықтық, ол 780С
температурада қайнайды және 83,60С температурада ериді. Акрилонитрилдің
булары ауамен араласып 30-170 гм3 концентрацияларда жарылысқа қауіпті
қоспа түзеді. Акрилонитрилдің өздігінен тұтану температурасы – 4810С.
Техникалық өнімдегі негізгі заттардың мөлшері кемінде 99,9 пайыз болуы
қажет.
Акрилонитрилдің сополимерлеріне алуда екінші компонент ретінде
метилакрилат, винилацетат, акриламид, итакон қышқылы және винилхлорид
пайдаланылады.
Акрилонитрил полимерлерін және сополимерлерін синтездеу талшықтарды
қалыптау үшін пайдаланылады, ол қағида бойынша синтитикалық талшықтар
зауыттарында жүзге асырылады.
Акрилонитрилдің полимерлерін және сополимерлерін алудың негізгі әдісі
болып полимерлеудің лакты әдісі есептеледі. Лакты әдіспен қатар суспензиялы
полимерлеу әдісі де пайдаланылады. Полиакрилонитрил ақ ұнтақ тәрізді зат
болып келеді, ол 220-2300С температурада жұмсарып және сонымен бір мезгілде
ыдырайды; диметиформамидте, диметилсульфоксидте, этиленкарбонатта, натрий
роданидінің концентрленген сулы ерітінділерінде, концентрленген азот
қышқылында ериді. Екінші компоненттің жоғары мөлшерлеріне ие сополимерлері
ацетанда ериді.
15 пайызға дейінгі мөлшерде екінші компоненттен тұратын сополимерлері
қасиеттерінің негізгі көрсеткіштері бойынша (ерігіштігі, термотөзімділігі)
іс жүзінде таза полиакрилонитрилден сәл ғана ерекшеленеді. Полимерлердің
және сополимерлердің молекулалық массасы 40 000 – 60 000 құрайды.

2. Талшықтарды қалыптау
Полиакрилонитрилді талшықтарды тек ерітінділерден қалыптау әдісімен
ғана алады. Осы талшықтар өндірісінің технологиялық процесі бірнеше
сатылардан тұрады: олардың негізгілері болып келесілер есептеледі:
1) иіру ерітіндісін алу және оны қалыптауға дайындау;
2) талшықты қалыптау;
3) талшықтарды одан ары өңдеу (керу, термофиксациялау және басқа
операциялар).
Полиакрилонитрилден талшықты өндірудің технологиялық процесі
Полиакрилонитрилді талшықты өндірудің технологиялық процесі негізінен
басқа да карботізбекті талшықтарды ерітінділерден қалыптау процестеріне
ұқсас және келесі негізгі операциялардан тұрды:
1) иіру ерітіндісін алу;
2) сүзу және ауаны аластату;
3) талшықтарды қалыптау, ерітікішті регенерациялау;
4) кептіру (сулы әдіспен қалыптау кезінде);
5) керу;
6) термофиксациялау;
7) бұрау (жіптерді алуда);
8) өру (жіптер алуда);
9) сұрыптау және маркілеу.
Басқа да карботізбекті талшықтарды алу сияқты полимерлерді синтездеу
негізінен көп жағдайларда химиялық өнеркәсіп зауыттарында жүзеге асырылады,
және синтеттикалық талшықтар зауытына дайын полимерлер келіп түседі.
Соңғы жылдары өндірістік шарттарда акрилонитрилді алудың үздіксіз
әдісі жасалып енгізілді, және талшықтарды қалыптау полимерлеу кезінде
алынатын тұтқыр ерітінділерден жүргізіле бастауда.
Олай болса, мұндай жолмен мысалы, крутель талшығы алынады, ол
акрилонитрилдің метиакрилатпен және роданидті натрийдің концентрленген
ерітіндісіндегі итаконды қышқылмен сополимері ерітіндісінен түзіледі.
Акрилонитрилдің полимерленуі сол ерітіндіде жүргізіледі.
Прогрессивті әдіс арқасында сополимерлерді алудың технологиялық
процесі және одан талшықтарды қалыптау едәуір қарапайымдатылады.

