Химические процессы при получении прядильного раствора

Осуществление технологического процесса в производстве химических волокон требует применения следующей аппаратуры для получения прядильных растворов для получения полимеров и подготовки их к формованию волокна для приготовления и регенерации вспомогательных растворов для формования волокон для получения нитей и др. Рассмотрение технологии монтажа и ремонта такого множества аппаратов и машин, различных по назначению и конструкции, не представляется возможным в данном учебнике. Однако следует учесть, что, зная общие методы ремонта и монтажа деталей и узлов обычного оборудования нефтеперерабатывающих и хи.мических заводов и пользуясь прилагаемыми к каждому типу оборудования паспортом и инструкциями, можно са.мостоя-тельно решить возникающие задачи. [c.234]

Приготовление прядильной массы. Получение вязких концентрированных растворов (7—25%-ных) высокополимеров в доступных растворителях (щелочь, ацетон, спирт и пр.) или перевод смолы в расплавленное состояние — обязательное условие для осуществления процесса прядения или, правильнее сказать, формования химических волокон. Только в растворе или в расплавленном состоянии могут быть созданы условия, позволяющие снизить энергию взаимодействия макромолекул и после преодоления межмолекулярных связей ориентировать молекулы вдоль оси будущего волокна (рис. 90). [c.208]

Для усреднения технологических показателей прядильного раствора, укрупнения объема отдельных партий или для перехода с периодического процесса получения прядильного раствора на непрерывный процесс подготовки его к формованию волокна партии прядильного раствора обязательно проходят операцию смешения их между собой. Эту операцию применяют в производствах всех видов химических волокон, формование которых происходит из прядильных растворов. [c.62]

Осуществление технологического процесса в производстве химических волокон требует применения следующей аппаратуры для получения прядильных растворов для получения полимеров и подготовки их к формованию волокна для приготовления и ре- [c.225]

Процесс растворения твердых полимеров для получения прядильных растворов осуществляется в производстве следующих пяти промышленных видов химических волокон медно-аммиачного ди- и триацетатного хлоринового полиакрилонитрилового поливинил-спиртового. [c.50]

Мокрое формование. При мокром формовании волокна раствор полимера, пройдя через фильеру, попадает в виде тонких струек в ванну с жидкостью, которая вызывает коагуляцию полимера. Эта ванна называется осадительной ванной. В ней совершается ряд процессов, в том числе и химических, если вещества осадительной ванны вступают во взаимодействие с формуемой смолой. Растворителями смол при получении прядильных растворов являются щелочи, ацетон и другие растворители, способные растворять исходный материал с образованием концентрированных и вязких растворов. Мокрое формование проводится при повышенных температурах, снижающих вязкость прядильных растворов, ускоряющих кристаллизацию, формование и образование более плотных и прочных волокон. Мокрый способ применяется при формовании вискозного и некоторых других карбоцепных волокон. [c.300]

Получение прядильного раствора. Древесная или хлопковая целлюлоза в виде белых листов картона обрабатывается 18-процентным водным раствором едкого натра, при этом образуется новое химическое соединение — щелочная целлюлоза-1 (алкали-целлюлоза). Такой процесс обработки целлюлозы называется мерсеризацией, являющейся одной из основных стадий в производстве вискозного волокна. Благодаря разрушению части водородных связей мерсеризация способствует повышению реакционной способности целлюлозы. Процесс щелочной обработки связан с набуханием целлюлозы, абсорбции ею щелочи, удалением из нее гемицеллюлоз и других примесей. При мерсеризации образуется менее плотная и более аморфная, т. е. менее ориентированная целлюлоза. Она более гигроскопична, лучше окрашивается и образует блестящие волокна. [c.303]

