Химическая технология

детских сумок различных  фасонов, всевозможных футляров, ремней, кошельков, бумажников, очешников, шорно-седельных изделий, перчаток, мячей, детских игрушек, скатертей, занаве-

сок и т. п.

Применяют эти материалы  как для верха этих изделий, так  и для подкладки.

По толщине галантерейные  материалы подразделяют на группы.

Галантерейные искусственные, синтетические кожи и пленочные  материалы должны иметь:

-небольшую поверхностную плотность,

-обладать высокой прочностью,

-эластичностью,

-хорошей драпируемостью,

-кожеподобностью,

-большим сопротивлением истиранию,

-жесткостью и каркасностью (определяющими конкретное назначение, форму и фасон изделия),

-водонепроницаемостью,

-хорошим сопротивлением изгибу.

При изготовлении перчаток применяют тонкие и очень легкие искусственные кожи с малой жесткостью, тягучестью и хорошей способностью к изгибанию.

Нормируют показатели гигиенических  свойств только перчаточных материалов.

Галантерейные мягкие искусственные, синтетические кожи и пленочные материалы выпускают разнообразных цветов и оттенков, прозрачными, с мелким и глубоким рисунком тиснения, с печатным рисунком, с матовой, помятой и лаковой поверхностью, с перламутровым эффектом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III. Требования, предъявляемые к материалам технического назначения (полиграфические, светотехнические, сельскохозяйственные плёнки, переплётные материалы).

К материалам технического назначения относят переплетные, светотехнические, упаковочные и т. п.

В полиграфической промышленности используются переплетные материалы и пленки.

 Первые — для  изготовления переплетных крышек  и фальчиков, 

вторые — для переплетов и обложек книг, блокнотов, папок и других изделий.

Переплетные материалы  выпускают различных цветов и  рисунков, различной фактуры, с тиснением и без него, с печатным рисунком и без него.

Переплетные материалы  должны быть:

-технологичными, т. е. не вызывать осложнений при их переработке,

-стойкими к многократным деформациям,

-эластичными,

-нелипкими,

-устойчивыми к сухому и мокрому трению,

-светостойкими,

-восприимчивыми к печатным краскам,

-не менять цвета при нанесении клея на изнаночную сторону,

- не скручиваться и т. п.

Большое распространение  получили жесткие и мягкие полимерные пленочные материалы в светотехнической промышленности для изготовления всевозможных абажуров. Эти материалы должны обладать высокими показателями светотехнических свойств (коэффициент отражения и пропускания, показатель рассеяния света) и обеспечивать высокую экономичность светильника, удобство в эксплуатации. Светотехнические полимерные пленочные материалы должны обладать способностью к самозатуханию, стойкостью к действию растворителей. Жесткая пленка к тому же должна быть формоустойчивой.

Пленочные материалы  являются прекрасным упаковочным материалом для хранения и транспортирования самой разнообразной продукции.

Широко используются пленочные материалы в сельском хозяйстве для различных целей, но особенно при создании теплиц, укрытий, при заготовке кормов, разведении шелкопряда.

Эти материалы должны быть:

- мягкими,

-стойкими к атмосферному старению (так как подвергаются воздействию повышенной температуры, влажности, кислорода и озона воздуха, многократным механическим деформациям),

-прочными.

Промышленностью выпускаются  и другие виды искусственных кож и пленочных материалов, применяемых в различных отраслях народного хозяйства и обладающих определенными

свойствами, обусловленными специальными требованиями в зависимости  от назначения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV. Бутилкаучук, получение, свойства, промышленные марки, применение в производстве искусственных кож.

 

Бутилкаучук.

 Синтетический бутилкаучук  (БК) является сополимером изобутилена  и небольшого количества изопрена. Это единственный из промышленных  каучуков, который получают методом  низкотемпературной (от —100 до —130 °С) каталитической полимеризации по катионному механизму.

Непредельность БК, определяемая присутствием звеньев изопрена, колеблется в пределах 0,6—2,8%. Чередование изопреновых  и изобутиленовых групп нерегулярное. Молекулярная

масса БК составляет 200—400 тыс. при относительно широком ММР.

 БК — бесцветный  продукт с плотностью 920 кг/м3 и  температурой стеклования — 69 °С.

Он стоек к действию света, кислорода и озона и  в этом отношении уступает лишь этиленпропиленовым каучукам, не имеющим двойных связей в главной цепи.

БК также стоек к  действию воды, кислот, некоторых растительных и животных жиров. Однако он плохо  сопротивляется действию ионизирующих излучений и УФ-лучей, приводящих к его деструкции, что объясняется  наличием в цепях каучука асимметричных атомов углерода.

 В процессе длительного  хранения БК также деструктирует,  если он не заправлен антистарителями.  БК — слабокристаллизующийся  полимер, однако при растяжении  до 400 % скорость кристаллизации значительно  возрастает.

