Файл: Щеголев Н.В. Полимер вездесущий.pdf

уксусная кислота останавливает их рост. Для капрона молекулярный вес 12 000—14 000 вполне достаточен.

Итак, в автоклаве при температуре 260°С и давлении 15—16 атмосфер происходит реак­ ция полимеризации. Без давления не обой­ тись, оно нужно, чтобы вода не испарилась. Через 16—18 часов смола готова, и ее в рас­ плавленном состоянии выдавливают в ванну с холодной водой. Капрон теперь уже не по­ хож на капролактам, но это еще и не шелк. Ленты капрона измельчают на кусочки дли­ ной 4—5 миллиметров и направляют в цех прядения. Перед этим капроновую крошку отмывают горячей водой, удаляя не вступив­ шие в реакцию молекулы мономера. После сушки капрон готов для вытяжки из него тонких нитей.

Кислород, особенно при повышенных тем­ пературах, оказывает вредное влияние на процессы полимеризации и поликонденса­

высокой степени очистки, в котором примесь кислорода не превышает 0,001 процента.

Вцехе прядения «химические прялки» высотой около 8,5 метра располагаются в че­ тырех этажах здания.

Вверхний бункер этого сложного соору­ жения партиями по 150 килограммов загру­ жают крошку; она ссыпается на плавильную решетку, сделанную из трубки, через кото­ рую пропускаются расплавленные высококипящие органические вещества. Жидкая смо­

125

ла консистенции меда стекает в фильерную головку и насосом подается на фильеру, в ко­ торой от трех до 90 штук отверстий диамет­ ром всего 0,25 миллиметра. Далее пучок струек поступает в вертикальную прядиль­ ную шахту. Здесь отдельные ниточки обду­ ваются воздухом и твердеют. После замасли­ вания волокно наматывается на бобины. Скорость прядения очень высока — до 90 ки­ лометров в час. Такая скорость прядения оказалась возможной из-за быстрого тверде­ ния капронового волокна, обдуваемого воз­ духом. После отмывки горячей водой, кото­ рая растворяет в себе образовавшиеся низко­ молекулярные продукты, получается капро­ новое волокно. Но оно пока еще не пригодно для изготовления тканей. Оно может растя­ гиваться в несколько раз. Макромолекулы в таком волокне расположены хаотично, не ориентированы по направлению оси волокна, что и обусловливает низкую его прочность и способность растягиваться.

Итак, после холодной вытяжки волокна (в 3—5 раз) прочность его повышается. Такое волокно уже можно направить в отделочный цех, а затем и в ткацкие цехи, где из него

Из капронового волокна, приготовленного по особой технологии, делаются различные технические изделия: высокопрочный корд для шин автомобилей и самолетов, различные канаты, парашютные стропы, особо прочные веревки...

126

СЛЕДОМ ЗА «КОН-ТИКИ»

После того, как норвежец Тур Хейердал со своими товарищами совершил героическое пу­ тешествие на плоту «Кон-Тики» от берегов Южной Америки к островам Полинезии, этот маршрут заинтересовал и другого путешест­ венника— Вильяма Виллиса. Смелый америка­ нец в одиночестве, если не считать попугая Июни и кошки Микки, преодолел на плоту «Семь сестричек» более длинный путь. Но, в данном случае нас интересует не это, а лишь одна маленькая, но существенная деталь. Па­ рус отважного путешественника был сделан из синтетического волокна орлон, известного у нас под названием нитрон. Почему был вы­ бран именно этот материал? Да потому, что он превосходит по светостойкости все синте­ тические волокна. А эти качества при его высокой прочности оказались так необходи­ мыми для плавания по просторам Тихого океана под лучами палящего солнца.

Давайте рассмотрим, по каким показателям обычно сравниваются синтетические волок­ на. Тем более, что эти показатели без допол­ нительных объяснений многим могут быть непонятны. Например, прочность волокна обычно определяется крепостью на разрыв,

127

но выражается не в килограммах на квадрат­ ный миллиметр, а в... километрах!

Представить себе это можно так: нить во­ локна за один конец мысленно поднимают над землей до такой высоты, при которой происходит обрыв нити под действием собст­ венной тяжести. И предельная высота, на ко­ торую удается поднять нить, принимается за показатель прочности. Таким образом, учи­ тывается и удельный вес волокна.

