Полимер пропускают через фильеры – макромолекулы вытягиваются, усиливается их ориентация:
Формование прочных волокон на основе лавсана осуществляется из расплава с последующей вытяжкой нитей при 80-120 °С.
Лавсан является линейным жесткоцепным полимером. Наличие регулярно расположенных в цепи макромолекулы полярных сложноэфирных групп
-О-СО- приводит к усилению межмолекулярных взаимодействий, придавая полимеру жесткость и высокую механическую прочность. К его достоинствам относятся также устойчивость к действию повышенных температур, света и окислителей.
Достоинства:
Прочность, износостойкость
Свето и термостойкость
Хороший диэлектрик
Устойчив к действию растворов кислот и щелочей средней концентрации
Высокая термостойкость (-70˚ до + 170˚)
Недостатки:
1. Негигроскопичен (для производства одежды используют в смеси с другими волокнами)
Применяется лавсан в производстве:
волокон и нитей для изготовления трикотажа и тканей различных типов (тафта, жоржет, креп, пике, твид, атлас, кружево, тюль, плащевые и зонтичные полотна и т.п.);
пленок, бутылей, упаковочного материала, контейнеров и др.;
транспортёрных лент, приводных ремней, канатов, парусов, рыболовных сетей и тралов, бензо- и нефтестойких шлангов, электроизоляционных и фильтровальных материалов, щёток, застёжек "молния", струн ракеток и т.п.;
хирургических нитей и материалов для имплантации в сердечно-сосудистой системе (эндопротезы клапанов сердца и кровеносных сосудов), эндопротезирования связок и сухожилий.
КАПРОН
Капрон [-NH-(CH2)5-CO-]n – представитель полиамидов.
В промышленности его получают путем полимеризации производного
Процесс ведется в присутствии воды, играющей роль активатора, при температуре 240-270° С и давлении 15-20 кгс/см2 в атмосфере азота.
Достоинства:
Благодаря сильному межмолекулярному взаимодействию, обусловленному водородными связями между группами –CO-NH-, полиамиды представляют собой труднорастворимые высокоплавкие полимеры с температурой плавления 180-250°С.
Устойчивость к истиранию и деформации
Не впитывает влагу, поэтому не теряет прочности во влажном состоянии
Термоплатичен
Недостатки:
1. Малоустойчив к действию кислот
2. Малая теплостойкость тканей (нельзя гладить горячим утюгом)
Применение:
Полиамиды применяются прежде всего для получения синтетического волокна. Вследствие нерастворимости в обычных растворителях прядение ведется сухим методом из расплава с последующей вытяжкой. Хотя полиамидные волокна прочнее натурального шелка, трикотаж и ткани, изготовленные из них, значительно уступают по гигиеническим свойствам из-за недостаточной гигроскопичности полимера.
сульфат кадмия cdso4 – соль, образованная слабым основанием cd(oh)2 и сильной кислотой h2so4 которая в водном растворе гидролизуется по катиону.
2cdso4 + 2н2о = (cdoh)2so4 + h2so4
cd (2+) + н2о = cdoh(+) + н (+) (ph < 7 – среда кислая)
анодный процесс
при электролизе растворов солей, содержащих в своем составе сульфат-ион so4(2-) на аноде происходит окисление воды с выделением свободного кислорода.
анод (+) 2н2о – 4е = 4н (+) + о2↑ (рн < 7)
катодный процесс.
поскольку кадмий в ряду напряжений стоит после алюминия и до водорода, то на катоде одновременно будут протекать два процесса – восстановление ионов cd(2+) и восстановление ионов водорода н (+) (поскольку среда кислая)
cd(2+) + 2e = cd↓
2h(+) + 2e = h2↑
суммарная реакция на катоде
катод cd(2+) + 2h(+) + 4e = cd + h2↑
тогда процессы окисления – восстановления, протекающие при электролизе раствора сульфата кадмия cdso4
2н2о – 4е = 4н (+) + о2↑ | 1 - окисление
cd(2+) + 2h(+) + 4e = cd + h2↑ | 1 – восстановление
суммарно
cd(2+) + 2h(+) + 2н2о = cd + h2↑ + 4н (+) + о2↑
после подобных
cd(2+) + 2н2о = cd + h2↑ + 2н (+) + о2↑
уравнение реакции в молекулярном виде
cdso4 + 2н2о = cd + h2↑ + н2so4 + о2↑
поскольку на катоде одновременно протекают два процесса – восстановление ионов cd(2+) и восстановление ионов водорода h(+), то суммарное количество электричества, затраченное на восстановление ионов кадмия и водорода, будет равно количеству электричества, прошедшего через электролит.