Основным специфическим свойством БК является исключительно низкая газопроницаемость; по этому свойству он уступает только тиоколам.

 Перерабатывают БК  на обычном оборудовании резиновой  промышленности.

 Целесообразно процесс  вести в две стадии, проводя  смешение каучука с наполнителями, мягчителями и активаторами вулканизации в резиносмесителях при температуре 120—130 °С в течение 10—20 мин. Вулканизующие агенты и ускорители вводят на второй стадии смешения, осуществляемой на охлажденных вальцах.

 Двухстадийный процесс  смешения БК с другими ингредиентами обеспечивает получение резин с более высокими показателями физико-механических свойств.

БК плохо совмещается  с непредельными СК (кроме полихлоропрена; в их присутствии он практически  не вулканизуется) и хорошо с этиленпропиленовыми каучуками, полиэтиленом и

полиизобутиленом. Введение наполнителей в смеси на основе БК заметно повышает показатели некоторых  физико-механических свойств вулканизатов (сопротивление раздиру и истиранию,

теплостойкость и др.). На предел прочности при растяжении наполнение не оказывает существенного влияния. Наибольшего эффекта добиваются при введении высокодисперсных органических и минеральных наполнителей в каучуки, непредельность которых выше 1,5%- Вулканизуют БК серой, фенолформальдегидными смолами, органическими полисульфидами и Динитрозосоединениями. Вследствие низкой непредельности скорость вулканизации их максимальна при температуре 180—200 °С. Снижение температуры вулканизации приводит к получению вулканизатов с низкими показателями физико-механических свойств. В БК обязательно введение ускорителей (тиурамы, дитиокарбаматы). Вулканизаты на основе БК отличаются высокой тепло- и озоно- стойкостью, газонепроницаемостью, стойкостью к агрессивным средам и набуханию в воде.

Основными недостатками резин на основе БК являются низкая эластичность при нормальной температуре, высокое тепло- образование при динамических нагрузках и повышенные остаточные деформации.

 

 

 

 

 

 

 

V. Эфиры целлюлозы; получение, свойства, промышленные марки, применение в производстве искусственных кож.

 

Эфиры целлюлозы – продукты замещения водородных атомов гидроксильных групп на кислотные (при получении сложных эфиров) или на спиртовые (при получении эфиров) остатки.

Простые эфиры целлюлозы С₆Н₇О₂(ОR)_n(ОН)_3-n (где n≈2) получаются главным образом при взаимодействии щелочной целлюлозы с галогензамещёнными углеводородами. [C₆H₇O₂(OH)₃]_n+3_nRCl+3_nNaOH → [C₆H₇O₂(OR)₃] +3NaCl+3nH₂O

Различают следующие  виды простых эфиров целлюлозы: алкилцеллюлозы (метил-, этилцеллюлозы и другие); аралкилцеллюлозы (бензилцеллюлоза); гидроксиалкилцеллюлоза (гидроксиэтил-, гидроксипропилцеллюлоза); эфиры, содержащие в алкильном заместителе другие группы, помимо гидроксильных, например, карбоксильные и другие (карбоксиметилцеллюлоза, цианэтилцеллюлоза и так далее); смешанные простые эфиры целлюлозы ( карбоксиметилэтилцеллюлозы и другие). В последнее время получено большое число простых эфиров целлюлозы, содержащих различны функциональные группы.  Кроме того, известны эфиры целлюлозы, содержащие одновременно простые эфирные и сложноэфирные группы. 

1. Представители проcтых  эфиров целлюлозы

1.1 Алкилцеллюлоза

Из алкилцеллюлоз в  промышленности производят метил- и  этилцеллюлозы. Метилцеллюлоза может  быть получена с разной степенью замещения (С3) вплоть до С3 3,0. Теоретически монометилцеллюлоза содержит 17,61%,  диметилцеллюлоза 32,6%  и триметилцеллюлоза 45,65% групп-ОСН₃. В промышленности получают водорастворимую метилцеллюлозу методом метилирования щелочной целлюлозы метилхлоридом [2]:

[С₆Н₇О₂(ОН)₃]_n+хnNаОН+хnСН₃→[С₆Н₇О₂(ОН)_3-х(ОСН₃)_х]_n+хnNаСl+

+хnН₂О

метилцеллюлоза растворима в холодной воде и ряде органических растворителей, но не растворяется в  горячей воде. В водных растворах  метилцеллюлоза проявляет свойства  ПАВ.

