Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск
Вхід в абонемент


Интернет реклама УБС






Реферат по химии

ИСКУССТВЕННЫЕ И СИНТЕТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА

Как вам известно, натуральные волокна - хлопок, лен, вовнy, шелк - производят из природных волокнистых материалов. Природный полимер целлюлоза также волокнистую структуру тура, однако она недостаточно упорядочена, чтобы из нее можно было выработать нити. С этой целью нужно перестроить структуру тура вещества. Это достигается химическим путем: целлюлозу, выделенную из древесины, обрабатывают специальными веществами, продукт растворяют. В растворе полимерные молекулы становятся

подвижнее, теперь из них можно формировать волокно (раз-фактор при этом испаряется). Таким образом изготавливают искусственные (ацетатного или вискозные) волокна, а из них - искусственная (ацетатный или вискозный) шелк.

Волокна можно производить и синтетическим путем. Люда хлопок - полимерный материал, мономером которого является целлюлозу то шерсть и шелк - полимеры белковой природы, молекулы которых образуются путем сочетания аминокислот. Как оказалось, подобную структуру имеет полимер аминокапроновой кислоты состава H2N-(CH2) 5-СООН. Общая формула полимера: *

Составьте схему соединения между собой трех молекул аминокапроновой кислоты по образцу, приведенному в § 13.

Волокно, произведенное из такого полимера, называется Капро-ном. Оно крепко, не вытирается, не впитывает влагу (поэтому быстро высыхает), хотя и имеет некоторые недостатки. *

Учитывая, что это волокно белковой природы, сделайте при предположения о его отношении к кислотам, нагреванию. Дайте пояснения.

Целлюлоза

Нахождение в природе. Физические свойства. Целлюлоза, или 4 клетчатка, входит в состав всех растений, образуя в них обо-ки клеток. Отсюда происходит и его название («целула» - клетка). Целлюлоза придает растениям требуемой прочности и эластичности и является как бы их скелетом.

Волокна хлопка содержат до 98% целлюлозы; волокна льна и конопли тоже в основном состоят из целлюлозы, у древесине во-на составляет около 50%. Бумага, хлопчатобумажные ткани - это изделия из целлюлозы. Особенно чистыми образцами целлюлозы является вата с очи-ной хлопка и фильтровальная (непроклеенную) бумагу.

Выделенная из природных материалов целлюлоза - твердая волокнистое-вещество, которое не растворяется ни в воде, ни в обычных орга-нических растворителях.

Строение целлюлозы. Целлюлоза, как и крахмал, является естественным по-Лимер. Оказалось, что эти вещества имеют даже одинаковые по составу структурные звенья, следовательно, и ту же молекулярную форму-лу (С6Н10О5) ". Но тогда возникает вопрос: от чего же зависит различие между свойствами этих двух, без сомнения, различных веществ

Можно предположить, что макромолекулы крахмала и целлюлозы от-личаются количеством структурных звеньев или своей структуре. Действительно, значение п в целлюлозы обычно больше, чем в крохма-лю: ее средняя относительная молекулярная масса достигает нескольких миллионов.

Но в основном целлюлоза и крахмал отличаются структуры ладьей своих молекул. Молекулы крахмала имеют линейную и разветвленную структуру, а молекулы целлюлозы - только линейную

-С6НЮ05-С6Н1005-С6НИ005-С6НЮ05-...

Этим объясняется образование целлюлозой таких волокнистых мате-риалов, как хлопок, лен, конопля и др.. В естественных волоконцах макромолекулы целлюлозы располагаются в одном направлении, они, как говорят, ориентированы вдоль оси волокна (рис. 50). Многочисленные вод-неве связи между гидроксильными группами, возникающие при этом, обусловливают высокую механическую прочность этих волоконец. В процессе прядения хлопка, льна они сплетаются в длинные и прочные нити. С целлюлозы древесины не прядут нитей. Это объясняется тем, что мак-ромолекулы в ней хоть и имеют линейную структуру, однако размещены беспорядочно, не ориентированы в одном направлении.