Характер технологического процесса. Назначение химических цехов — это получение и подготовка к формованию прядильных растворов (при производстве искусственных и карбоцепных синтетических волокон) или синтез полимера, из расплава которого формуется волокно. В зависимости от вида вырабатываемого волокна и метода его производства в этих цехах применяют различное оборудование, а также разное исходное сырье и основные материалы. В то же время технологический процесс в химических цехах имеет ряд общих черт. Например, для цехов с периодическим методом производства характерны [c.128]

Молекулярный вес и молекулярно-весовое распределение. Средний молекулярный вес целлюлозы, применяемой для производства химических волокон, определяется тем, насколько он снижается в процессе ее переработки (при получении прядильного раствора и во время формования волокна). В производстве степень полимеризации целлюлозы определяют по вязкости 1%-ного медноаммиачного или другого раствора целлюлозы или рассчитывают по эмпирическим уравнениям. [c.32]

Химические процессы при получении прядильного раствора [c.542]

Для получения так называемой созревшей вискозы раствор ксантогената очищают от различных механических примесей на рамных фильтр-прессах и выдерживают определенное время (24— 60 ч, процесс созревания вискозы) при установленной постоянной температуре (14—17°С). Во время созревания происходит изменение химических и коллоидных свойств вискозы, раствор становится менее вязким, уменьшается стабильность и увеличивается способность к коагуляции. В результате частичного омыления ксантогената понижается степень этерификации целлюлозы. Пузырьки воздуха, попавшие в растор, медленно выделяются из него происходит обезвоздушивание. Обычно вискоза содержит целлюлозы 6— 9%, едкого натра 6—7,5%, серы 2,2— 2,3% и воды 80—83%. После фильтрации и обезвоздушивания подготовленный прозрачный желтоватый раствор ксантогената подается сжатым воздухом или при помощи зубчатого насоса в прядильный цех на процесс формования (прядения) волокна. Зубчатый насос, забирая определенное количество вискозы, продавливает ее через фильтр. Затем вискоза при 45— [c.210]

Таким образом, свето- и термостойкость ПВХ волокон зависят от условий получения прядильных растворов и полноты отмывки волокна от ДМФ. Уменьшение химических изменений ПВХ в ходе получения растворов (ускорение процесса растворения, повышение чистоты растворителя, введение стабилизирующих добавок), а также максимально полная отмывка ДМФ из волокна являются основными технологическими приемами повышения свето- и термостойкости ПВХ волокон, полученных из растворов в диметилформамиде. Термо- и светостойкость ПВХ волокон может быть дополнительно повышена введением в прядильный раствор или нанесением на волокно стабилизаторов. [c.247]

В процессах переработки высоковязких полимерных жидкостей, например растворов полимеров при получении химических волокон и пленок, важнейшей стадией является удаление диспергированного и растворенного газа [1]. Из приведенных в таблице свойств некоторых прядильных растворов полимеров видно, что они обладают очень высокой вязкостью, а изменение поверхностных свойств должно приводить для ряда растворов к образованию агрегативно-устойчивых газовых эмульсий и пен. [c.119]

Процесс растворения твердых полимеров для получения прядильных растворов осуществляется при производстве следующих промышленных видов химических волокон [c.51]

Приготовление прядильной массы. Не все природные и синтезируемые высокополимеры могут служить основой для производства волокна. Получение вязких концентрированных растворов (7—25%) высокополимеров в доступных растворителях (щелочь, ацетон, спирт и пр,) или перевод смолы в расплавленное состояние — обязательное условие для осуществления процесса прядения, или правильнее сказать, формования химических волокон. Только в растворе или в расплавленном состоянии могут быть созданы условия, позволяющие снизить энергию взаимодействия макромолекул и после преодоления межмолеку-лярных связей ориентировать молекулы вдоль оси будущего волокна. Так, целлюлоза с помощью химических реагентов переводится в растворимое состояние. Некоторые смолы растворяются в ацетоне или расплавляются при повышенной температуре. Раствор или расплав тщательно очищается от примесей и нерастворимых частиц, для чего проводят 2—4 фильтрации, и освобождается от пузырьков воздуха. На этой стадии производства добавляют красители и другие соединения, придающие волокну окраску, матовость и т. д. [c.558]

