Что является сырьем для их получения кратко

Обновлено: 04.07.2024

Химические волокна в зависимости от исходных материалов делят на искусственные и синтетические.

К искусственным относятся волокна, нити, получаемые химической переработкой природных высокомолекулярных соединений (древесная целлюлоза, хлопковый пух), а также волокна, получаемые на основе низкомолекулярных веществ: стеклянные, металлические, металлизированные.

Синтетические волокна (нити) получают из гетероцепных и карбоцепных синтетических полимеров в результате реакции полимеризации или поликонденсации. Исходным сырьем для производства синтетических волокон являются простые вещества (этилен, бензол, фенол, пропилен и др.), которые получают из нефтяных газов, нефти и каменноугольной смолы.

Процесс производства химических волокон состоит из следующих стадий: получение исходного полимера, преобразование полимера в прядильный раствор, формирование нитей через фильеры, отделка нитей. Фильтры изготовляют из платины, золота, палладия и их сплавов.

Волокна формуют из расплавов, растворов (по сухому и мокрому способам), а также волочением, плющением, резкой металлической фольги.

Химические волокна выпускаются в виде: моноволокон, т.е. элементарных нитей, состоящих их одного волокна неопределенной длины; комплексных нитей, состоящих из бесконечно длинных скрученных между собой волокон; волокон, нарезанных на короткие отрезки (по 150 мм) — штапельные волокна; жгутовое штапельное волокно.

Химические волокна имеют ряд преимуществ перед натуральными: их производство является менее трудоемким; оно не зависит от природных условий; не имеет сезонного характера; химическое волокно можно получить с заранее заданными свойствами.

К искусственным относятся волокна, вырабатываемые из целлюлозы и ее производных.

Вискозное волокно — одно из наиболее распространенных искусственных волокон. Для выработки вискозного волокна используют древесную целлюлозу и короткое хлопковое волокно. Краткая схема получения вискозного волокна состоит в следующем. Чистую целлюлозу обрабатывают 18 %-ным раствором едкого натра при температуре 18—20 °С в течение 1ч — мерсеризуют. Образующаяся целлюлоза выдерживается в течение 12—14 ч при установленной температуре (процесс пред созревания). Созревшая целлюлоза обрабатывается сероуглеродом — образуется ксан-тогенат, который растворяют в разбавленном растворе едкого натра и получают вязкий продукт — вискозу, который фильтруют и выдерживают в течение 20—40 ч. Затем он поступает на прядильные машины и продавливается с помощью насосиков через фильеры (цилиндр из золота, платины, нержавеющей стали), на дне которых имеются отверстия различного диаметра . Струйки вискозы через

Рис. Схема формирования

вискозного волокна: 1 — фильтр; 2 — трубка; 3 — фильера; 4 — осадительная ванна; 5 — прядильный раствор; 6 — затвердевшие волокна

Рис. Схема формирования

фильеры попадают в ванну с водяным раствором 4—5%-ной серной кислоты и сернокислых солей, где происходит осаждение (коагуляция) твердой части, а также омыление простого эфира до чистой целлюлозы. После продавливания через фильеры волокно подвергается вытяжке и тепловой обработке в горячей воде.

После формования вискозная нить отмывается от кислот и солей и подвергается отделке: удалению серы, отбелке, замасливанию, сушке, перемотке.

По химическому составу вискозное волокно представляет собой чистую целлюлозу . Степень полимеризации целлюлозы вискозного волокна равна 300—600.

Полинозное волокно — разновидность вискозного, для выработки которого используют ксантогенат с высокой степенью этерификации. Принцип получения этого волокна основан на образовании при формовании более однородной гидратцеллю-лозы вследствие разложения ксантогената целлюлозы одновременно по всей толщине волокна. Такое волокно имеет более однородную и плотную структуру, а в результате — меньшую потерю прочности в мокром состоянии.

Сиблоновое волокно — модифицированное вискозное волокно. Для выработки его используют однородную по свойствам древесную целлюлозу со степенью полимеризации 500—600. Волокно сиблон формуется из вискозы, в состав которой входят модификаторы (полиэтиленгликоль и др.), что позволяет получить более однородный прядильный раствор.

Мтилон В — химически модифицированное вискозное волокно, представляет собой привитый сополимер целлюлозы (60—65 %) и акрилнитрила (35—40 %).

