Химия және биология пән мұҒалімдерінің республикалық І съезіне арналған қҰттықтау хат
жүктеу/скачать 4,2 Mb. Pdf көрінісі
|
ХИМИЯЛЫҚ ТАЛШЫҚТАР Меңліғазиев Е.Ж. – х.ғ.д., профессор, Досымова Ж.Б. – магистрант (Алматы қ., ҚазмемқызПУ) Табиғи жҽне синтездік жолмен алынған үлкен молекулалық қосылыстарды химиялық тҽсілдермен ҿңдеу арқылы талшықтар алынады. Ҿңдеумен түзілген талшықтарды химиялық талшықтар дейді жҽне олардың қасиеттері (физикалық, химиялық, механикалық) табиғи талшықтардан ҿзгеше болады. Сонымен талшықтар екі топқа бҿлінеді: табиғи жҽне химиялық. Табиғи талшықтарға ҿсімдік, жануар жҽне минерал талшықтары кіреді. Ҿсімдік талшықтарына мақта, зығыр, кендір жатса, жануар – жүн, шаш жҽне жібектер жатады. Минерал талшықтарына асбесті мысалға келтіруге болады. Химиялық талшықтарға органикалық жҽне синтездік жолмен алынған полимерлер негізінде алынған талшықтарды айтады. Бастапқы полмерлердің құрамына жҽне табиғатына байланысты химиялық талшықтарды жасанды жҽне синтездік болып екіге бҿлінеді. Жасанды талшықтары табиғи полимерлерді ҿңдеу жолымен алса, синтездікті – белгілі полимерлерді химиялық ҿңдеу жолымен алады. Бүгінде жасанды талшықтар целлюлоза, ақуыз негізінен алады. Целлюлоза негізінен гидратцеллюлоза жҽне ацетатцеллюлоза талшықтарын алса, ақуыздан-казеин, зейн жҽне басқа да талшықтар алады. Гидратцеллюлозадан – вискоз жҽне мыс аммиакаттар талшықтарын бҿледі. Целлюлоза немесе клетчатка жалпы формуласы (С 6 Н 10 О 5 ) n талшық тҽрізді зат. Бұл ҿсімдіктер клеткасының негізі.Мақта талшықтарының 85-90%, ағашта 50% целлюлозадан тұрады. Ағашта целлюлозадан басқа лигнин атты табиғи талшықтар кездеседі. Олардың құрамында оттекпен байланысқан бензол сақиналы қосылыстар мен бірге соған ұқсас гемицеллюлоза немесе целлюлозаға ұқсас полисахаридтер болады. Сонымен мақта талшықтарының негізінде қағаз жҽне картон алынады. Оларды химиялық ҿңдеу арқылы жасанды талшықтар, пластмассалық бұйымдар, лактар, түтінсіз дҽрі жҽне этил спиртін алады. Ҿндірісте орын алған химиялық ҿңдеу ҽдісіне гидросульфатты ҿңдеу жатады. Ол үшін ағаштан алған целлюлоза материалдарын (ұнтақталған, туралған) жоғары температурада жҽне қысымда гидросульфит (Сa(HSO 3 ) 2 кальциймен ҿңдейді. Ҿңдеу кезінде целлюлоза ҿзгеріссіз жүйеде қалады, лигнин ерітіндіге ҿтеді. Ҿзгеріссіз қалған целлюлозаны сүзу арқылы ерітіндіден айырады, біраз сумен жуады, кептіреді. Алынған ҿнім-целлюлозаны сульфитті целлюлоза дейді. Негізгі ҿнім диэтилді эфирде, этил спиртінде ерімейді, ҽлсіз қышқылға, сілтіге, кейбір тотықтырғыштарға тҿзімділік қасиет кҿрсетеді. Концентрлі күкірт қышқылымен ҿңдеген кезде целлюлоза еріп, біркелкі созылмалы ерітінді береді. Егер алынған ерітіндіні 46 Вестник Казахского государственного женского педагогического университета №1(40), 2012 кҿп мҿлшерлі суға құйсақ, араластырсақ, аппақ ұлпа талшықтар түзіледі. Бұл талшықтың аты-амилоид. Егер концентрлі қышқылмен целлюлозаны ҿңдей беретін болсақ, түпкі зат- глюкоза