Отдельные представители химических волокон.

Натуральные волокна растительного происхождения

Хлопок

Хлопком называют волокна, растущие на поверхности семян однолетних растений хлопчатника. Он является основным видом сырья текстильной промышленности. Собранный с полей хлопок-сырец (семена хлопчатника, покрытые волокнами) поступает на хлопкоочистительные заводы. Здесь происходит его первичная обработка, которая включает в себя следующие процессы: очистку хлопка-сырца от посторонних сорных примесей (от частиц стеблей, коробочек, камней и др.), а также отделение волокна от семян (джинирование), прессование волокон хлопка в кипы и их упаковку. В кипах хлопок поступает на дальнейшую переработку на хлопкопрядильные фабрики.

Хлопковое волокно представляет собой тонкостенную трубочку с каналом внутри. Волокно несколько скручено вокруг своей оси. Поперечный срез его имеет весьма разнообразную форму и зависит от зрелости волокна.

Для хлопка характерны относительно высокая прочность, теплостойкость (130—140 °С), средняя гигроскопичность (18-20%) и малая доля упругой деформации, вследствие чего изделия из хлопка сильно сминаются. Хлопок отличается высокой устойчивостью к действию щелочей. Стойкость хлопка к истиранию невелика.

Льняное волокно

Льняное волокно получают из стебля травянистого растения – льна. Для получения волокна стебли льна замачивают с целью разъединения лубяных пучков друг от друга и от соседних тканей стебля путем разрушения пектиновых (клеящих) веществ микроорганизмами, развивающимися при намокании стебля, а затем мнут для размягчения древесной части стебля. В результате такой обработки получают лен-сырец, или мятый лен, который подвергают трепанию и чесанию, после чего получают техническое льняное волокно (трепаный лен).

Элементарное волокно льна имеет слоистое строение, что является результатом постепенного отложения целлюлозы на стенках волокна, с узким каналом посередине и поперечными сдвигами по длине волокна, которые получаются в процессе образования и роста волокна, а также в процессе механических воздействий при первичной обработке льна. В поперечном сечении элементарное волокно льна имеет пяти- и шестиугольную форму с закругленными углами.

Натуральные волокна животного происхождения

Шерсть

Шерстью называют волосяной покров овец, коз, верблюдов и других животных. Основную массу шерсти (94-96%) для предприятий текстильной промышленности поставляет овцеводство.

Шерсть, снятая с овец, обычно очень сильно загрязнена и, кроме того, весьма неоднородна по качеству. Поэтому, прежде чем отправить шерсть на текстильное предприятие, ее подвергают первичной обработке. Первичная обработка шерсти включает следующие процессы: сортировку по качеству, разрыхление и трепание, мойку, сушку и упаковку в кипы. Овечья шерсть состоит из волокон четырех типов:

пуха – очень тонкого, извитого, мягкого и прочного волокна, круглого в поперечном сечении

переходного волоса – более толстого и грубого волокна, чем пух

ости – волокна, более жесткого, чем переходный волос

мертвого волоса – очень толстого в поперечнике и грубого неизвитого волокна, покрытого крупными пластинчатыми чешуйками.

Шерсть, которая состоит преимущественно из волокон одного типа (пуха, переходного волоса), называют однородной. Шерсть, содержащая волокна всех указанных типов, называют неоднородной. Особенностью шерсти является ее способность к свойлачиванию, что объясняется наличием на ее поверхности чешуйчатого слоя, значительной извитостью и мягкостью волокон. Благодаря этому свойству из шерсти вырабатывают довольно плотные ткани, сукна, драпы, фетр, а также войлочные и валяные изделия. Шерсть обладает малой теплопроводностью, что делает ее незаменимой при выработке чулочно-носочной продукции зимнего ассортимента.

Шелк

Шелком называют тонкие длинные нити, вырабатываемые шелкоотделительными железами шелковичного червя (шелкопряда) и наматываемые им на кокон. Коконная нить представляет собой две элементарные нити (шелковины), склеенные серицином – природным клеящим веществом, вырабатываемым шелкопрядом. Особенно чувствителен шелк к действию ультрафиолетовых лучей, поэтому срок службы изделий из натурального шелка при солнечном освещении резко уменьшается. Натуральный шелк широко используется при выработке швейных ниток.

Химические волокна

Производство химических волокон и нитей включает в себя несколько основных этапов:

- получение сырья и его предварительную обработку;

- приготовление прядильного раствора и расплава;

- формование нитей и волокон;

- их отделку и текстильную переработку.