Кроме рассмотренных выше вискозных волокон, в настоящее время выпускаются бактерицидные волокна, полые вискозные волокна, масло и грязестойкие, которые получают в результате прививки к целлюлозе фторсодержащих полимеров.

Медно-аммиачное волокно получают растворением целлюлозы в медно-аммиачном растворе. Образующийся вязкий раствор фильтруют и формируют, продавливая через фильеры в осадительную ванну с водой, а затем во второй ванне разлагают 2—3%-ным раствором серной кислоты. Полученное гид-ратцеллюлозное волокно вытягивают, промывают, замасливают и сушат.

Ацетатное волокно. Особенность ацетатного волокна заключается в том, что его получают из сложного уксусного эфира целлюлозы — ацетата целлюлозы. Ацетатное волокно выраба

тывается двух видов: диацетатное (ацетатное) и триацетатное. Хлопковую или облагороженную древесную целлюлозу, содержащую не менее 0,7 % а-целлюлозы, обрабатывают смесью уксусной кислоты, уксусного ангидрида с использованием в качестве катализатора серной кислоты. В результате образуется триацетат целлюлозы, который растворяется в метиленхлориде со спиртом. Его используют для получения триацетатного волокна. При частичном омылении триацетата целлюлозы получают диацетат целлюлозы, который растворяется в ацетоне со спиртом, для получения ацетатного волокна.

Формование ацетатных волокон осуществляется из растворов сухим и мокрым способами. Выходящие из фильеры струйки раствора попадают в шахты, куда подается сухой подогретый воздух. Летучие растворители быстро испаряются и волокно затвердевает.

Свойства искусственных волокон в определенной степени имеют различия. Физико-механические свойства искусственных волокон представлены в табл.

Вискозное, медно-аммиачное, полинозное, сиблоновое волокна характеризуются сравнительно высокой устойчивостью к истиранию. Ацетатное, триацетатное волокна, мтилон-В имеют сравнительно низкую устойчивость к истиранию, примерно в 5—8 раз ниже вискозного.

Большим недостатком искусственных волокон является потеря прочности в мокром состоянии (вискозное — до 60 %).

Искусственные волокна сильно сминаются, имеют небольшую упругость за исключением ацетатного, триацетатного, сиблона, упругость которых примерно в 2 раза выше вискозного.

Вискозное, медно-аммиачное, сиблоновое, полинозное волокна горят так же, как и все целлюлозные материалы — при горении издавая запах жженой бумаги. Ацетатное и триацетатное волокна спекаются, продукты горения имеют характерный запах уксусной кислоты.

Гидратцеллюлозные волокна малоустойчивы к действию микроорганизмов. Ацетатное и триацетатное волокна обладают высокой устойчивостью к микроорганизмам и плесени. При длительном действии солнечного света и атмосферных воздействий снижается прочность искусственных волокон.

К синтетическим относятся волокна из полимерных материалов, полученных синтезом простых веществ (этилена, бензола,

фенола, пропилена) в результате реакции полимеризации или поликонденсации .

Полиамидные волокна (капрон, анид, энант) получены из капро-лактама, гексометилендиамина, адипиновой кислоты и полиэнан-тоамида. Технологический процесс производства полиамидных волокон различных видов существенных различий не имеет. Он включает три основных этапа: синтез полимера; формование волокна рис. 1.2; вытягивание и последующая обработка волокна. В процессе формования свежесформо-ванное синтетическое волокно сильно вытягивается (в 2—20 раз) с целью повышения его механических свойств. После предварительной вытяжки волокна подвергают холодному вытягиванию.

Полиэфирное волокно (лавсан) среди синтетических волокон занимает лидирующее положение. Исходным сырьем для производства волокна лавсан служит этиленгликоль и терефтале-вая кислота. Реакцией поликонденсации получают смолу лавсан, а затем из расплава полимера, аналогично способу производства полиамидных волокон, получают волокно лавсан. Скорость формирования составляет 400— 1500 м/мин, фильер-ная вытяжка — 8—10 раз.

Свежесформированное полиэфирное волокно имеет аморфное строение, повышенную хрупкость, низкую прочность, большое необратимое удлинение, большую усадку. Поэтому лавсановое волокно подвергается вытяжке при температуре 100—150 °С на 350—500 %.

Вытянутая и скрученная нить подвергается термофиксации. Более 50 % полиэфирных волокон составляют штапельные волокна.

