Синтетикалық талшықтар

Химиялық талшықтардың құрылысы мен оларды өндіру әдістері

Тоқыма талшықтарына қойылатын негізгі техникалық талап жоғары механикалық беріктік. Ол затта ісер ететін, молекула аралық тартылыс күштеріне байланысты. Молекулалар неғұрлым үлкен және бір біріне жақын орналасқан болса, соғұрлым ол күштер көп болады. Химиялық талшықтар өндірісінде пайдаланылатын полимерлер тәртіпсіз орналасқан сызықты молекулалардан тұрады. Полимерге беріктігі жоғары талшықты структура беру үшін, олардың түзу бойына орналасуын тәртіптеу керек. Полимер макромолекулаларының, олардың қайта орналасу процесінде, көбірек қозғалғыштық пайда болу үшін, алдын ала молекула аралық күштерін кеміту қажет. Бұл заттарды еріту немесе балқыту жолымен іске асырылады. Осыған химиялық талшықтар өндірудің екі әдісі негізделген: ерітіндіден иіру және балқымадан иіру.

Синтетикалық талшықтардың шайыр балқымасынан қалыптасуы (мысалы: капрон)схемасы суретте көрсетілген қондырғыда жүргізеді.

Ұсақталған шайырды бункерден қондырғының балқу жүретін бас тетігіне береді. Қыздырылып тұратын торда шайыр балқиды. Қоймалжың балқыма фильерге түседі, одан жіңішке ағым түрінде шахтаға шығады. Шахтаға суық ауа беріледі. Ағым суығанда жіңішке талшықтар алынады. Оларды әр түрлі жылдамдықпен айналып тұратын роликтерге созады және жіпке айналдырады.

Көптеген синтетикалық талшықтарды, пластмассалар қай мономерден алынатын болса, сол мономерден алады(полителен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол және басқа да талшықтар).

Полиамид талшықтар

Капрон талшықтары (перлон, силон)

Капрон талшықтары жоғары молекулалық зат капрон шайырынан щығарылады. шайыр макромолекулаларының сызықтық стуктурасы бар екенін формула көрсетіп тұр. Олар шамамен 200 аминокапрон звеноларынан тұрады. Капрон шайыры алынатын бастапқы өнім капролактам деп аталады. Оны әр түрлі оңай қосылыстардан: фенолдан, аниленнен, циклогексаннан алуға болады.

Таза капролактам кристалдық ақ зат, қалыпты қысымда қайнау температурасы 258C, балқу температурасы 69-71C. Барлық дерлік еріткіштерде ериді. Капрон амид байланысы деп аталатын байланыстары бар полиамид талшықтары тобына жатқызылады.

Капрон талшығы өте бағалы механикалық қасиеттерімен белгілі және кеңінен қолданылады. Бірқатар техникалық мақсаттардан басқа, ол әр түрлі тігін және трикотаж бұйымдарын: шұлық және басқалар, сонымен қатар, балық аулауға қажетті заттар, жасанды талшық және т. б. даярлау үшін қажет. Капрон талшығы мақтанікінен екі есе берік, суда ісінбейді, қара күйеге желінбейді. Одан жасалған жасалған бұйымдарды өтектемесе де болады: тез кеуіп, олар фабрикада берілген бастапқы қалпына келеді. Капроннан иірілген жіп табиғи жібек жіптен 15-20 есе иілгіш. Капрон пластмасса түрінде де пайдаланылады, одан механизмдер үшін тетіктер жасайды. Капрон талшығы негізінде алынған маталардың кемшілігі, олардың ылңал сіңіре алмайтындығы. Соның салдарынан терінің тершеңдік ауруы және аллергиялық реакция туындайды.

Капрон жіптері вискоз жібегінің жіптерінен 4 есе жеңіл, олардың беріктігі2-3есе көп. Бұл капроннан, парашют ашылғанда кенеттен жұлқуда үзілмейтін, жеңіл парашют маталарын жасауға мүмкіндік береді. Капрон талшығынан істелген корд аса беріктігімен белгілі.