алынады. Бұл целлюлозаның гидролизі атты реакциясы. Синтезделген целлюлозаның құрамында үш гидроксил тобы бар /С 6 Н 7 О 2 (ОН) 3 / х буынды қосылыс екені анықталды. Тазаланған целлюлозаның молекулалық массасы 7000- 15000 аралығында болады. Оның дисперсті құрамында тҿмен молекулалық заттардың болуы одан алынған ҿнімдердің механикалық қасиеттерін нашарлатады. Целлюлозаның макромолекуласында кҿп мҿлшерде гидроксил топтарының болуы сутектік байланыстың кҿптігін анықтайды жҽне олардың тізбектері бір-бірімен байланыста болатынын кҿрсетеді. Осыған байланысты целлюлоза суда ерімейді, тек ісінеді. Ерігіштік қасиетін арттыру үшін гидроксил топтарын этерификация реакциясы нҽтижесінде басқа топтарға айналдыру қажет. Активті гидроксил топтарын пайдалана отырып, целлюлозадан жай жҽне күрделі эфирлі қосылыстар алу мүмкіншілігі туды. Целлюлозаны азот қышқылымен ҿңдеу арқылы нитрат целлюлоза атты /С 6 Н 7 О 2 (ОNO 2 / x , /C 6 H 7 O 2 (OH)(ONO 2 ) 2 / x , /C 6 H 7 O 2 (ONO 2 ) 3 / x қосылыстар алынды. Осылар негізінде пироксилин атты түтінсіз дҽрі, целлулоид жҽне нитролактар алынды. Целлюлозаны сірке қышқылымен ҽсер ету арқылы жасанды ацетатты /C 6 H 7 O 2 (OCOCH 3 ) 3 / жҽне ацетилді жанбайтын фотоқағаз, кинопленкалар, пластмассалар жҽне лактар ҿңдіріледі. Целлюлоза негізінен үш жолмен (вискозды, ацетатты жҽне мыс-аммиакатты) жасанды талшықтар алынады. Вискозды талшықтар алу үшін целлюлозаны концентрациялы 10%-тен жоғары натрий сілтісімен ҿңдеу арқылы құрылымы аздап ҿзгерісте болған, жаңа химиялық қосылыста болатын, сілтілденген целлюлоза алынады. /C 6 H 7 O 2 (OH) 3 / n +NaOH→/C 6 H 7 O 2 (OH) 2 ONa/ n +H 2 O→/C 6 H 7 O 2 (OH) 3 / n . Алынған материалды күкірті сутек қосылысымен кейде күкірті кҿмірсутекпен ҿңдейді. Ҿңделген заттың түсі сарғыш, қоймалжың болады жҽне оны ксантогенат дейді. Ксантогенатты кҿп тесікті (фильерлер) ыдыс арқылы күкірті қышқылды су ерітіндісіне талшыққа ұқсатып қысыммен ағызады. Ерітіндіде сілті қышқылмен нейтралданып, күкіртті сутек суда еріп, ақ талшық жіптері (жарқыраған) пайда бола бастайды. Оны кҿптеген мҿлшерде сумен шаюдың арқасында вискозды талшықтар алады. Жүйеде тҿмендегідей реакция жүреді: C 6 H 7 O 2 (OH) 2 Na+nCS 2 ↔/C 6 H 7 O 2 (OH) 2 -O-CSSNa/ n +nH 2 O Пайда болған ксантогенат минералды қышқылдар қатынасында тез ыдырайды. Кейде ыдырату мақсаты үшін аммоний немесе натрий сульфаты қосылған сұйытылған күкірт қышқылы қолданылады. Осындай реакция нҽтижесінде ерігіш целлюлоза ксантогенаты ерімейтін целлюлоза талшықтарына мына схема бойынша айналады: H 2 SO 4 /C 6 H 7 O 2 (OH) 2 -O-CSSNa/ n /C 6 H 7 O 2 (OH) 3 / n +NaHSO 4 +nCS 2 Na 2 SO 4 Ваннада түзілген талшықтарды суда жуып, тазалап, кептіріп, созып жіп алады. Алынған гидратталған целлюлоза табиғи талшықтардан айырмашылығы глюкоза қалдықтарының кеңістікте орналасуында ғана. Соңғы жылдары вискозды тҽсіл энергияны кҿп қажеттігін ескеріп, целлюлозаны N-метилморфолин-N-оксидте тікелей еріту арқылы