чтобы найти выход по току для кадмия найдем выход по току для водорода.
эквивалентный объем водорода найдем как эквивалентный объем двухатомного газа при н. у.
vэкв (н2) = vm/(2*z(н2)) = 22,4/(2*1) = 11,2 л
vm = 22,4 л/моль – молярный объем при н. у.
z(н2) = 1 – число связей в молекуле н2
по первому закону фарадея найдем количество электричества, затраченное на восстановление водорода объемом 11,2 мл.
Объяснение:
КЛАССИФИКАЦИЯ
Искусственные волокна – продукты химическое переработки высокомолекулярных природных веществ (целлюлозы, природного каучука, белков).
Синтетические волокна – вырабатываемые из синтетических полимеров (полиамидного, полиэфирного, полиакрилонитрильного и поливинилхлоридного волокон).
Таблица. НЕКОТОРЫЕ ВАЖНЕЙШИЕ ВОЛОКНА
Волокно. Химическая формула
Исходное вещество
Хлопковое
(C6H10O5)n
Хлопок
Вискозное волокно
(C6H10O5)n
Древесина
Целлюлоза
Ацетатное
триацетатное
(C6H10O5)n – хлопковая или древесная целлюлоза
и
ангидрид уксусной кислоты
Нитрон
(полиакрилонитрильное волокно)
Акрилонитрил
Лавсан, полиэтилентерефталат
(полиэфирное волокно)
Этиленгликоль
HO-CH2CH2-OH
и
двухосновной кислоты - терефталевой
(1,4-бензолдикарбоновой)
HOOC-C6H4-COOH
Капрон (полиамидное волокно)
[-NH-(CH2)5-CO-]n
Капролактам
ЛАВСАН
Лавсан (полиэтилентерефталат) - представитель полиэфиров:
Получают реакцией поликонденсации терефталевой кислоты и этиленгликоля:
HOOC-C6H4-COOH + HO-CH2CH2-OH + HOOC-C6H4-COOH + … →
→ HOOC-C6H4-CO – O-CH2CH2-O – OC-C6H4-CO – … + nH2O
полимер-смола
В общем виде:
n HOOC-C6H4-COOH + n HO-CH2CH2-OH →
→ HO-(-CO-C6H4-CO-O-CH2CH2-O-)n-H + (n-1) H2O
Полимер пропускают через фильеры – макромолекулы вытягиваются, усиливается их ориентация:
Формование прочных волокон на основе лавсана осуществляется из расплава с последующей вытяжкой нитей при 80-120 °С.
Лавсан является линейным жесткоцепным полимером. Наличие регулярно расположенных в цепи макромолекулы полярных сложноэфирных групп
-О-СО- приводит к усилению межмолекулярных взаимодействий, придавая полимеру жесткость и высокую механическую прочность. К его достоинствам относятся также устойчивость к действию повышенных температур, света и окислителей.
Достоинства:
Прочность, износостойкость
Свето и термостойкость
Хороший диэлектрик
Устойчив к действию растворов кислот и щелочей средней концентрации
Высокая термостойкость (-70˚ до + 170˚)
Недостатки:
1. Негигроскопичен (для производства одежды используют в смеси с другими волокнами)
Применяется лавсан в производстве:
волокон и нитей для изготовления трикотажа и тканей различных типов (тафта, жоржет, креп, пике, твид, атлас, кружево, тюль, плащевые и зонтичные полотна и т.п.);
пленок, бутылей, упаковочного материала, контейнеров и др.;
транспортёрных лент, приводных ремней, канатов, парусов, рыболовных сетей и тралов, бензо- и нефтестойких шлангов, электроизоляционных и фильтровальных материалов, щёток, застёжек "молния", струн ракеток и т.п.;
хирургических нитей и материалов для имплантации в сердечно-сосудистой системе (эндопротезы клапанов сердца и кровеносных сосудов), эндопротезирования связок и сухожилий.
КАПРОН
Капрон [-NH-(CH2)5-CO-]n – представитель полиамидов.
В промышленности его получают путем полимеризации производного
ε-аминокапроновой кислоты – капролактама.
H2N-(CH2)5-CO-OH + H2N-(CH2)5-CO-OH + H2N-(CH2)5-CO-OH →
ε-аминокапроновая кислота
→ H2N-(CH2)5-CO-OH + H2N-(CH2)5-CO- … + nH2O
Процесс ведется в присутствии воды, играющей роль активатора, при температуре 240-270° С и давлении 15-20 кгс/см2 в атмосфере азота.
