Новые разработки и предложения вискозного волокна

Изучение основных видов сырья вискозного производства. Свойства, применение и переработка целлюлозы. Гуанамино-формальдегидные, дициандинамино-формальдегидные, меламино- и мочевино-формальдегидные смолы: получение, модификация, свойства, применение.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Курсовая работа

по предмету «технология химических волокон»

Тема: «Новые разработки и предложения вискозного волокна»

Содержание

Введение

1. Историческая справка

2. Основные виды сырья вискозного производства

2.1 Целлюлоза

2.2 Свойства

2.3 Применение и переработка

3. Гуанамино-формальдегидные смолы

4. Дициандинамино-формальдегидные смолы

5. Меламиноформальдегидные смолы

5.1 Получение

5.2 Свойства

5.3 Модификация

5.4 Применение

6. Мочевиноформальдегидные смолы

6.1 Получение

6.2 Свойства

6.3 Модификация

6.4 Применение

7. Техника безопасности при производстве аминоформальдегидных полимеров Размещено на Allbest.ru

Заключение

Список литературы

Введение

Вискозное волокно одно из наиболее распространенных химических волокон. В настоящее время из общего объема производства искусственных волокон на долю вискозного приходится около 75%. Такой объем производства вискозного волокна объясняется тем, что в качестве основного сырья используют дешевое сырье - древесную целлюлозу и сравнительно простые химические материалы - едкий натр, сероуглерод, серную кислоту и ее соли.

7 мая 2002 года исполнилось 110 лет со дня изобретения вискозного процесса. С этого дня можно вести отсчет развития современных процессов получения химических волокон, поскольку ранее изобретенные нитроцеллюлозные и медно-аммиачные волокна теперь уже не выпускаются.

За более чем столетнюю историю химических волокон их роль в создании и применении материалов и изделий, необходимых для обеспечения жизни людей, развития техники стала неоспоримой.

В данной курсовой работе мы рассматриваем свойства вискозного в волокна, получение, их. Осветим виды и свойства сырья, из которого мы получаем данное волокно.

1. Историческая справка

Реальное начало современной промышленности химических волокон было положено изобретением процесса получения вискозных волокон в 1892 году, которые выпускаются сегодня во многих странах, и, несмотря на ряд проблем в их развитии, имеют свое будущее. Ч. Ф. Кросс, Е. Дж. Бивен и К. Бидл, Великобритания, в 1892 году разработали способ обработки целлюлозы сероуглеродом в присутствии щелочи с получением ксантогената целлюлозы, назвав его раствор в щелочи вискозой 1 (на основе вискозы были получены гидратцеллюлозные волокна). Патент Brit. Pat. 8700 от 7 мая 1892 года этих исследователей действительно положил начало сегодняшней промышленности химических волокон. Патент был практически осуществлен в 1905 году, когда в г. Ковентри, Великобритания, было начато первое в мире производство вискозных волокон.

Д. И. Менделеев, ознакомившись с образцами вискозного шелка на Всемирной выставке в Париже в 1900 году, высказал предложение о создании производства вискозных волокон в России. И действительно, в России небольшое производство вискозных волокон было создано в 1909 году - фабрика «Вискоза» в Мытищах под Москвой. Кстати, первым техническим руководителем этой фабрики был изобретатель вискозного процесса Ч. Ф. Кросс.

Первое крупное производство вискозных волокон в России было создано на Ленинградской фабрике «Пятилетка» в 1930 году. Затем к 1935 году были построены и пущены производства вискозных волокон в Могилеве и Киеве. За ними последовал целый ряд других предприятий, созданных после Великой Отечественной войны.

Со времени создания первой технологии производства вискозных волокон появились многие новые их виды и новые технологии, а выпуск вискозных волокон в мире достиг максимума в середине девяностых годах прошлого века и составил 3,5 миллиона тон. В настоящее время он несколько сократился и держится на уровне примерно 2,6 миллиона тон. Сокращение произошло в значительной мере из-за падения производства вискозной технической нити, в то время как производство вискозной текстильной нити и штапельных волокон сохранилось.

2. Основные виды сырья вискозного производства

2.1 Целлюлоза

При эквимолекулярном соотношении реагентов в нейтральной и слабокислой средах образуется ангидроформальдегиданилин (температура плавления 143 °С):

При рН = 4 и том же соотношении реагентов или небольшом избытке СН₂O образуется n-аминобензиловый спирт (температура плавления 65 °С), превращающийся при отщеплении воды в ангидроаминобензиловый спирт (температура плавления около 214 °С).