гидрат-целлюлозалық талшық лиоцелл алынды. Алынған талшықтың қасиеті вискозды талшықтар қасиетіне ұқсас. Жасанды талшықтардың ішіндегі тоқыма ҿнеркҽсібінде кең таралғаны вискоза жібектері, ҿйткені ол арзан, ҿңдеуге қолайлы, жақсы боялады жҽне оңай жуылады. Жылылығы жағынан жүн матадан қалыспайды, ал бағасы біраз арзан. Мақтамен араластырып алынған матаның ҿңі ашық, жұмсақ, сапасы жоғары болады. Қазақ мемлекеттік қыздар педагогика университетінің Хабаршысы №1(40), 2012. 47 Вискоза жібегі тұрмыста ғана емес, техникада да табиғи талшықпен бҽсекелесе алады. Бұрынғы кезде автомобиль жҽне авиация ҿнеркҽсібінің мұқтаждарына арналған кордті тек қана мақта талшықтарынан жасаса, кейін вискоза жібінен жҽне басқа жасанды не синтездік талшықтардан жасайтын болды. Вискоза маталар мақта кордынан бір жарым есе мықты. Целлюлозадан ацетат талшықтары да алынды. Оны алу үшін ацетатты туындыны целлюлоза ацетондағы ерітіндісін фильер арқылы жылы ауамен үрлейді. Ацетон ұшады да жіңішке талшықтар жіпке айналады. Алғашқы ацетат талшығы дүние жүзілік рынокте жиырмасыншы ғасырдың басынды пайда болып,ҿндірісте АҚШ, Англия, Франция жҽне Германияда шығарыла бастады. Ацетат жібегі басқа жасанды талшықтардан түсті емес, ҽдемі күлінгір түсті, ылғалға шыдамдылығы жоғары. Жуандығы 2 см ацетаттан жасалған жіп салмағы 30 тонналы тауарлы вагонды тартуға жарайды. Ацетатты талшықтар гидрофобты, сол себепті гидратцеллюлозаға қарағанда аз ісінеді. Күрделі эфир тобы қышқылдар мен сілтілерге тұрақсыз болғандықтан гидролизге бейім талшықтар механикалық күшке ҽлсіздік кҿрсетеді жҽне маталары қыртыстануға бейім, жарыққа тҿзімділік қасиеті бар. Аммонилы-мыс ерітіндісінде целлюлозаның ерігіштігін пайдаланып оның ерітіндісін қышқылды су ерітіндісіне фильерлер арқылы ағызамыз. Алынған затты сумен тазалу арқылы целлюлозаны кептіргеннен кейін жіпке айналдырамыз. Аммонилы мыс ерітіндісінің комплексінің формуласы /Cu(NH 3 ) 4 /(OH) 2 - Швейцер реактиві дейді. Синтездік талшықтар карбоцепті полимерлер жҽне гетероцепті поли-мерлер негізінде ҿндіріледі. Карбоцепті талшықтарға полиолефин, поливинилспирті, поливинил-галогенид жҽне полиакрилонитрил полимерлері синтезделсе, гетероцепті талшықтар – полиамид (найлон, капрон), полиэфир (лавсан) жҽне полиуретан (перлон, спандекс) полимерлері негізінен алынады. Полиолефин талшықтары ретінде полиэтилен мен полипропиленді келтіруге болады. Олардан алынған талшықтар қышқылдар мен сілтілерге тҿзімділік кҿрсетеді. Полимер механикалық беріктігі, тығыздығы, балқу температурасы жоғары, ерігіштігі жоғары болғанымен, органикалық ерігіштерге нейтралдық қасиет кҿрсетеді. Полипропиленнен стереоретті полимер алынғаннан кейін олар негізінде талшықтар алу мүмкіншілік туды. Ол деген полимер тізбегіндегі метил тобының кеңістікте екі түрде орналасуына байланысты. ~ СН 2 –СН-СН 2 –СН-СН 2 –СН ~ ; ~СН 2 –СН - СН-СН 2 –СН-СН 2 -СН 2 –СН~; │ │ │ │ │ │ │ СН 3 СН 3 СН 3 СН 3 СН 3 СН 3 СН 3 метил тобының ретті метил тобының