Презентація 10 клас. "Волокна. Природні, штучні та синтетичні волокна"

Волокна. Природні, Штучні та синтетичні волокна.10 клас

План. Поняття про волокна. Класифікація волокон. Натуральні волокна. Штучні волокна. Синтетичні волокна

Волокна – довгі, гнучкі нитки, які виробляють із природних або синтетичних полімерів і використовують для виготовлення пряжі та текстильних виробів.

Волокна. Сировина. Натуральні - виготовляють із природної (натуральної) сировини (основа: вуглеводи, білки - фізичним шляхом витягують в нитку) . Хімічні - виготовляють хімічним способом із високомолекулярних сполук: Штучні: сировина целюлозного й білкового походження (природні полімери) - обробка хімічна. Синтетичні: сировина нафта, вугілля, природний газ (Органічний синтез: виділяють речовини і шляхом хімічних перетворень (реакція поліконденсації) добувають полімерні ланцюги із яких виготовляється волокно)

Натуральні волокна (рослинного походження) Основа волокна целюлоза (мономерами є вуглеводи). Формуються у стеблах і листі: бавовни, льону, коноплі. Здавна в кожній сільській українській оселі була власна прядка. Як сировину використовували коноплі та льон. Ці волокна мають хорошу термічну і механічну стійкістьhttps://www.youtube.com/watch?v=hm. Ag. RWmi. Jjo - льон

Натуральні волокна(тваринного походження) Вовна та шовк - мономерами є білки ( макромолекули білків утворюються із амінокислот що з’єднуються пептидними зв’язками) Вовна: овеча,альпака, лами, верблюжа, кози, ангорського кролика, тощо. Шовк: продукт виділення особливих залоз тутового шовкопряда  Вовняне волокна мають високу еластичністю, а шовкові міцність і характерний блиском. Окрім того, вовняні і шовкові волокна вирізняється хорошими гігієнічними показниками. Вовна зігріває , шовк гріє в холод і дає прохолоду у спеку. https://www.youtube.com/watch?v=nzh. Jax. X0 DOE - шерсть /woolhttps://www.youtube.com/watch?v=A8 ZY9341 Xsk - шовк / silk

Натуральні волокна( мінерального походження) Хімічна формула‎ сировини ( азбест): ‎ Ca. Mg3 Si4 O12 утворюють тонковолокнисті агрегати. Канцероген. Клас мінералу‎: ‎силікати. Колір‎: ‎білий колір. Азбест відзначається здатністю розділятися на тоненькі гнучкі волокнисті кристали, не горить і має високі теплоізоляційні властивостіМінеральне волокно – азбестове. Із нього виготовляють: фільти, брезент, тканини для захисного одягу, шифер, спеціальні папір і картон, тепло- та ізол яційні покриття.

Штучні волокна Ми будемо знайомитися з першою групою штучних волокон. Целюлозу розчиняють (різні розчинники), в’язку суміш за спецтехнологіями перетворюють на волокно.

Основа ацетатного волокна – триетаноат. Триетаноат - естер етанової кислоти і целюлозим(відходи) - реакція естерифікації. Процес: Триетаноат розчиняють в органічних розчинниках. В’язкий розчин видавлюють через фільєри . Тонкі цівки розчину обдувають гарячим повітрям. Розчинник випаровується, а триацетат перетворюється на тонкі нитки з яких виготовляють тканини ( Дивись процес за посиланням:https://www.youtube.com/watch?v=y. BYttnj5ubw Назва : Ацетатне волокно походить від назви кислоти: ацетатна кислота( тривіальна назва) етанової кислоти. Штучні волокна. Ацетатне волокно.

Застосування ацетатного волокна. Переваги: м’яке, еластичне, мало мнеться, має приємний блиск, пропускає UV промені, має низьку теплопровідність, тому добре зберігає тепло. Недоліки: низька термо -і зносостійкість, невисока міцність, сильно електризується, погано поглинає вологу. Застосування: виготовляють фільтрувальну тканину, верхній одяг, плаття тощо.

Штучні волокна. Віскозне волокно. Сировина: Целюза. Її піддають хімічній обробці з використанням нітратної кислоти. Отримане волокно подібне до натуральних волокон: льону і бавовни. За фізико-хімічними властивостями віскозні волокна повторюють натуральні матеріали (бавовна, шерсть), а по блиску та гладкості змагаються з шовком. Віскозне волокно: приємне на дотик, м'яке, легко і рівномірно зафарбовується , має шовковистий блиск,проникне для повітря. Переваги: вбирають вологу краще, н іж бавовна. Недоліки: мнеться, менш міцні у вологому стані та не так добре носяться.

