|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
SEJARAH TEKNOLOGI, TEKNOLOGI, OBJEK DI SEKITAR KITA
Gentian sintetik. Sejarah ciptaan dan pengeluaran
Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita Gentian sintetik, Gentian kimia - gentian tekstil yang diperoleh daripada polimer organik semulajadi dan sintetik, serta sebatian bukan organik.
Selama beribu-ribu tahun, manusia telah menggunakan untuk keperluannya gentian semulajadi tumbuhan (linen, kapas, rami) dan haiwan (bulu, sutera) asal. Di samping itu, bahan mineral, seperti asbestos, juga digunakan. Kain yang diperbuat daripada gentian ini digunakan untuk membuat pakaian, keperluan teknikal, dsb. Oleh kerana populasi Bumi yang semakin meningkat, serat semula jadi telah menjadi terhad. Itulah sebabnya terdapat keperluan untuk pengganti mereka. Percubaan pertama untuk mendapatkan sutera buatan dibuat pada tahun 1855 oleh Audemars Perancis berdasarkan nitroselulosa. Pada tahun 1884, jurutera Perancis G. Chardonnay membangunkan kaedah untuk mendapatkan serat buatan - sutera nitro, dan sejak tahun 1890 pengeluaran sutera buatan yang luas telah dianjurkan menggunakan kaedah nitrat dengan pembentukan benang menggunakan spinneret. Terutama berkesan adalah kerja yang bermula pada 90-an abad XIX. penghasilan sutera daripada viscose. Selepas itu, kaedah ini paling banyak digunakan, dan kini sutera viscose menyumbang kira-kira 85% daripada pengeluaran gentian buatan manusia di dunia. Pada tahun 1900, pengeluaran sutera viscose dunia berjumlah 985 tan, pada tahun 1930 - kira-kira 200 ribu tan, dan pada tahun 1950 pengeluaran sutera viscose mencapai hampir 1600 ribu tan. Pada tahun 1920-an, pengeluaran sutera asetat (daripada selulosa asetat) telah dikuasai. Dari segi penampilan, sutera asetat hampir tidak dapat dibezakan daripada sutera semula jadi. Ia sedikit higroskopik dan, tidak seperti sutera viscose, tidak berkedut. Sutera asetat digunakan secara meluas dalam kejuruteraan elektrik sebagai bahan penebat. Kemudian, kaedah telah ditemui untuk mendapatkan gentian asetat dengan kekuatan yang sangat tinggi (tali dengan keratan rentas 1 cm2 boleh menahan beban 10 tan). Berdasarkan kemajuan kimia sepanjang abad ke-XNUMX. di USSR, England, Perancis, Itali, Amerika Syarikat, Jepun dan negara-negara lain, industri gentian tiruan yang kuat telah dicipta. Pada malam sebelum Perang Dunia I, hanya 11 ribu tan gentian tiruan dihasilkan di seluruh dunia, dan 25 tahun kemudian, pengeluaran gentian tiruan menolak pengeluaran sutera semula jadi. Jika pada tahun 1927 pengeluaran sutera viskosa dan asetat adalah kira-kira 60 ribu tan, maka pada tahun 1956 pengeluaran dunia serat buatan - viscose dan asetat - melebihi 2 juta tan. Perbezaan antara gentian semulajadi, tiruan dan sintetik adalah seperti berikut. Serat semulajadi (semula jadi) dicipta sepenuhnya oleh alam semula jadi, serat tiruan dibuat oleh tangan manusia, dan serat sintetik dicipta oleh manusia dalam tumbuhan kimia. Dalam sintesis gentian sintetik daripada bahan yang lebih ringkas, sebatian molekul tinggi yang lebih kompleks diperolehi, manakala bahan buatan terbentuk akibat pemusnahan molekul yang lebih kompleks (contohnya, molekul gentian dalam penghasilan metil alkohol melalui penyulingan kering kayu. ). Nylon, gentian sintetik pertama, ditemui pada tahun 1935 oleh ahli kimia Amerika W. Carothers. Carothers mula-mula bekerja sebagai akauntan, tetapi kemudiannya berminat dalam kimia dan mendaftar di Universiti Illinois. Sudah masuk tahun ketiga dia ditugaskan untuk kuliah kimia. Pada tahun 1926, Universiti Harvard melantiknya sebagai profesor kimia organik. Pada tahun 1928, satu pusingan tajam berlaku dalam nasib Carothers. Kebimbangan kimia terbesar "Dupont de Nemours" menjemputnya untuk mengetuai makmal kimia organik. Keadaan yang ideal dicipta untuknya: kakitangan yang besar, peralatan yang paling moden, kebebasan dalam memilih topik penyelidikan. Ini disebabkan oleh fakta bahawa setahun sebelumnya kebimbangan itu telah menggunakan strategi untuk penyelidikan teori, percaya bahawa pada akhirnya mereka akan membawa manfaat praktikal yang ketara, dan oleh itu keuntungan. Dan begitulah ia berlaku. Selepas tiga tahun bekerja keras, makmal