Cтраница 1
Высушивание волокон приводит к необратимому закрыванию очень малых пор. Оказывается, что поры меньше 12 А закрываются при этом необратимо и не открываются при повторном увлажнении, но открываются лишь при отбивке. Прессование листов из пульпы изменяет распределение пор по размерам. Большие поры уменьшаются в размерах, что повышает число пор с размерами, меньшими критических. Очень маленькие поры закрываются при прессовании, что приводит к снижению общего числа пор. Воздействие этих противоположных эффектов приводит к появлению максимума на кривой, описывающей зависимость содержания связанной воды от давления. [1]
Гидролиз может происходить при высушивании волокна после крашения, поскольку, как уже отмечалось, краситель присутствует здесь в виде свободной кислоты и по мере испарения воды в волокне будет оставаться высококонцентрированный раствор сильной кислоты. Волокно не будет претерпевать разрушения под действием соляной или муравьиной кислот, так как они, по всей вероятности, улетучиваются с водой. Иногда, если волокна окрашивались в присутствии серной кислоты и кислота не была полностью отмыта, при высушивании наблюдалось уменьшение прочности. Принимая во внимание большое поглощение красителя при низких значениях рН, считают, что можно преодолеть трудности по совмещению красителей и получить насыщенные оттенки, проводя крашение в сильной кислоте. Такие результаты были действительно получены на практике, но, к сожалению, при этом имеет место существенное уменьшение разрывной прочности, что не позволяет использовать этот метод. [2]
Первый способ заключается в экстракции смазчика более легко летучим растворителем с последующим высушиванием волокна. При втором ( термическом) способе смазчик удаляется в результате испарения при прохождении волокна через зону нагрева. [3]
Через 30 мин ( для хлорина через 1 ч) термостат 7 опускают, вынимают сосуд 8 с водой и вновь поднимают термостат в верхнее положение для высушивания волокон. [4]
Между прочим, в цитированной выше работе Хуберта и др. [6] также отмечалось, что если при пропарке волокон при 100 % - ной относительной влажности происходит конденсация, то снижение степени набухания прекращается, а дальнейшее ее уменьшение возможно только при новом высушивании волокна, на котором произошла конденсация паров воды. [5]
Сушка искусственного волокна является весьма ответственной операцией. Главными условиями сушки являются равномерность высушивания волокна и невысокие температуры. [6]
Поскольку в процессе ацетилирования [146] и других реакций, в которых серная кислота применяется в качестве катализатора, происходит этерификация целлюлозы серной кислотой, возможно, что такой же процесс имеет место и при набухании в серной кислоте, хотя, пока еще отсутствуют прямые доказательства этого предположения. Качественные пробы на серу в набухшем в серной кислоте хлопке после отмывки кислоты и высушивания волокна дают положительные результаты [146], но степень этерификации целлюлозы не была определена. [7]
Механизм процесса инклюдирования целлюлозой до настоящего времени не выяснен, в частности не исследованы изменения реакционной способности целлюлозы при обработке ее органическими веществами в других реакциях этерификации ( например, нитрации), а не только ацетилирования. Повидимому, основной причиной повышения реакционной способности инклюдиро-ванной целлюлозы является невозможность, по стерическим причинам, удаления органических жидкостей, продиффундиро-вавших внутрь набухшего волокна, при высушивании волокна. Вследствие присутствия молекул органического вещества внутри волокна расстояние между макромолекулами увеличивается и образование более прочных ( водородных) связей между макромолекулами при высушивании набухших препаратов затрудняется, а иногда становится вообще невозможным. Благодаря большему расстоянию между макромолекулами, возможность диффузии этерифицирующих реагентов внутрь волокна повышается, что и приводит к повышению скорости процесса этерификации. Следовательно, обработка влажного целлюлозного волокна органическими растворителями оказывает определенное влияние на его структуру и свойства. Изменяется реакционно-способность целлюлозы в некоторых реакциях этерификации, изменяются и механические свойства волокна. [8]
Волокно обрабатывают при 20 и модуле ванны to в растворе содераащен 25 мл / л 0, IJo - ro - раствора в диоксане неи. После проыывки и высушивания волокна приобретает высокую степень белизны. [9]
Но существует еще один аспект ороговения, а именно - изменение механических свойств волокна. Образование тонких монолитных пленок низкомолекулярных продуктов деструкции целлюлозы придает волокну своеобразное свойство жесткости. Такой эффект может быть достигнут и искусственным путем, например, посредством высушивания волокна, смоченного предварительно в растворе сахара. При этом также образуется тонкая монолитная пленка повышенной хрупкости. Жесткость волокон и одновременно частичное взаимное склеивание отдельных элементарных волоконец, обусловленное, как и при сушке бумажного полотна, возникновением межволоконных связей, требуют при производстве искусственных волокон очень внимательного отношения к паковкам, чтобы не вызвать обрыва элементарных волоконец. [10]
