Вторая стадия – получение шихты.

а) подготовленное сырьё смешивают в нужных пропорциях для образования однородной смеси – шихты.

б) шихта поступает на стадию высокотемпературной обработки – варку стекломассы.

Третья стадия – варка стекломассы.

Варкой стекломассы называют процесс расплавления шихты до однородной стекломассы.

При варке стекла происходят сложные физико-химические процессы. Эти процессы начинаются до расплавления шихты. Протекают за счёт диффузии в твёрдой фазе и продолжаются в расплаве.

Во-первых, в твёрдой фазе протекают процессы образования силикатов при температуре 300-900ºС.

Во-вторых, в жидкой фазе протекают процессы стеклообразования при температуре 1200ºС.

В табл. 2 представлена последовательность процессов, протекающих при варке стекломассы с изменением температуры:

 

- при нагревании шихты из карбонатов натрия, марганца и кальция образуются двойные соли (300-400ºС);

- при дальнейшем росте температуры протекают процессы силикатообразования (350-900ºС):

а) образование силикатов из двойных солей;

б) образование силикатов при непосредственном взаимодействии исходных карбонатов с оксидом кремния;

- появление жидкой фазы в результате растворения двойных солей в карбонате натрия (800-900ºС);

- стеклообразование за счёт растворения в расплаве силикатов магния и кальция (1200ºС);

- при дальнейшем нагревании стекломассы вязкость её уменьшается, вследствие процессов диффузии выравнивается состав (гомогенизация), удаляются пузырьки газов (осветление).

Для варки стекломассы используются печи различной конструкции. Максимальной производительностью обладают ванные печи пламенноготипа непрерывного действия.

В них шихта разогревается факелами пламени сгорающего в печи газа, направленными перпендикулярно движению шихты.

Теплота горючих газов, выходящих из печи используется в нагревателях регенераторного типа. Газ и воздух, подаваемые в печь, предварительно подогреваются, проходя через эти нагреватели.

Четвёртая стадия – формование стекла.

Методы формования стеклянных изделий из стекломассы весьма разнообразны и зависят от их вида и назначения.

1) В каждом методе выбирают определённые температуры и временные условия, обеспечивающие оптимальное значение вязкости стекломассы (ν).

2) Вязкость зависит от температуры и возрастает по мере охлаждения расплава.

3) В зависимости от состава стекломассы формование изделий производят в интервале температур 800-1100ºС.

Для формования стеклянных изделий применяют различные способы. Формование облегчается тем, что вязкость стекломассы при понижении температуры понижается постепенно.

Важнейшими методами формования являются следующие:

- вытягивание на автоматических машинах лодочного и безлодочного типа со скоростью 80-100 м/час (листовое стекло, трубы)

- выдувание и прессвыдувание на прессвыдувочных машинах (тарная и химическая посуда, колбы электроламп);

- прессование на автоматических прессах (линзы, стеклянные блоки, бытовые изделия);

- отливка в формы (архитектурно-строительные детали, художественные изделия);

- прокат с одновременным отжигом для снятия напряжений и шлифовкой (толстое листовое стекло).

 

 

74.ХИМ. ВОЛОКНА, ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ………

 

Волокном называется протяженное тело, гибкое и прочное с малыми поперечными размерами, ограниченной длины, пригодное для изготовления пряжи, текстильных и технических из­делий.

Волокна в зависимости от их происхождения подразделяются на натуральные и химические.

Натуральные волокна, образующиеся в природе без непосред­ственного участия человека, в зависимости от их состава могут быть подразделены на органические (хлопок, шелк и т. д.) и не­органические (асбест). В свою очередь натуральные органические волокна и нити подразделяются на волокна и нити растительного и животного происхождения.

Волокна и нити животного происхождения — шерсть, шелк — используются в основном для изготовления плательных и белье­вых тканей, а шерсть еще и для верхней одежды и трикотажа.

Химические волокна получают в основном из природных и син­тетических полимеров. В зависимости от природы исходного ма­териала все виды химических волокон подразделяются на два класса: искусственные и синтетические.

Искусственные волокна вырабатывают из природных высокомо­лекулярных соединений — целлюлозы и белков. Искусственные волокна подразделяются на три группы: гидратцеллюлозные, ацетатные и белковые.

Гидратцеллюлозные волокна. К этой группе отно­сятся волокна из регенерированной целлюлозы. В зависимости от метода производства они подразделяются на вискозные и медно-аммиачные.