Полиакрилонитрильные волокна (нитрон) получают полимеризацией акрилонитрила, но чаще всего с сополимерами ак-рилонитрила (винилпиридина, винилацетата, стирола и др.), луч

Рис. Схема формования

капронового волокна: 1 — бункер; 2 — плавильная решетка; 3 — насосик; 4 — фильера; 5 — струйки смолы; 6 — камера; 7 — нить; 8 — катушка

Рис. Схема формования

шей накрашиваемости. Полиакрилонитрильное волокно формируют из раствора сухим и мокрым способами (растворяют в диметилформамиде).

Для нитронового волокна наиболее важны отделочные операции, в процессе которых оно приобретает необходимые свойства — вытяжку и термофиксацию. Вытяжка свежесформиро-ванного волокна нитрон производится в 8—12 раз. После вытяжки волокно подвергается термообработке, гофрированию, чтобы придать ему извитость. Нитрон выпускается в основном в виде короткого волокна.

Поливинилхлоридные волокна (ПВХ, хлорин), получают из полимеров и сополимеров винилхлорида. Исходным сырьем для получения хлористого винила служит дешевое и доступное сырье — ацетилен, этилен и хлористый водород. Хлористый винил подвергают полимеризации. В результате получают полихлорвиниловую смолу. Полимер растворяют в смеси ацетона и сероуглерода. Из вязкого раствора формируют волокна сухим и мокрым способами. Для повышения физико-ме-ханических свойств волокон они подвергаются вытяжке (в 2—8 раз) и термической обработке.

Поливинилспиртовые волокна (винол) изготовляют из поливинилового спирта, который получают из продуктов переработки ацетилена и уксусной кислоты. Образовавшийся ви-нилацетат подвергают полимеризации, полученный поливи-нилацетат омыляют, при этом образуется поливиниловый спирт. Формуют виноловое волокно продавливанием через фильеры 15—18%-ного водного раствора поливинилового спирта. Для коагуляции волокна используют осадительную ванну, состоящую из раствора сернокислого натрия и сернокислого цинка. Но такое волокно водорастворимо. Для того чтобы получить винол нерастворимым в воде, его обрабатывают формальдегидом.

Полиуретановые волокна (спандекс) получают в результате взаимодействия диизоцианатов с гликолями. Формирование волокон можно производить сухим и мокрым способами. При введении в полимер гибких блоков получают высокоэластичные нити со свойствами, присущими только каучукоподобным материалам, с растяжимостью до 800 %.

Полиолефиновые волокна (полипропиленовое и полиэтиленовое) получают полимеризацией сравнительно дешевого сырья — пропилена и этилена, продуктов крекинга нефти — и формированием из расплава. Струйки расплава, попадая из фильеры в шахту, охлаждаются и превращаются в элементар

ные нити, которые подвергаются 6—7-кратной вытяжке для улучшения физико-механических свойств волокон.

Фторсодержащие волокна (фторлон, полифен) получают методом полимеризации тетрафторэтилена. Водная дисперсия полимера, в которую входит загуститель (поливиниловый спирт), продавливают через фильеры в шахту, в которую поступает горячий воздух. Волокно подвергается нагреву и дополнительной вытяжке на 300—500 % при температуре 360—400 °С, очень устойчиво к действию химических реагентов (не растворяется в царской водке).

В последнее время появились полиформальдегидные, поли-бутилентерефталатные, биокомпонентные, электропроводные, модакриловые, полибензимидальные, поливинилсульфидные, полиэфиркетонные волокна и др.

Свойства синтетических волокон (см. табл. 1.1) различны для разных волокон. Синтетические волокна имеют достаточно высокую прочность и по этому показателю превосходят природные и искусственные волокна. Разрывная длина колеблется от 18 до 70 км, предел прочности — от 20 до 75 сН/текс. Синтетические волокна легче природных и искусственных, удельный вес их колеблется от 0,92 до 1,6. Недостатком этих волокон является низкая гигроскопичность, исключение составляет винол.

Полиамидные волокна характеризуются очень высокой устойчивостью к истиранию и действию многократных деформаций. По этому показателю они превосходят все текстильные волокна (например, вискозное — в 100 раз, хлопковое — в 10 раз). Достаточно устойчивы к истиранию лавсан, винол, полипропилен, спандекс, не устойчивы нитрон, хлорин и др.

Самой высокой светопогодоустойчивостью отличается нитрон. После воздействия света и атмосферы в течение года природные и химические волокна почти полностью теряют прочность, прочность же нитронового волокна снижается на 20 %, Низкая светостойкость характерна хлорину, капрону, полипропилену и др.