Термопластичные анилино-формальдегидные смолы линейной структуры получают, нагревая ангидроформальдегиданилина или ангидроаминобензилового спирта с минеральными или органическими кислотами при температуре равной от 130 до 180 °С в течение нескольких часов.

Модифицированные термопластичные анилино-формальдегидные смолы для лаков получают нагреванием ангидроформальдегиданилина с жирными кислотами при температуре в интервале от 230 до 240 °С или с растительными маслами в интервале от 260 до 270 °С.

Термореактивные анилино-формальдегидные смолы получают при взаимодействии анилина с формальдегидом в сильнокислой среде и избытке СН₂О.

Промышленный синтез этих смол осуществляют по следующей методике: в смесь анилина (1 массовая часть) и воды (6 массовых частей) при охлаждении и перемешивании постепенно добавляют концентрированный раствор НС1; затем при температуре от 30 до 40 °С, продолжая перемешивание, вносят формалин (1,5 моль на 1 моль C₆H₅NH₂), после чего продолжают нагревание еще 1-1,5 часов. Образовавшуюся смолу выделяют при нейтрализации смеси 25 процентным раствором NaOH. Ее промывают водой, сушат в вакууме при температуре равной от 60 до 70 °С до остаточной влажности 4 процента и измельчают. Отверждая эту смолу при нагревании, получают продукт сетчатой структуры. [13]

Отверждение происходит медленнее, чем в случае феноло-формальдегидных резольных смол; конечный продукт способен при нагревании незначительно размягчаться. Поэтому переработка термореактивных анилино-формальдегидных смол методом прессования малоэффективна, так как для извлечения изделия из пресс-формы последнюю необходимо охлаждать. В производствеве чаще используют смешанные анилино-феноло-формальдегидные смолы, технология получения которых аналогична технологии получения резольных феноло-формальдегидных смол.

2.2 Свойства

Термопластичные смолы - хрупкие низкомолекулярные вещества от желтого до красно-коричневого цвета; температура размягчения от 72 до 85 °С; хорошо растворяются в смеси спирта с бензолом. Отвержденные термореактивные анилино-формальдегидные смолы непрозрачны, цвет их - от желтого до коричневого; они плохо окрашиваются. Их основные характеристики (без наполнителей) приведены ниже:

Плотность, г/см² 1,22 - 1,25

Прочтность, Мн/м² (кгс/см²)

при растяжении 60 - 70 (600 - 700)

при статическом изгибе 86 - 140 (860 - 1400)

при сжатии140 - 160 (1400 - 1600)

Ударная вязкость, кдж/м², или кгс*см/см² 0,68

Относительное удлинение при разрыве, % 1,5

Модуль упругости, Гн/м² (кгс/см²)3,5 (0,35*10⁵)

Теплостойкость по Мартенсу, °С130 - 140

Удельная теплоемкость, кдж/(кг К) [кал/(г °С)]1,05 - 1,26

[0,25 - 0,30]

Коэффициент теплопроводности, вт/(м*К)3,02*10^-4 [2,6*10^-4]

[ккал/(м ч °С)]

Водопоглощение, %0,1

Твердость по Бринеллю (шарик

25 мм, нагрузка 500 н), Мн/м³ (кгс/мм²)450 - 500 (45 - 50)

Диэлектрическая проницаемость (20 °С, 50 гц)3,7

Электрическая прочность (20 °С), Мв/м, или кв/мм25

2.3 Применение и переработка

Анилино-формальдегидные смолы используют для получения пластмасс (пресспорошки, слоистые пластики), при этом используют только термореактивные, причем наиболее широко применяют анилино-феноло-формальдегидные смолы с различными наполнителями; такие смолы обладают высокими электроизоляционными свойствами. Слоистые пластики на основе анилино-формальдегидных смол характеризуются низким водопоглощением и хорошими механическими и диэлектрическими свойствами. Также данные смолы применяют для отверждения эпоксидных смол. Модифицированные термопластичные анилино-формальдегидные смолы используют для получения лаков.

Анилино-формальдегидные смолы перерабатывают методами компрессионного прессования и литья под давлением. Их без наполнителя прессуют при температуре от 150 до 160°С и давлении 30 - 40 Мн/м² (300 - 400 кгс/см²). Слоистый пластик на основе этих полимеров и бумаги получают прессованием при 160° С и давлении 20 Мн/м² (200 кгс/см²).

За рубежом анилино-формальдегидных смол выпускают под названием «цибанит». [8]

3. Гуанамино-формальдегидные смолы

Это продукты поликонденсации гуанаминов с формальдегид...