Высокомолекулярные соединения химические волокна пластические массы резина каучук

Высокомолекулярные соединения химические волокна, пластические массы, резина, каучук Выполнил: Муртазин К. М. 1 ХТ-49 Д

Производство химических волокон Волокнами называют тела, длина которых во много раз превышает их малые размеры поперечного сечения, обычно измеряемого микронами. По своему происхождению все волокна могут быть подразделены на природные (хлопковые, льняные, шерстяные, шелковые) и химические (волокна, получаемые из природных и синтетических органических полимеров). В России принята следующая классификация химических волокон в зависимости от вида исходного сырья: • искусственное волокно (получают из природных полимеров, главным образом целлюлозы и ее эфиров): гидратцеллюлозные, ацетилцеллюлозные, белковые • синтетическое волокно (получаемые из синтетических полимеров): карбоцепные, гетероцепные

Искусственные волокна Вискозное волокно получают вискозное волокно из древесины, которую обрабатывают щелочами и сероуглеродом. Полученный вязкий прядильный раствор (вискозу) продавливают через отверстия фильеры. Медно-аммиачное волокно получают из хлопкового пуха и облагороженной древесной целлюлозы, растворяя в медноаммиачном растворе и продавливая через фильеры.

Искусственные волокна Ацетатные волокна представляют собой сложные эфиры целлюлозы и уксусной кислоты. Сырьем для получения этих волокон является облагороженная древесина или хлопковый пух. Триацетатные волокна получают аналогично ацетатным. Для прядильного раствора триацетат целлюлозы растворяют в смеси метиленхлорида и спирта. Формуют волокна сухим или мокрым способом.

Синтетические волокна Карбоцепные (содержат в цепи макромолекулы только атомы углерода): • Полиакрилонитрильные (нитрон, орлон, акрилан, кашмилон, куртель, дралон, вольпрюла) • Поливинилхлоридные (хлорин, саран, виньон, ровиль, тевирон) • Поливинилспиртовые (винол, мтилан, винилон, куралон, виналон) • Полиэтиленовые (спектра, дайнема, текмилон) • Полипропиленовые (геркулон, ульстрен, найден, мераклон) Гетероцепные (содержат в цепи макромолекулы кроме атомов углерода атомы других элементов): • Полиэфирные (лавсан, терилен, дакрон, тетерон, элана, тергаль, тесил) • Полиамидные (капрон, найлон-6, перлон, дедерон, амилан, анид, найлон-6, 6, родиа-найлон, ниплон, номекс) • Полиуретановые (спандекс, лайкра, вайрин, эспа, неолан, спанцель, ворин)

Основные требования, предъявляемые к исходным полимерным материалам Линейное строение молекул, позволяющее растворять или плавить исходный материал для формирования волокна и ориентировать молекулы в волокне; Ограниченная молекулярная масса (обычно от 15000 до 100000), так как при малой величине молекулы не достигается прочность волокна, а при слишком большой возникают трудности при формировании волокна из-за малой подвижности молекул; Полимер должен быть чистым, так как примеси, как правило, сильно понижают прочность волокна.

Производство капронового волокна Капрон (поли-ε-капроамид, найлон-6, полиамид 6)— синтетическое полиамидное волокно, получаемое из поли-ε-капроамида — продукта полимеризации капролактама.

Технологическая схема

Производство лавсанового волокна Лавсановое волокно – это синтетическое гетероцепное волокно, сформированное из полиэтилентерефталата. Оно относится к полиэфирным химическим волокнам. Известно под торговыми названиями лавсан (РФ), дакрон (США), терилен (Англия), эстер (Франция), мотивел (Италия). полиэтилентерефталат

Технологическая схема

Производство эластомеров Эластомерами называют полимеры и материалы на их основе, обладающие высокоэластическими свойствами во всем диапазоне температур их эксплуатации. В эластомерах сочетаются механическая прочность и высокая эластичность, необходимые для изделий, подвергающихся многократно повторяющимся знакопеременным нагрузкам (например, автомобильные шины) К эластомерам относятся каучуки и резины. Термином “каучук” принято обозначать эластомер, состоящий из длинных гибких макромолекул, которые могут перемещаться друг относительно друга при повышении температуры или при действии механических напряжений.