Лавсан по термостойкости превосходит все синтетические волокна. Устойчивы к действию нагревания нитрон, фторлон. Самые легкие волокна — полиолефиновые, удельный вес которых ниже удельного веса воды (0,92—0,94).

Цель урока: ознакомить учащихся с производством тканей из искусственных и синтетических волокон и их свойствами; с краткими сведениями об ассортименте тканей; научить определять сырьевой состав материалов и определять свойства тканей из искусственных волокон.

Инструменты и материалы: рабочая коробка, лоскутки тканей.

I. Организационный момент

II. Познавательные сведения

Вы уже знакомы с материалами из натуральных волокон: хлопка, льна, шелка и шерсти. Впервые Роберт Гук в XVII веке высказал мысль о возможности получения искусственного волокна. Впервые искусственные волокна промышленным путем получили в XIX веке. В России первый завод по получению искусственных волокон был построен в Мытищах и дал первую продукцию в 1913 году.
При производстве тканей из химических волокон их в различных пропорциях добавляют в натуральные. Это дает возможность вырабатывать ткани с определенными свойствами. Так, шерсть с добавлением вискозного волокна приобретает большую мягкость, лучшую драпируемость. Шерсть с добавлением капрона становится вдвое прочнее и меньше сминается и т.д.
При покупке тканей необходимо не только ориентироваться на внешний вид, но и знать сырьевой состав материала, т.е. из чего изготовлен тот или иной материал и правила ухода за ним. Это поможет надолго сохранить неизменный внешний вид любимой вещи.

Текстильные волокна

Натуральные волокна бывают растительного и животного происхождения.

Химические текстильные волокна в зависимости от состава сырья делятся на искусственные и синтетические (Приложении 1).

2. Работа с учебником.

Учащиеся выписывают в рабочую тетрадь основные этапы процесса производства химических волокон (§ 12, с. 47-48).

Технология производства химических волокон

Процесс производства химических волокон включает три этапа.

1. Получение прядильного раствора

Все химические волокна, кроме минеральных, получают из вязких растворов или расплавов и называют прядильными. Для получения вязких растворов, идущих на производство искусственного волокна, целлюлозную массу растворяют в щелочи, а синтетическую массу получают путем химических реакций различных веществ.

2. Формирование волокна

Вязкий раствор продавливают через мельчайшие отверстия колпачков, которые называются фильерами. Струйки прядильного раствора, вытекая из фильеры, затвердевают, образуя тонкие нити. Затвердение происходит в мокрой либо сухой среде. Далее нити из одной фильеры на прядильных машинах соединяются в одну, вытягиваются и наматываются на бобину. Отверстий в фильере может быть от 24 до 36 тысяч.

3. Отделка волокна

Нити промывают, сушат, крутят, термически обрабатывают, некоторые отбеливают и красят.
Штапельными называют химические волокна, получаемые разрезанием или разрыванием жгута из продольно сложенных, элементарных нитей, прошедших отделочные операции, на отрезки длиной 40-70 мм, которые и называются штапели.

Свойства химических волокон и тканей из них

Вискозное волокно представляет собой чистую целлюлозу, полученную из еловой древесины. Оно имеет блестящую или матовую поверхность. Ткань похожа на шелк, хлопок или шерсть. Уступает по прочности шелку. В мокром состоянии прочность уменьшается. Хорошо впитывает влагу. Горят волокна быстро, ярким пламенем с запахом жженой бумаги.

Ацетатное и триацетатное волокно.

В отличие от вискозы, состоит из ацетилцеллюлозы, полученной из отходов древесины и хлопка. Ткани внешне похожи на натуральный шелк. Прочность меньше, чем у вискозы, и в мокром состоянии уменьшается. Плохо впитывает влагу, имеет большую упругость, горит быстро, сворачиваясь в шарики, пахнущие уксусом.

Свойства синтетических волокон

Полиэфирные волокна – полиэстер, лавсан, диолен, элан, кримплен. Ткани из них мягкие, гибкие, прочные, не мнутся, хорошо закрепляют форму, устойчивы к действию света, но плохо впитывают влагу.

Полиамидные волокна – нейлон, капрон, дедерон, нейлон, перлон – самые прочные синтетические волокна.
Ткани жесткие, имеют гладкую поверхность, прочные, устойчивые к истиранию, мало мнутся, плохо впитывают влагу и чувствительны к высоким температурам.