Вернемся теперь к материалам с сильными взаимодействиями. Типичными их представителями являются химические волокна, имеющие весьма специализированную надмолекулярную организацию [7]. Здесь удобно проследить за влиянием МВР на разных стадиях получения волокна, начиная с отправной системы — прядильного раствора или расплава. Как известно, первой стадией формования волокна (в сегодняшней технологии) является экструзия такого раствора или расплава через фильеру. Это существенно реологический процесс, и характер течения через фильеру определяется в основном величиной эффективной вязкости т] [8]. Как показал Ф. Бюхе [9], вязкое течение концентрированных растворов (начиная с некоторой критической концентрации) и расплавов при условии, что в гидродинамическом поле разрушены все структурные элементы, подчиняется закону [c.8]

Для получения достаточно прочных волокон необходимо, чтобы между соседними макромолекулами действовали значительные межмолекулярные силы притяжения. Это возможно только в том случае, если макромолекулы имеют линейную структуру (или при наличии разветвленной структуры боковые цепи невелики) и если они будут расположены наиболее правильно, по возможности параллельно друг другу. Для этого макромолекулы полимера должны быть прежде всего в какой-то степени отделены друг от друга полимер переводят в раствор (прядильный раствор) или получают его расплав. Это первая стадия в процессе получения химических волокон. Второй стадией является прядение (или формование) волокон из расплава или прядильного раствора продавливанием через фильеру (небольшой металлический колпачок, в дне которого имеются тончайшие отверстия, 0,06—0,5 мм) с последующим затвердеванием струек расплава, или коагуляцией струек раствора, или же удалением из них растворителя. Образующиеся при этом из струек волокна затем в большинстве случаев вытягивают. При формовании и вытягивании как раз и осуществляется взаимная ориентация молекул. Волокна или скручиваются вместе, образуя нить искусственного шелка (филаментную нить), или режутся на небольшие кусочки (штапельки), длиной 4—15 см, образуя штапельное волокно, или реже (при большем диаметре отверстий) каждое волокно остается отдельным моноволокном (применяется для изготовления щеток и трикотажа). Третья стадия процесса заключается в обработке полученного волокна различными реагентами (отделка), а для шелка также в проведении текстильной подготовки (кручение нити, перематывание на бобины — катушки и т. д.). [c.329]

Главное требование к волокнообразующему полимеру заключается в том, что длина его вытянутой молекулы должна быть не менее 1000А (100 нм), т. е. его молекулярный вес должен быть не ниже 10 000. Эта величина, разумеется, может быть и выше например, молекулярный вес необработанной (не-деструктированной) хлопковой целлюлозы достигает 500000. В случае синтетических волокон молекулярный вес исходного полимера намеренно ограничивают, поскольку прядильный раствор или расплав должен иметь не слишком высокую вязкость. У большинства волокон, сформованных из расплава, молекулярный вес составляет 10 000—20 000. Волокна, получаемые формованием из раствора, могут иметь более высокий молекулярный вес. Для текстильных волокон характерна также определенная степень кристалличности и (или) ориентации молекул вдоль оси волокна. Эти свойства, присущие природным волокнам, придаются искусственным и синтетическим волокнам в процессе их формования, вытягивания и термической обработки. Точность соблюдения параметров этих процессов оказывает существенное влияние на физико-механические и отчасти на химические свойства готового волокна. В свою очередь, регулярная структура волокна возможна лишь при определенной степени регулярности строения макромолекул, достаточной для их плотной упаковки, которая необходима для возникновения сильных меж-цепных взаимодействий (за счет водородных связей, ассоциации диполей или сил вандерваальсова притяжения). Однако при слишком высокой степени крист алличности волокно не только становится очень прочным, но и делается слишком жестким и теряет способность растягиваться в процессе его получения и эксплуатации. Кроме того, такое волокно чрезвычайно трудно окрасить, поскольку реакционноспособные группы почти целиком находятся в неупорядоченных участках. Степень кристалличности наиболее прочных синтетических волокон, по-видимому, не превышает 50—60%. Исключение составляют полиакрилонитрильные волокна, которые обнаруживают мало признаков истинной кристалличности, но вместе с тем обладают высокой однородностью структуры по всему сечению волокна. В неупорядоченных участках силы межцепного взаимодействия [c.284]

