«Химиялық технология» пәні бойынша дәрістер №1. Дәріс. Жалпы химиялық технологияның теориялық негіздері Мақсаты
жүктеу/скачать 1,33 Mb. Pdf көрінісі
|
| Каучуктарды вулкандау
Табиғи каучуктар мен синтетикалық каучуктар көбінесе резина түрінде пайдаланылады. Өйткені, резина берікте, төзімді, оның созылғыштығы жақсы және басқа бірқатар бағалы қасиеті болады. Резина алу үшін каучукты вулкандайды. Каучук пен күкірт қоспасын тотықтырғыштар (күйе аса маңызды тотықтырғыш қызметін атқарады, кремний қостотығы, титан қостотығы, мырыш оксиді және т.б. активсіз: бор, тальк, каолин және т.б.) және басқа заттармен қажетті бұйымдарды қалыптап, оларды қыздырады. Бұл кезде күкірт атомдары каучуктың сызықтық молекулаларымен өзара химиялық әрекеттеседі, сөйтіп кейбір қос байланыстардың орнына молекулаларды бір-біріне желімдеп, байланыстырады. Құрылысы сызықтық молекулалардың орнына кеңістікте үш өлшемі бар (ұзындығы, ені және қалыңдығы) алып молекулалар түзіледі. Сөйтіп, құрылысы кеңістікті полимер түзеді. Құрылысы кеңістікті каучук (резина) вулканизацияланбаған каучуктан берік болады, өйткені мұнда сызықтық молекулалар арасында кәдімгі молекулалық аралық күштен өзге, кейбір жерлерде әрі химиялық әрекеттесу күші болады. Мұндай молекулаларды бір-бірінен бөліп алу қиындау болады. Егер каучукқа күкіртті резина қажетті мөлшерден көбірек қосса, онда вулкандау кезінде сызықтық молекулалар көптеген жерінен желінеді де, материал созылғыш қасиетінен айырылады, қатайып эбонитке айналады. Вулкандау процесін жылдамдату үшін резина дайындайтын қоспаға полисульфидтерді қосады, олар қосымша резинаның физика-механикалық қасиетін жақсартады. Шикі резинаны өндіруді жеңілдету үшін қоспадағы ингредиенттер (каучук, регенерат және т.б. заттар қоспасы) біркелкі таралуына әсер ететін эластикалық қасиетін жақсартатын жұмсартқыштар немесе пластификаторларды қоспаға қосады. Пластификаторлар ретінде көмірсутектерді (5-тен 30 масса бөлшегіндей), органикалық май қышқылдары (1-2 масса бөлшегі), шайырды (дибутилфталат) және синтетикалық шайырлар (фенолформальдегидіне) қолданылады. Каучуктан және резинадан даярланған бұйымдар ауа құрамындағы оттек әсерінен ескіреді, сынғыш келеді. Осы процесті болдырмау немесе баяулату үшін қоспаға ескіруге жол бермейтін заттарды қосады (фенолдар, ароматты аминдер және т.б.). Резинадан даярланған бұйымдарға тиісті түс беру үшін коллоид қалпындағы кремний қышқылы (ақ күйе) немесе мырыш оксиді және бояуларды қолданады. Кеуекті резина алу үшін қоспаға кеуек түзгіштер (көмірқышқылдың аммоний тұзы және т.б.) қыздырғанда газ бөлініп, ыдырайтын қосылыстар қосылады. Жоғарыда келтірілген қоспалардан басқа резина бұйымдарына желім, майлайтын май, еріткіштерді қосады, себебі олар бір-біріне жабысуын төмендетуге әсерін тигізеді. Химиялық талшықтарды өндіру Киім кешектер және әртүрлі үй бұйымдарын жасау үшін адам баласы табиғи талшықты материалдарды тіпті ерте заманнан бері кең қолдануда. Ол материалдардың кейбіреулері өсімдік тектес кендір, мақта тәрізді целлюлозадан тұрады, ал екінші біреулері жануар тектес белоктардан тұрады, мысалы, жүн, жібек. Мақталарға деген халықтың сұранысының өсуі және техниканың дамуы табиғи талшықты материалдардың жетіспеушілігіне әкеп соғады. Сөйтіп, талшықтардың химиялық жолмен жасау қажеттігі туады. Мұны екі түрлі жолмен іске асыруға болады. Талшықтардың макромолекулалары сызықтық талшық осін бойлай бағытталып, тәртіптелуімен сипатталатын болғандықтан, ал құрылысы тәртіпсіз орналасқан табиғи полимерді әртүрлі жолдармен өңдеу арқылы ондағы макромолекулаларды бір бағытқа келтіре отырып, қайтадан орналастыруға болады. Екінші бір жолы ол синтез жолымен полимер алу, сонан кейін оның молекулаларын қажетті түрге келтіріп орналастыру. Өнеркәсіпте талшықтарды осы екі әдіспен алады. Табиғи полимерлі материалдарды қайта өңдеуден алынған талшықтарды жасанды талшықтар деп, ал синтезделген полимерді синтетикалық талшықтар деп атайды. Жасанды және синтетикалық талшықтар химиялық талшықтар деп аталынады. Олар бір топқа бөлінеді. Өйткені бұлардың екеуі де табиғи талшықтардай емес, химиялық әдістерді қолдану арқылы алынады. Жасанды