Ацетатные волокна. Если целлюлозу обработать смесью уксусной кислоты и уксусного ангидрида, то получается ацетат целлюлозы (ацетилцеллюлоза)—

Белковые волокна. Производство этих волокон, вырабатываемых из казеина и зеина, из-за низкого качества и малой сырьевой базы не получило широкого развития.

К гетероцепным относятся волокна, полученные из синте­тических органических полимеров, основные цепи макромолекул которых построены из атомов углерода, кислорода, азота и дру­гих элементов. К этой наиболее многочисленной группе относятся: полиамидные, полиэфирные и полиуретановые волокна.К карбоцепным относятся волокна, вырабатываемые из синтетических органических веществ, основные цепи молекул ко­торых построены только из атомов углерода. Наиболее перспек­тивными волокнами и нитями этой группы являются полиакрилонитрильные и полипропиленовые.

способы получения химических волокон

Первая стадия — получение исходного сырья, годного для производства химических волокон.в выделе­нии полимеров в относительно чистом виде из материалов, имею­щихся в природе (например, производство целлюлозы из древе­сины, очистка хлопкового пуха

Вторая стадия — приготовление прядильного раствора или расплава для формования волокна.Например, при производстве вискоз­ного волокна прядильный раствор получают путем растворения ксантогената целлюлозы в щелочи.

Третья стадия — формование волокна (ранее называлось прядением) - является наиболее ответственной при производстве химических волокон.

Эта стадия состоит в том, что прядильный раствор или расплав полимера продавливается через фильеру с отверстия­ми, диаметр которых колеблется в пределах 40—900 мкм в зависи­мости от способа формования. Тончайшие струйки прядильного раствора коагулируют (отверждаются) в осадительной ванне (способ мокрого формования из раствора), или затвердевают после испарения растворителей (способ сухого формования из раствора), или затвердевают на воздухе, переходя из расплавленного состоя­ния в твердое (способ формования из расплава), и превращают­ся в отдельные элементарные нити. Полученные таким образом тонкие нити большой длины, соединенные в один пучок, образуют комплексную, которая проходит через направляющую деталь, для увеличения прочности подвергается вытягиванию и подается на приемное приспособление.Четвертая стадия заключается в проведении различных химических и механических операций, которым подвергают нить для отделки и сообщения ей определенных свойств, необходимых для дальнейшей переработки на текстильных предприятиях.

66. ПРОИЗВ ВМС МЕТОДОМ ПОЛИКОНДЕНС….

Пoликонденсация - процесс образования высокомолекулярных соединений, протекающий по механизму замещения и сопровождающийся выделением побочных низкомолекулярных продуктов.

Например, получение капрона из -аминокапроновой кислоты:

n H₂N-(CH₂)₅-COOH  H-[-NH-(CH₂)₅-CO-]_n-OH + (n-1) H₂O;

или лавсана из терефталевой кислоты и этиленгликоля:

n HOOC-C₆H₄-COOH + n HO-CH₂CH₂-OH 

 HO-(-CO-C₆H₄-CO-O-CH₂CH₂-O-)_n-H + (n-1) H₂O.

 

 

65. МЕХАНИЗМ СТУПЕНЧАТОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ И СОПОЛИМЕРИЗ………….

Полимеризация

Полимеризация - это процесс образования макромолекул соединением большого числа молекул мономера без выделения побочных продуктов.

Полученный полимер имеет тот же элементарный состав, что и исходный мономер, процесс необратим и протекает с выделением теплоты.

Для осуществления реакции полимеризации необходимо мономеры перевести из неактивного состояния в активное состояние, для чего используют инициаторы, катализаторы, световую, тепловую или ядерную энергию.

Реакции полимеризации по механизму образования макромолекул делятся на ступенчатые и цепные. Ступенчатая полимеризация

При ступенчатой полимеризации мономерные единицы не присоединяются последовательно. Удлинение цепи и рост молекулярной массы происходит за счет теломеров и небольших полимеров.

М-М + М-М-М-М => М-М-М-М-М-М

М-М-М-М-М-М + М => М-М₅-М

М-М₅-М + М-М₂₀-М => М-М₂₇-М

М-М₂₇-М + М-М₁₀-М => М-М₃₉-М и т.д.

Сополимеризация

Сополимеризация - процесс совместной полимеризации двух или нескольких отличающихся друг от друга по химическому составу мономеров:

mA + nB → ∙∙∙-A-A-B-A-B-B-A-B-A-B-A-

В молекуле сополимера обычно отсутствует правильное чередование звеньев обоих мономеров. Сополимеризация позволяет получать полимеры, обладающие такими свойствами, которых нет у исходных материалов, если полимеризацию вести отдельно.