Егер автомобиль немесе велосипед шинасын кессе, сонда резинаға престелген иірілген жіптер көрінеді. Осы корд. Кордтан ленталар жасайды және оларды шикі резинамен сіңіреді. Әр шина осындай резиналанған ленталар қатарынан тұрады;олар бір біріне крест тәрізді салынған корд, темір бетондағы темір каркас секілді резинада байланыстырғыш қаңқа болып табылады. Капрон талшығының кемшілігі қышқыл әрекетіне онша төзе алмайды, оның макромолекулалары амидтік байланыс тұсынан гидролизге ұшырайды.

Эластик үлпілдек, аса созылғыш, талшық, одан іш киім, ұйық, шұлық, трикотаж бұйымдары жасалады. Мэронның да қасиеті соған ұқсас, бірақ эластиктен созылғыштығы нашарлау.

Анид адипин қышқылы мен гексаметилен диаминнен өндіріледі, технологиясы капронды өндіргенмен бірдей. Қасиеттері де капронға ұқсас, бірақ оған қарағанда жылуға төзімді және созылғыш келеді. Механикалық тоқымалар, әсіресе корд, текстиль т. б. бұйымдарды даярлауда кеңінен қолданылады. Анидті АҚШта нейлон, Жапонияда пропилон, Англияда найлон деп аталады.

Энант(найлон7) амиэнант қышқылынан алынады. Көп қасиеттері капронға ұқсас, бірақ жарыққа және жылуға берік. Бұдан корд, штапель жиырылмайтын тоқыма т. б. шығарылады.

Полиакрил талшықтары

Нитрон талшығы (нитрилон, орлон, дайнель)

Бұл полимердің полиакрилонитрилдің сызықтық молекулалары акрил қышқыл нитрил звеноларынан құрылған. Полиакрилонитрил молекуласын полиэтилен молекуласындағы әр екінші сутек атомының орнын нитрилдер класының функционал тобы-CN басқан өнім деп қарастыруға болады. Осы түрдегі талшықтарды өндіру ерітіндіден иіру әдісімен жүргізіледі: беріктігін арттыру үшін талшықты 8-12 рет созады(қыздыру арқылы). Нитрон хлоринге қарағанда беріктікпен, жарыққа төзімділікпен, химиялық жағынан жеткілікті тұрақтылықпен, жылуға үлкен төзімділікпен сипатталады және жақсы боялады. Жұмсақ және үлпілдек сыртқы түрі жағынан табиғи жүнге ұқсас болғандықтан, нитрон сырт киім, гардин, киім өндіру үшін өте қажет. Нитроннан жасалған бұйымдар қатты және сұйық май сіңірмейді және бұйым бетінде майлардан пайда болған дақтар, ылғал шүберектің көмегімен оңай кетеді. Талшықтың бұл түрінен шұлық жасауға болмайды, себебі үйкеліске төзімді емес.

Нитрон талшықтарын шина өндірісінде корд маталарын, арқандар, желкендер, сүзуге қажет маталар және басқалар өндірісінде қолданады.

Перхлорвинил талшықтары

Хлорин талшығы

Талшықтың бұл түрін полихлорвинилден алады, оны алдын ала қосымша хлорлайды. Соңғыны полимерден қоймалжың иірілетін ерітінді алу үшін, полимерге жақсы еріткіш қасиет беру мақсатымен жүргізеді. Хлорланған өнімді ацетонда ерітеді. Ерітіндіні фильерлер арқылы ацетонды еріту үшін суға жібереді. Осы кезде хлорин жіңішке жіп түрінде бөлінеді.

Хлорин талшығы жанбайтын, химиялық жағынан тұрақтылығы жоғары болады. Сондықтан оны химия аппаратуларын және сүгіш маталар жасау үшін қолданады. Хлорин суда ісінбейтін және шірімейтін болғандықтан, оны балық аулау жабдықтарын өндіруге жұмсайды. Хлориннен ревматизм, радикулит және т. б. аурулармен ауырған адамдар үшін арнаулы медициналық іш киім жасайды. Іш киімнің емдік әсері аурудың терісіне үйкелгенде, элекрт зарядтары пайда болуына байланысты. Хлориннің жылуға беріктігінің төмен болуына байланысты оның құндылығы да азаяды.

