Ксантогенатное волокно

Cтраница 2

Двухванным называется такой способ формования волокна, когда коагуляция вискозы и омыление ксантогената производятся раздельно. На прядильной машине происходит только коагуляция вискозы в нейтральной или слабощелочной среде с образованием ксантогенатного волокна, а омыление его осуществляется в процессе отделки. [16]

Двухванным называется такой способ формования волокна, при котором процессы коагуляции вискозы и омыления ксантогената осуществляется раздельно. На прядильной машине происходит только коагуляция вискозы в нейтральной или слабощелочной среде с образованием ксантогенатного волокна, а омыление его осуществляется в процессе отделки. В последние годы в разных странах и особенно в Советском Союзе разраба тываются различные варианты этого способа, имеющего ряд существенных технико-экономических преимуществ. [17]

В этом случае после осаждения ксантоге-ната в первой ванне ( бескислотной) его разлагают в разбавленной серной кислоте при 80 - 90 С во второй ванне и ксантогенатные волокна при вытягивании на 200 % превращают в гидратцеллюлоз-иые. Полученные волокна отличаются высокой прочностью ( до 38 гс / текс), пониженным удлинением, но сильно набухают в воде ( более 200 %) и обладают низкой стойкостью к щелочным обработкам. [18]

Осадительная ванна содержит бикарбонат натрия, который связывает едкий натр, содержащийся в вискозе, IB результате чего вискоза коагулирует и образуются волокна, состоящие из ксантогената целлюлозы ( у20 - 25) - так называемое ксантогенатное волокно. [19]

В первой ванне происходит только коагуляция или коагуляция, сопровождающаяся частичным омылением ксантогената целлюлозы, а во второй - окончательное омыление и вытягивание волокна. Во всех случаях коагуляция ксантогената протекает равномерно по всему сечению вискозной струйки, вытекающей из отверстия фильеры. В результате получается структурно-однородный гель, ксантогената целлюлозы - ксантогенатное волокно, которое может быть подвергнуто значительному вытягиванию во второй ванне - пла-стификационной. При этом происходит ориентация элементов структуры вдоль оси волокна, приводящая к увеличению прочности и модуля. [20]

Изотермы деформации целлюлозных волокон. [21]

Так как все испытывавшиеся волокна были изготовлены из одного и того же вискозного прядильного раствора, то можно принять, что равной степени растяжения ( отнесенной к размерам волокна в воздушно-сухом состоянии) соответствует равная степень ориентации. Задаваясь определенной степенью растяжения, по графику можно определить на сколько меньше напряжение, необходимое для достижения заданной степени ориентации, для ксантогенатного волокна по сравнению со свежеполученным влажным или сухим вискозным волокном. [22]

Беспорядочное расположение мелких кристаллитов в невытянутом ксантогенатном волокне ( по Воллмерту. [23]

Так как профиль волокна в осадительной ванне после точки нейтрализации практически не изменяется, можно предположить, что гидратная вода, отделившаяся от молекул ксантогената за счет действия модификатора, удаляется через кутикулу только частично. Основная часть воды находится в волокне в виде тонкодиспергированных капель ( по Тиле, капельное расслоение) между скоагулировавшими частицами. Если речь идет о модификаторе, способном к сильному связыванию воды, то в этом случае отделившаяся от ксантогената вода полностью или частично связывается гидрофильными группами модификатора. Вода, находящаяся в скоагулировав-шем ксантогенатном волокне в виде тонкодиспергированных капель или связанная анионно-катионным комплексом, может быть причиной образования пор в готовом волокне. [24]

Однако омыление в щелочной среде сложных эфиров вообще и ксантогената целлюлозы в частности происходит значительно медленнее, чем в кислой среде. Если, например, омыление ксантогената целлюлозы ( - у 20 - 25) при действии разбавленного раствора кислоты при 35 - 40 С ( в результате образования свободной целлю-лозоксантогеновой кислоты и ее быстрого разложения) продолжается всего лишь 30 - 60 сек, то для его омыления 0 5 - 1 % - ным раствором NaOH при 125 - 130 С требуется 40 - 60 мин. Естественно, что такая сравнительно длительная обработка не может быть осуществлена в одной или даже нескольких секциях проходного аппарата, как это имеет место при омылении ксантогената целлюлозы в кислой или в нейтральной среде. Поэтому при щелочном формовании процесс омыления ксантогенатного волокна производится в автоклавах под давлением. Необходимость установки специальных автоклавов, в которые периодически загружается ксантогенатное волокно и из которых выгружается гидратцеллюлозное волокно, является одним из основных недостатков этого метода. [25]

