Методическая разработка "Виды волокон. Вискоза" (5 класс)

Виск заоо  —   (от позднелат. viscosus —   зябкий)   высоковязкий   концентрированный раствор ксантогената целлюлозы в   разбавленном   растворе NaOH.   При   обработке   кислотой вискозы   ксантогенат   целлюлозы   разрушается   с   выделением   исходной   целлюлозы, выделяющейся из раствора.  волокноо (от   латинского   viscosus —   клейкий) —   искусственное целлюлозное волокно, получаемое переработкой природной целлюлозы. Производится в виде текстильных и кордовых нитей и штапельного волокна. Виск зное оо Вискозное   волокно   является   одним   из   первых   искусственных   волокон,   нашедших практическое применение: процесс производства вискозного волокна был разработан в конце ХIХ века и с минимальными модификациями применяется по сей день. Процесс получения вискозного волокна состоит из следующих стадий: ­Получение из целлюлозы прядильного раствора — вискозы (ксантогенатацеллюлозы) ­  Формование мокрым   методом   нити   продавливанием   вискозы   через фильеры в кислотную ванну с регенерацией целлюлозы ­ Отделка и сушка Вискозное   волокно   легко   окрашивается   красителями   для   натуральных   волокон (хлопка, льна), гигроскопично, что обусловливает высокие  гигиенические  качества ткани из него, и, благодаря доступности исходного сырья и реактивов, используемых в производстве, относительно недорого. К недостаткам вискозного волокна относятся лёгкая сминаемость, значительная потеря прочности в мокром состоянии и недостаточная устойчивость к истиранию. Эти недостатки в той или иной степени могут быть устранены последующими модификациями и обработкой. Производство     которая В промышленном производстве вискозы исходным   сырьём   является   древесная целлюлоза, сначала мерсеризуется —   обрабатывается водным   раствором едкого   натра в течение   5—15   мин.   при   45—60 °C   с последующим   удалением   из   пульпы избытка раствора на отжимном прессе. Прессованную мерсеризованную влажную целлюлозу, содержащую 30— 32 %   целлюлозы   и   16—17,5 %   NaOH измельчают   на «предсозревание»,   во   время   которого происходит окислительная   и   оставляют её       деструкция кислородом воздуха до степени полимеризации 400—600. Образование собственно вискозы из­за токсичности и огнеопасности сероуглерода, а также   взрывоопасности   его   паров   в   воздухе   проводят   в   герметичных   аппаратах­ ксантогенаторах   в   атмосфере   азота,   при   этом   количество   используемого   сероуглерода составляет   30—50 %   от   массы   целлюлозы,   длительность   процесса —   1—1,5   часа   при начальной температуре 22—26 °C, конечная температура 28—35 °C. Образующийся   технический   ксантогенат   целлюлозы   представляет   собой   оранжевую комковатую   массу,   которую   вымывают   из   ксантогенатора   разбавленным   раствором   едкого натра, пульпу ксантогената пропускают через измельчающие устройства и подают в аппарат с мешалкой, где в течение 2—2,5 часов при 12—20 °C происходит растворение ксантогената с образованием вискозы — прозрачной оранжевой жидкости. Другие технологии получения вискозного волокна Лиоцелл Получение вискозных волокон (лиоцелл) стало возможным на основе процессов  прямого растворения целлюлозы в N­метил­морфолин­N­оксиде (NMMO). Производство вискозных волокон по ММО­процессу на основе карбамата целлюлозы в промышленном масштабе началось в 1992 году фирмой «Courtaulds», США, которая произвела первые 18 тыс. тонн этого волокна. Готовая гидратцеллюлоза вышла на рынок под разными именами,   присвоенными   ей   компаниями —   владельцами   брендов:   лиоцелл   (lyocell)   или лайоцелл в английском произнесении, ньюцел (newcell), тенсел (tencel), орцелл (orcell). Технологический процесс получения вискозных волокон по ММО­методу состоит из следующих основных стадий: технологии). Подготовка целлюлозы (дробление и получение пульпы или порошка в зависимости от Добавление к пульпе или порошку целлюлозы метилморфолиноксида (ММО). Смешение в экструдере с подогревом до 100 °C. Подача раствора в осадительную ванну с последующей окраской и сушкой. Достоинства этого процесса и полученного материала: повышение прочности во влажном состоянии; совместимость со всем спектром натуральных и синтетических волокон; хорошая и стабильная окрашиваемость волокна, особый блеск в результате окраски; экологически безопасная технология производства; надежность в носке материалов на основе этого волокна; в равной степени эффективное использование  при производстве тканых и нетканых материалов; высокие   потребительские   свойства,   аналогичные   свойствам   хлопковолокна,   и   даже превышающие их по прочности, качеству прокраса и поверхностным эффектам; тактильный   эффект   натурального   шелка,   притом,   что   это   волокно   более 1. 