При производстве искусственных и некоторых видов синтетических волокон (полиакрилонитрильных, поливинилспиртовых и поливинилхлоридных) применяют прядильный раствор, при производстве полиамидных, полиэфирных, полиолефиновых и стеклянных волокон – прядильный расплав.

При формовании нитей прядильный раствор или расплав равномерно подается и продавливается через фильеры – мельчайшие отверстия в рабочих органах прядильных машин.

Струйки, вытекающие из фильер, затвердевают, образуя нити, которые затем наматываются на приемные устройства. При получении нити из расплава их затвердевание происходит в камерах, где они охлаждаются потоком инертного газа или воздуха. При получении нитей из растворов их затвердевание может происходить в сухой среде в потоке горячего воздуха (этот способ формования называется сухим), или в мокрой среде в осадительной ванне (такой способ называется мокрым). Фильеры могут быть различной формы (круглые, квадратные, в виде треугольников) и размеров. При производстве волокон в фильере может быть до 40 000 отверстий, а при получении комплексных нитей – от 12 до 50 отверстий.

Сформованные из одной фильеры нити соединяются в комплексные и подвергаются вытягиванию и термообработке. В результате этого нити становятся более прочными благодаря лучшей ориентации их макромолекул вдоль оси, но менее растяжимыми вследствие большей распрямленности их макромолекул. Поэтому после вытягивания нити подвергаются термофиксации, где молекулы приобретают более изогнутую форму при сохранении их ориентации.

Отделка нитей проводится с целью удаления с их поверхности посторонних примесей и загрязнений и придания им некоторых свойств (белизны, мягкости, шелковистости, снятия электризуемости).

После отделки нити перематываются в паковки и сортируются.

Искусственные волокна

Вискозные волокна – это волокна из щелочного раствора ксантогената. По своему строению вискозное волокно неравномерно: внешняя его оболочка имеет лучшую ориентацию макромолекул, чем внутренняя, где они располагаются хаотически. Вискозное волокно представляет собой цилиндр с продольными штрихами, образующимися при неравномерном затвердевании прядильного раствора.

Вискоза пользуется популярностью во всем мире среди ведущих модельеров и покупателей из-за своего шелковистого блеска, возможности окрашивания в яркие тона, мягкости и высокой гигроскопичности (35-40%), ощущении прохлады в жару.

Синтетические волокна.

Полиамидные волокна – капрон, анид, энант – наиболее широко распространены. Исходным сырьем для него являются продукты переработки каменного yгля или нефти – бензол и фенол. Волокна имеют цилиндрическую форму, поперечное сечение их зависит от формы отверстия фильеры, через которое продавливаются полимеры. Полиамидные волокна отличаются высокой прочностью при растяжении, стойки к истиранию, многократному изгибу, обладают высокой химической стойкостью, морозоустойчивостью, устойчивостью к действию микроорганизмов. Основными их недостатками являются низкая гигроскопичность и светостойкость, высокая электризуемость и малая термостойкость. В результате быстрого “старения” они на свету желтеют, становятся ломкими и жесткими. Полиамидные волокна и нити широко используются при выработке чулочно-носочных и трикотажных изделий в смеси с другими волокнами и нитями.

Полиэфирное волокно – лавсан, вырабатываются из продуктов переработки нефти. В поперечном сечении лавсан имеет форму круга. Одним из отличительных свойств лавсана является его высокая упругость, при удлинении до 8% деформации полностью обратимы. В отличие от капрона лавсан разрушается при действии на него кислот и щелочей, гигроскопичность его ниже, чем капрона (0,4 %), поэтому для выработки тканей бытового назначения лавсан в чистом виде не применяется. Волокно является термостойким, обладает низкой теплопроводностью и большой упругостью, что позволяет получать из него изделия, хорошо сохраняющие форму; имеют малую усадку. Недостатками волокна являются его повышенная жесткость, способность к образованию пиллинга на поверхности изделий и сильная электризуемость.

Лавсан широко применяется при выработке тканей в смеси с шерстью, хлопком, льном и вискозным волокном, что придает изделиям повышенную стойкость к истиранию и упругость.

Полиакрилонитрильное волокно – нитрон. Полиакрилонитрильные волокна вырабатываются из акрилонитрила – продукта переработки каменного угля, нефти или газа. Акрилонитрил полимеризацией превращается в полиакрилонитрил, из раствора которого формуется волокно. Затем волокна вытягивают, промывают, замасливают, гофрируют и сушат. Волокна вырабатываются в виде длинных нитей и штапеля. По внешнему виду и на ощупь длинные волокна похожи на натуральный шелк, а штапельные – на натуральную шерсть. Изделия из этого волокна после стирки полностью сохраняют форму, не требуют глажения. Волокно нитрон обладает рядом ценных свойств: по теплозащитным свойствам оно превосходит шерсть, имеет низкую гигроскопичность (1,5%), мягче и шелковистее капрона и лавсана, стойко к действию минеральных кислот, щелочей, органических растворителей, бактерий, плесени, моли, ядерным излучениям. По стойкости к истиранию нитрон уступает полиамидным и полиэфирным волокнам.