ретсіз орналасуы орналасуы Метил тобының кеңістікте ретпенен орналасуы полимер тізбектерінің бір-біріне тығыз орналасуына соның салдарынан олардың физика-механикалық қасиеттерінің жақсаратынына итермелейді. Осындай қасиеттерін ескеріп олар негізінде спорт киімдерін, ҽшекей бұйымдар жасау үшін қолданылады. Полипропилен жібі жұмсақ, иілгіш, түрі жүннен айнымайды. Сол себепті одан суға батпайтын арқандар жасайды. Тағы бір маңызды қасиеті – жоғарғы жиіліктегі тоқтың ҽсеріне шыдамды. Сондықтан да мұндай талшықтар жоғары сапалы диэлектрик ретінде радиолокаторлар мен телевизор тетіктерін жасауда қолданылады. Полиакрилонитрил талшықтырын алу үшін қолданылатын акрилонитрил мономерін ҿндірісте екі ҽдіспен алады. 48 Вестник Казахского государственного женского педагогического университета №1(40), 2012 Біріншісі- этиленге немесе ацетиленге циан қышқылымен ҽсер ету арқылы болса, екіншісі – пропиленге аммиак пен оттегінің қатысуымен алады. Бұрын кілемді тек қана жүннен иірілген жіптерден тоқитын. Қазіргі кезде жүнмен қоса полипропилен талшықтары да пайдаланылады. Жалпы полипропилен талшықтары техникалық бұйымдар ҿнеркҽсібінде де, кҿпшілік тұтынатын товарлар жасауға да кеңінен қолданылады. Полиакрилонитрил талшықтарын алу үшін қоданылатын акрилонитрил мономерін ҿндірісте екі ҽдіспен алады. Акрилонитрил мономерін радикалды инициаторлармен ҽсер ету арқылы нитрон атты талшық алады. Сонымен қатар ол жылудың, сҽуленің ҽсерімен жҽне асқын тотықтармен, тотығу- тотықсыздану процестерінің қатысуымен полимерленеді. Алынған полимердің молекулалық салмағы 40000-70000 аралығында болады. Олар 220ºC-қа дейін температураға тҿзімділік кҿрсетеді, күн сҽулесіне, атмосфера ҽсеріне мықты. Бірақ оны 140-160°С шамасында ұзақ қыздырса ақ түсті полиакрилонитрил талшығы түсін ҿзгертіп ерімейтін жағдайға кҿшеді. Нитрон қышқыл ҽсеріне мықтылық кҿрсеткені мен концентрлі сілтіде тез ыдырайды. Нитрон талшығынан кҿптеген киім-кешек тігеді. Нитрон талшықтары гигроскопиялығы тҿмен, қатты, осыған орай үйкеліске тҿзімсіз. Оларды кілем тоқу ҿндірісінде, жасанды тері алу үшін қолданылады. Бүгінгі таңда полиакрилонитрил талшықтарының қасиеттерін ҿзгерту үшін оның сополимерлері, екілік-метилакрилат, метилметакрилат, винилацетат; үштік, жоғарыда аталған сополимерлерге үшінші мономерлерді итакон қышқылды, винилпиридин, металлилсульфанат полимерлер алынды. Полиакрилонитрил талшықтары бізде нитрон деген атпен ҿндірілсе Америкада- орлон, акрилан, Англияда, куртель, Алманияда-дролон, вольпрюла, Францияда-крилор, Жапонияда-кашмилон, беслон деген маркамен шығады. Құрамына ендірілген мономер табиғатына байланысты олардың гидрофильдігі, эластикалығы, жҽне үйкеліске тҿзімділігі жоғарылайды. Поливинилхлоридтен алынған талшық талшықтардың ішіндегі ең арзаны. Сол себепті одан алынған заттар кҿп жерлерде қолданыс табады. Поливинилхлоридтен талшықтардың екі түрі алынады. Біріншісі, құрамында 56,8% хлоры бар тек винилхлорид мономерінен алынған