Полиакрилонитрильные волокна – акрил, нитрон, перлан, акрилан, кашмилон – по внешнему виду похожи на шесть. Свойства, как у полиэфирных волокон, но чувствительны к высоким температурам: быстро плавятся, приобретая коричневый цвет, затем горят коптящим пламенем, образуя твердый шарик.

Эластановое волокно – лайкра, дорластан – чрезвычайно эластичны, увеличивают свою длину в 7 раз, возвращаясь в первоначальное состояние. Ткани используют для пошива одежды обтягивающего силуэта.

Сравнительные характеристики свойств тканей

Таблиц 6 на стр. 50 учебника составлены так, что волокна выстроены по ранжиру для каждого изучаемого свойства: на первом месте стоит волокно с наиболее выраженными свойствами.

По одному образцу тканей из натурального шелка, шелка из искусственных и синтетических волокон определите виды ткани и заполните таблицу (Приложение 2).

Подготовьте форму отчета, заполнив таблицу.
Рассмотрите внешний вид образцов и определите, у какого из них поверхность имеет резкий, а у какого – нерезкий блеск.
Определите на ощупь мягкость каждого образца.
Определите сминаемость образцов.
Выньте две нити из одного образца и намочите одну из них. Разорвите сначала сухую, а затем мокрую нить. Определите, меняется ли прочность нити при намачивании. То же проделайте с другими образцами.
Обобщив полученные данные, определите по таблице (Приложение 3) вид ткани каждого образца.

IV. Итог урока

1. Опрос учащихся по вопросам:

– Какие волокна относятся к химическим?
– Что является сырьем для получения искусственных и синтетических волокон?
– Какие вы знаете ткани из химических волокон?
– Почему ткани из химических волокон трудны в раскрое и обработке?
– Какая ткань не требует утюжки после стирки?
– Какие изделия можно сшить из тканей, выработанных из искусственных и синтетических волокон?
– Зачем людям потребовались новые виды волокон?
– О каких новых волокнах вы узнали на уроке?
– Что служит сырьем для производства искусственных волокон?
– Что служит сырьем для производства синтетических волокон?
– Назовите основные этапы процесса производства химических волокон.

2. Выставление оценок, их аргументация.

V. Домашнее задание

1. В рабочей тетради выполните задание.

2. Ответьте, каким требованиям должно отвечать каждое из следующих изделий, и подберите для него ткань, оптимальную по сырьевому составу: летнее платье; шторы для окон; обивка мебели; ночное белье; свитер для лыжного спорта; купальник; зонтик; плащ.

Список литературы:

1.Технология [Текст]: учебник для учащихся 7 класса общеобразоват. учреждений (вариант для девочек) / под ред. В. Д. Симоненко. – 2-е изд., перераб. – М.: Вентана-Граф, 2006. – 192 с.: ил.
2. Крупская, Ю. В. Технология [Текст]: 7 кл. (вариант для девочек) : метод. рекоменд. / Ю. В. Крупская; под ред. В. Д. Симоненко. – М.: Вентана-Граф, 2007. – 80 с.
3. Интернет-ресурсы.

Ответ:

1)Руно́ — снятый шерстяной покров овец и баранов.

2)Это нити из оболочки.

3)Текстильные химические волокна

полиэфирные волокна (лавсан, кримплен);

полиамидные волокна (капрон, нейлон);

полиакрилонитрильные волокна (нитрон, акрил);

эластановое волокно (лайкра, дорластан)

4)В качестве сырья для производства текстильных волокон химического происхождения (в частности, для получения синтетического волокна) используются газообразные продукты переработки нефти и каменного угля

Впервые текстильные волокна химического происхождения стали производиться в конце XIX — начале XX вв.

Химические волокна делятся на искусственные и синтетические. Сырьем для производства искусственных волокон служат древесная целлюлоза, отходы хлопка и шелка. Исходным продуктом для получения сырья при производстве синтетических волокон являются газы, продукты переработки нефти и каменного угля.

Искусственные волокна имеют тот же химический состав, что и исходное природное сырье. Синтетические волокна получают в результате химических реакций синтеза, т.е. превращения низкомолекулярных веществ в высокомолекулярные путем укрупнения их молекул. В итоге производятся такие волокна, которых в природе не существует.

получение и предварительная обработка сырья;
приготовление прядильного раствора или расплава;
формование волокна,
его отделка;
текстильная переработка.