Казалось бы, разница в бу-ные молекул крахмала и целлюлозы незначительная, но она влияет на свойства полимеров. Достаточно вспомнить, что крахмал является важ-ным продуктом питания, а это-люлоза для этого не может ис-ристовуватися.

Химические свойства. С повседневную-дневной жизни известно, что целюло из-за хорошо горит. При горении древесины без доступа воздуха

происходит термическое разложение целлюлозы. При этом образуются летучие органические вещества, вода и древесный уголь. Среди органических них продуктов разложения древесины - метиловый спирт, уксусная кислота, ацетон.

Поскольку макромолекулы целлюлозы состоят из звеньев, очень похожих на тех, которые образуют крахмал, можно предположить, что она гидролизуется и продуктом гидролиза ее, как и крахмала, является глюкоза. Разотрем в фарфоровой ступке клочки фильтровально-го бумаги (целлюлозы), смоченные концентрированной серной кислотой. Разведем образовавшуюся кашицу водой, нейтрализуем кислоту щелочью и, как в случае с крахмалом, испытаем раствор реакции с гидро-ксидом меди (II). Образуется оксид меди (I). Итак, в нашем дос-лиде целлюлоза гидролизувалася. Процесс гидролиза, как в случае с крахмалом, происходит ступенчато, пока, наконец, не образует-ся глюкоза.

Таким образом, суммарно гидролиз целлюлозы можно выразить тем самым уравнением, что и гидролиз крахмала:

Структурные звенья целлюлозы С6Н10О5, как и в крахмале, содержащие по три гидроксильные группы. Иногда их в формуле выделяют так:

Благодаря этим группам целлюлоза может образовывать простые и состав-ные эфиры.

Большое значение имеют азотнокислые эфиры целлюлозы. Они образуются в результате воздействия на целлюлозу азотной кислоты в присутнос-е серной кислоты. В зависимости от концентрации азотной кислоты и других условий в реакцию этерификации вступают одна, две или все три гидроксильные группы каждого звена молекулы целлюлозы, на-пример:

Общее свойство нитратов целлюлозы - их чрезвычайная горючесть. Тринитрат целлюлозы, который еще называется пироксили-ном,-очень взрывчатое вещество. Он используется для произ-водства бездымного пороха.

Очень важны также уксуснокислые эфиры целлюлозы - диацетат и триацетат целлюлозы.

диацетат и триацетат целлюлозы по внешнему виду похожи на целлюлозу. Из них изготавливают ацетатного волокна.

Применение целлюлозы очень разнообразное. Благодаря высокой механической прочности ее в составе древесины используется в строительстве. Из нее изготавливают различные столярные изделия. Волокнистое-е материалы (хлопок, лен, конопля) идут для изготовления ни-ток, тканей, канатов. С выделенной из древесины и освобожденной от со-ответствующих веществ целлюлозы производят бумагу. В результате гидролиза целлюлозы и брожения глюкозы, образуется при этом, добывают этиловый спирт. Из эфиров целлюлозы изготавливают нитролаки, кино-пленку, медицинский коллодия, искусственное волокно.

Добыча ацетатного волокна. С давних времен человек ис-пользуют природные волокнистые материалы для изготовления одежды и различных предметов домашнего обихода. Одни из этих материалов растительного происхождения и состоят из целлюлозы, например лен, хлопок, другие - животного происхождения и состоят из белков - шерсть, шелк.

С увеличением потребностей населения и техники в тканях ста-ла остро ощущаться нехватка волокнистых материалов. Возникла потребность добывать волокна химическим способом.

Это можно осуществить двумя способами.

Поскольку волокна характеризуются упорядоченным, ориентированных-ным вдоль оси волокна размещением линейных макромолекул, то можно взять природный полимер неупорядоченной структуры и той или иной обработкой изменить в нем размещения макромолекул, уложить их в одном направлении.

Можно сделать и так: добыть полимер синтетическим способом, а


Страницы: 1 2