Полиуретановое волокно – спандекс. Волокно, обладающее низкой гигроскопичностью. Особенностью всех полиуретановых волокон является их высокая эластичность – разрывное удлинение их достигает 800%, доля упругой и эластичной деформации – 92-98%. Именно эта особенность и определяет область их использования. Спандекс применяется в основном при изготовлении эластичных изделий. С использованием этого волокна вырабатывают ткани и трикотажные полотна для предметов женского туалета, спортивной одежды, а также чулочно-носочные изделия.

Дифференцированный зачет.

Обучающиеся сдуют д/з в форме собеседования.

Типовые задания к дифференцированному зачету

№ 1

Задание 1.

1. Основные понятия и законы химии.

2. Предмет органической химии.

Задание 2.

1.Рассчитайте молекулярные массы веществ: KCL, CaSO₄, NaOH.

2.Приготовить в домашних условиях раствор поваренной соли с массовой долей растворённого вещества 18%.

№ 2

Задание 1.

1. Основные понятия и законы химии.

2. Теория строения органических соединений А.М. Бутлерова.

Задание 2.

1. Рассчитайте массовые доли химических элементов в веществе Ca(OH)

2. Получение, собирание и распознавание углекислого газа.

№ 3

Задание 1.

1. Периодический закон Д.И. Менделеева.

2. Классификация органических веществ.

Задание 2.

1.Определите химическую формулу оксида калия, если он содержит 56,3% К и

43,7% О.

2. Определение ионов железа (II)

№ 4

Задание 1.

Строение атома и периодический закон Д.И. Менделеева.

Аминокислоты.

Задание 2.

Для засолки огурцов применяют раствор поваренной соли – 4 г на 50 мл воды. Рассчитайте массовую долю раствора.

Определение ионов железа (III).

№ 5

Задание 1.

Ионная химическая связь.

Амины.

Задание 2.

К 500 г 23 % раствора хлорида натрия добавили 10 г соли. Рассчитайте массовую долю раствора, который образовался.

Определение ионов меди (II).

№ 6

Задание 1.

Ковалентная химическая связь.

Спирты.

Задание 2.

Укажите, какую среду имеет водный раствор Na₂S.

Определение ионов натрия.

№ 7

Задание 1.

Металлическая связь.

Углеводы.

Задание 2.

Определите, какую окраску приобретет индикаторная бумага в растворах: NaCl, Na₂CO₃, (NH₄)₂SO₄.

Определение ионов калия.

№ 8

Задание 1.

Агрегатные состояния веществ и водородная связь.

Сложные эфиры и жиры.

Задание 2.

Определите массу нитрата калия, необходимого для получения 250 мл 30% раствора азотной кислоты. Плотность раствора нитрата калия 1, 115 г/мл.

Определение ионов кальция.

№ 9

Задание 1.

Чистые вещества и смеси.

Карбоновые кислоты.

Задание 2.

Какую окраску приобретет индикаторная бумага в растворах: а) сульфата алюминия, б) нитрата калия, в) карбоната натрия. Почему?

Определение ионов бария.

№ 10

Задание 1.

Дисперсные системы.

Альдегиды.

Задание 2.

Вычислите массу соли хлорида натрия, которую надо взять для получения 750 г 9% раствора.

Определение сульфат – ионов.

№ 11

Задание 1.

Вода. Растворы. Растворение.

Фенол.

Задание 2.

Для выращивания рассады используют полновесные семена. Для этого их погружают раствор поваренной соли – 2, 5 г соли на 50 г раствора. Рассчитайте массовую долю полученного раствора.

Определение хлорид – ионов.

№ 12

Задание 1.

Электролитическая диссоциация.

Спирты.

Задание 2.

К 300 мл воды добавили 60 г медного купороса. Рассчитайте массовую долю полученного раствора.

Определение ионов аммония.

№ 13

Задание 1.

Кислоты и их свойства.

Природные источники углеводородов.

Задание 2.

Даны вещества: хлороводород, хлорид калия, кислород, этанол. Чем отличаются эти вещества по своему строению и видам связи?