2. 3. 4.         гигроскопично, чем натуральный шелк. К недостаткам следует отнести:  повышенную фибриллизацию волокон, которая удаляется в основном формальдегидными агентами, что не всегда соответствует санитарно­гигиеническим нормам, с другой стороны, снижение фибриллизации механическим путем или с помощью энзимной обработки повышает себестоимость волокон;  дороговизну лицензий;  высокую стоимость готового волокна. Сиблон —   вискозное   высокомодульное   волокно   (ВВМ),   усовершенствованная вискоза. Сиблон был изобретён в 1970­х годах. Вырабатывается из целлюлозы, получаемой из древесины   хвойных   пород.   Сиблон,   по   сравнению   с   вискозой,   примерно   в   полтора   раза прочнее, он более гигроскопичный и устойчивый к щелочам, ткани из сиблона меньше садятся и мнутся[. Ассортимент вискозных волокон В зависимости от назначения ВВ производятся в виде непрерывных нитей (текстильных и технических, например, особо прочных кордных) или штапельного волокна различного типа: обычной   прочности,   высокопрочного,   извитого   и   полинозного   (хлопкоподобного).   Особую группу   составляют   модифицированные   ВВ специального повышенной хемостойкости,   ионообменные,   бактерицидные, кровеостанавливающие и др., а также вискозная пленка. Строение и свойства вискозного назначения:     волокна Вискозное   волокно   представляет   искусственное   химическое   волокно   из гидратцеллюлозы, то есть одной из структурных модификаций целлюлозы волокна из раствора. Гидратцеллюлоза   отличается   от   природной   целлюлозы   повышенной   гигроскопичностью, сорбционными свойствами и большей способностью к гидролизу, этерификации и окислению. Средняя степень полимеризации гидратцеллюлозы в вискозном волокне колеблется от 300 до 600,   что   соответствует   молекулярной   массе   49000—98000.   При   формовании   вискозного волокна   в   нем   образуются   надмолекулярные   структуры,   тип   которых   зависит   от   условий формования (характеристик вискозной прядильной массы, состава осадительной ванны и др.). Физико­механические свойства вискозных волокон (ВВ) в значительной степени определяются структурой   их   наружной   оболочки,   в   которой   гидрат­целлюлоза   содержит   значительное количество поперечных связей, что придает волокнам повышенную прочность. Плотность ВВ составляет около 1,5 т/м . ВВ не термопластичны и могут кратковременно использоваться без снижения механических свойств при температуре 100—120 °C. Устойчивы к действию воды и неполярных   органических   растворителей   (бензин,   бензол),   в   которых   не   набухают.   При действии   концентрированных   минеральных   кислот   при   нормальной   температуре   и разбавленных   кислот   при   нагревании,   а   также   щелочей   в   присутствии   кислорода   воздуха подвергаются   деструкции.   Сильно   набухают   в   разбавленных   растворах   щелочей   и растворяются   в   медноаммиачном   растворе.   ВВ  неустойчивы   к  действию   микроорганизмов, которые вызывают их деструкцию. Применение Вискоза – это достаточно интересный материал, получаемый  из натурального сырья искусственным путем. Интересна ткань тем, что она может быть похожа на шелк, шерсть или лен. Все зависит от того, каким способом материал был обработан. Именно поэтому из вискозы делают самую разную продукцию: женскую и мужскую одежду   (блузки,   футболки,   платья,   майки,   водолазки),   вискозные   неволокнистые   изделия (целлюлозная   плёнка,   пластифицированная глицерином — целлофан),   мочалки   и   различные впитывающие ткани, даже автомобильные покрышки повышенной надежности. В промышленности вырабатывают три вида вискозных волокон:    техническая нить; текстильная нить; штапельные волокна. ВВ имеют хороший внешний вид, легко окрашиваются, обладают лучшими по сравнению с синтетическими   волокнами   гигиеническими   качествами,   отличаются   достаточно   высокими прочностными и усталостными характеристиками, относительно дешевы. Вследствие этого ВВ широко   используются   для   производства   