|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
LỊCH SỬ CÔNG NGHỆ, CÔNG NGHỆ, ĐỐI TƯỢNG QUA CHÚNG TÔI
sợi tổng hợp. Lịch sử phát minh và sản xuất
Cẩm nang / Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta Sợi tổng hợp, Sợi hóa học - sợi dệt thu được từ các polyme hữu cơ tự nhiên và tổng hợp, cũng như các hợp chất vô cơ.
Trong hàng ngàn năm, nhân loại đã sử dụng sợi tự nhiên có nguồn gốc thực vật (lanh, bông, gai dầu) và động vật (len, lụa) cho nhu cầu của mình. Ngoài ra, các vật liệu khoáng, chẳng hạn như amiăng, cũng được sử dụng. Vải làm từ những sợi này được sử dụng để may quần áo, nhu cầu kỹ thuật, v.v. Do sự gia tăng dân số thế giới, sợi tự nhiên đã trở nên khan hiếm. Đó là lý do tại sao cần có người thay thế họ. Nỗ lực đầu tiên để có được tơ nhân tạo được thực hiện vào năm 1855 bởi người Pháp Audemars trên cơ sở nitrocellulose. Năm 1884, kỹ sư người Pháp G. Chardonnay đã phát triển một phương pháp thu được sợi nhân tạo - tơ nitro, và kể từ năm 1890, việc sản xuất rộng rãi tơ nhân tạo đã được tổ chức bằng phương pháp nitrat với sự hình thành các sợi bằng máy kéo sợi. Đặc biệt hiệu quả là công việc bắt đầu từ những năm 90 của thế kỷ XIX. sản xuất tơ tằm từ viscose. Sau đó, phương pháp này được sử dụng rộng rãi nhất và hiện tại tơ viscose chiếm khoảng 85% sản lượng sợi nhân tạo trên thế giới. Năm 1900, sản lượng tơ visco trên thế giới lên tới 985 tấn, năm 1930 - khoảng 200 nghìn tấn và năm 1950, sản lượng tơ visco đạt gần 1600 nghìn tấn. Vào những năm 1920, việc sản xuất tơ axetat (từ xenlulozơ axetat) đã được làm chủ. Về hình thức, tơ axetat hầu như không thể phân biệt được với tơ tự nhiên. Nó hơi hút ẩm và không giống như tơ viscose, không nhăn. Tơ axetat được sử dụng rộng rãi trong kĩ thuật điện làm vật liệu cách điện. Sau đó, một phương pháp đã được phát hiện để thu được sợi axetat có độ bền cực cao (dây có tiết diện 1 cm2 có thể chịu được tải trọng 10 tấn). Dựa trên sự tiến bộ của hóa học trong suốt thế kỷ XNUMX. ở Liên Xô, Anh, Pháp, Ý, Mỹ, Nhật Bản và các nước khác, một ngành công nghiệp sợi nhân tạo hùng mạnh đã được tạo ra. Trước Thế chiến thứ nhất, chỉ có 11 nghìn tấn sợi nhân tạo được sản xuất trên toàn thế giới và 25 năm sau, việc sản xuất sợi nhân tạo đã đẩy lùi việc sản xuất tơ tự nhiên. Nếu năm 1927, sản lượng tơ visco và axetat đạt khoảng 60 nghìn tấn, thì đến năm 1956, sản lượng tơ nhân tạo - visco và axetat - trên thế giới đã vượt quá 2 triệu tấn. Sự khác biệt giữa sợi tự nhiên, nhân tạo và tổng hợp như sau. Sợi tự nhiên (natural) hoàn toàn do tự nhiên tạo ra, sợi nhân tạo do bàn tay con người tạo ra, còn sợi tổng hợp do con người tạo ra trong các nhà máy hóa chất. Trong quá trình tổng hợp sợi tổng hợp từ các chất đơn giản hơn, thu được các hợp chất cao phân tử phức tạp hơn, trong khi các vật liệu nhân tạo được hình thành do sự phá hủy các phân tử phức tạp hơn nhiều (ví dụ, các phân tử sợi trong sản xuất rượu metylic bằng cách chưng cất khô gỗ ). Nylon, sợi tổng hợp đầu tiên, được