Одними из первых исследователей в этой области были Друт 43 и Бранден-бергер 44, которые пытались ввести в волокно мелкодиспергированный воздух или какой-либо инертный газ. Однако им не удалось это осуществить на практике, так как не было найдено способа введения пузырьков воздуха, не вызывающего обрыва формующихся волокон у самой фильеры. Для этой цели могут быть применены легколетучие жидкости, например эфиры, которые при высушивании волокон, особенно в вакууме, будут улетучиваться. [11]
ИНКЛЮДИРОВАНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ( inclusion of cellulose, Zelluloseiuklusion, inclusion de cellulose) - метод получения целлюлозы повышенной реакционной способности, заключающийся в ее обработке водой и последующем вытеснении воды органич. При обработке водой или водным р-ром NaOH ( активация) происходит набухание целлюлозы п разрыв значительного числа межмолекулярных водородных связей, что облегчает диффузию реагентов внутрь целлюлозных волокон п, следовательно, обусловливает повышенную реакционную способность пнклюдировашшп целлюлозы. Однако присутствие воды делает невозможным проведение нек-рых химич. При удалении воды высушиванием волокна уплотняются и целлюлоза утрачивает повышенную активность. В результате такой обработки, к-рая п является собственно ннклюднропанпем целлюлозы, межмолекулярные пространства в целлюлозе частично заполняются растворителем, непосредственное действн. Инклюдпрующне агенты, молекулы к-рых имеют большой объем ( пиридин, бензол), способны удерживаться волокном даже при продолжительном нагревании при 100 С в высоком вакууме. Количество агента, остающегося в волокне после сушки, не зависит от его полярнпстп, поэтому невозможность удаления агента объясняют стерпч. Полярные жидкости с небольшим объемом молекул ( метанол, ацетон) удаляются при нагревании в вакууме и, следовательно, не могут быть применены для И. [12]
ИНКЛЮДИРОВАНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ( inclusion of cellulose, Zelluloseinklusion, inclusion de cellulose) - метод получения целлюлозы повышенной реакционной способности, заключающийся в ее обработке водой и последующем вытеснении воды органич. При обработке водой или водным р-ром NaOH ( активация) происходит набухание целлюлозы и разрыв значительного числа межмолекулярных водородных связей, что облегчает диффузию реагентов внутрь целлюлозных волокон и, следовательно, обусловливает повышенную реакционную способность инклюдированной целлюлозы. Однако присутствие воды делает невозможным проведение нек-рых химич. При удалении воды высушиванием волокна уплотняются и целлюлоза утрачивает повышенную активность. В результате такой обработки, к-рая и является собственно инклюдированием целлюлозы, межмолеку-лярныо пространства в целлюлозе частично заполняются растворителем, непосредственное действие которого не вызывает набухания целлюлозы. Инклюдирующие агенты, молекулы к-рых имеют большой объем ( пиридин, бензол), способны удерживаться волокном даже при продолжительном нагревании при 100 С в высоком вакууме. Количество агента, остающегося в волокне после сушки, не зависит от его полярности, поэтому невозможность удаления агента объясняют стерич. Полярные жидкости г небольшим объемом молекул ( метанол, ацетон) удаляются при нагревании в вакууме п, следовательно, не могут быть применены для И. [13]
На некоторых производствах ПАН волокна обрабатывают паром в автоклавах ( без натяжения), куда волокно подается в виде гофрированного жгута, упакованного в специальную тару. Жгут, обработанный таким образом, обладает высоким качеством и равномерностью свойств. Однако такой периодический процесс неудобен и трудоемок. Обработку в автоклавах применяют чаще всего при высушивании волокна на нагретых барабанах. Запарку волокна можно проводить и до сушки, но в этом случае волокно должно быть высушено без натяжения, например в аппаратах с петлевой раскладкой жгута. [14]
Известно [32], что прочность сухого стекла на 20 % больше, чем находившегося во влажной атмосфере. После вакуумной сушки прочность увлажнившегося стекла возрастает в 2 5 раза. Снижение прочности стекла во влажной атмосфере И. В. Гребенщиков [33] объясняет расклинивающим действием геля кремнекислоты, образующегося в микротрещинах в результате гидролиза влагой поверхности стекла. На наш взгляд, более вероятным при действии влаги на стекловолокно является расклинивающее действие пленки воды. Это подтверждается тем, что во влажной атмосфере теряют прочность и кварцевые волокна, которые гидролизуются довольно медленно, причем прочность регенерируется при высушивании волокна. При длительном пребывании волокна во влажной атмосфере расклинивающее действие оказывает и гель кремнекислоты, особенно в случае некоторых многокомпонентных, легко гидролизую-щихся стекол. [15]