У свеце вялікіх малекул
Памер: 262с.
Мінск 1959
Для вытворчасці ацэтатнага шоўку неабходны даволі дарагія хімічныя рэчывы — воцатная кіслата, воцатпы ангідрыд і ацэтон у якасці растваральніка.
Рыс. 21. Машына для прадзення ацэтатнага шоўку: / — прадзільны раствор; 2 — фільера; 3 — кораб; 4 — нітка.
Ацэтон прадстаўляе сабой бясколерную вадкасць з рэзкім характэрным пахам і з’яўляецца вельмі добрым растваральнікам для многіх арганічных рэчываў.
3-за дарагавізны ацэтону шырокая прамысловая вытворчасць ацэтатнага шоўку пачалася толькі пасля першаіі сусветнай вайны, калі навучыліся ўлоўліваць пару ацэтону.
Ацэтатны шоўк вырабляюць звычайна не з драўнянай цэлюлозы, а з бавоўнавай. Але з бавоўнавага валакна можна выпрацоўваць тканіны і без дапамогі хімікаў. Таму для вытворчасці ацэтатнага шоўку бяруць бавоўнавы пух. Так называюць у тэхніцы кароткія валаконцы бавоўны, якія не могуць быць зняты бавоўнаачышчальнымі машынамі з насення.
Бавоўнавы пух папярэдне хімічна ачышчаюць. Для гэтай мэты яго кіпяцяць са слабым растворам шчолачы пад ціскам у некалькі атмасфер. Адмыты бавоўнавы пух паступае на адбельванне, затым яшчэ некалькі разоў прамываецца вадой і, нарэшце, сушыцца. Высушаны бавоўнавы пух загружаюць у вялікія закрытыя пасудзіны (ацэтылятары), якія маюць у сярэдзіне верцячыяся лопасці — мешалкі, і апрацоўваюць сумессю воцатпай кіслаты, воцатнага ангідрыду і невялікай колькасці сернай кіслаты.
Цэлюлоза ўступае ў хімічную рэакцыю з воцатнай кіслатой і ўтварае новае злу-
чэнне, якое называецца ацэтылцэлюлозай.
Затым мешалкі ацэтылятараў спыняюць масу і пакідаюць у спакоі гадзін на 12—15, даючы ацэтылцэлюлозе паспець.
Паспеўшую ацэтылцэлюлозу перагружаюць у іншыя апараты, у якія наліта вада. Гэтыя апараты таксама забяспечаны хуткаверцячыміся мешалкамі. Ацэтылцэлюлоза, таксама як і. смятана ў маслабойным барабане, збіваецца ў камякі. Гэтая аперацыя называецца высаджваннем.
Калі ўтварэнне камякоў заканчваецца, мешалкі спыняюцца. Ацэтылцэлюлозу выгружаюць і адціскаюць. Адціснутую масу старанна пра-
Рыс. 22. Таўшчыня розных нітак (у разрэзе ў мікронах):
/ — павуціна (3—5); 2 — меднааміячны шоўк (5—10); 3— віскозны і ацэтатны шоўк (7—15);
4 — бавоўна (15—25); 5 — натуральны шоўк (18); 6 — капрон (20—25); 7 — натуральная
шэрсць (25); 8 — чалавечы волас (50—60).
мываюць праточнай вадой. Прамытую ацэтылцэлюлозу сушаць, здрабняюць і засыпаюць у шчыльна закрытыя апараты — растваральнікі.
Ацэтылцэлюлоза раствараецца ў ацэтоне або ў сумесі ацэтону са спіртам.
Раствор ацэтылцэлюлозы праціскаюць праз вельмі тонкія адтуліны фільер у кораб, а праз кораб прадзімаюць гарачае паветра. Спірт і ацэтон выпараюцца. Шаўксвую нітку, якая зацвярдзела, намотваюць на бабіны.
Тканіны з ацэтатнага шоўку дрэнна праводзяць цяпло і электрычны ток.
Гэты шоўк мае выдатную ўласцівасць прапускаць ультрафіялетавыя праменні. У купальным касцюме з ацэтатнага шоўку можна загараць на пляжы гэтак жа добра, як і без касцюма.
У пасляваенныя гады вучоныя значна ўдасканалілі вытворчасць ацэтатнага шоўку. Шаўковыя ніткі пасля прадзення праходзяць спецыяльную апрацоўку. Пасля такой хімічнай апрацоўкі ніткі выцягваюцца так, што даўжыня іх павялічваецца ў некалькі разоў.
Выцягванне прымушае малекулы цэлюлозы размяшчацца ўдоўж ніткі. Гэта вельмі павялічвае яе трываласць.