Разрывное удлинение волокна также яв­ ляется важным свойством, характеризую­ щим приращение длины образца в момент разрыва.

Такое качество, как гигроскопичность, у синтетических волокон значительно ниже, чем, например, у хлопка.

Помимо этих показателей, есть и другие, характеризующие химические свойства воло­ кон, например известная уже нам светостой­ кость. Сводная таблица даст нам представле­ ние о некоторых качествах ряда волокон (см.

на стр. 129).

Названия волокон косвенно указывают на химический состав или же место получения их. Капрон, например, своим названием обя­ зан внутреннему амиду аминокапроновой кислоты. Итак, вместо многим непонятных четырех слов — одно, которое запомнить го­ раздо легче. Энант в свою очередь взял свое название от аминознантовой кислоты. Хло­ рин, нитрон указывают, что в их составе со­ держится хлор и азот. Азот — по-латыни «нитрогениум».

128

Название «лавсан» объясняет, что разра­ ботка этого полимера проводилась в СССР

лабораторией высокомолекулярных соедине­ ний Академии наук. В нашей таблице приве­ дены лишь основные представители химиче­ ских волокон, всего же их значительно боль­ ше.

Некоторые свойства химических волокон

Зачем нужно такое обилие различных по химическому строению волокон? Неужели успехи органической химии и новейшие ме­

тоды создания высокомолекулярных соеди­ нений: реакции сополимеризации и сополиконденсации, различные химические привив­ ки — не могут привести к созданию идеаль­ ного, универсального волокна, отвечающего всем запросам потребителей?

Однако как ни печально, а от создания идеального волокна все же следует отка­ заться, так как все попытки в этом направле­ нии обречены на неудачу в силу именно высоких и к тому же весьма противоречивых требований к волокну со стороны потребите­ ля. Электрикам нужны главным образом хо­ рошие электроизоляционные свойства, и по­ этому требуются волокна с ничтожной ги­ гроскопичностью, текстильщикам же, наобо­ рот, желательны волокна с высокой гигрос­ копичностью. Для одних целей используется волокно, устойчивое к длительному воздей­ ствию солнечного света, в других случаях — оно не подходит. А сколько еще на первый взгляд маловажных требований! Например, капрон и нейлон дают гладкое волокно, и эта скользкость мешает изготовить из смеси кап­ ронового волокна с натуральной шерстью хорошие в носке ткани, если капрона будет больше, чем 30 процентов.

«Почему?»— спросит читатель. Оказывается, в этом случае проявляется

так называемый «пиллингэффект», заключа­ ющийся в быстром образовании шариков, ка­ тышков на ткани. Разумеется, костюм из тако­ го материала уже после непродолжительной носки потеряет свой первоначальный при­

130

влекательный вид. Полиэфирные нити, на­ пример из лавсана, лишены этого недостат­ ка. Но зато волокна его менее эластичны, труднее окрашиваются.

Скользкость же капрона несколько сни­ жает и качество трикотажных изделий. Иног­ да маленькая дырочка на капроновом чулке быстро делает его практически непригодным. Или возьмите, к примеру, рыбацкие сети из полиамидов. Из-за скользкости нити возни­ кают трудности при ремонте сетей — узлы часто сами развязываются. Да и при изго­ товлении капроновых сетей затяжку узлов приходится увеличивать по сравнению с хлопчатобумажными нитями в 4—5 раз и подвергать сети дополнительным технологи­ ческим процессам. Не сделаешь этого, узлы потеряют прочность — и сеть пропала.

Для ряда специальных целей необходимо волокно, которому была бы не страшна 1 0 0 - процентная азотная кислота. Но как его по­ лучить? В мире органических полимеров только фторопласты устойчивы к этой агрес­ сивной жидкости, и поэтому взоры ученых были обращены к соединениям этого химиче­ ского класса. Со многими трудностями столкнулись профессор 3. А. Роговин и его сотрудники, пока не получили фторлон. Это волокно оказалось устойчивым к азотной кислоте, в которой общеизвестный капрон разрушается практически моментально, а волокно хлорин, отличающееся своей хими­ ческой стойкостью, за каких-нибудь дватри часа.