Классификация каучуков Каучуки по происхождению делятся на натуральный и синтетические. Натуральный каучук представляет продукт растительного происхождения, содержащийся в млечном соке (латексе) каучуконосных растений. Промышленное значение имеет латекс бразильской гевеи. Макромолекулы натурального каучука построены из звеньев изопрена, из которых 98 -99% соединены в положении 1, 4 цис, а остальные в положении 3, 4

Сбор латекса бразильской гевеи

Классификация каучуков По применению синтетические каучуки подразделяются на: Каучуки общего назначения, применяемые в массовом производстве изделий, в которых реализуется основное свойство эластомеров – их эластичность Каучуки специального назначения, применяемые для производства изделий, которые наряду с эластичностью должны обладать специальными свойствами – стойкостью к действию определенных агентов, теплостойкостью, морозоустойчивостью и др. Большинство синтетических каучуков относится к карбоцепным эластомерам, полученным из непредельных углеводородов и их производных. Только некоторые из СК являются гетероцепными эластомерами и содержат в макромолекулярной цепи атомы азота, кислорода, серы и кремния.

Производство бутадиен-стирольного каучука Бутадиен-стирольные синтетические каучуки представляют сополимеры бутадиена со стиролом и выпускаются нескольких марок, различающихся соотношением звеньев мономеров в них. СКС имеют нерегулярное строение. Около 80% звеньев бутадиена соединены в положении 1, 4 и около 20% - в положении 1, 2: СКС получается эмульсионной сополимеризацией бутадиена и стирола по низкотемпературному или высокотемпературному методу.

Технологическая схема получения латекса СКС

Технологическая схема выделения СКС из латекса

Производство резиновых изделий Натуральный и синтетические каучуки являются основным компонентом при изготовлении резиновых, резино-тканных и резино-металлических изделий, объединяемых общим названием резино-технические изделия (РТИ) и используемых практически во всех отраслях народного хозяйства. РТИ изготавливаются по единой технологической схеме, включающей следующие стадии: • • приготовление резиновой смеси; изготовление полуфабрикатов (листов, профильного проката); формирование или сборка заготовки изделия из полуфабриката или резиновой смеси; вулканизация изделий.

Приготовление резиновой смеси Ингредиенты, облегчающие процесс переработки смеси в изделия: Регенерат (продукт переработки старых РТИ); Пластификаторы (битум, канифоль, парафин, фталаты). Ингредиенты, придающие изделию необходимые свойства: a) наполнители: Активные наполнители или усилители (сажа, кремневая кислота); Оксиды металлов; Каолин (глина белого цвета, она же белая глина, состоящая из минерала каолинита. Образуется при разрушении (выветривании) гранитов, гнейсов и других горных пород, содержащих полевые шпаты (первичные каолины). ); Инертные наполнители (мел, тальк, сульфат бария).

Приготовление резиновой смеси б) противоокислители или противостарители в) красители: Органические Неорганические пигменты (оксиды титана, железа, хрома, ультрамарин) Вулканизирующие ингредиенты: Вулканизаторы (сера и другие вещества, в зависимости от природы вулканизируемого каучука); Ускорители вулканизации (дифенилгуанидин, альтакс, каптакс)

Изготовление полуфабрикатов и изделий Для изготовления полуфабрикатов и формирования изделий из резиновых смесей используются разнообразные методы: Каландрование пропусканием смеси через нагретые валки аппарата, называемого каландром; Шприцевание выдавливанием смеси через отверстия червячной машины (пресса); Прессование; Штамповка; Прорезинивание ткани на клеепропиточной машине.

Вулканизация является заключительной и обязательной операцией в производстве РТИ. Она представляет технологический процесс превращения пластичных каучука или полимерной фазы сырой резиновой смеси и изделий из них в эластичный вулканизат – резину. В результате вулканизации происходит фиксация формы изделия и оно приобретает необходимые свойства. Вулканизация каучуков – частный случай сшивания линейных полимеров, в процессе которого макромолекулы соединяются поперечными химическими связями с образованием трехмерной вулканизационной сетки. При этом существенно изменяются механические и физические свойства каучука. Изменение свойств зависит от концентрации образующихся при вулканизации поперечных связей, так называемой степени вулканизации.

Влияние степени вулканизации на эластичность вулканизата

Серная вулканизация 1. Радикализация молекулы стабильной ромбической серы под воздействием теплоты 2. Образование полисульфидных бирадикалов 3. Дегидрирование звеньев каучука с образованием свободных макрорадикалов 4. Присоединение полисульфидного бирадикала к макрорадикалу каучука и образование сшитой структуры