Определение кислоты.

№ 14

Задание 1.

Основания и их свойства.

Арены.

Задание 2.

Запишите уравнение ступенчатой диссоциации КН 2 РО 4, К 2 НРО 4.

Определение основания.

№ 15

Задание 1.

Соли и их свойства.

Алкины.

Задание 2.

Составьте уравнения гидролиза следующих солей: Na 2 CO 3, NH 4 Cl.

Изготовление моделей молекул органических веществ.

№ 16

Задание 1.

Оксиды и их свойства.

Диены и каучуки.

Задание 2.

Запишите уравнение ступенчатой диссоциации Na 3 PO 4, Al 2 (SO 4) 3.

Приготовление суспензии карбоната кальция в воде. Получение эмульсии моторного масла. Ознакомление со свойствами дисперсных систем.

№ 17

Задание 1.

Классификация химических реакций.

Алкены.

Задание 2.

При нитровании глицерина массой 27,6г получили тринитроглицерин массой 60г. Определите массовую долю выхода тринитроглицерина от теоретического.

Качественная реакция на крахмал.

№ 18

Задание 1.

Окислительно-восстановительные реакции.

Алканы.

Задание 2.

Какую массу серной кислоты можно получить из 16т руды, содержащей 16% дисульфида железа FeS 2?

Решение экспериментальных задач на идентификацию органических соединений.

№ 19

Задание 1.

Скорость химических реакций.

Классификация реакций в органической химии.

Задание 2.

Сколько тонн 98%-ного раствора серной кислоты можно получить из 2,4 т пирита?

Получение, собирание и распознавание аммиака.

№ 20

Задание 1.

Обратимость химических реакций.

Классификация органических веществ.

Задание 2.

К 200 г раствора, содержащего 24% нитрата калия, добавили 800 мл воды. Определите массовую долю (в процентах) нитрата калия в полученном растворе.

Приготовить раствор поваренной соли с массовой долей растворённого вещества 38%.

№ 21

Задание 1.

Металлы.

Теория строения органических соединений А.М. Бутлерова.

Задание 2.

Осуществите цепочку превращений: Оксид углерода(IV) → крахмал → глюкоза → этанол → бромэтан.

Приготовить раствор поваренной соли с массовой долей растворённого вещества 38%.

№ 22

Задание 1.

Неметаллы.

Предмет органической химии.

Задание 2.

Вычислите массу соли хлорида натрия, которую надо взять для получения 70 г 19% раствора.

Приготовить раствор поваренной соли с массовой долей растворённого вещества 40%.

№ 23

Задание 1.

Металлическая связь.

Аминокислоты.

Задание 2.

Рассчитайте молекулярные массы веществ: KCL, CaSO₄, NaOH.

Приготовить раствор поваренной соли с массовой долей растворённого вещества 68%.

№ 24

Задание 1.

Ковалентная химическая связь.

Белки.

Задание 2.

Для засолки огурцов применяют раствор поваренной соли – 4 г на 50 мл воды. Рассчитайте массовую долю раствора.

Определение кислоты.

№ 25

Задание 1.

Классификация химических реакций.

Полимеры.

Задание 2.

Определите, какую окраску приобретет индикаторная бумага в растворах: NaCl, Na₂CO₃, (NH₄)₂SO_4..

Определение основания.

Вопросы для самоконтроля

ü Что такое мономер?

ü Что такое полимер?

ü Как образуются белки, из каких соединений?

ü Написать формулу этилена. В какие реакции вступает этилен?

ü Что такое реакция поликонденсации? Написать реакцию на доске.

ü Что такое реакция полимеризации? Написать реакцию на доске.

ü Что обозначают n в формулах полимеров?

ü Что такое структурное звено?

ü Написать формулу крахмала.

Индивидуальные задания для слабых учащихся:

Вариант №1

Допиши определения:

Полимеры - это _______________________соединения, молекулы которых состоят из множества повторяющихся одинаковых _________________ __________________.

Реакция __________________________- это химический процесс соединения множества молекул мономеров в крупные молекулы полимеров.

Число, показывающее, сколько молекул мономера соединилось в молекулу полимеров, называют ____________________ ______________________.

Вариант №2

Допиши определения:

Молекулу полимера называют ________________________.

Низкомолекулярное соединение, из которых образуются полимеры называют ______________.

Реакция ___________________________ - это процесс образования полимеров из множества молекул мономеров, которые сопровождаются выделением побочного низкомолекулярного продукта (чаще всего воды).

Группа атомов, многократно повторяющаяся в молекуле полимера, называется _________________ ______________________________.