Достоинства:
Благодаря сильному межмолекулярному взаимодействию, обусловленному водородными связями между группами –CO-NH-, полиамиды представляют собой труднорастворимые высокоплавкие полимеры с температурой плавления 180-250°С.
Устойчивость к истиранию и деформации
Не впитывает влагу, поэтому не теряет прочности во влажном состоянии
Термоплатичен
Недостатки:
1. Малоустойчив к действию кислот
2. Малая теплостойкость тканей (нельзя гладить горячим утюгом)
Применение:
Полиамиды применяются прежде всего для получения синтетического волокна. Вследствие нерастворимости в обычных растворителях прядение ведется сухим методом из расплава с последующей вытяжкой. Хотя полиамидные волокна прочнее натурального шелка, трикотаж и ткани, изготовленные из них, значительно уступают по гигиеническим свойствам из-за недостаточной гигроскопичности полимера.
Изготовление одежды, искусственного меха, ковровых изделий, обивок.
Полиамиды используются для производства технических тканей, канатов, рыболовных сетей.
Шины с каркасом из полиамидного корда более долговечны.
Полиамиды перерабатываются в очень прочные конструкционные изделия методами литья под давлением, прессования, штамповки и выдувания
δt = 1 ч = 3600 с
i = 0,268 a
v(h2) = 11,2 мл = 11,2*10^(-3) л
f = 965480 кл/моль
сульфат кадмия cdso4 – соль, образованная слабым основанием cd(oh)2 и сильной кислотой h2so4 которая в водном растворе гидролизуется по катиону.
2cdso4 + 2н2о = (cdoh)2so4 + h2so4
cd (2+) + н2о = cdoh(+) + н (+) (ph < 7 – среда кислая)
анодный процесс
при электролизе растворов солей, содержащих в своем составе сульфат-ион so4(2-) на аноде происходит окисление воды с выделением свободного кислорода.
анод (+) 2н2о – 4е = 4н (+) + о2↑ (рн < 7)
катодный процесс.
поскольку кадмий в ряду напряжений стоит после алюминия и до водорода, то на катоде одновременно будут протекать два процесса – восстановление ионов cd(2+) и восстановление ионов водорода н (+) (поскольку среда кислая)
cd(2+) + 2e = cd↓
2h(+) + 2e = h2↑
суммарная реакция на катоде
катод cd(2+) + 2h(+) + 4e = cd + h2↑
тогда процессы окисления – восстановления, протекающие при электролизе раствора сульфата кадмия cdso4
2н2о – 4е = 4н (+) + о2↑ | 1 - окисление
cd(2+) + 2h(+) + 4e = cd + h2↑ | 1 – восстановление
суммарно
cd(2+) + 2h(+) + 2н2о = cd + h2↑ + 4н (+) + о2↑
после подобных
cd(2+) + 2н2о = cd + h2↑ + 2н (+) + о2↑
уравнение реакции в молекулярном виде
cdso4 + 2н2о = cd + h2↑ + н2so4 + о2↑
поскольку на катоде одновременно протекают два процесса – восстановление ионов cd(2+) и восстановление ионов водорода h(+), то суммарное количество электричества, затраченное на восстановление ионов кадмия и водорода, будет равно количеству электричества, прошедшего через электролит.
чтобы найти выход по току для кадмия найдем выход по току для водорода.
эквивалентный объем водорода найдем как эквивалентный объем двухатомного газа при н. у.
vэкв (н2) = vm/(2*z(н2)) = 22,4/(2*1) = 11,2 л
vm = 22,4 л/моль – молярный объем при н. у.
z(н2) = 1 – число связей в молекуле н2
по первому закону фарадея найдем количество электричества, затраченное на восстановление водорода объемом 11,2 мл.
v(h2) = vэкв (н2)*q(h2)/f
q(h2) = v(h2)*f/vэкв (н2) = 11,2*10^(-3)*96480/11,2 = 96,48 кл
суммарное количество электричества, прошедшее через электролит.
q = i*δt = 0,268*3600 = 964,8 кл
количество электричества, затраченное на восстановление ионов кадмия.
q(cd) = q – q(h2) = 964,8 – 96,48 = 868,32 кл
выход по току для кадмия
η(cd) = [q(cd)/q]*100% = [868,32/964,8]*100% = 90%