Исходное сырье растворяют или расплавляют до состояния жидкой массы. Полученный таким образом прядильный раствор под давлением пропускают через фильеры — особые колпачки с различными фасонными отверстиями. Струйки прядильного раствора, застывая, образуют элементарные нити , которые затем соединяются в комплексные текстильные нити.

Отделка нитей из химических волокон может включать в себя следующие операции: промывку, сушку, крутку, термическую обработку для закрепления крутки, а также отбеливание или крашение (в настоящее время крашение чаще всего производится внесением красителей в прядильный раствор).

Описанный способ получения химических волокон одинаков как для искусственных, так и для синтетических волокон.

Искусственные волокна

Вискозные волокна. Исходным сырьем служит древесная целлюлоза, получаемая из ели, сосны, пихты, бука. Измельченная древесина отваривается в щелочном растворе. В результате образуется серая масса, которая отбеливается, освобождается от нецеллюлозных примесей, обрабатывается химическими реактивами, выдерживается 25—30 часов и затем подается на прядильные машины с фильерами.

В процессе отделки вискозные нити промываются, отбеливаются и окрашиваются. Двуцветная вискозная нить типа меланж образуется путем соединения двух окрашенных струек раствора. Такое волокно имеет оригинальный оптический эффект и широко применяется для изготовления трикотажных изделий.

Имея целлюлозную основу, вискозные волокна по своим физико-химическим свойствам сходны с хлопком. Так же, как и натуральные, вискозные ткани имеют очень хорошие гигиенические показатели. По внешнему виду из-за блеска и мягкости нити вискоза напоминает шелк.

Вискозные волокна используются для производства сорочечных и плащевых тканей, тонких трикотажных полотен, швейных ниток, а также искусственного меха.

Ацетатные волокна. Сырьем служат отходы хлопка, которые обрабатываются уксусной кислотой и ее солями. В результате получается прядильный раствор, из которого и получают волокна.

Ацетатные волокна содержат не чистую, а химически связанную целлюлозу, поэтому их свойства несколько отличаются от свойств вискозных волокон. Ацетат имеет меньшую прочность волокон, которая к тому же сильно теряется в мокром виде. Ацетатные волокна реагируют на действие органических растворителей, используемых при химической чистке.

Ацетатные волокна значительно более упругие, поэтому ткани из них меньше сминаются, чем ткани из натуральных целлюлозных или вискозных волокон, но при этом их гигиенические качества намного хуже.

Триацетатные волокна. По составу и свойствам аналогичны ацетатным волокнам. Они также вырабатываются из целлюлозы.

Триацетатные волокна обладают меньшей гигроскопичностью, чем вискозные и ацетатные, они более жесткие и менее стойкие к истиранию. К недостаткам можно также отнести высокую электризуемость.

Но при этом триацетатные волокна лучше реагируют на свет и тепло, очень упругие, что позволяет получать ткани, которые не нуждаются в глажении. Кроме того, эти волокна мало загрязняются и быстро сохнут после намачивания.

Используются триацетатные волокна для производства платьевых, рубашечных, костюмных, подкладочных, галстучных тканей, а также трикотажных полотен.

Синтетические волокна

Синтетические волокна группируются в зависимости от полимера, из которого они изготовлены.

Полиамидные волокна. Из этой группы синтетических волокон наиболее широко применяется капрон. Исходное сырье для его производства — продукты переработки каменного угля (бензол и фенол).

Характерными свойствами полиамидных волокон являются легкость, упругость, высокая прочность при растяжении, стойкость к истиранию и многократным изгибам, высокая химическая и биологическая (действие микроорганизмов и плесени) стойкость.

К недостаткам волокон можно отнести их низкую гигроскопичность и малую термостойкость (при незначительном нагревании капрон начинает плавиться, что необходимо учитывать при влажно-тепловой обработке).

Горит капрон при поднесении к пламени, происходит тепловая усадка, затем плавление, в результате образуется смола и выделяется белый дым с запахом сургуча.

Капрон используется для изготовления тканей, чулочно-носочных изделий, ниток, кружев, отделочных материалов, он широко применяется также для технических целей.

Полиэфирные волокна. Самым широко используемым полиэфирным волокном является лавсан, который получают из продуктов переработки нефти.

По своим физическим и биологическим свойствам лавсан аналогичен капрону, но в отличие от последнего он разрушается концентрированными кислотами и щелочами. Как и капрон, лавсан обладает очень низкой гигроскопичностью, воздухо- и теплопроводностью. Горит лавсан слабо желтым пламенем, выделяя при этом копоть. При затухании образуется шарик чугунного цвета.