Валакно ацэтатнага шоўку мае больш матавае адценне і большую вільгацяўстойлі-
васць у параўнанні з іншымі відамі штучнага шоўку. Трываласць яго ў мокрым выглядзе памяншаецца ўсяго на адну трэць, тады як у іншых відаў шоўку яна памяншаецца амаль на 60 працэнтаў.
Высокія якасці ацэтатнага шоўку забяспечылі яму шырокае скарыстанне. Выпрацоўка ацэтатнага шоўку ў цяперашні час складае каля 22 працэнтаў сусветнай вытворчасці штучнага валакна.
У спаборніцтве з шаўкапрадам хімікі атрымалі бясспрэчную перамогу. Яны навучыліся вырабляць шоўк, валокны якога некалькі танчэйшыя за валокны натуральнага шоўку. Шаўкавінка, якую выпускае шаўкапрад, мае ў таўшчыню 18 мікронаў. Нітка меднааміячнага шоўку крыху таўсцейшая за павуціну, яе таўшчыня 5—10 мікронаў. Таўшчыня ацэтатнага і віскознага шоўку — ад 15—20 мікронаў і вышэй.
Па сваёй трываласці нітка штучнага ацэтатнага шоўку крыху адрозніваецца ад стальнога дроту аднолькавага сячэння. Яна вытрымлі вае нагрузку ў 100 кілаграмаў на кожны квадратны міліметр. Шаўковая нітка вытрымлівае 126 кілаграмаў.
Вяроўка, звітая з валокнаў ацэтатнага шоўку, таўшчынёй прыкладна 2 сантыметры, можа вытрымаць груз, роўны вазе гружанага таварнага вагона — 30 з лішнім тон.
Гэта была перамога хімікаў, якія карысталіся ў якасці зыходнай сыравіны прыроднымі валокнамі — драўнянай або бавоўнавай цэлюлозай.
Рыс. 23. Папярочнае сячэнне штучных валокнаў:
/меднааміячнага шоўку; 2, 3 — віскознага шоўку; 4, 5, 6 — нітрашоўку; 7 — ацэтатнага шоўку; 8 — натуральнага шоўку
Рыс. 24. Вяроўка з ацэтатнага шоўку таўшчынёй у 2 сантыметры вытрымлівае груз таварнага вагона.
9. Хімікі будуюць «мосцікі»
Каля пяцідзесяці гадоў працягвалася спаборніцтва хімікаў з шаўкапрадам. За гэты час шматлікія даследаванні вучоных абагацілі навуку ведамі аб будове валакна і раскрылі, якім чынам маленькія малекулы счапляюцца паміж сабой, складаючы доўгія ланцужкі. Інжынеры навучыліся будаваць добрыя машыны для вырабу штучнага шоўку. Хімікі, рабочыя вытворчасці, накапілі вялікі вопыт. Адным словам, заменнік шоўку быў вынайдзены і яго вытворчасць наладжана. Трэба было падумаць і аб стварэнні штучнай шэрсці. Шэрсць жа — больш патрэбны матэрыял, чым шоўк. Добрая шарсцяная тканіна цэніцца даражэй, чым шоўк. Знайсці танны заменнік шэрсці — вялікая справа!
3 ростам дабрабыту працоўных Савецкага Саюза попыт на шарсцяныя вырабы няспынна павялічваецца. I павялічваецца ён хутчэй, чым можа расці статак танкарунных авечак— мерыносаў.
У гады, калі ў Дзяржплане СССР намячалі лічбы першай пяцігодкі, гаспадарнікі падлічылі, што каб павялічыць вытворчасць шарсцяных тканін толькі на 10 мільёнаў метраў у год, трэба да пагалоўя, якое ёсць, прыбавіць яшчэ звыш мільёна авечак.
Мільён авечак! Калі пагнаць такую атару па дарозе, яна расцягпецца амаль на 100 кіламетраў! А разыйдуцца на пашы — за суткі не аб’едзеш вакол. Для мільёна авечак трэба падрыхтаваць пашу і вадапой, забяспечыць ахову ад драпежнікаў, пабудаваць зімавальнікі, назапасіць корм. Авечак трэба вырошчваць, лячыць, стрыгчы...
У 1929 годзе ў Савецкім Саюзе было каля 150 мільёнаў авечак і коз. I пагалоўе трэба было павялічыць не на адзін мільён, а на некалькі дзесяткаў мільёнаў.
Ці не прасцей пабудаваць фабрыкі штучнай шэрсці? Авечка не' можа даць усю патрэбную нам колькасць шэрсці.
Зразумела, неабходна рабіць і тое і другое — павялічваць пагалоўе авечак і будаваць фабрыкі штучнай шэрсці.