Равномерность структуры химических волокон определяется в основном условиями формования. Поэтому проведение процесса формования в строго стандартных условиях и применение прядильных растворов постоянного состава имеют важнейшее значение для получения равномерно окрашивающегося волокна. [c.168]

При этом способе почти полностью устраняются затруднения, имеющие место при добавлении красителя в процессе растворения полимера, так как в этом случае красителем загрязняются трубопроводы только на прядильной машине. При добавлении суспензии красителя к прядильному раствору непосредственно перед прядильной машиной можно получать в прядильном цехе одновременно нити, окрашенные в различные цвета, так как смешивание красителя с прядильным раствором может происходить на каждой машине и число цветов при окраске нитей ограничивается только возможностью последующей проводки окрашенных в различные цвета нитей в текстильных и отделочных цехах. Метод крашения химических волокон в массе введением красителя в растворитель или при помощи прядильного краскосмесителя проверен в течение длительного времени в производственных условиях при получении окраш енных вискозных и ацетатных нитей. Более широкое распространение этого метода, дающего большой технико-эконо-мический эффект, — ближайшая задача работников промышленности химических волокон. [c.170]

Химические волокна могут быть получены в виде крученых бесконечных нитей (искусственный шелк и кордная нить) или в виде коротких некрученых волоконец определенной длины, нарезанных в пучки (штапельное волокно). Условия приготовления прядильных растворов для формования искусственного шелка, кордной нити и штапельного волокна в основном одинаковы. Различие процессов формования этих видов волокна заключается главным образом в значительно большем числе отверстий в фильере при формовании кордной нити и особенно штапельного волокна и в более значительном вытягивании при получении прочной кордной нити. Суш,ественно отличаются и условия отделки этих видов волокон. [c.676]

Существующие промышленные способы получения химических волокон — сложные технологические процессы, которые протекают по следующей схеме 1) приготовление прядильного раствора (расплава) 2) формование, скручивание и вытягивание волокна 3) отделка полученного волокна. [c.8]

Первая стадия процесса производства любого химического волокна заключается в приготовлении прядильной массы, которую в зависимости от физико-химических свойств исходного полимера получают растворением его в подходящем растворителе или переводом его в расплавленное состояние. Полученную вязкую жидкость тщательно очищают многократным фильтрованием и удаляют из нее мельчайшие твердые частицы и пузырьки воздуха. В случае необходимости раствор (или расплав) дополнительно обрабатывают — добавляют красители, подвергают созреванию (выстаиванию) и др. Если кислород воздуха может окислить высокомолекулярное вещество, то созревание проводят в атмосфере инертного газа. [c.410]

На концах макромолекул и в боковой цепи имеьэтся ре-акционноспособные функциональные группы (карбоксильные и аминогруппы). В боковой цепи иногда могут находиться также и гидроксильные группы. Эти группы легко реагируют с различными полифункциональными соединениями, образуя химические связи между макромолекулами. Это свойство макромолекул белка широко используется в промышленности для изменения устойчивости белковых препаратов к различным воздействиям (процесс дубления). Активные функциональные группы макромолекул белка легко реагируют и с примесями, находящимися преимущественно в растительных белках (например, дубильные вещества), что затрудняет промышленное использование этих белков для получения прядильных растворов. [c.623]