Талшықтарды қалыптаудың түрлері
Полимерлер балқымаларын қалыптау. Балқымалардан қалыптау кезінде
элементарлы жіптер полимер балқымаларының балқы темпеартурасынан төмен
температурада балқытыла отырып ағынның салқындауы есебінен түзіледі:
қалыптанушы жіптен жылудың шығарылуы ауаны үрлеумен жүзеге асырылады.
Балқымадан қалыптау кезінде массаалмасу процестері өтпейтіндіктен, ағындар
тек көлденең бағаттарда ғана деформацияланады.
Талшықтарды балқымалардан қалыптау вертикальды схема бойынша жіптерді
жоғарыдан төмен қарай тиеу арқылы түзіледі. Фильера тесігінен шығып жатқан
балқыма ағынын салқындату тікелей фильера тесігінен шыққан бойда
жүргізіледі. Элементарлық ағындарды қатайту екі тізбекті орнатылған
шахталарда: үрлеуші және күзетуші жүзеге асырылады. Үрлеуші шахтада
салқындату процесін интенсификациялау үшін мәжбүрлі ауа ағынын пайдаланады.
Үрлеуді құрылғылардың конструкциясына бірқатар талаптар қойылады, олардың
негізгілері болып ламинарлы бірқалыпты ағынды құру және әрбір элементарлы
жіпті бірқалыпты салқындату есептеледі. Үрлеуші шахталардың ең кең
тарағандары – көлденең үрлемелі және көлденең – радиальды үрлемелі шахзта
болып табылады. Осы жүйелерде жіптер бір жағынан үрленеді. Дөңгелек
фильераларды пайдалану кезінде бірінші типтегі үрлеу құрылғысы тек кешенді
жіптер өндірісінде пайдаланылады, ал тік бұрышты тесіктердің үлкен емес
санына ие фильераларды пайдалануды кез – келген ассортименттегі полимерлер
балқымаларынан алынатын барлық жіптер өндірісі үшін жүзеге асыруға болады.
Аталған әдістерден басқа балқымайтын және ерімейтін полимерлер үшін
полимерлер дисперсияларынан қалыптау әдістері де пайдаланылады.
Химиялық талшықтарда қалыптау арнайы машиналарда, қалыптаушы немесе
иіруші деп аталатын машиналарда жүргізіледі. Талшықтарды қалыптаушы
машиналарда алудың технологиялық процесі бірқатар операциялардан тұрады:
иіру ерітіндісін немесе балқымасын фильераға беру, тұтқыр сұйықтықты
фильера тесіктері арқылы сығып шығару; осы фильера тесіктерінен шығатын
талшық элементарлы ағындарын қатайту; қалыптау зонасынан үздіксіз қозғалып
отырған жіптерді аластату, сонымен қатар түзілген элементарлы жіптерді
немесе жіптер кешенін әртүрлі типтердегі қабылдау механизмдерімен қабылдау.

Полимер ерітіндісінен құрғақ әдіс бойынша қалыптау. Ерітінділерден
құрғақ әдәс бойынша қалыптауда жіптер ерітіндінің элементарлы ағындардан
еріткіштің булануы есесбінен түзіледі. Қалыптау процесі шахтада жүзеге
асырылады; қалыптанушы жіп жылу ыстық ауамен немесе буауалы қоспамен үрлеу
арқылы беріледі. Еріткіштің булануы полимердің десольватациясына
нгізделеді, жүйенің ақыштығының күрт төмендеуі және оның баяу тұтқыр аққыш
қатты жағдайға өтуі жүзеге асырылады. Талшықтарды құрғақ әдіспен қалыптау
кезінд, сулы әдіспен талшықтарды қалыптаудағы сияқты массаалмасу
процестерінің жүруі салдарынан талшықтың көлденеңі бойынша шөгуі
орындалады.
Құрғақ әдіспен тек органикалық еріткіштердегі полимер ерітінділерінен
талшықтар қалыптанады. Еріткіштер ретінде ұшпайтын заттарды пайдаланған
кезде (мысалы, сілтілер ерітінділері, натрий роданиді және т.б.)
қалыптанған талшық қосымша сулы өңдеуге мұқтаж болады, себебі мұнда иіру
ерітіндісінің ұшпайтын компоненттері болады. Жіптерді полимерлер
ерітінділерінен құрғақ әдіспен қалыптау үшін дербес вертикальды
герметикалық шахталар пайдаланылады. Шахталардың герметизациялығы
ерітікіштің жоғалымын болдырмау және цех ішінде жылу бөлінуді шектеу үшін
қажет болады. Шахтаның биіктігі 3 – 5 м құрайды. Қалыптау жоғарыдан төмен
қарай жүргізіледі. Ыстық ауа шахтаға бір бағытта жіп қозғалысына бағыттас
немесе қарсы бағытта берілуі мүмкін.

Полимерлер ерітінділекрінен талшықтарды сулы әдіспен қалыптау.
Полимерлер ерітінділерінен сулы әдіспен қалыптау процестерінде талшық
ерітіндінің ағынының тұндырғыш астау компоненттерімен араласу есебінен
түзіледі. Мұнда тұндырғыш астаудың компоненттері ерітінді ағынына
диффузияланып, ал еріткіш ерітінді ағынынан тұндырғыш астауға
диффузияланады, ол ерітіндінің коагуляциялануына және ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.