Хлорин талшығы 80-90 Ста деформацияланады және біртіндеп ыдырайды. Сондықтан хлориннен істелген бұйымдарды өтекпен өтектеуге және жуу кезінде қайнатуға болмайды.

Лавсан талшығы

Лавсан өндіруге арналған полимерді этиленгликольдің екі атомды спирті мен аромат қатарындағы екінегізді қышқыл терефтал қышқылдарын поликонденсациялау жолымен синтездейді. Өзара әрекеттеуші заттар эфирлеу реакциясы түрінде әсерлесіп, макромолекула полиэфир түзуге алып келеді.

Мұндай сызықтық макромолекуланың құрылымдық буынына, сірә спирттің де, қышқылдың да қалдықтары енетін болса керек: Ным түріндегі полимер алынады. Ондағы макромолекулалар ретсіз орналасады, талшықта олар оның осін бойлай бағытталуға тиіс, сонда қажетті беріктікке ие болады. Бұл үшін синтезделген нымды балқытып, тесіктері өте көп фильер арқылы өткізеді. Полимердің осындай ағыны салқын ауа келіп тұратын шахтаға түседі. Ағынды салқындатқан кезде жіпке айналады. Балқыма фильер тесіктері арқылы өткен кезде ацетатты талшық жағдайындағыдан макромалекулаларыныңорналасуы өзгеріп кетеді. Әр түрлі жылдамдықтарда айналатын барабандардаталшық біртіндеп созылып, бағыты күшейе түседі. Бұрын жиырылып қалғандай күйдегі макромолекулалар бұл кезде тегістеліп, яғни беріктігі едәуір артады. Түзілген талшық жіпке ширатылып, одан әрі өңделе береді.

Лавсан талшығы өте берік, тозбайтын, жарық пен жылуға төзімді болып келеді. Ол жақсы диэлектрик, орташа концентрациялы болып қышқылдар мен сілтілердің әсеріне төзімді (концентрациялы қышқылдар оны бүлдіреді).

Лавсанды жіп және штапель түрінде басқа талшықтарға қосып пайдаланады.

Одан жасалған бұйымдар кеңінен таныс. Бұл киімнің әр түрлерін, трикотаж бұйымдары, тюль, қаптама материалдары және т. б. дайындауға арналған мата. Химиялық құрылысы бойынша лавсан гигроскоптік болмағандықтан, киімге арналған мата өндірген кезде көбінесе басқа талшықтарға қосып пайдаланылады: мұнда лавсан бұйымының беріктігі мен тозбауын, ал ббасқа гигиеналығын қамтамасыз етеді. Лавсаннан жасалған мата жұмарланбайтынымен сипатталады, ол қасиетті лавсанның тұтыну сапасын арттырады.

Лавсанның өте беріктігі одан техникаға арналған бұйымдар арқан, тасымалдау таспасы, сүзгі маталар, өрт сөндіргіш жең, т. б. дайындауға мүмкіндік береді. Жылуға төзімділігі салыстырмалы түрде жоғары болғандыұтан, лавсаннан техникалық бұйымдарды арасы айтарлықтай алшақ температурада (-7тен +170Сқа дейін)пайдалануға мүмкіндік жасайды.

Пайданылған әдебиеттер

• Қазақстан энциклоп. 4-том 144-бет
• Шаңырақ энцикклоп.
• Қазақ Совет энциклоп. 7-том
• Қазақстан энциклоп. 4-том, 141-бет
• Қазақстан энциклоп. 3-том, 599-бет
• «Химия негіздері» К. Аханбаев
• «Органикалық химия» Всюченко
• «Органикалық химия» Л. А. Цветков
• Қазақ Совет энциклоп. 5-том
• «Тұрмыстағы химия»
• Қазақ Совет энциклоп. 7-том