талшық. Екіншісі, гомополивинилхлоридті қосымша хлорлау арқылы, оның құрамындағы хлордың мҿлшері 62-64% болатын талшық жҽне оның винилацетатпен (виньон), винилиденхлоридпен (сарап), акрилонитрил сополимерлері. Винилхлоридті ацетиленге хлорлы сутекпен ҽсер еру арқылы алса, хлорланған түрін полимер ерітіндісіне тҿртхлорлы кҿміртегінің ҽсерінен алады. Поливинилхлорид сополимерлері ақ түсті ұнтақ, күн сҽулесіне шыдамай ыдырайды. Соның арқасында олардың түстері кейде қарайыпта кетуі мүмкін. Талшықтардың диаметрі 35-110 мм түрінде ҿндіріледі, су молекуласына инерттілік кҿрсетеді. Поливинилхлорид талшықтары қышқылмен сілтілерге химиялық тұрақтылық кҿрсетеді, жылу сіңірілімдігі тҿмен, бояуларға инертті. Полимердің электрлік қасиеттін ескеріп, ауырған адамдарға қажетті шұлықтар жасалынады. Басқа талшықтармен араластырып, олардан жабын заттар, киім, қаптар жасауда қолданылады. Поливинил спирт негізінде винол атты талшық алынады. Олардан созылған жіптер медицина саласында терілерді тігу үшін қолданылады. Кҿптеген винол материалдарын бензин ҽсеріне тҿзімді жұмсақ шлангалар мен түтіктер жҽне машина деталдеріне тҿсеніш үшін пайдаланылады. Синтездік талшықтар қатарына тҿрт сатымен алынатын аминокарбон қышқылының лактамы (СН 2 ) 5 - (СО)-NH жатады. Лактамның бірінші сатысында фенолды 150 0 С-да 20 Қазақ мемлекеттік қыздар педагогика университетінің Хабаршысы №1(40), 2012. 49 атмосфералық қысымда алюминий оксидіне ендірілген Никель катализаторының ҽсерімен гидрлеу кезінде циклогексанол алынады. CH 2 - CH 2 Ni / \ C 6 H 5 ОН + 3Н 2 → CH 2 CH-OH AI 2 O 3 \ / CH 2 -CH 2 Екінші сатысында циклогексанолды 450ºC-да темірге ендірілген мырыш катализаторының ҽсерінен сақиналы кетон-циклогексанонға айналдырады. СН 2 - СН 2 СН 2 - СН 2 / \ Zn / \ СН 2 С=O+H 2 N-OH → CH 2 C=O+H 2 \ / Fe \ / CH 2 -CH 2 CH 2 -CH 2 Үшінші сатысында циклогексанға гидроксиламиннің тұзының ҽсер ету арқылы оксимін алады. 2 NH 2 OH·H 2 SO 4 +2NH 3 →(NH 4 ) 2 SO 4 +2NH 2 OH СН 2 - СН 2 СН 2 - СН 2 / \ / \ СН 2 С=O+H 2 N-OH → CH 2 C=N-OH+H 2 \ / \ / CH 2 -CH 2 CH 2 -CH 2 СН 2 - СН 2 СН 2 - СН 2 -CO / \ олеум / СН 2 С=O+H 2 N-OH → CH 2 \ / 90°С \ CH 2 -CH 2 СН 2 -СН 2 -NH Тҿртінші сатыда оксимге 90 0 -та олеуммен ҽсер ету арқылы жетіциклді капролактам алады. Бұл реакцияны органика курсында Бекман құрылымы дейді. Капромактамды ацетилен мен фурфурол қосындысынанда алуға болады. Алынған капролактамның балқу температурасы 68-69ºC. Поликапролактамды активтендіргіш жҽне су (1-5%), аздаған мҿлшерде сірке қышқылының ҽсерінен 240-260 0 -та 6-10 сағат аралығында алынады. Полимердің алынуы сатылап полимерлену процессі арқылы тҿмендегі кҿрсетілген механизм бойынша жүреді. 