Полиэфирные волокна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Общая характеристика химико-технологического процесса

     Полиэфиры не являются новыми веществами. Природные полиэфирные вещества с древнейших времен применяются человеком.

     Для получения полиэфирных волокон нашли практическое применение полимеры на основе ароматических кислот и алифатических гликолей.

     Основными исходными продуктами для получения полиэтилентерефталата в производстве полиэфирного волокна являются терефталевая кислота или ее диметиловый эфир, а также этиленгликоль или окись этилена. Для получения модифицированного волокна кроме основных сырьевых материалов используют другие дикарбоновые или оксикислоты. Несмотря на то, что запатентовано множество модифицирующих добавок, в промышленности нашли применение главным образом изофталевая кислота, ее диметиловый эфир, калиевая соль сульфоизофталевой кислоты и п-оксиэтоксибензойная кислота.

     Кроме этих веществ, при синтезе полиэфира вводят, катализаторы, термостабилизаторы, добавки, снижающие склонность волокна к пиллингообразованию (например, ангидрид тримеллитовой кислоты), матирующиеили окрашивающие вещества, оптические отбеливатели, добавки для уменьшения трения и слипаемости (полиэфирные пленки и магнитные ленты).

     Процесс производства полиэфирных нитей или волокна можно разделить на три самостоятельные стадии: получение полимера--полиэтилентерефталата (смолы лавсан), формование из него нитей и волокна и переработка их в готовую продукцию. Эти три процесса осуществляются соответственно в трех основных цехах: химическом, прядильном и штапельном (или текстильном -- при производстве комплексных нитей).

 

 

 

 

 

 

 

4. Технологические стадии процесса получения полиэфирного волокна

4.1 Синтез дигликолевого эфиратерефталевой кислоты

     Дигликолевый эфир терефталевой кислоты:

Терефталат, дигликольтерефталат или его низшие линейные олигомеры являются мономерами в последующем процессе поликонденсации, приводящем к получению полимера. Молекула дигликольтерефталата состоит из двух частей - остатка терефталевой кислоты и двух оксиэтилэфирных групп. Поэтому при его синтезе применяют также два различных компонента: диметиловый эфир и этиленгликоль, осуществляя реакцию переэтерификации.

    Реакция переэтерификации заключается в замещении метальных групп диметилтерефталата (ДМТ) этиленгликолевыми:

    Реакция переэтерификации практически не идет без катализатора. В патентной литературе в качестве катализаторов предложены почти все металлы периодической системы элементов, их окиси, соли, алкоголяты и более сложные соединения.

     Исходное соотношение этиленгликоля и диметилтерефталата оказывает значительное влияние на завершенность переэтерификации. Непременным условием полного завершения реакции переэтерификации считается введение этиленгликоля в количестве, большем, чем 2 моля (обычно 2,2-2,5) на 1 моль диметилтерефталата. В противном случае непрореагировавшие метоксиэфирные группы будут ограничивать рост цепи при поликонденсации, оставаясь в виде концевых групп.

     Реактор переэтерификации представляет собой автоклав, изготовленный из качественной нержавеющей стали, имеющий сферическое днище и мешалку турбинного или пропеллерного типа. Мешалки работают эффективно при скорости кончика лопатки или пропеллера от 200 до 300 м/мин.

     При больших скоростях эффективность перемешивания резко уменьшается из-за явления кавитации, вызывающего окружение лопаток парами метанола. Для нагрева реакционной массы внутри реактора помещен змеевик в который подается водяной пар высокого давления 4,5-5,0 МПа или по которому циркулирует высококипящий органический теплоноситель (ВОТ). Для увеличения поверхности нагрева реактор может быть окружен нагревательными полутрубами, приваренными к обечайке корпуса. Нагрев регулируют так, чтобы температура стенки не была более чем на 30-40°С выше температуры реакционной массы. Полный объем реактора переэтерификации обычно составляет 2,5-3,2 м3 на 1 т диметилтерефталата; поверхность конденсатора метанола - около 20 м2/т.

4.2 Синтез полиэтилентерефталата

     При поликонденсации дигликольтерефталата выделяется этиленгликоль и образуется полиэтилентерефталат:

    Поликонденсация дигликольтерефталата, являясь реакцией переэтерификации, в которой участвуют в основном две одинаковые оксиэтилэфирные группы, отличаетсяот реакции переэтерификации между диметилтерефталатом и этиленгликолем. Эти отличия заключаются в следующем:

- низкая концентрация гидроксильных  групп спиртового характера, уменьшающаяся  по мере протекания процесса;

- образование карбоксильных групп  в результате деструктивных реакции;

- реакция этерификации между карбоксильной  группой и гидроксилом спирта  идет и без катализатора;

- значительно более высокая температура  кипения этиленгликоля, чем метанола  и большая вязкость получающегося  конечного полиэфира, что важно  с технологической точки зрения.

    Но механизм этих реакций должен иметь сходство, поскольку обе они являются реакциями переэтерификации и карбонильные группы диметилтерефталата и дигликольтерефталата обладают поляризуемостью в равной степени.

     Наиболее распространенным способом поликонденсации является проведение ее в расплаве под глубоким вакуумом, способствующим удалению выделяющегося этиленгликоля.