В чистом виде полиэфирные волокна используются для изготовления швейных ниток, кружевного полотна, ворса искусственного меха. Чаще же всего они применяются в смесях с натуральными тканями, особенно шерстью, вискозными полотнами. Наличие лавсана в смешанных тканях улучшает их физические свойства: делает их более прочными и несминаемыми. Кроме того, лавсан, будучи более термостойким, чем капрон, не создает особых сложностей при влажно-тепловой обработке этих тканей.

Полиолефиновые волокна. Наиболее известными и часто используемыми материалами из полиолефиновых волокон являются полиэтилен и полипропилен. Исходным сырьем для синтеза полиолефинов служат продукты переработки нефти — этилен и пропилен.

Полиэтилен и полипропилен обладают очень высокими физическими показателями. Они очень устойчивы к воздействию химических реактивов и микроорганизмов. Полиолефиновые волокна абсолютно не пропускают воздух и влагу, их гигроскопичность равна 0%.

Из полиэтилена и полипропилена вырабатывают плащевые и декоративные ткани, ворс ковров, а также пленочные материалы технического назначения.

Полиуретановые волокна. К полиуретановым волокнам относятся комплексные нити спандекс.

Волокна спандекс схожи с другими синтетическими волокнами, но по своим физико-механическим свойствам они относятся к эластомерам, т.е. имеют очень высокие показатели эластического восстановления. После снятия растягивающей нагрузки спандекс почти сразу восстанавливает внешний вид.

Упрощенно технологическую схему химического производства можно представить в виде:

В химическом производстве на различных стадиях переработки можно выделить следующие материальные объекты: исходное вещество или собственно сырье, промежуточные продукты (полупродукты), побочные продукты и отходы.

Сырьём называются природные или промышленные материалы, которые используются в производстве для получения промышленной продукции.

Сырье – это основной из элементов технологического процесса, который определяет в значительной степени экономичность процесса, выбор технологии.

СЫРЬЕМ называют исходные материалы, на получение и доставку которых был затрачен труд, и которые обладают поэтому стоимостью. Часто применяются несколько видов сырья.

ШИХТА – смесь, состоящая из нескольких видов твердых материалов.

ПУЛЬПА – полужидкая смесь нескольких материалов

ШЛАМ – вязкая, малотекучая смесь нескольких материалов

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ПРОДУКТ (полупродукт, полуфабрикат) – продукт, получаемых в какой-либо промежуточной стадии.

ОТХОДЫ производства –образующиеся наряду с целевым конечные продукты.

ПОБОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ – используемые отходы производства

ОТБРОСЫ – неиспользуемые отходы производства.

Полупродуктом называется сырье, подвергшееся обработке на одной или нескольких стадиях производства, но не потребленное в качестве готового целевого продукта. Он может быть использован на последующих стадиях производства. Например, каменный уголь→ коксовый газ→ водород→ аммиак.

Побочным продуктом называется вещество, образовавшееся в процессе переработки сырья, наряду с целевым продуктом, но не являющееся целью данного процесса. Например, аммиачная селитра, мел в производстве нитроаммофоски.

Отходами производства называются остатки сырья, материалов, полупродуктов, образующихся в производстве и полностью или частично утратившие свои качества. Например, фосфогипс в производстве суперфосфата.

Часто готовый продукт одного производства служит сырьем или полупродуктом для другого. Например, синтетический аммиак и азотная кислота (готовые продукты) могут служить сырьем для производства аммиачной селитры, а чугун – для выплавки стали.

Химическое сырье принято делить на:

– первичное (извлекаемое из природного источника;

– вторичное (промежуточные и побочные продукты);

– искусственное (полученное в результате переработки природного сырья).

Всё химическое сырьё подразделяется на группы по происхождению, химическому составу, агрегатному состоянию, предназначению.

По своему происхождению сырьё делится на три группы:

- минеральное;

- растительное;

- животное.

. Минеральным сырьём называют добываемые из земных недр минералы.

Минеральное сырьё делится на:

- рудное;

- нерудное;

- горючее.

2.1.1.1. Рудное минеральное сырьё

Рудное сырьё или руда служат для получения из неё металлов. Металлы в руде представлены, главным образом, в виде оксидов (Mt_nO_m) или сульфидов (Mt_nS_m).

Руды цветных металлов довольно часто содержат в своём составе соединения нескольких металлов. Это могут быть сульфидысвинца, меди, цинка, серебра.

Такие руды называют полиметаллическими рудами.

2.1.1.2. Нерудное минеральное сырьё

Нерудное минеральное сырьё - это горные породы или минералы, которые используют для:

- производства неметаллов - серы, хлора, фосфора;

- других химических продуктов - удобрений, соды, щелочей, кислот.

Нерудные ископаемые условно делят на несколько групп.

1. Строительные материалы - это минеральное сырьё, используемое в строительстве (гравий, песок, глины, строительные камни, кирпич, цемент).

2. Индустриальное сырьё - полезные ископаемые, используемые без химической переработки в различных отраслях промышленности (графит, слюда, асбест).

3. Химическое минеральное сырьё - полезные ископаемые, которые подвергаются химической переработке (сера, селитра, фосфоритная мука, поваренная и калийная соли).

4. Драгоценное, полудрагоценное и поделочное сырьё: алмазы, изумруды, рубины, малахит, яшма, мрамор.

2.1.1.3. Горючее минеральное сырьё

Горючее минеральное сырьё - это ископаемые, которые могут служить в качестве топлива (каменный и бурый угли, горючие сланцы, нефть,природный газ).

Топливом называют естественные или искусственные горючие органические материалы, служащие источником тепловой энергии и сырьём для химической промышленности.

По агрегатному состоянию все виды топлива делят на твёрдое, жидкое и газообразное.

2.1.1.4. Сырьё растительного и животного происхождения

Сырьё растительного и животного происхождения является продуктом сельского хозяйства (животноводства, земледелия, растениеводства), рыбного и лесного хозяйства.

По своему назначению эти виды сырья делятся на пищевое и техническое сырьё.

К пищевому сырью относятся животное и растительное сырьё, перерабатываемые в продукты питания.

Техническим сырьём называются те продукты, которые для пищевых целей непригодны, но после механической и химической обработки используются в промышленности и быту (дерево, хлопок, лён, кожа, шерсть, пушнина).

Подразделение сырья животного и растительного происхождения на пищевое и техническое достаточно условно. Пищевое сырьё нередко перерабатывается на технические продукты:

- картофель и другие продукты перерабатываются на этиловый спирт;

- некоторые животные и растительные масла перерабатываются на мыло и косметические средства.

Ценность сырья зависит от уровня развития техники. Например, хлористый калий в 19 веке был используемым отходом при извлечении хлористого натрия из сильвинита. В н.в. хлористый калий – исходное сырье в минеральных удобрениях. К веществам, используемым в качестве химического сырья, предъявляется ряд общих требований.

Сырье для химического производства должно обеспечить:

– мало стадийность производственного процесса;

– агрегатное состояние системы, требующее минимальных затрат энергии для создания

– оптимальных условий протекания процесса;

– минимальное рассеяние подводимой энергии;

– возможно более низкие параметры процесса;

– максимальное содержание целевого продукта в реакционной смеси.

Для удовлетворения данных требования сырье (особенно минеральное, извлеченное из природной среды) подвергают ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКЕ.

Основные операции подготовки сырья:

1. Измельчение

Далее проводят классификацию или рассеивание материала.

Классификация (разделения однородных сыпучих материалов на фракции (классы) по размерам составляющих их частиц).

Обезвоживание материала достигается методами стекания, отстаивания (жидкая система) и сушки.

Сушкой называется процесс удаления влаги или другой жидкости из твердых материалов путем ее испарения и отвода образовавшегося пара.

Обогащением называется процесс отделения полезной части сырья от пустой породы (балласта) с целью повышения концентрации полезного компонента. В результате обогащения сырье разделяется на концентрат полезного компонента и хвосты с преобладанием в них пустой породы.

Выбор метода обогащения зависит от агрегатного состояния и различия свойств компонентов сырья. Для твердого вещества чаще всего применяют механические способы обогащения:

– электромагнитная и электростатическая сепарация,

– флотация (специальный физико-химический метод).

Химические способы обогащения основаны на применении реагентов, которые избирательно растворяют одно из веществ, составляющих смесь, или образуют с одним из веществ соединения, легко отделяемые от других при плавлении, испарении, осаждении раствора. Пример, обжиг минералов для разложения карбонатов, удаление кристаллизационной влаги, выжигание органических примесей.

Классификация сырья

Понятие о сырье. Виды и классификация сырья