50 Вестник Казахского государственного женского педагогического университета №1(40), 2012 СН 2 - СН 2 - СО / СН 2 + Н - ОН ↔Н 2 N (CH 2 ) 5 COOH \ СН 2 - СН 2 – NH ε- аминокапрон қышқылы СН 2 - СН 2 - СО / СН 2 + Н 2 N (CH 2 ) 5 COOH →Н 2 N-(CH 2 ) 5 CONH(CH 2 ) 5 –COOH \ СН 2 - СН 2 – NH димер Реакцияның қышқыл қатынасындағы жылдамдығының арттуы жүйеде гидролизді қолдағыш затпен гидроксоний ионының пайда болуымен дҽлеледенеді жҽне оның механизмі тҿмендегідей CH 3 COOH + H 2 O → CH 3 -COO - +CH 3 O + NH / (CH 2 ) + CН 3 СOO - + H 3 O + → CH 3 CONH(CH 2 ) 5 COOH +H 2 O \ CO (A) Реакция жүру үшін алынған карбон қышқылы полимердің молекула салмағын реттеу жҽне катализдік қызмет кҿрсету үшін пайдаланылады. Алынған қосылыс (А) келесі ε- аминокапролактаммен сатылап реакцияласып полимер тізбегін жалғастырады. NH / t А+ (СН 2 ) 5 → CH 3 CONH-CH 2 -CONH-(CH 2 ) 5 –COOH \ CO Мономерлердің тізбектеліп сатыланып қосылысының арқасында ерітіндінің тұтқырлығы артып, реакция жылдамдығы тҿмендейді. Біраз уақыттан кейін жүйеде термодинамикалық тепе-теңдік орнайды. Оның орнауына тізбек соңындағы барлық функционал топтарының бір-бірімен реакцияласуының арқасында ҿтеді. R-NH 2 + HOOCRꞌ ⇄ R-NH-CORꞌ +H 2 O R жҽне Rꞌ- макромолекула тізбегі. Бұл реакцияның практикалық маңызы зор. Ҿйткені бұл реакция алынған заттың молекулалық массасын реттеуге жҽне жүйеде үнемі су молекуласын бҿлуге кҿмектеседі. Осындай реакцияның жалғасуының арқасында молекулалы салмағы 15000-25000 аралығында тізбекті, гетероцепті полиамид-поликапролактам алынады. Полимер құрылымы пептидті белок құрылымына (-CO-NH) ұқсайды. Осыған ұқсас анид (найлон) талшықтары эквимолекулярлы гекса-метилдиамин мен адинин қышқылынан жҽне энант талшықтары ε -аминоэнант қышқылынан тҿмендегі схема бойынша алынады. n H 2 N-(CH 2 ) 6 NH 2 + n HOOC-(CH 2 ) 4 -COOH -2n H2O /~ NH(CH 2 ) 6 NHCO(CH 2 ) 4 -CO~ / n Анид Қазақ мемлекеттік қыздар педагогика университетінің Хабаршысы №1(40), 2012. 51 n H 2 N-(CH 2 ) 6 COOH + H 2 N-(CH 2 ) 6 COOH + / NH(CH 2 ) 6 CO/n + n H 2 O Энант Синтездік талшықтардың ішіндегі ең кҿп қолданылатына капрон мен найлонды айтуға болады. Ҿйткені олар суды аз сіңіреді, гигроскопиялық қасиеті жүн мен табиғи жібектен үш еседей, ал ацетат жібегінен екі еседей кем, ылғал ҿткізбейді, микроорганизмдерге тҿзімді. Полиамидті жіптердің мықтылығы металл сымдарымен пара-пар. Мысалы, капрон жіптері жуандығы бірдей алюминий сымынан 3,5 есе, мыс сымынан 1,5 есе мықты, ал одан жасалған канаттың беріктігі болатын сыммен пара-пар. Капрон талшығына мақта не жіп қосып иіріп, шұлық тоқитын, кҿйлек тігетін трикотаж жіп алуға болады. Осындай қасиеттерін пайдаланып, капрон мен найлон халық шаруашылығының барлық саласында пайдаланылады. Полиэфирлі талшық лавсан терефтал қышқылы мен этиленгликоль мономерлерінің вакуумде 270-280 0 С аралығындағы поликонденсациялану реакцияларының ҿнімі. Лавсан талшығының негізгі құрылымы мынандай болады HOOCC 6 H 4 COOH + HO-(CH 2 ) 2 -OH → HO-(CH 2 ) 2 COOC 6 H 4 COO-(CH 2 ) 2 -OH Түзілген олигомерлердің келесі терефтал қышқылымен сатыланып реакцияласуының арасында полимер жҽне оның негізінде талшық алына бастайды. Алынған полиэфирдің ақтық формуласын тҿмендегідей етіп жазады. HO/-CH 2 -CH 2 -OO-C 