Высокомодульные волокна могут быть получены также способом Лилиенфельда - формование в концентрированной ( 55 % - ной) серной кислоте. При более высокой концентрации H2SO4 разложение ксантогената целлюлозы прекращается из-за отсутствия водородных ионов. Зато недиссоциированная серная кислота ( 65 % - ная и выше) способна сольватировать и даже растворять целлюлозу. Вискоза в подобной сернокислотной ванне превращается в сильно набухшие ксантогенатные волокна, которые здесь же подвергаются сильному вытягиванию, а затем в натянутом состоянии тщательно промываются холодной водой при 4 - 5 С. При этом ксантогенат целлюлозы под натяжением омыляется и превращается в гидрат-целлюлозу. Однако из-за сильного набухания в воде ( более 200 %), низкой стойкости к щелочи и большой хрупкости ( потеря прочности при кручении пряжи превышает 40 %) эти волокна не пригодны для замены хлопка. [26]

Формование волокна производится в ванне, содержащей 80 - 90 г / л H2SO4 и 310 - 320 г / л Na2SO4, при 45 - 48 С. Благодаря низкой концентрации кислоты ксантогенат в ванне полностью не омы-ляется. Свежесформованное волокно подвергается вытягиванию на 30 - 40 % в пластификационнсй ванне. Вытягивание в этих условиях гидратцеллюлозного волокна, внутренние слои кото рого состоят из неполностью омыленного ксантогенатного волокна, приводит к получению волокна с неоднородной структурой ( различные напряжения в различных слоях волокна) и, как следствие, к сильной усадке. После снятия нагрузки вытянутое волокно усаживается более чем на 15 %, причем образуется устойчивая извитость. Метод получения извитого волокна реализован на многих заводах штапельного волокна. Окончательная регенерация целлюлозы производится во второй ванне70 при 85 - 95 С. Такой же метод производства штапельного волокна применяется и в других странах. [27]

Далее ацетат целлюлозы переводят снова в Целлюлозу соответствующей химической обработкой или гидролизом. В более общем случае регенерацию целлюлозы осуществляют при помощи процесса, называемого мокрым прядением. В нем раствор химически модифицированной целлюлозы экструдируют непосредственно в жидкую ванну, в которой волокно, пока оно еще находится в полужидком состоянии, регенерируют в целлюлозу. В одном из таких процессов получения медно-аммиачного шелка химическая модификация целлюлозы происходит путем растворения ее в растворителе, содержащем соль меди и аммиак. Однако наиболее известен процесс получения вискозного шелка, разработанный Кроссом и Бивеном еще в 1892 г. По этому процессу целлюлозу превращают в серусодержащее соединение, называемое ксантогена-том целлюлозы, а ксантогенатные волокна вновь превращают в целлюлозные погружением в ванну, содержащую серную кислоту и некоторые соли. [29]

Следовательно, при получении волокна двухванным способом и последующем омылении его в щелочной среде вредные газы не выделяются ни в процессе формования волокна, ни при последующем омылении ксантогената. Однако омыление в щелочной среде сложных эфиров вообще и ксантогената целлюлозы в частности происходит значительно медленнее, чем в кислой среде. Если, например, омыление ксантогената целлюлозы ( у 20 - 25) при действии разбавленного раствора кислоты при 35 - 40 С ( в результате образования свободной целлюлозо-ксантогеновой кислоты и ее быстрого разложения) продолжается лишь 30 - 60 с, то для его омыления 0 5 - 1 % - ным раствором NaOH при 95 - 100 С требуется 40 - 60 мин. Естественно, что такая сравнительно длительная обработка не может быть осуществлена в одной или даже нескольких секциях проходного аппарата, как эти имеет место при омылении. Поэтому при щелочном формовании процесс омыления ксан-тогенатного волокна должен проводиться в автоклавах под давлением. Необходимость установки специальных автоклавов, в которые периодически загружается ксантогенатное волокно и из которых выгружается гидратцеллюлозное волокно, является одним из существенных недостатков этого метода. [30]

Страницы: 1 2 3