Целлюлоза
ой этерификации - тринитрат целлюлозы (тринитроцеллюлоза) -
должен содержать в соответствии с формулой 14,1% азота. На практике
получают продукт с несколько меньшим содержанием азота (12,5/13,5%),
известный в технике под названием пирокселин. При обработке эфиром
пироксилин желатинизируется; после испарения растворителя остаётся
компактная масса. Мелконарезанные кусочки этой массы – бездымный порох.
Продукты нитрования, содержащие около 10% азота, отвечает по составу
динитрату целлюлозы: в технике такой продукт известен под названием
коллоксилин. При действии на него смеси спирта и эфира образуется вязкий
раствор, так называемый коллодий, применяемый в медицине. Если к такому
раствору добавить камфору (0.4 ч. камфоры на 1 ч. коллоксилина) и испарить
растворитель, то останется прозрачная гибкая плёнка – целлулоид.
Исторически – это первый известный тип пластмассы. Ещё с прошлого века
целлулоид получил широкое применение как удобный термопластичный материал
для производства многих изделий (игрушки, галантерея и т. д.). В
особенности важно использование целлулоида в производстве киноплёнки и
нитролаков. Серьёзным недостатком этого материала является его горючесть,
поэтому в настоящее время целлулоид всё чаще заменяют другими материалами,
в частности ацетатами целлюлозы.
При действии на целлюлозу смеси уксусного ангидрида, уксусной кислоты и
серной кислоты или хлорида цинка (последние играют роль катализаторов)
образуется триацетат целлюлозы:
[C6H7O2(OH)3]n (CH3CO)2_ [C6H7O2(OCOCH3)3]n
Неполное ацетилирование целлюлозы или частичный гидролиз триацетата
приводит к вторичному ацетату (2,4-2,7 остатков уксусной кислоты на
элементарное звено), условно называемому диацетатом. Из ацетатов целлюлозы
готовят лаки, негорючую киноплёнку, а также ацетатное волокно.
Если посмотреть под микроскопом волокна главных природных текстильных
материалов – хлопка, шерсти и натурального шелка, то обращает на себя
внимание различие между первыми двумя и шёлком. Волокна хлопка и шерсти
имеют “мохнатую” поверхность. Волокна шёлка - более гладкие, отсюда блеск и
плотность шелковых тканей. Подметив это, уже давно пытались создать
искусственный шелк, изменяя характер поверхности целлюлозных волокон. Для
получения получения волокна триацетат целлюлозы растворяют в смеси
дихлорметана и этилового спирта, а диацетат – смеси ацетона с водой и затем
продавливают этот раствор (формования волокна) через сосуд с тонкими
отверстиями – фильеру. Вытекающие тончайшие струйки при испарении
растворителя (сухое прядение) превращаются в очень тонкие нити, которые
далее скручивают в более толстую, уже пригодную для ткачества нить
ацетатнтго шёлка. Этот вид искусственного волокна обладает рядом
преимуществ по сравнению с другими искусственными волокнами, например с
вискозным. Поэтому его производство в последние годы успешно развивается.
Очевидно, что общий принцип, лежащий в основе получения ацетатного
волокна (растворение, затем формованея нитей), можно осуществлять и по –
иному. Большое техническое значение имеет вискозный способ. Сущность этого
способа – образование растворимого в воде соединения целлюлозы при действии
на неё сероуглерода и щёлочи:
S
||
[C6H7O2(OH)3]n CS2, NaOH_ [C6H7O2(O – C – SNa)3]n
Образовавшееся соединение представляет собой натриевую соль сложного
эфира дитиоугольной (ксантогеновой) кислоты и целлюлозы. Это соединение
называют ксантогенатом целлюлозы. Водный (точнее, щелочной) раствор
ксантогената целлюлоозы (вискоза) продавливают через фильеры в прядильную
ванну, содержащую серную кислоту, сульфаты натрия и цинка и воду (так
называемое мокрое прядение). Под действием кислоты ксантогенатные группы
отщепляяются и регенерируется целлюлоза. Такая же нить, но нессколько более
толстая и “нарубленная” на мелкие куски представляет собой штапельное
волокно, из которого получают ткани, заменяющие хлопчато бумажные. Если
вискозу вместо фильер продавливать через узкие щели, получается прозрачная
пленка – целлофан.
Было предложено получать искусственное волокно и из растворов целлюлозы
в аммиачном растворе гидроксида меди. Получаемое таким способом
медноаммиачное волокно обладает хорошим качеством, однако стоимость его
высока.
Нашли техническое применение и простые эфиры целлюлозы. Так, обрабатывая
целлюлозу сначала щелочью, а затем метилхлоридом (под давлением), получают
метилцеллюлозу:
[C6H7O2(OH)3 NaOH,CH3Cl_ [C6H7O2(OH)(OCH3)2]n
Метилцеллюлоза обладает некоторой растворимостью в воде; применяется
главным образом как загуститель (вместо крахмала) в текстильной,
косметической и пищевой промышленности. Аналогично получают этилцеллюлозу,
которую используют для производства прочных морозостойких плено.
Искусственные волокна на основе целлюлозы ныне занимают видное место в
общем балансе текстильного сырья.
| |  скачать работу |
Целлюлоза |