6 H 4 C-OO-/n H Осындай құрылымы бар заттар терефтал қышқылына этиленоксид немесе глицерин молекулаларын қосыпта алуға болады. Егер этиленоксид тізбекті полиэфир полимерін берсе, глицерин-тармақталғанын береді. Реакция механизмін тҿмендегідей етіп кҿрсетеді. n HO-CH 2 -CHOH-CH 2 OH + n HOOC-C 6 H 4 -COOH → COO~ ~O- CH 2 -CH-CH 2 -O-C=O C 6 H 4 O C 6 H 4 │ C=O C=O │ │ O C 6 H 4 │ O= C - O - CH 2 – CH - CH 2 - O~ COO~ Талшық жоғары температураға тотықтырғыштарға, қышқылдарға тҿзімді, сілтілік ортада гидролизге ұшырап ыдырайды. Одан жасалған бұйымдар қыртыстанбайды, сол себепті ҿз пішінін ұзақ сақтайды. Лавсан талшықтары жүнге ұқсас жұмсақ, жылы кҿлемді. Оны Ұлыбританияда терилон, АҚШ-та дакрон, Жапонияда тетерон, ГДР-де диолен деп атайды. Негізгі айырмашылығы оларды ҿңдіру технологиясында. Лавсан мыжылмайды, жуғанда отырмайды, суда ісінбейді, дымқылдан қорықпайды, олардан тігілген костюмнен жаңбыр ҿтпейді, су тигенде матасы жиырылмайды, оған қышқыл да, тотықтырғыш та ҽсер етпейді, қара күйе түспейді, микроорганизмдер жемейді. Лавсан мұнай жүргізетінқұбырлар, трансформатор ленталарын, электроизоляторлық материалдар, су жүргізетін түтіктер, желкен жасауға пайдаланылады. 52 Вестник Казахского государственного женского педагогического университета №1(40), 2012 Лавсанның негізгі қолданылатын жері тоқыма ҿндірісі. Соңғы кезде балқытылған ҽйнектерден де талшықтар алына бастады. Ол үшін жоғары температурада балқытылған ҽйнекті диаметрі 2-10 мкм тесіктері бар (фильер) ыдыс арқылы, қысыммен, ығыстырса, ұлпа талшық алынады. Олар үзілмейтін, үгілмейтін, жоғары температураға тҿзімділік, механикалық мықтылық кҿрсететін, жылуды, электр тогын, дыбысты ҿткізбейтін талшықтар екен. Ҽйнек талшықтардың аталған қасиеттерін ескеріп, оларды кҿптеген полимерлермен араластырып стеклопластик деген атпен неше түрлі құрылыс материалдары алынуда. Стеклопластик салмағы жағынан тҿрт, бес есе болаттан жасалған бұйымдарға қарағанда жеңіл, мықтылығы жағынан пара-пар екені дҽлелденді. Сол себепті стеклопластиктерден жасалған бұйымдар металл немесе ағаш материалдарын алмастыру үшін де пайдалануда. Қазір стеклопластиктерден жоғары қысымға тҿзімді трубалар, машина, самолет жҽне корабль құрылыстарына қажетті материалдар жасау үшін де қолданылуда. Синтездік талшықтардың тағы бір жетістігі оның медицина саласында атқаратын рҿлі. Олардың ішінен ҿздігінен еріп кете алатын, бактерицидті дҽкелерді, бактерицидті хирургиялық жіптерді атасада жеткілікті. Сонымен синтездік талшықтардың ҿрісіне шек келтіруге болмайды. Ғалымдардың айтуы бойынша аса жеңілде берік жасанды талшық арамидтің болашағы зор. Ҿйткені бұдан жасалған заттар темірден 5 есе қатты, алюминийден ҽлде қайда жеңіл, ауыр соққыларға тҿзімді жҽне аталған қасиеттерін 500°С дейін сақтай алады. Осындай қасиетіне сүйеніп арамидті талшықтардан жасалған бұйымдар ракета двигательдерінде пайдаланылады, одан оқ ҿтпейтін жилеттер, майыспайтын шлемдер, оптикалық кабельдердің