Формование волокна. Формование вискозного волокна, как принято в производстве химических волокон, называют прядением, а вискозу, соответственно, - прядильным раствором. Формование - важнейшая стадия технологического процесса, условия которой определяют структуру и свойства волокна. Формование осуществляют мокрым способом, т.е. прядильный раствор продавливают через фильеры (нитеобразователи) с отверстиями диаметром 0,04...0,10 мм в осадительную ванну -раствор, содержащий серную кислоту и ее соли. Серная кислота необходима для разложения ксантогената с получением регенерированной целлюлозы. Соли (сульфаты натрия, цинка и др.) регулируют процесс коагуляции. Состав ванны зависит от вида формуемого волокна. [c.593]

Поддержание необходимой вязкости раствора ксантогената в процессе прядения является исключительно важным. Низкая вязкость прядильного раствора увеличивает скорость протекания через фильеры, а следовательно, и общую производительность прядильного оборудования. Одиако еще более важным является поддержание постоянства как вязкости, так и концентрации прядильного раствора, чтобы обеспечить однородность прядения. Поэтому мастер должен тщательно контролировать процесс со-февания для обеспечения необходимой вязкости, избегая, однако, крупного подъема ее в той области, которая находится в правой части рис. 2. Гидролиз уже в значительной степени совершается до самого процесса прядения, что представляет преимущество, так как химическое осаждение или коагуляция, которая следует за процессом прядения и которая фактически является дополнением этого гидролиза, может быть проведена в более разбавленных расгворах с меньшей затратой времени и получением более однородной по всей длине нити. Соответственно, контроль процесса созревания является одним из наиболее важных моментов в производстве целлюлозы. При обычных условиях во время созревания допускается гидратация около 40—50% первоначально образовавшегося ксантогената. На это требуется четыре или пять дней. При контроле скорости реакции особенную тщательность нужно проявить в поддержании постоянства состава и температуры. [c.365]

Свежеприготовленный прядильный раствор непригоден для немедленного формования волокна. Для получения так называемой созревшей вискозы раствор ксантогената очищают от различных механических примесей на рамных фильтр-прессах и выдерживают определенное время (24 —60 ч, процесс созревания вискозы) при установленной постоянной температуре (14—17° С). Во время созревания происходит изменение химических и коллоидных свойств вискозы, уменьшается стабильность и увеличивается способность к коагуляции. В результате частичного омыления ксантогената понижается степень этерификации целлюлозы. Пузырьки воздуха, попавшие в раствор, медленно выделяются из него происходит обезвоздуши-вание. Обычно вискоза содержит целлюлозы 6— 9%, едкого натра 6— [c.235]

При получении химических волокон различными методами процесс формования не заканчивается на стадии намотки свежесформованного волокна на приемное устройство. Так, например, при сухом методе формования последующие операции сводятся в основном к удалению остатков летучего растворителя . При формовании волокон из расплава кристаллизующихся полимеров (полиамиды, полиэфиры) выходящее из прядильной шахты волокно, как правило, еще не пригодно для дальнейшей переработки и должно быть подвергнуто ориентационному вытягиванию. При мокром формовании целлюлозных волокон кроме ориентационной вытяжки важной заключительной операцией является удаление воды (сушка) и достижение равновесной влажности. При мокром формовании полиакрилонитрильных волокон процесс последующего ориентационного вытягивания сочетается с процессом смыкания пор, образовавшихся при застудневании раствора (синеретическое отделение жидкости), что приводит к получению более плотного волокна. Для большинства волокон процессы после формования нити включают обычно также и релаксацию внутренних напряжений, возникших вследствие неравновесного протекания ориентационной вытяжки и явлений усадки из-за потери растворителя при сушке. Эти заключительные операции различаются в зависимости от конкретного метода формования волокон. При всей специфике отдельных операций и процессов имеются и такие, которые являются общими для всех видов волокон. К таким процессам относятся в первую очередь ориентация полимера в волокне и релаксация внутренних напряжений. [c.206]