Carothers, yang menyiasat pempolimeran monomer, mencapai kejayaan yang cemerlang - polimer kloroprena diperoleh. Atas dasar itu, pada tahun 1934, kebimbangan DuPont memulakan pengeluaran perindustrian salah satu jenis getah sintetik pertama - polychloroprene (neoprena), yang, dari segi kualitinya, boleh berjaya menggantikan getah asli yang terhad. Bagaimanapun, Carothers menganggap matlamat utama penyelidikannya adalah bahan sintetik yang boleh diubah menjadi serat. Menggunakan kaedah polycompensation, yang dia belajar di Universiti Harvard, pada tahun 1930 Carothers memperoleh poliester hasil daripada interaksi etilena glikol dan asid sebacic, yang, ternyata kemudiannya, mudah ditarik ke dalam serat. Ini sudah pun satu pencapaian yang hebat. Walau bagaimanapun, bahan ini tidak boleh digunakan secara praktikal, kerana ia mudah dilembutkan oleh air panas. Banyak lagi percubaan untuk mendapatkan gentian sintetik komersial tidak berjaya, dan Carothers memutuskan untuk berhenti bekerja ke arah ini. Pihak pengurusan keprihatinan bersetuju menutup program tersebut. Bagaimanapun, ketua jabatan kimia menentang keputusan ini. Dengan susah payah, dia memujuk Carothers untuk meneruskan penyelidikannya. Memikirkan semula hasil kerjanya untuk mencari cara baharu untuk meneruskannya, Carothers menarik perhatian kepada polimer yang disintesis baru-baru ini yang mengandungi kumpulan amida dalam molekul - poliamida. Pilihan ini terbukti sangat membuahkan hasil. Eksperimen telah menunjukkan bahawa resin poliamida tertentu, diperah melalui spinneret yang diperbuat daripada picagari perubatan nipis, membentuk filamen dari mana serat boleh dibuat. Penggunaan resin baru kelihatan sangat menjanjikan. Selepas eksperimen baru, Carothers dan pembantunya pada 28 Februari 1935 menerima poliamida, dari mana ia mungkin untuk menghasilkan serat yang kuat, elastik, elastik, kalis air. Resin ini, diasingkan oleh tindak balas hexamethylenediamine dengan asid adipik, diikuti dengan memanaskan garam (AG) yang terhasil dalam vakum, dinamakan "polimer 66", kerana produk awal mengandungi 6 atom karbon. Oleh kerana mereka bekerja pada penciptaan polimer ini secara serentak di New York dan London, serat daripadanya dipanggil "nilon" - selepas huruf awal bandar-bandar ini. Pakar tekstil mengiktirafnya sebagai sesuai untuk pengeluaran komersial benang. Dalam tempoh dua tahun akan datang, saintis dan jurutera DuPont membangunkan proses untuk penghasilan perantaraan benang polimer dan nilon di makmal dan mereka bentuk loji kimia loji perintis. Pada 16 Februari 1937, nilon telah dipatenkan. Selepas banyak kitaran percubaan, pada April 1937 serat diperolehi untuk kumpulan stoking eksperimen. Pada Julai 1938, pembinaan perusahaan percubaan telah siap. Pada 29 April 1937, tiga hari selepas Carothers berumur 41 tahun, dia meninggal dunia dengan mengambil kalium sianida. Seorang penyelidik yang cemerlang dihantui oleh obsesi bahawa dia tidak berjaya sebagai seorang saintis. Nilon menelan belanja $6 juta untuk dibangunkan, lebih banyak daripada produk kegunaan awam yang lain. (Sebagai perbandingan, Amerika Syarikat membelanjakan $2,5 juta untuk membangunkan televisyen.) Secara luaran, nilon menyerupai sutera semula jadi dan mendekatinya dalam struktur kimia. Walau bagaimanapun, dari segi kekuatan mekanikalnya, gentian nilon adalah lebih kurang tiga kali ganda lebih tinggi daripada sutera viscose, dan semula jadi - hampir dua kali ganda. DuPont telah lama menjaga rahsia proses pembuatan nilon. Dan juga dia membuat peralatan yang diperlukan untuk ini. Kedua-dua pekerja dan pemborong barangan itu semestinya memberikan langganan tanpa pendedahan untuk maklumat yang berkaitan dengan "rahsia nilon". Produk komersial pertama yang memasuki pasaran ialah berus gigi berbulu nilon. Pembebasan mereka bermula pada tahun 1938. Stoking nilon telah ditunjukkan pada Oktober 1939, dan dari awal tahun 1940, serat nilon dihasilkan di Wilmington, yang dibeli oleh kilang mengait untuk membuat stoking. Terima kasih kepada persetujuan bersama syarikat perdagangan, stoking dari pengeluar bersaing muncul di pasaran pada hari yang sama: 15 Mei 1940. Pengeluaran besar-besaran produk nilon bermula hanya selepas Perang Dunia II, pada