текстильных   тканей   народного   потребления   и широкого ассортимента технических изделий. Вискозная пленка (целлофан) обладает высокой паро­   и   влагопроницаемостью,   устойчива   к   действию   жиров   и   масел,   вследствие   чего используется в качестве упаковочного материала. Губка и нить из вискозы История возникновения и процесс производства В   далеком   1664   году житель   Туманного   Альбиона   Роберт   Хук   решил   провести занимательный   эксперимент   с   целью   получения   искусственных   нитей,   которые   бы были похожи на шелковые. Его эксперимент не был удачным, впрочем, так же как и те, которые   проводились   следующие   два столетия.   Так   продолжалось   до   1855 года,  когда Джорджу Аудемарсу  путем медленного погружения иглы в смесь из клейкой   мякоти   древесной   коры   и резины удалось   получить   нить. Конечно, эта идея получения вискозного волокна была не слишком экономически жизнеспособна, так как процесс требовал определенных навыков и высокой точности. Еще   спустя   почти   30   лет,   в   1884   году   французом   Гильером   де   Шардоне была запатентована новая технология получения вискозы. Хотя и у его искусственного шелка был   недостаток:   он   достаточно   легко   и   быстро   воспламенялся.   По   этой   причине   от   идеи создания вискозы по его способу пришлось отказаться. В   1891   году   английскими   химиками   Чарльзом   Кроссом,   Эдвардом   Беваном   и Клейтоном Бидле был усовершенствован процесс создании вискозы. Они разработали процесс ксантогенирования, при котором из специального раствора формируются вискозные волокна. 30 сентября 1902 года был запатентован искусственный шёлк (вискоза). В СССР первые   производства   вискозных   волокон   начали   появляться   в 1927 году,   в   Проектирование   предприятий   велось городах Мытищи, Ленинград,Могилёв и Клин. проектным институтом ГИПРОИВ. Свойства вискозы Ткань, которая получается из вискозы очень приятная и мягкая на ощупь, образовывает на  изделиях красивые складки. Если в ткань не добавлять матирующие элементы, то она будет  отливать красивым «шелковым» блеском. Из­за своей достаточно высокой гигроскопичности, вискоза способна впитать много  влаги, так, например, по сравнению с хлопком, она впитывает ее в два раза больше. Вискозу очень легко окрашивать в самые разнообразные яркие цвета. Если в ткань не вплетать специальные укрепляющие волокна, то в чистом виде при увлажнении, она становится не очень прочной. Еще одним явным преимуществом вискозы является то, что она не электризуется. Несомненным   плюсом   ткани   является   ее натуральность,   ведь   производится   она   из древесины. Да и ее утилизация легкая и не представляет опасности для внешней среды. Особенности использования и ухода за вискозой Сфер   для   использования   вискозы   множество.   Так,   например,   вискозная   нить широко используется   при   вышивке,   а   из   вискозного   полотна шьют   одежду,   так как «нетканка» впитывает влагу и «дышит», при этом никогда не вызывает аллергию. Чаще всего из вискозы шьют подкладки для одежды. В домашнем хозяйстве можно часто встретить вискозное постельное белье, скатерти, шторы. Еще одна сфера применения несколько необычна для ткани в ее привычном для нас понимании – вискозу используют при изготовлении гоночных покрышек, кирзовых сапог, целлофана и целлюлозной пленки. Еще   из   вискозной   нетканки   делают   чистящие   салфетки,   которые   позволяют   очень быстро и качественно очистить практически любые поверхности, не оставляя на них ворсинок. Да и для мытья посуды они идеальны, так как не требуют даже моющих средств. Вискоза – довольно капризный материал, поэтому она требует аккуратного ухода, в противном   случае   вместо   красивой   вещи   вы   получите   "жеваную"   тряпку,   покрытую катышками. Чего же не терпят вещи из этого материала? Все просто: машинную стирку и отжим;   агрессивные   моющие   средства;   выкручивание;   глажку   раскаленным   утюгом   с отпаривателем (могут образовываться пятна от брызг и пара). Как правильно ухаживать? Для изделий из вискозы подходит только ручная или машинная   стирка   на   деликатном   режиме   с   щадящими   моющими   средствами.   Перед стиркой нужно изучить ярлычок, так как часто используется сочетание разных волокон, что меняет   условия   ухода.   Гладить   также   нужно   осторожно:   через   влажную   ткань,   используя режим "шелк".