phát hiện vào năm 1935 bởi nhà hóa học người Mỹ W. Carothers. Đầu tiên Carothers làm kế toán, nhưng sau đó quan tâm đến hóa học và đăng ký học tại Đại học Illinois. Vào năm thứ ba, anh được giao giảng bài về hóa học. Năm 1926, Đại học Harvard bầu ông làm giáo sư hóa học hữu cơ. Năm 1928, một bước ngoặt lớn đã xảy ra trong số phận của Carothers. Mối quan tâm hóa học lớn nhất "Dupont de Nemours" đã mời ông đứng đầu phòng thí nghiệm hóa học hữu cơ. Những điều kiện lý tưởng đã được tạo ra cho anh ta: đội ngũ nhân viên đông đảo, trang thiết bị hiện đại nhất, tự do lựa chọn đề tài nghiên cứu. Điều này là do một năm trước đó, mối quan tâm đã áp dụng một chiến lược nghiên cứu lý thuyết, tin rằng cuối cùng chúng sẽ mang lại những lợi ích thiết thực đáng kể, và do đó là lợi nhuận. Và vì vậy nó đã xảy ra. Sau ba năm làm việc chăm chỉ, phòng thí nghiệm của Carothers, nghiên cứu quá trình trùng hợp các monome, đã đạt được thành công xuất sắc - thu được một loại polyme cloropren. Trên cơ sở đó, vào năm 1934, mối quan tâm của DuPont đã bắt đầu sản xuất công nghiệp một trong những loại cao su tổng hợp đầu tiên - polychloroprene (cao su tổng hợp), về chất lượng của nó, có thể thay thế thành công cao su tự nhiên khan hiếm. Tuy nhiên, Carothers coi mục tiêu chính trong nghiên cứu của mình là một chất tổng hợp có thể biến thành sợi. Sử dụng phương pháp polycompensation mà ông đã nghiên cứu tại Đại học Harvard, vào năm 1930, Carothers đã thu được một loại polyester là kết quả của sự tương tác giữa ethylene glycol và axit sebacic, sau này hóa ra là dễ dàng được kéo thành sợi. Đây đã là một thành tích tuyệt vời. Tuy nhiên, chất này không thể có ứng dụng thực tế, vì nó dễ dàng bị làm mềm bởi nước nóng. Nhiều nỗ lực khác để có được sợi tổng hợp thương mại đã không thành công và Carothers quyết định ngừng làm việc theo hướng này. Ban quản lý của mối quan tâm đã đồng ý đóng chương trình. Tuy nhiên, người đứng đầu bộ phận hóa học đã phản đối kết quả này. Rất khó khăn, ông thuyết phục Carothers tiếp tục nghiên cứu của mình. Suy nghĩ lại về kết quả công việc của mình để tìm kiếm những cách mới để tiếp tục nó, Carothers đã thu hút sự chú ý đến các polyme được tổng hợp gần đây có chứa các nhóm amide trong phân tử - polyamit. Sự lựa chọn này tỏ ra vô cùng hiệu quả. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng một số loại nhựa polyamit nhất định, được ép qua một máy kéo sợi làm từ một ống tiêm y tế mỏng, sẽ tạo thành các sợi mà từ đó có thể tạo ra sợi. Việc sử dụng các loại nhựa mới có vẻ rất hứa hẹn. Sau những thí nghiệm mới, Carothers và các trợ lý của ông vào ngày 28 tháng 1935 năm 66 đã nhận được polyamide, từ đó có thể sản xuất ra loại sợi bền chắc, đàn hồi tốt, không thấm nước. Loại nhựa này, được phân lập bằng phản ứng của hexamethylenediamine với axit adipic, sau đó đun nóng muối thu được (AG) trong chân không, được đặt tên là "polyme 6", vì các sản phẩm ban đầu chứa XNUMX nguyên tử carbon. Vì họ đã làm việc để tạo ra loại polymer này đồng thời ở New York và London, nên sợi từ nó được gọi là "nylon" - theo các chữ cái đầu tiên của các thành phố này. Các chuyên gia dệt may công nhận nó phù hợp để sản xuất sợi thương mại. Trong hai năm tiếp theo, các nhà khoa học và kỹ sư của DuPont đã phát triển các quy trình sản xuất chất trung gian sợi polyme và nylon trong phòng thí nghiệm, đồng thời thiết kế một nhà máy hóa chất thực vật thí điểm. Ngày 16 tháng 1937 năm 1937, nylon được cấp bằng sáng chế. Sau nhiều chu kỳ thử nghiệm, vào tháng 1938 năm XNUMX, chất xơ đã thu được cho một lô bít tất thử nghiệm. Vào tháng XNUMX năm XNUMX, việc xây dựng một doanh nghiệp thử nghiệm đã hoàn thành. Vào ngày 29 tháng 1937 năm 41, ba ngày sau khi Carothers bước sang tuổi XNUMX, ông đã qua đời bằng cách uống kali xyanua. Một nhà nghiên cứu xuất sắc bị ám ảnh bởi nỗi ám ảnh rằng anh ta đã không thành công với tư cách là một nhà khoa học. Chi phí phát triển nylon là 6 triệu đô la, nhiều hơn bất kỳ sản phẩm sử dụng công cộng nào khác. (Để so sánh, Hoa Kỳ đã chi 2,5 triệu đô la để phát triển truyền hình.) Bề ngoài, nylon giống như lụa tự nhiên và gần giống với nó về cấu trúc hóa học. Tuy nhiên, xét về độ bền cơ học, sợi nylon vượt trội hơn khoảng ba lần so với tơ viscose và sợi tự nhiên - gần gấp đôi. DuPont từ lâu đã giữ bí mật về quy trình sản xuất nylon. Và thậm chí cô ấy đã tạo ra các thiết bị cần thiết cho việc này. Cả nhân viên và người bán buôn hàng hóa nhất thiết phải đăng ký không tiết lộ thông tin liên quan đến "bí mật nylon". Sản phẩm thương mại đầu tiên được tung ra thị trường là bàn chải đánh răng bằng sợi nylon. Việc phát hành của họ bắt đầu vào năm 1938. Tất nylon được trình diễn vào tháng 1939 năm 1940, và từ đầu năm 15, sợi nylon được sản xuất ở Wilmington, được các nhà máy dệt kim mua để làm tất. Nhờ sự đồng ý của các công ty thương mại, tất của các nhà sản xuất cạnh tranh đã xuất hiện trên thị trường vào cùng ngày: 1940 tháng XNUMX năm XNUMX. Việc sản xuất hàng loạt các sản phẩm nylon chỉ bắt đầu sau Thế chiến II, năm 1946. Và mặc dù nhiều polyamit khác (kapron, perlon, v.v.) đã xuất hiện kể từ đó, nylon vẫn được sử dụng rộng rãi trong ngành dệt may. Nếu năm 1939 sản lượng ni-lông sản xuất trên thế giới chỉ là 180 tấn thì đến năm 1953 đã lên tới 110 nghìn tấn. Nhựa nylon được sử dụng vào những năm 50 để sản xuất chân vịt cho tàu cỡ nhỏ và vừa. Vào những năm 40-50 của thế kỷ XX. các sợi polyamit tổng hợp khác cũng xuất hiện. Vì vậy, ở Liên Xô, capron là phổ biến nhất. Nguyên liệu để sản xuất nó là phenol rẻ tiền, được sản xuất từ nhựa than đá. Khoảng 1 tấn nhựa có thể thu được từ 0,5 tấn phenol và nylon có thể được tạo ra từ nó với số lượng đủ để tạo ra 20-25 nghìn đôi tất. Kapron cũng thu được từ các sản phẩm lọc dầu. Năm 1953, lần đầu tiên trên thế giới ở Liên Xô, phản ứng trùng hợp giữa etylen và cacbon tetraclorua được thực hiện ở quy mô thí điểm và thu được sản phẩm ban đầu để sản xuất sợi enanth trong công nghiệp. Kế hoạch sản xuất của nó được phát triển bởi một nhóm các nhà khoa học do A. N. Nesmeyanov đứng đầu. Về các tính chất cơ lý cơ bản, enanth không những không thua kém các loại sợi polyamit đã biết khác mà còn vượt qua cả nylon và nylon ở nhiều khía cạnh. Vào những năm 50-60. của thế kỷ trước, việc sản xuất polyester, sợi tổng hợp polyacrylonitrile đã bắt đầu. Sợi polyester được hình thành từ sự tan chảy của polyetylen terephthalate. Chúng có khả năng chịu nhiệt tuyệt vời, giữ lại 50% độ bền ở 180°C, chống cháy và chịu được thời tiết. Chống dung môi và sâu bệnh: sâu bướm, nấm mốc, v.v. Sợi polyester được sử dụng để sản xuất băng tải, đai truyền động, dây thừng, buồm, lưới đánh cá, ống mềm, làm cơ sở cho lốp xe. Dây cước dùng để sản xuất lưới cho máy giấy, dây vợt. Trong ngành dệt may, sợi polyester được sử dụng để dệt kim, vải, v.v. Lavsan thuộc về sợi polyester. Sợi polyacrylonitrile có tính chất tương tự như len. Chúng có khả năng chống axit, kiềm, dung môi. Chúng được sử dụng để sản xuất áo khoác ngoài, thảm, vải may vest. Trong hỗn hợp bông và sợi viscose, sợi polyacrylonitrile được sử dụng để làm vải lanh, rèm cửa và vải bạt. Ở Liên Xô, những sợi này được sản xuất dưới tên thương mại Nitron. Nhiều sợi tổng hợp được tạo ra bằng cách buộc một dung dịch hoặc polyme tan chảy qua các máy kéo sợi có đường kính từ 50 đến 500 micromet vào một buồng không khí lạnh, nơi các sợi này đông lại và trở thành sợi. Một sợi chỉ hình thành liên tục được quấn trên suốt chỉ. Các sợi axetat được xử lý trong không khí nóng để làm bay hơi dung môi, trong khi các sợi viscose được xử lý trong bể kết tủa bằng thuốc thử lỏng đặc biệt. Sự kéo dài của các sợi trên trục quay trong quá trình hình thành được sử dụng để các phân tử polyme chuỗi có trật tự rõ ràng hơn. Các đặc tính của xơ bị ảnh hưởng bởi nhiều phương pháp khác nhau: bằng cách thay đổi tốc độ đùn, thành phần và nồng độ của các chất trong bể, bằng cách thay đổi nhiệt độ của dung dịch kéo sợi, bể hoặc buồng khí, bằng cách thay đổi kích thước của lỗ khuôn. Một đặc tính quan trọng của đặc tính độ bền của sợi là chiều dài đứt, tại đó sợi đứt dưới trọng lực của chính nó. Đối với sợi bông tự nhiên, nó thay đổi từ 5 đến 10 km, đối với tơ axetat - từ 12 đến 14, đối với sợi tự nhiên - từ 30 đến 35, đối với sợi viscose - lên đến 50 km. Sợi polyester và polyamit có độ bền cao hơn. Vì vậy, trong nylon, chiều dài đứt gãy đạt tới 80 km. Sợi tổng hợp đã thay thế sợi tự nhiên trong nhiều lĩnh vực. Tổng khối lượng sản xuất của họ gần như bằng nhau. Tác giả: Pristinsky V.L.
▪ Chuyên cơ chở khách Boeing-777 ▪ Súng máy
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Người lái xe ba chân với bốn tay
▪ phần video nghệ thuật của trang web. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết Các vệ tinh của Sao Mộc. Lịch sử và bản chất của khám phá khoa học ▪ bài báo Tại sao thành phố Washington trở thành thủ đô? đáp án chi tiết ▪ bài báo Dọn dẹp các vùng lãnh thổ. Mô tả công việc
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này