Штучні волокна. Мідноаміачне волокно. За своєю природою аміачний шовк (як і віскозний) - чиста целюлоза. Прядильний розчин готують дією на целюлозу водного розчину купрумамінгідрооксиду [Cu(NH3 )]n (OH)2. Формують волокна по «мокрому» методу: у воду або розчин лугу пропускають полімерну масу. Застосування: В основному для виробництва килимів і сукна. Тонкі текстильні нитки – для легких тканин,тонких трикотажних виробів: панчохи, білизна-надзвичайно красиві, легкі і тонкі. Виготовляють підкладкові тканини.

Мідноаміачне волокно( порівняння з віскозою)Переваги: більш висока міцність сухого шовку і менше зсідання після замочування ;- більш вискае пружне подовження і еластичність  підвищена міцність виробів з мідноаміачного волокна в пранні і носінні;- більш глибоке і рівномірне зафарбування;- більш приємний, спокійний блиск; за зовнішнім виглядом мідноаміачні шовк наближається до натурального шовку. Недоліки:- застосуванням значно дорожчої сировини –бавовняної целюлози - дорогі хімреактиви ; - вища собівартість.

Синтетичні волокна Переваги: міцні, еластичні, довговічні, не руйнуються мікроорганізмами, швидко сохнуть, слабо мнуться. Недоліки: низька гігроскопічність, здатність до електризації.

Поліолефінове волокно. Хлорин. Мономер: хлоретен. Полімер: (-CHCl-CHCl-)n. Особливість волокна:-стійкість до дії лугів і кислот( навіть до «царської водки»-не горить-має водовідштовхувальні властивості- зносостійке. Але: низька еластичність і одяг не достатньо гігієнічний. Виготовляють:фільтрувальні тканини для промислових хімічних реакторів, прокладні тканини.

Поліолефінове волокно. Нітрон. Мономер:акрилонітрил СН2 =СН-СNОсобливості волокна:- за зовнішнім виглядом подібне до вовни,- добре зберігає тепло,- міцне,- світлостійке Нітрон-волокна Використовують для виробництва:костюмів, светрів, спортивного одягу,штучного хутра, ковдр,оббивних матеріалів, портьєрних тканин,брезенту.

Поліпропіленове волокно. Полімер: поліпропілен [ -СН2 –СН(CH3 ) -]n Мономер: СН₂=СН-СН₃Пропіленове волокно витягують 2 способами:з розчину, і з розплаву. Особливості волокна легкі(настільки,що не тоне у воді)стійкість до стирання;невелика швидкість капілярного підняття вологи;висока швидкість сушіння.порівняно низька вартістьстійке проти дії відбілювачів, кислот та органічних розчинників, його не псують пліснява, бактерії та комахи.

Поліпропіленове волокно. Недоліки:- низька світлостійкість(УФ-промені швидко руйнують). - не високий ступінь зносостійкості,- погано піддається поверхневому фарбуванню.( додаватися спеціальні стабілізуючі речовини, для підвищення зносо- та світлостійкості)Застосовують для виробництва технічних тканин:міцних тканин;щіток (автомобільних), призначених для прибирання вулиць;взуття і сумок;цементного розчину;рибальських сіток,канатів, мотузок, стрічок;підкладок килимів і мішків,декоративної тканини, призначеної для оббивки меблів;оздоблювальних та фільтрувальних тканин.хірургічних ниток та тканин.

Поліестерне волокно. Лавсан ( поліестер)Полімер: (C10 H8 O4 )n - поліетилентерафталат. Мономер: продукт кополімеризації етиленгліколю і терефталевої кислоти HOOC-C6 H4 -COOH Властивості лавсану:за зовнішнім видом нагадує шерстьміцніший за шерстяні і поліамідні волокна,має високу еластичність і пружність,не потребує прасування( не мнеться),термостійкий, погано загоряється й не обвуглюється, не розчиняється органічними розчинниками, але руйнується концентрованими кислотами і лугами, має низьку гігроскопічність( тому часто змішують з натуральними волокнами)Поліестерні волокна використовують для виготовлення:- бензино- й нафто стійких шлангів,- канатів, риболовних тралів, вітрил, - електроізоляційних матеріалів,- декоративних тканин( гардинно-тюлеві вироби), - верхнього одягу, штучного хутра,ковдр,- у виробництві шин.

