Медно-амонячни, ацетатни влакна
Производството на медно-амонячни влакна се основава на способността на целулозата да се разтваря с образуването на вискозни разтвори в амонячен разтвор на меден хидроксид.
Медно-амонячен разтвор на меден хидроксид се получава при взаимодействието на меден хидроксид и амоняк:
Когато целулозата се разтвори в медно-амонячен разтвор, се образува комплекс целулоза-мед-амоняк:
Полученият вискозен разтвор преминава през операциите на смесване, филтриране, отстраняване на въздушни мехурчета и излишък от амоняк.
Влакното се преде във вана за предене в присъствието на 10% сярна киселина, където медният комплекс се разлага, за да образува хидратирана целулозна прежда:
Това е последвано от довършителни операции и сушене на влакното.
За производството на щапелни влакна сноповете влакна, излизащи от предачките, се комбинират в един сноп, нарязват се на дължини от 45-120 mm, измиват се, намасляват се, сушат се и се пакетират в бали.
По отношение на химичните свойствамедно-амонячните влакна са подобни на вискозните, тъй като и двете са хидратирана целулоза по състав с всичките й присъщи свойства.
Що се отнася до физическата структура на медно-амонячните влакна, тук трябва да се отбележи следното. Влакното, получено по водния метод, се характеризира в сравнение с вискозното влакно с по-равномерна ориентация на целулозните вериги по дебелината на влакното и способността за по-равномерно боядисване.
Медно-амонячните влакна, получени по алкален метод, по отношение на физико-механичните свойства се доближават до вискозните влакна.
Водният метод дава възможност да се получи влакно с много малка дебелина, с високо еластично удължение. В сложна прежда дебелината на елементарно влакно варира от 111 до 333 mtex (№ 3000-9000)с воден метод и от 166 до Z33 mtex (№ 3000-6000) с алкален метод. Дължината на прекъсване е съответно 13,5–15,5 и 15,3–17,1 km; удължение при скъсване 12-15 и 12-14%. Условна влажност 11%.
Ацетатни влакна
Според технияхимичен състав ацетатните влакна са коренно различни от вискозните и медно-амонячните влакна. Ако последните се състоят от хидратирана целулоза, ацетатните влакна са целулозен ацетатен етер (целулозен ацетат).
Целулозен ацетат се получава чрез ацетилиране на целулоза с оцетен анхидрид в присъствието на сярна киселина като катализатор и ледена оцетна киселина като разтворител. Процесът на ацетилиране се провежда при температура 15°С в продължение на 4-8 ч. Реакцията протича по следната схема:
Първичният ацетат служи като изходен продукт за производството на ацетатни и триацетатни влакна.
За производството на ацетатно влакно първичният ацетат се подлага на частично осапуняване, при което част от ацетилните групи се отцепват. Оказва се диацетилцелулоза (или вторичен ацетат), която съдържа 52-56% свързана оцетна киселина, което съответства на смес от 50-80% диацетат и 20-50% триацетат. На практика тази реакция на осапуняване се извършва чрез добавяне на малко вода към разтвор на целулозен ацетат в оцетна киселина. Като катализатор се използва сярна киселина.
Реакцията на осапуняване на първичен ацетат може да бъде представена чрез следното уравнение:
Тъй като вторичният ацетат, разтворим в силна оцетна киселина, е неразтворим във вода, той се утаява от разтвора по време на реакцията на осапуняване под формата на бели люспи или прах с влакнеста структура.
Диацетилцелулозата се пресова, промива се с вода, стабилизира се чрез кипене със слаба сярна киселина, промива се отново, докато киселината се отстрани,пресовани и изсушени.
По-нататъшният процес за производство на ацетатни влакна включва следните стъпки:
приготвяне на предилния разтвор и неговото филтриране;
смесване на няколко партиди разтвор за получаване на хомогенна партида суровини;
утаяване на разтвора за отстраняване на въздушни мехурчета, нагрят до температура 30-35°C в продължение на 20-30 часа;
филтриране на разтвора преди предене;
предене (предене) влакна;
обработка на текстилни влакна (усукване, фиксиране на усукване, омасляване и др.).
За да се приготви разтвор за предене, вторичният ацетат се разтваря в смес от органични разтворители; най-често това е смес от ацетон и алкохол в съотношение 85: 15. Получава се вискозен 20-24% разтвор, от който след трикратно филтриране и отстраняване на въздушните мехурчета се образува ацетатна нишка.
Преденето (преденето) става сухо в предачната шахта. Разтвор на диацетилцелулоза в смес от ацетон с алкохол се изтласква през центрофуга в мина с нагрят въздух. Височината на мината е 3-4 м. Подаваният в мината въздух е с температура 55-70°C. При тази температура разтворителите се изпаряват и влакното се втвърдява. При излизане от вала влакното се омаслява със специална смес за предотвратяване на наелектризиране и се навива на макара.
За разлика от вискозните влакна, ацетатните влакна не изискват мокри довършителни операции. Говорейки за химичните свойства, трябва да се отбележи, че ацетатните влакна, в сравнение с хидратираните целулозни влакна, са по-малко хигроскопични, набъбват по-малко във вода и водни разтвори, губят по-малко сила, когато са мокри. Имат по-голяма мекота и еластичност, имат високи еластични свойства и по-малко блясък. Една непрекъсната нишка се състои от 16-25 елементарни влакна.
Най-характернотоХарактеристиките на ацетатните влакна са относително ниска топлоустойчивост, висока термопластичност и липса на афинитет към багрила, използвани при боядисване на растителни и животински влакна.
Ацетатните влакна са неразтворими във вода; за разлика от хидратираните целулозни влакна, той се разтваря в ацетон, ледена оцетна киселина и фенол. При излагане на гореща вода (температура над 85°C) и пара влакното губи блясъка си и повърхността му става матова.
Подобно на влакната от коприна, ацетатните влакна са нестабилни на киселини. Увреждане на влакната се наблюдава дори при третиране с разредени разтвори на минерални киселини. Влакното е устойчиво на въздействието на слаби разтвори на органични киселини (оцетна киселина и др.).
Ацетатните влакна са много чувствителни към въздействието на алкални разтвори, които могат да причинят хидролиза на етерните връзки - осапуняване на влакната, което води до превръщането на целулозния ацетат в хидратирана целулоза и загуба на положителните свойства на ацетатните влакна.
Подобно на други влакнести материали от целулозна природа, ацетатните влакна са чувствителни към разрушителното действие на окислителите и в същото време са устойчиви на молци и мухъл.
Дебелината на нишката от ацетатни влакна, произведени от местната промишленост, е 133-277 mtex (№ 3600-7500). Якост на опън 10,5–12,6 km, сухо удължение при скъсване 22–25%, стандартна влажност 6,5%.