Але перш чым думаць аб фабрыках, трэба вынайсці спосаб вырабу штучнай шэрсці. Знайсці падыходзячую і танную сыравіну, распрацаваць увесь вытворчы працэс, праверыць яго ў лабараторыях.
У трыццатых гадах савецкія вучоныя пачалі ўпартыя пошукі спосабу вырабу штучнай шэрсці.
Зрабілі нанава аналіз натуральнай шэрсці. Шэрсць складаецца з бялковага рэчыва — кераціну. Керацін — галоўны будаўнічы матэрыял валасоў, рагоў, капытоў, кіпцюроў, шэрсці. Ён прадстаўляе складанае хімічнае злучэнне, утворанае, як і ўсе бялковыя рэчывы, атамамі вугляроду, кіслароду, азоту, вадароду, серы і фосфару k
На цэлюлозу, з якой расліны будуюць свае валокны, шэрсць зусім непадобная. У цэлюлозе няма ні азоту, ні серы. Зпачыць, яна не можа з’яўляцца сыравінай для вырабу штучнай шэрсці і трэба браць якоенебудзь бялковае рэчыва.
Але не ўсякае бялковае рэчыва
падыйдзе. Справа Ж не толькі ў прыРыс. 25. Серны мосцік у малекуле кесутнасці азоту і серы, але і ў будове раціну.
малекул — яны павінны быць падоб-
ны на малекулу кераціну: быць ніткападобнымі, прыгоднымі для прадзення і нерастваральнымі ў вадзе.
У кераціне атамы вугляроду, кіслароду, азоту і вадароду ўтвараюць маленькую малекулу. Гэтыя малекулы-малюткі, счапляючыся паміж сабой, складаюць доўгія ланцужкі2. Ланцужкі, у сваю чаргу, злучаюцца папарна, размяшчаючыся, як рэйкі чыгуначнага шляху.
1 Бялковых рэчываў многа, састаў іх розны. У сярэднім у бялковых рэчывах змяшчаецца вугляроду 50—55 працэнтаў, вадароду 6—7 працэнтаў, кіслароду 20— 24 працэнты, азоту 15—19 працэнтаў, серы 0,5—2,5 працэнта, фосфару 0,4—0,9 працэнта.
2 Пры злучэнні ў ланцужок кожныя дзве малекулы трацяць адну малекулу вады. Такім чынам, вялікая малекула кераціну пабудавана з астаткаў малекул.
«Шпаламі» служаць атамы серы. Вось яны і змацоўваюць паралельныя ланцужкі ў вялікую малекулу кераціну.
Такога роду сувязі, калі ланцужкі малекул злучаюцца паміж сабой атамамі другога рэчыва, называюцца ў хіміі мосцікамі. Мосцікі вельмі моцна трымаюць малекулу, таму бялковыя рэчывы, якія маюць мосцікі, у вадзе не раствараюцца, а толькі набракаюць. А чым больш трывалыя мосцікі, тым менш набракае рэчыва ў вадзе.
Значыць, мала знайсці бялковыя рэчывы з ніткападобнымі малекуламі, трэба знайсці спосаб змацаваць іх трывалымі мосцікамі. Тады атрымаецца рэчыва, падобнае да кераціну шэрсці.
Спачатку вучоныя, занятыя стварэннем штучнай шэрсці, імітавалі стваральнікаў штучнага шоўку. Яны ўзялі прыродную сыравіну — ад-
Рыс. 26. Змяненне малекулы кераціну пры расцяжэнні.
ходы натуральнай шэрсці і натуральнага шоўку. Шоўк таксама падыходзіў для гэтай мэты, таму што ён таксама складаецца з бялковага рэчыва з ніткападобнымі малекуламі — фібраіну.
Хімікі падабралі падыходзячыя растваральнікі і растварылі ў іх шэрсць і шоўк. У іх атрымалася вязкая вадкасць, падобная да віскозы.
Гэты «шарсцяны» сіроп яны прапусцілі праз прадзільную машыну і зрабілі ніткі. Але ніткі былі бывдам цукровыя, яны баяліся вады. Выявілася, што калі керацін шэрсці і фібраін шоўку раствараліся, то разбураліся і мосцікі. Таму ніткі штучнай шэрсці, трапляючы ў ваду, распаўзаліся.
Ад прыродных валокнаў прышлося адмовіцца, таму што не ўдалося захаваць керацінавыя мосцікі.
Пачалі шукаць, ці няма якіх-небудзь іншых бялковых рэчываў з ніткападобнымі малекуламі, якія ўдалося б змацаваць мосцікамі.
Вучоныя, якія вынаходзілі штучную шэрсць, сваімі настаўнікамі выбралі не толькі хімікаў — стваральнікаў віскознага шоўку, але і гарбароў.
КНІГІ ОНЛАЙН
