Факультет

Студентам

Посетителям

Шелк спорит со сталью

Примерно через двадцать лет после того как ученые изобрели способ производства шелка из целлюлозы, обработанной азотной кислотой, появился новый вид искусственного шелка.

Его назвали ацетатным от латинского слова «ацетикум», что в переводе на русский язык означает уксусный.

Для производства ацетатного шелка требуются довольно дорогие химические вещества — уксусная кислота, уксусный ангидрид и ацетон в качестве растворителя.

Ацетон представляет собой бесцветную жидкость с резким характерным запахом и является прекрасным растворителем для многих органических веществ.

Из-за дороговизны ацетона широкое промышленное производство ацетатного шелка началось только после первой мировой войны, когда научились улавливать пары ацетона.

Ацетатный шелк изготовляют не из древесной целлюлозы, а из хлопковой. Но из хлопкового волокна можно вырабатывать ткани и без помощи химиков. Поэтому для производства ацетатного шелка берут хлопковый пух. Так называют в технике короткие волокна хлопка, которые не могут быть сняты хлопкоочистительными машинами с семян.

Хлопковый пух предварительно подвергают химической очистке. Для этой цели его кипятят со слабым раствором щелочи под давлением в несколько атмосфер. Отмытый хлопковый пух поступает на отбелку, затем еще несколько раз промывается водой я, наконец, сушится. Высушенный хлопковый пух загружают в большие закрытые сосуды (ацетиляторы), имеющие внутри вращающиеся лопасти — мешалки, и обрабатывают смесью уксусной кислоты, уксусного ангидрида и небольшого количества серной кислоты.

Целлюлоза вступает в химическую реакцию с уксусной кислотой и образует новое соединение, называемое ацетилцеллюлозой.

Затем мешалки ацетиляторов останавливают, и кашицеобразную массу оставляют в покое часов на 12—15, давая ацетилцеллюлозе созреть. Как и в производстве вискозы, созревание ускоряет превращение ацетилцеллюлозы в прядильный раствор.

Созревшую ацетилцеллюлозу перегружают в другие аппараты, в которые налита вода. Эти аппараты также снабжены быстровращающимися мешалками. Ацетилцеллюлоза, так же как и сливки в маслобойном барабане, сбивается в хлопья. Эта операция называется высаживанием.

Когда образование хлопьев заканчивается, мешалки останавливают. Ацетилцеллюлозу выгружают и отжимают. Отжатую массу тщательно промывают проточной водой. Промытую ацетилцеллюлозу сушат, измельчают и засыпают в баки-растворители.

Ацетилцеллюлоза растворяется в ацетоне или в смеси ацетона со спиртом.

Раствор ацетилцеллюлозы продавливают через тончайшие отверстия фильеры в короб, а сквозь короб продувают горячий воздух. Спирт и ацетон испаряются. Затвердевшую шелковую нить наматывают на бобины.

Ткани из ацетатного шелка плохо проводят тепло и электрический ток.

Этот шелк обладает замечательной способностью пропускать ультрафиолетовые лучи. В купальном костюме из ацетатного шелка можно загорать на пляже так же хорошо, как и без костюма.

В годы первой послевоенной сталинской пятилетки ученые значительно усовершенствовали производство ацетатного шелка. Шелковые нити после прядения пропускают через ванны с раствором щелочи. Щелочь отнимает от шелка частицы уксусной кислоты.

После такой химической обработки нити вытягивают так, что их длина увеличивается в 8—10 раз.

Вытяжка заставляет молекулы целлюлозы располагаться вдоль нити. Это сильно увеличивает ее прочность.

Волокно ацетатного шелка имеет более матовый оттенок и большую влагоустойчивость по сравнению с другими видами искусственного шелка. Прочность его в мокром виде уменьшается всего на одну треть, тогда как у других видов шелка она уменьшается почти на 60 процентов.

Высокие достоинства ацетатного шелка обеспечили ему широкое применение. Выработка ацетатного шелка в настоящее время составляет около 22 процентов мирового производства искусственного волокна.

В соревновании с шелкопрядом химики одержали бесспорную победу. Они научились изготовлять шелк, волокна которого в несколько раз тоньше волокон натурального шелка. Шелковинка, которую выпускает шелкопряд, имеет в толщину 18 микронов. Нить медноаммиачного шелка тоньше паутины, ее толщина 2 микрона. Толщина ацетатного шелка — от 2 до 5 микронов, вискозного — 5 микронов.

По своей прочности нить искусственного ацетатного шелка немногим отличается от стальной проволоки одинакового сечения. Она выдерживает нагрузку в 100 килограммов на каждый квадратный миллиметр; шелковая нить выдерживает 126 килограммов.

Веревка, свитая из волокон ацетатного шелка толщиной примерно 2 сантиметра, может выдержать груз, равный весу груженого товарного вагона, — 30 с лишним тонн.

Это была победа химиков, пользовавшихся в качестве исходного сырья естественными волокнами — древесной или хлопковой целлюлозой.