қабы, катерлердің сыртқы корпусы жҽне бұрғыларда пайдаланатын платформалардың арқаны жасалады. Соңғы кезде ҿзіне назар аударып жүрген осындай талшықтардың бірі ―с-талшығы‖ деп аталатын кҿміртекті талшық. Бұл талшықтың ауыр соққыға шыдамдылығы арамидті талшықтан жоғары. Бүгінгі таңда ұшақ ҿндірісінің 50% астамы жоғарыда аталған талшықтардың негізінен тұрады. Ұшақ, ракета, косманавтика жҽне атом ҿндірістерінің тез ҿсуі жоғары температурада ұзақ уақыт қызмет ететін полимерлерді синтездік жолмен алуды талап етуде. Сондай полимер талшықтар гетеротізбекті полиамидтер, полибензимидазоль, полиоксадиазоль жҽне полибензоказоль неізінде алынып ҿндірісте ендіріледі. Олардың құрамында жылу сіңірімділік қасиеттері жоғары,азот атомдарымен бірге циклді қосылыстарда бар. Олар мыналар: Фенилон (ароматты полиамид) –HN-C 6 H 4 -NH-CO-C 6 H 4 -CO- ; Сульфон –Т (ароматты полиамид) –HN-SO 2 -C 6 H 4 -NH-CO-C 6 H 4 -CO- ; Терлон (ароматты полиамид) –HN-C 6 H 4 -NH-CO-C 6 H 4 -CO- ; X-500 (сополиамид гидразит) –СО-C 6 H 4 -CONH-NHCO-C 6 H 4 -CO- ; CO CO / \ / \ Полиамид – С 6 Н 4 -O-C 6 H 4 - N C 6 H 2 N- ; \ / \ / CO CO Полибензимидазол - C=N-NH-C 6 H 2 -N=NH-C-C 6 H 4 N = C- - C=N- Полибензосазол / │ \ ВВВ (полимид) -C 6 H 3 - N - C - C 6 H 2 – C - N- C 6 H 3 - ║ ║ О О Қазақ мемлекеттік қыздар педагогика университетінің Хабаршысы №1(40), 2012. 53 Аталған полимерлердің қызыметтік температурасы 350-400°С болса, аздаған уақыт аралығында 500-600°С аралығында шыдамдылық кҿрсетеді. Сонымен қатар олардан механикалық күшке зор шыдамды жіптер, ҽсіресе машина доңғалақтарына қажетті кордтар, балық аулайтын торлар жасайды. Жасанды жҽне синтетикалық талшықтардың қасиеттерін талдай келе келешекте жаңа жолмен алынатын талшықтарға тҿмендегідей талап қою қажет деп таптық. Олар: балқыған кезде ыдырамауды, молекулалық салмағының шамасы 15000 кем болмауы; макромолекуласының құрылымы сызықты жҽне тармақталған болуы; иілгіштігі жоғары тізбек буындарында талапқа сай активті функционал топтардың енуі; балқу температурасының тҿменгі температура 280 0 С кем болмауы қажет. ҼДЕБИЕТТЕР 1. Ерғожин Е., Меңліғазиев Е. ―Ион алмастырғыш заттар‖ Алматы. Қазақстан, 1986. 2. Бектұров Е.А., Жұмҽділов Т.К. ―Сыры таусылмас полимерлер ҽлемі‖ Алматы. Рауан, 1985. 3. Копылов В.В. ―В мире полимеров‖ Москва. Знание, 1963. 4. Генеля С.В., Гуля В.Е. ―Полимерные пленки для вырашивания и хранения плодов и овошей‖ Москва. Химия, 1985. 5. Плантэ Н.А., Липкин О.М. ―Макромолекулы в новых ролях‖ Москва. Советская Россия, 1984. 6. Ерғожин Е., Құрманҽлиев М.К. ―Жоғарғы молекулалық қосылыстар‖ Алматы. 2008. 7. Құрманҽлиев М.К., Чугунова Н.И. ―Полимерлер ҽлемі‖ Алматы. 2010. ТҮЙІНДЕМЕ Мақалада бүгінгі таңда алынып ҿндірісте қолданыс тапқан полимерлер талшықтары туралы жазылған. РЕЗЮМЕ В статы описаны способы синтеза и области применения природных и синтетических волокон. ҼОЖ 547.913 жүктеу/скачать 4,2 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|