Мономер:вінілхлорид CН2 = CHCl. Полімер: (-CH-CHCl-)n. Особливості волокна:не горить,негігроскопічні, не набрякають у воді, ПВХ волокна стійкі до дії мінеральних кислот окрім фторидної (плавикової), лугів, спирту і бензину. Але: мають високу паропроникність. Використовують для виготовлення: тканин для сидінь в автомобілях літаках, сучасних електричках. Полівінілхлоридне волокно

Волокна отримують із поліуретанових каучуків Особливості волокна: тканини дуже еластичні та обтягують тіло; легкі й тонкі, майже не мнуться і не деформуються. Але руйнується під дією хлорної води і UV. Використовують для:- пошиття купальних костюмів;-пошиття трикотажних виробів, що обтягують тіло (спортивних костюмів, легінсів тощо - одяг шоу бізнесу-ефектний)Лайкру додають до інших тканин для збільшення їх еластичності,щоб вони облягали фігуру, тривалий час зберігали форму і були легкими і зручними. Поліуретанове волокно. Лайкра (Еластан ,спандекс)

Мономер: 6-аміногексанова кислота( капролактам)Особливості волокна: міцність, еластичність( краща за шовк),стійкість до тертя і деформації, не злежується, не гниє, не поглинає вологу. Але має невелику теплостійкість (t пл. =2150 С) і малостійкий до дії кислот. Виготовляють: канати,риболовні сітки та ліску,тканину для армування шин, одяг,парашути,зубчасті колеса механізмів. Поліамідне волокно. Капрон

Кевлар.(поліпарафенілентерафталамід)Мономери: бензендіамін NH2 –C6 H4 –NH2 та терафталева кислота HOOC-C6 H4 –COOH. Особливості волокна:висока менанічна і термо-міцність( у 5 р сталі)стійкість до зношування, стійкість до точних ударів.стійкий до оргрозчинників. Низькі температури  стійкість. Але: волога і UV  міцність ( покривають спецзахистом)Застосовують для виготовлення:армувальних тканин для автомобілів, мідних та волоконооптичних кабелів;захисних вставок для спортивних рукавичок ( мотоспорт, сноубордінг), засобів індивідуального захисту (бронешоломи, бронежилети,одяг пожежників)

Метод спалювання базується на різній поведінці волокон рослинного, тваринного і хімічного походження. Природні целюлозні волокна при згорянні не плавляться, не змінюють форму при піднесенні до полум'я, при видаленні з полум'я продовжують горіти без плавлення. Після спалювання утворюється легкий попіл світло-сірого кольору і з'являється запах паленого паперу. Білкові волокна(вовна , шовк) при піднесенні до полум'я горять поволі, із запахом паленого пір’я. При згорянні утворюється крихка кулька чорного кольору, що легко розтирається в порошок... Ацетатне волокно горить повільно, жовтим полум’ям, з виділенням характерного запаху оцтової кислоти, тоді як нітронове, капронове, лавсанове та ін. волокна плавляться без виділення характерного запаху. Тверда кулька. Синтетичні(капрон) спершу плавляться, а потім згоряють поширюючи різкий мишачий запах. Синтетичнімають залишок – тверда кулька, що спеклася . Поліестерні волокна(лавсан) плавляться і швидко згоряють. Розпізнавання волокон в домашніх умовах

Висновки: Штучні волокна значно дешевші ніж натуральні, мають більшу зносостійкість. У штучних волокнах основу становить природній полімер, тоді як синтетичні волокна виготовляють лише з продуктів переробки вуглеводневої сировини. Визначити, яку основу – синтетичну чи натуральну – має волокно, можна за відношенням до нагрівання та характером горіння. Виробництво хімічних волокон потребує значно менших затрат праці;Виробництво хімічних волокон не залежить від природних, географічних і кліматичних умов і може швидко нарощувати свої потужності.

Домашнє завдання. Опрацювати : параграф 31 ( Хімія 10 клас. О. В. Григорович) та презентацію Зробити: опорний конспект за презентацією Виконати : вправу 1 с.183 ( розділ ” Застосовуємо”). Раджу подивитися:https://www.youtube.com/watch?v=5 Ns. ZQMr. S8 Kw

Дякую за увагу!