талшықтар алу үшін алғашқы табиғи полимер ретінде ағаш сүрегінен бөлініп алынған целлюлоза немесе мақта мамығы қолданылады. Полимердің сызықтық молекулаларын түзетін талшық осін бойлай орналастыру үшін оларды ең алдымен бір-бірінен бөліп, жылжымалы қозғалыста бола алатындай ету керек. Бірақ полимерді балқытуға болмайды, өйткені қыздырса, ол ыдырайды. Химиялық талшықтарды өндіру технологиясының сатылары: балқыған немесе ерітінді күйіндегі полимерді дайындау, талшықты формаға келтіру (иіру) және оны өңдеу (әшекейлеу). Полимердің концентрациясын 7-25%-ті, кермектілігі керекті мөлшердегі иірілетін ерітіндіден дайындайды. Балқыған немесе ерітінді күйіндегі иірілетін полимерді пішінге келтіруден бұрын механикалық қоспалардан және ауа көпіршіктерінен сүзу арқылы тазартады. Талшықты бір пішінге келтіру үшін иіретін массаны (ерітінді немесе балқыған) фильер- талшық созғыш арқылы сығып ығыстырады. Талшықтар алу үшін полимердің ерітіндісін металдан жасалынған көп тесікті кішкентай қалпақшалар Вискоза өндіретін заводтарда – мерсеризациялау, бастапқы жетілу, ксантогендеу және ксантогендеген целлюлозаны еріту- қондырғыда орындалады. Иірілетін ерітінді пішінін алдында 14-17 0 С температурада 16-20 сағат ұсталынады. Осы жетілу процесінде ксантогенаттың вискозаны толық гидролизденбегендігінен талшықты ылғал әдіспен пішіндегенде, коагуляциялану қабілеті артады. Иірілетін ерітінді жетілу кезеңде фильтр-прессте сүзіліп және вакуум ыдыста тұндырылып, ауа көбікшелерінен және басқа қоспалардан тазартылады. Құрамында 6-9% целлюлоза, 6-7% натрий гидороксиді, 2,2-2,3% күкірт және 62-63% судан тұратын дайындалған иірілетін ерітінді иіргіш машинасына келеді. Вискоз өндірісінде көптеген әр түрлі материалдар өндіріледі. Жібек және штапель кеэдемелері, арқан есетін материалдар мен маталар, жұқа целлофан жасанды каракол. Вискоз талшықтары органикалық еріткіштерде және 100-120 0 С температураға дейін қыздыруға төзімді келеді. Негізгі кемшіліктері -сілтілерде және дымқыл күйінде беріктігі 40-50% төмендейді. Синтетикалық талшықтарды синтетикалық полимерлерден өндіреді. Олар – гетеротізбекті (полимерлерден, полиэфирлерден, полиуретандардан және т.б.) және карботізбекті (полиакрилонитил, политетрафторэтилен, полипропилен және т.б.) болады. Полиамид шайырын (поликапроамид) балқыған күйінде пішіндеу арқылы капрон талшығын алады, бастапқы шайырды тұйық тізбекті капролактам мономерін (лактам Е –аминокапрон қышқылы) термиялық полимеризациялау әдісімен алады. Процесс судың қатысуымен жүреді, су тұйық тізбектің ашылуына және полимеризациялануына жағдай туғызады. Поликапроамид (капрон) Полимеризация, сатылау механизмімен жүретін болғандықтан, тізбектің ұзартылуы сірке қышқылымен реттеледі. Капрон өндірудің үлгісі. Капролактам 5-10% су және сірке қышқылының қоспасы күйінде таза азот атмосферасында (1,2 аппаратта) балқытылып дозалау сорғышы тәрізді (4) қондырғыға жіберіледі. Қондырғы органикалық жылу тасығышпен 250 0 С температураға дейін қыздырылады. Балқыған тұтқыр полимер фильтр (5) -ге келіп сүзіліп, сорғалаған күйінде шахтаға (6) келіп ауамен салқындап қатаяды, қабылдау валиктер (7) көмегімен бобинаға (8) келеді. Осыдан кейін талшық созылу және бұрау операциясынан өтіп, жуылады, құрғатылады және майлап қайта оралады (перемотка). Капрон және басқа полиамид талшықтары берік, мықты, иілгіш эластикалық қасиеттері жоғары және сілтілерге, көмірсутектеріне спирттерге, кетондарға, микроорганизмдерге төзімді және көгермейді (зең пайда болмайды). Капрон жоғары сапалы арқан, парашюттер, қозғалтқыш белдік және т.б. техникалық бұйымдар дайындауға қолданылады. Лавсан полиэфир талшығы- терефтал қышқылының диметил эфирін поликонденсациялау процесінен өндіріледі. Технологиялық процесс үш сатыда жүреді. 195 0 С температурада магний оксиді (катализатор) қатысуымен терефтал қышқылының диметил эфирі этилен гликолде еріп, перезтерифракцияланып ( қайта эфирлендіру) терефтал қышқылының дигликол эфирі түзіледі. 280 0 С температурада және жоғары вакуумде (1 мм сн.б.) балқыған эфир сүзілгеннен соң поликонденсацияланады. жүктеу/скачать 1,33 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|