Этилцеллюлозу в промышленности получают взаимодействием щелочной целлюлозы этилхлоридом [2]:

[С₆Н₇О₂(ОН)₃]_n+хnNаОН+хnС₂Н₅Сl→[С₆Н₇О₂(ОН)_3-х(ОС₂Н₅)_х]_n+

+хnNaСl+хnН₂О

Низкозамещенная  этилцеллюлоза  растворима в холодной воде. Высокозамещенная этилцеллюлоза не растворима в воде, растворима в ряде органических растворителей, устойчива к действию щелочей и разбавленных кислот. Это термопластичный полимер,  хорошо совмещающийся с различными смолами и пластификаторами. Изделия из этилцеллюлозы обладают высокими механической прочностью, термо- и морозостойкостью.

1.2 Бензилцеллюлоза

Бензилцеллюлоза представляет собой простой эфир целлюлозы  и бензилового спирта, получаемый взаимодейтвием щелочной целлюлозы  с хлористым бензилом.

Технологический процесс  получения бензилцеллюлозы может  осуществляться одноступенчатым или двух ступенчатым способами.

При одноступенчатом  способе процесс состоит из стадий мерсеризации целлюлозы, бензилирования, промывки, сушки.

Хлопковая целлюлоза  мерсеризуется 40 - 50%-ным раствором  едкого натра и после отжима от него (до трехкратной массы по отношению к исходной массе целлюлозы) подвергается созреванию в течение 24 часов.

Физико механические свойства бензилцеллюлозы зависят  от степени замещения и вязкости. Она характеризуется высокой  адгезией к различным поверхностям, высокой водостойкостью и хорошим диэлектрическими свойствами; растворима в большом числе растворителей. Бензилцеллюлоза – нетеплостойкий и неморозоустойчивый материал с невысокими механическими показателями: теплостойкость по Мартенсу равна 52 – 60⁰С, ударная вязкость всего 1,76 кДж/м². Бензилцеллюлоза имеет высокую химическую стойкость и пластичность.

Бензилцеллюлоза применяется  в основном для изготовления кабелей. Благодаря хорошей адгезионной  способности бензилцеллюлоза используетя  для изготовления защитных покрытий и лаков. Растворы бензилцеллюлозы применяются для получения ''вечных'' обоев декоративной моющейся бумаги, из нее получают также прессовочные и литьевые композиции для производства водо- и щелочестойких изделий.

 

 

1.3 Метилцеллюлоза

Метилцеллюлоза представляет собой простой эфир целлюлозы и метилового спирта. По внешнему виду это порошкообразный или волокнистый продукт белого цвета.

Метилцеллюлозу получают двумя путями: действием на щелочную целлюлозу диметилсульфата [2]:

[С₆Н₇О₂(ОН)₃]_n+2n(СН₃)₂SО₄+2nNaОН→[ С₆Н₇О₂(ОН)(ОСН₃)₂]_n+

+nNаSО₄+3nН₂О

Или действием хлористого метила:

[С₆Н₇О₂(ОН)₃]_n+nСН₃Сl+nNаОН→[С₆Н₇О₂(ОН)₂(ОСН₃)]_n+

+nNaСl+ nН₂О

Чаще применяют хлористый  метил, так как он нетоксичен и  имеет более низкую стоимость. В  промышленности выпускают два вида метилцеллюлозы:

Водорастворимую – со степенью замещения 1,27 – 1,54 (22 – 26% метоксильных групп);

Щелочерастворимую –  с 3 – 4% метоксильных групп; такая метилцеллюлоза нерастворима в воде.

В качестве исходного  сырья применяется хлопковая  или древесная целлюлоза. Метилирование ведут в автоклаве при давлении 0,98 – 1,18 МН/м² (10 – 12 кгс/см²) и 125 -140⁰С. Затем продукт осаждают водой, промывают, отжимают и сушат.

Водорастворимая метилцеллюлоза применяется в качестве клеящего и как пенообразователь и эмульгатор в ряде отраслей промышленности, например в фармацевтической,  лакокрасочной, бумажной, пищевой. Наибольшее техническое применение имеют водные растворы метилцеллюлозы.

1.4 Этилцеллюлоза

Этилцеллюлоза представляет собой простой эфир целлюлозы  и этилового спирта; получается действием хлористого этила на щелочную целлюлозу в присутствии едкого натра [2]:

[С₆Н₇О₂(ОН)₃]_n+3nNаОН+3nС₂Н₅Сl→[С₆Н₇О₂(ОС₂Н₅)₃]_n+

+3nNaСl+3nН₂О

При алкилировании протекает  побочный процесс гидролиза хлористого этила:

3С₂Н₅ Сl+3NаОН→(С₂Н₅)₂О+ С₂Н₅ОН+3NaСl+Н₂О

Чем меньше конценрация  щелочи, тем интенсивнее протекает  гидролиз. Поэтому как при предварительной обработке (мерсеризации), так и при алкилировании применяют 50%-ный раствор едкого натра. Щелочь необходима и для нейтрализации образующейся при гидролизе соляной кислоты, которая может понижать вязкость эфира целлюлозы и вызывать коррозию аппаратуры.