Химические волокна (искусственные и синтетические)

Страница 2

Синтетические волокна

Полиамидные волокна. Полиамидные волокна, во многих отношениях превосходящие по качеству все природные и искусственные волокна, завоевывают все большее и большее признание. К наиболее распространенным полиамидным волокнам, выпускаемым промышленностью, относятся капрон и нейлон. Более двадцати лет назад было получено полиамидное волокно энант.

Капрон – полиамидное волокно, получаемое из поликапроамида, образующегося при полимеризации капролактама (лактама ε - аминокапроновой кислоты): CH2

H2C C=O O

n H2C NH [-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-C-NH-]n

H2C CH2

Исходный капролактам практически получается двумя путями: из фенола и из бензола.

Окисление циклогексана проводят кислородом воздуха в жидкой фазе при 130-140оС и 15-20 кг с/см2 в присутствии катализатора – стеарата марганца. При этом образуются циклогексанон и циклогексанол в соотношении 1:1. Циклогексанол дегидрируется до циклогексанона, а последний превращается в капролактам описанным выше способом.

При строительстве новых и расширении существующих производств капролактама будет использоваться преимущественно вторая схема его получения. При этом окисление циклогексанона воздухом будет интенсифицировано за счет повышения температуры реакции до 190-200оС, что существенно сократит продолжительность реакции.

Полимеризацию капролактама ведут на тех же заводах, которые производят синтетические волокна. Капролактам перед полимеризацией расплавляют. Для предотвращения окисления лактама процесс полимеризации, протекающий при 15-16 кг с/см2 и температуре около 260оС, проводят в атмосфере азота. Образовавшийся в результате полимеризации капролактама полимер застывает в белую роговидную массу, которую затем измельчают и обрабатывают водой при повышенной температуре для извлечения непрореагировавшего мономера и образовавшихся димеров и тримеров.

Для формования волокна капрон, высушенный полимер загружают в закрытые стальные аппараты, снабженные решетками, на которых он расплавляется при 260-270оС в атмосфере азота. Отфильтрованный под давлением плав поступает в фильеры. Образующиеся после выхода изфильеры волокна охлаждают в шахте и наматывают на бобины. Сразу с бобин пучок волокон направляют на вытяжку, крутку, промывку и сушку.

Волокно капрон по внешнему виду напоминает натуральный шелк; по прочности оно значительно превосходит его, но несколько менее гигроскопично. Это волокно находит широкое применение для изготовления высокопрочного корда, тканей, чулочных и трикотажных изделий, канатов, сетей и др.

Волокно найлон (анид). Получается из полиамида – продукта поликонденсации так называемой соли АГ (гексаметилендиаминадипинат).

Соль АГ получается взаимодействием адипиновой кислоты с гексаметилендиамином в метаноле:

H2N(CH2)6NH2+HOOC(CH2)4COOH H2N(CH2)6NH2•HOOC(CH2)4COOH

Полиамид, полученный в результате поликонденсации соли АГ, в расплавленном виде продавливают через щелевое отверстие в ванну с холодной водой. Застывшую смолу сушат, измельчают, плавят и из расплава формуют волокно.