tahun 1946. Dan walaupun banyak poliamida lain (kapron, perlon, dll.) telah muncul sejak itu, nilon masih digunakan secara meluas dalam industri tekstil. Jika pada tahun 1939 pengeluaran nilon dunia hanya 180 tan, maka pada tahun 1953 ia mencapai 110 ribu tan. Plastik nilon telah digunakan pada tahun 50-an untuk mengeluarkan kipas kapal untuk kapal kecil dan sederhana. Pada 40-50-an abad XX. gentian poliamida sintetik lain juga muncul. Jadi, di USSR, capron adalah yang paling biasa. Bahan mentah untuk pengeluarannya adalah fenol murah, dihasilkan daripada tar arang batu. Kira-kira 1 tan resin boleh diperoleh daripada 0,5 tan fenol, dan nilon boleh dibuat daripadanya dalam jumlah yang mencukupi untuk membuat 20-25 ribu pasang stoking. Kapron juga diperoleh daripada produk penapisan minyak. Pada tahun 1953, buat pertama kalinya di dunia di USSR, tindak balas pempolimeran antara etilena dan karbon tetraklorida telah dijalankan pada skala perintis, dan produk awal untuk pengeluaran industri gentian enanth diperolehi. Skim pengeluarannya telah dibangunkan oleh pasukan saintis yang diketuai oleh A. N. Nesmeyanov. Dari segi sifat fizikal dan mekanikal asas, enanth bukan sahaja tidak lebih rendah daripada gentian poliamida lain yang diketahui, tetapi juga dalam banyak aspek mengatasi nilon dan nilon. Dalam 50-60an. abad yang lalu, pengeluaran poliester, gentian sintetik polyacrylonitrile bermula. Gentian poliester terbentuk daripada leburan polietilena tereftalat. Mereka mempunyai rintangan haba yang sangat baik, mengekalkan kekuatan 50% pada 180°C, kalis api dan tahan cuaca. Tahan kepada pelarut dan perosak: rama-rama, acuan, dll. Benang poliester digunakan untuk pembuatan tali pinggang penghantar, tali pinggang pemacu, tali, layar, jaring ikan, hos, sebagai asas untuk tayar. Monofilamen digunakan untuk pengeluaran mesh untuk mesin kertas, tali raket. Dalam industri tekstil, benang yang diperbuat daripada gentian poliester digunakan untuk membuat pakaian rajut, fabrik, dll. Lavsan tergolong dalam gentian poliester. Gentian poliakrilonitril adalah serupa dalam sifat kepada bulu. Mereka tahan terhadap asid, alkali, pelarut. Ia digunakan untuk pembuatan pakaian luar, permaidani, fabrik untuk sut. Dalam campuran dengan gentian kapas dan viscose, gentian poliakrilonitril digunakan untuk membuat linen, langsir dan terpal. Di USSR, gentian ini dihasilkan di bawah nama dagang Nitron. Banyak gentian sintetik dibuat dengan memaksa polimer cair atau larutan melalui pemutar berdiameter 50 hingga 500 mikrometer ke dalam ruang udara sejuk di mana filamen mengeras dan menjadi gentian. Benang yang terbentuk secara berterusan dililit pada gelendong. Gentian asetat diawetkan dalam udara panas untuk menyejat pelarut, manakala gentian viscose diawetkan dalam mandi pemendakan dengan reagen cecair khas. Regangan gentian pada kekili semasa pembentukan digunakan agar molekul polimer rantai mengambil susunan yang lebih jelas. Sifat gentian dipengaruhi oleh pelbagai kaedah: dengan menukar kelajuan penyemperitan, komposisi dan kepekatan bahan dalam tab mandi, dengan menukar suhu larutan berputar, mandi atau ruang udara, dengan mengubah saiz bukaan acuan. Satu ciri penting bagi sifat kekuatan gentian ialah panjang pecah, di mana gentian pecah di bawah gravitinya sendiri. Untuk serat kapas semulajadi, ia berbeza dari 5 hingga 10 km, untuk sutera asetat - dari 12 hingga 14, untuk semulajadi - dari 30 hingga 35, untuk gentian viscose - sehingga 50 km. Gentian yang diperbuat daripada poliester dan poliamida mempunyai kekuatan yang lebih besar. Jadi dalam nilon, panjang pecah mencapai 80 km. Gentian sintetik telah menggantikan gentian semula jadi di banyak kawasan. Jumlah keseluruhan pengeluaran mereka hampir sama. Pengarang: Pristinsky V.L.
▪ Mesingan
Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
▪ Pemandu berkaki tiga dengan empat tangan
▪ bahagian video Seni tapak. Pemilihan artikel ▪ artikel Bulan Musytari. Sejarah dan intipati penemuan saintifik ▪ artikel Mengapa bandar Washington menjadi ibu negara? Jawapan terperinci ▪ artikel Pembersih wilayah. Deskripsi kerja
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian 
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini