Презентация на тему "Полиамидные волокна"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Полиамидные волокна

  Выполнили: Родыгина М.Л. Казакова О.Ю. Попова Т.В. Руководитель: Ярмоленко А.С.

• 
  Слайд 2

  ПЛАН

  История развития ПАВ Сырье для получения ПА Классификация и номенклатура ПА Способы получения Свойства ПА Производство ПАВ Свойство ПАВ Синтез отдельных представителей ПАВ Области применения ПАВ

• 
  Слайд 3

  История развития ПАВ

• 
  Слайд 4
  
• 
  Слайд 5

  Сырьё для получения полиамидов

  Полиамиды – это синтетические материалы, обладающие комплексом свойств, позволяющим формировать из них волокна, плёнки, или перерабатывать в изделия. Все полиамиды содержат амидную (-CONH-) группу, с которой связаны повторяющиеся углеродные звенья различной длины. Мономерами для ПА являются дикарбоновые кислоты и диамины, аминокислоты или лактамы, в т.ч. капролактам.

• 
  Слайд 6
  

  Исходными материалами для промышленных полупродуктов в синтезе ПА- являются ароматические соединения, циклоуглеводороды и олефины, которые, в основном, получают на нефтехимических заводах. Исключение составляет касторовое масло, которое применяют в качестве исходного вещества для получения себационовой кислоты и ундекановой кислоты.

• 
  Слайд 7

  Классификация полиамидов

  Строение макромолекул различных ПА характеризуется наличием в цепи амидных группировок, чередующиеся с метиленовыми группами атомов. В общем виде строение ПА может быть показано в следующем виде:

• 
  Слайд 8
  

  В соответствии с системой химической классификации высокомолекулярных соединений ПА делятся на: Карбоцепные – ПА, у которых цепь макромолекул построена из атомов углерода, а амидные группы находятся в боковых цепях:

• 
  Слайд 9
  

  Гетероцепные – ПА, содержащие амидные группы в основной цепи макромолекулы. В зависимости от строения основного звена макромолекулы гетероцепные ПА разделяются на: Гетероцепные ПА с алифатическим звеном: А) С насыщенным звеном Б) С насыщенным звеном, содержащим гетероатомы (O, S, N и т.д.)

• 
  Слайд 10
  

  В) с ненасыщенным звеном Гетероцепные ПА с ароматическим звеном Гетероцепные ПА с гетероциклическим звеном, содержащим (O, S, N и т.д.)

• 
  Слайд 11

  Химическое строение ПА

  Линейные Разветвленные Сшитые Циклические

• 
  Слайд 12
  

  Существует два основных класса ПА, различающихся механизмом образования: ПА, полученные ступенчатой поликонденсацией; ПА, полученные инициированной полимеризацией с раскрытием цикла.

• 
  Слайд 13
  

  Для классификации способов получения ПА за основу принимают физико-химические аспекты производства. В соответствии с этим различают: Поликонденсацию в расплаве; Твердофазную поликонденсацию; Низкотемпературную поликонденсацию, включающую процессы, протекающие на границе раздела фаз в растворе

• 
  Слайд 14

  Способы получения ПА

  Поликонденсация – процесс соединения с ним нескольких молекул, сопровождающийся отщеплением простейших веществ. В зависимости от строения исходных веществ процесс полиамидирования может быть осуществлен при помощи поликонденсации в различных вариантах:

• 
  Слайд 15
  

  Прямое амидирование – взаимодействие аминогрупп с карбоксильными группами, сопровождающиеся выделением воды. Реакция аминогрупп с карбоксильными группами, которые могут входить в составе одной молекулы или в составе различных молекул

• 
  Слайд 16
  

  Переамидирование – происходит при взаимодействии различных производных дикарбоновых кислот с производными диаминов. ПА легко образуется при взаимодействии эфиров дикарбоновых кислот с диаминами

• 
  Слайд 17
  

  Обменное разложение:

• 
  Слайд 18

  Виды поликонденсации

  Поликонденсация в расплаве Твердофазная поликонденсация Низкотемпературная поликонденсация Межфазная поликонденсация Поликонденсация в растворе Ступенчатая поликонденсация

• 
  Слайд 19

  Сравнение поликонденсации в расплаве и межфазной поликонденсации

• 
  Слайд 20
  

  Полимеризация – процесс соединения молекул мономеров между собой, протекающей без изменения элементарного состава реагирующих веществ и без выделения побочных продуктов. Виды полимеризации: Каталитическая полимеризация лактамов Полимеризация ангидридов Лейхса

• 
  Слайд 21

  Свойства полиамидов

  Физические свойства ПА Внешний вид ПА Ненаполненные ПА в расплавленном состоянии обычно прозрачны и почти бесцветны, а в твердом, частично кристаллическом состоянии имеют белый или слегка желтоватый цвет. Кристаллические ПА, сформированные из расплава, имеют блестящую поверхность. Поверхность ПА достаточно гладкая, что позволяет использовать этот материал, например, для изготовления желобов для транспортировки гранулятов.

• 
  Слайд 22
  

  Плотность полиамидов Плотность ПА зависит от его природы и степени кристалличности. При комнатной температуре для всех типов ПА эта величина колеблется в пределах 1,01 – 1,16 г/см3 .

• 
  Слайд 23

  Химические свойства ПА

  При вытяжке полиамидные смолы легко ориентируются ; при этом между атомами кислорода карбоксильных групп и водородными атомами, связанными с азотом аминогрупп соединений молекул, возникает весьма прочные межмолекулярные водородные связи. Образование водородных связей облегчается, если расстояние между цепями невелико.

• 
  Слайд 24
  

  Химическая активность ПА возрастает с температурой. Важным фактором, определяющим скорость диффузии или химического взаимодействия низкомолекулярных жидкостей с ПА. С уменьшением степени уменьшается химическая активность ПА и скорость диффузии в них низкомолекулярных веществ.

• 
  Слайд 25
  

  Растворяющая способность водных растворов кислот по отношению к ПА снижается по мере уменьшения кислотности среды. Из органических кислот хорошими растворителями для ПА являются муравьиная и хлоруксусная кислоты.

• 
  Слайд 26

  Деструкция ПА

  Заметное влияние оказывает присутствие паров воды. Под действием солнечного света, УФ- лучей, переменной влажности происходит постепенная деструкция молекул ПА, выражающаяся уменьшением молекулярной массы, потерей механической прочности и эластичности

• 
  Слайд 27

  Термическая деструкция ПА

  Деструкция ПА происходит следующим образом. Разрыв цепи осуществляется по группе –NH – CH2-, в результате чего образуется фрагмент микромолекулы, содержащей на конце амидную группу, тогда как другая часть макромолекулы представляет собой ненасыщенный углеводород.

• 
  Слайд 28

  Деструкция ПА под действием света

  Процессы фотолиза и фотоокисления

• 
  Слайд 29

  Применение ПА

  ПА широко применяется взамен металлов при изготовлении деталей, используемых в общем машиностроении. Детали, которые раньше получали из стали, латуни или лекарственных сплавов, в настоящее время изготовляет из ПА метода литья под давлением или спекания. Эти способы переработки применяют для изготовления мелких изделий. Так же изготовляют электроножи для разделки мяса, фены для сушки волос, стиральные машины, травокосилки, зажимы и т.д.

• 
  Слайд 30
  
• 
  Слайд 31

  Производство ПАВ

  Большая часть производных в мире ПА, перерабатывается в волокно. В настоящее время известен ряд ПАВ, но практическое значение имеют только некоторые из них: волокна типа капрон, анид, энант и ундекан.

• 
  Слайд 32
  

  Производство ПАВ представляет собой сложный технологический процесс, состоящий из следующих основных стадий: Получение мономера Получение полимера Приготовление прядильной массы Формование волокна Отделка волокна Сортировка и упаковка волокна

• 
  Слайд 33

  Свойства ПАВ

  Высокая прочность Низкая гигроскопичность и высокая прочность в мокром состоянии Хорошая стабильность размеров Высокая устойчивость к истиранию

• 
  Слайд 34
  

  Удлинение полиамидных волокон Устойчивость ПАВ к многократным деформациям изгиба Эластические свойства Устойчивость ПАВ к истиранию Гигроскопичность ПАВ Термостабильность ПАВ

• 
  Слайд 35

  Синтез отдельных представителей полиамидных волокон

  Капрон (ПА-6, найлон-6) Анид (ПА-66, найлон-66) Энант (ПА-7, найлон-7) Ундекан (ПА-11, найлон-11)

• 
  Слайд 36

  Капрон (ПА-6, найлон-6)

  Исходным сырьем для синтеза капрона служит -капролактам

• 
  Слайд 37

  Свойства

   - капролактам – кристаллы белого цвета, Тпл=68 -70°С, tкип=262°С, хорошо растворимы воде, спирте,эфире, бензоле и др. растоворителях, плохо в алифатических углеводородах

• 
  Слайд 38

  Синтез - капролактама

  Получение капролактама из фенола

• 
  Слайд 39
  

  В лаборатории капролактам получают нагреванием  - аминокапроновой кислоты выше температуры её плавления

• 
  Слайд 40

  Получение капрона

  Поли -  - капроамид впервые был получен в 1866 г. Габриэлем и Маасом

• 
  Слайд 41
  

  Схема получения капролактама

• 
  Слайд 42

  Физические свойства

  Белая, рогоподобная, в тонких слоях прозрачная масса, без запаха, самозатухает при горении. Поли--капроамид характеризуется износостойкостью, устойчивостью формы при повышенных температурах и химической стойкостью. Устойчив к действию большинства растворителей. При комнатной температуре растворяется в сильно полярных растворителях.

• 
  Слайд 43

  Применение капрона

• 
  Слайд 44

  Применение ПАВ

  Формование волокон, применяемых для производства технических тканей, парашютного шелка, автомобильного корда, белья, сорочек и т.д. Веревки и канаты из найлона обладают высокой прочностью и малым весом

• 
  Слайд 45
  
• 
  Слайд 46

  Анид

• 
  Слайд 47

  Свойства анида

  Полигексаметиленадипинамид: Твердый роговидный кристаллический полимер белого цвета без запаха В обычных растворителях нерастворим Сильно поглощает влагу При низкой влажности и температуре – это хороший электролизующий материал

• 
  Слайд 48

  Схема получения гексаметилендиамина и адипиновой кислоты из фенола

• 
  Слайд 49

  Схема получения гексаметилендиамина

• 
  Слайд 50

  Схема получения адипиновой кислоты

• 
  Слайд 51

  Схема получения найлона-66 разными способами

• 
  Слайд 52

  Энант (ПА-7, найлон-7)

  Исходную мономерную ω – аминоэнантовую кислоту синтезируют из этилена и четыреххлористого углерода:

• 
  Слайд 53

  Свойства энанта

  Поли-ω-энантамид – линейный алифатический полимер; кристалический полимер белого цвета. Т пл. =2230 С, ρ=1,13 г/см3 . Растворим в концентрированных минеральных кислотах, муравьиной кислоте, фенолах и др. Самозатухающий полимер. Высокая прочность.

• 
  Слайд 54

  Ундекан (ПА-11, найлон-11, рильсан)

  Исходное сырье для поли-ω-ундеканамида – ω-аминоундекановая кислота, которую получают следующими способами: 1. Из этилена и четырёххлористого углерода при помощи реакции теломеризации

• 
  Слайд 55
  

  2. Из касторового масла через ундециленовую кислоту по следующей схеме:

• 
  Слайд 56

  Схема производства рильсана

• 
  Слайд 57

  Свойства

  Белая рогоподобная масса, без запаха, самозатухает. Т пл. =1850 С, t хрупкости = -700 С . Этот полиамид применяется для изготовления различных изделий при помощи литья под давлением, предметов потребления, Хирургических инструментов, сосудов и приборов для текстильной и электротехнической промышленности. Поли-ω-ундеканамид применяется для изготовления синтетического волокна под названием рильсан.

• 
  Слайд 58

  Области применения полиамидных волокон

  Нити из непрерывного и штапельного волокон применяются для изготовления фильтровальных тканей. Полиамидные волокна, наполненные карбидом циркония, используются для выработки тканей подвергающимся активному облучению солнца. Найлоновые нити ценны для шинного корда Найлоновые верёвки применяются в китобойном промысле, при буксировании планеров, для альпинизма.

• 
  Слайд 59

  СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!