    Поликонденсация - завершающий и очень ответственный химический процесс получения полиэтилентерефталата. Реактор поликонденсации изготовляют из молибденсодержащей нержавеющей стали. Общий объем реактора рассчитывают на 50-60%-ное заполнение. Производительность реактора обычно находится в пределах от 1,0 до 2,5 т/цикл. При больших объемах трудно создать оптимальные условия прохождения поликонденсации; кроме того, значительно увеличивается продолжительность выгрузки, что может привести к заметной разнице в свойствах полимера в начале и конце литья.

     Однопроходной конденсатор этиленгликоля располагают рядом с реактором под большим углом к горизонтали или вертикалью - для облегчения стока конденсата. Поверхность конденсатора этиленгликоля в среднем принимается равной 7,5-8,0 м3 на 1 т (по диметилтерефталату).           Реактор снабжается двухскоростной якорной тихоходной мешалкой. Такие мешалки наилучшим образом обеспечиваю нарушение пристенного слоя расплава в реакторе и имеют минимальный эффект проскальзывания в вязкой среде. Кроме того, якорные мешалки приводят во вращение всю реакционную массу. Поэтому при неравномерном кипении, могущем привести к выбросу части расплава в пароотводящую систему, продукт направляется преимущественно касательно к стенкам реактора. Но все же выбросы массы в конденсатор не исключены. Дополнительным источником забивания трубок конденсатора является дигликольтерефталат, обладающий достаточно высокой упругостью пара -- 0,266 кПа (2 мм рт. ст.) уже при 180°С. Дигликольтерефталат постепенно полимеризуется в трубках конденсатора, уменьшая их сечение. Поэтому конденсатор паров периодически прогревают водяным паром высокого давления для удаления осадка и, кроме того, регулярно чистят механическим либо гидродинамическим способом.

    В последнее время широко исследуется процесс поликонденсации в твердой фазе, представляющий особый интерес для получения полиэфира очень высокой молекулярной массы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Охрана труда и техника безопасности

      Закон РК «О безопасности и охране труда » регулирует общественные отношения в области охраны труда в Республике Казахстан и направлен на обеспечение безопасности сохранение жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, а также устанавливает основные принципы государственной политики в области безопасности и охраны труда/1/

         Государственная политика в области  безопасности и охраны труда  направлена на:

     -разработку  и принятие нормативных правовых  актов Республики Казахстан, государственных  стандартов, правил, норм в области  безопасности и охраны труда:

    -разработку государственных, отраслевых(секторальных) и региональных  программ в области безопасности  и охраны труда:

   -создание и реализацию  систем экономического стимулирования  деятельности по разработке и  улучшению условий, безопасности  и охраны труда, разработке и  внедрению безопасных технологий  и техники, производству средств  охраны труда индивидуальной  и коллективной защиты работников:

    -осуществление  мониторинга в области безопасности  и охраны труда:

    -проведение научных  исследований по проблемам безопасности  и охраны труда:

    -установление  единого порядка учета несчастных  случаев на производстве и  профессиональных заболеваний:

    -государственный  надзор и контроль за соблюдение  требований законодательства Республики  Казахстан в области безопасности  и охраны труда:

    -содействие осуществлению  общественного контроля за соблюдением  прав и законных интересов  работников в области безопасности  и охраны труда

   -защиту законных  интересов, пострадавших от несчастных  случаев на производстве и  профессиональных заболеваний, а  также членов их семей:

   -установление компенсаций  за тяжелую работу и  работу  вредными и (или) опасными условиями  труда, не устранимыми при современном  техническом уровне производства  и организации труда:

    -организацию государственной  статистической отчетности об  условиях труда, а также о производственном  травматизме, профессиональной заболеваемости  и об их последствиях:

    -обеспечение функционирования  единой информационной системы  в области безопасности и охраны  труда.

В курсовой работе предусмотрены необходимые мероприятия по организации безопасной работы оборудования и техники в соответствие стандартов, ГОСТов и мер защиты здоровья в законодательно предусмотренных нормативах безопасности и здоровья.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Заключение

    Определение классификации ткани, на мой взгляд, самый запутанный процесс во всем рассмотрении волокна. Порой на вид ткань будет выглядеть как натуральная, но на самом деле она химическая. Определить химическое волокно можно при помощи обжигания краев ткани. При этом ткань начинает плавиться и капать, коптящее желтое пламя, на конце образуется оплавленный бурый или черный твердый шарик и ощущается синтетический запах уксуса или сургуча. Это метод органомектический. Когда волокнистый состав ткани устанавливают органами чувств - зрением, обонянием, осязанием. Оценивают внешний вид ткани - сминаемость, характер обрыва пряжи и нитей, характер горения нитей по основе или утку, запах при горении нитей по основе или утку, а также остаток после горения нитей. На ряду с этим существует лабораторный метод, где распознавание проводят с помощью химических реакций.

    Повышение качества жизни сказывается во всех сферах деятельности человека. На эту тенденцию чутко отреагировал и рынок текстильной продукции. Появляются новые виды изделий текстиля, материалы для их изготовления. С ростом доходов население Казахстана все больше внимания уделяет своему дому, улучшению комфорта и дизайна, активно используя для этого домашний текстиль и в том числе одежду. В течение года казахстанцы приобретают товаров легкой и текстильной промышленности на сумму свыше 1 млрд. тг., среди них не более 20% - отечественные, все остальное - импорт. Как считают аналитики, 57% этого импорта составляет контрафактная продукция.

    Главными проблемами производства текстильной продукции в Казахстане являются: устарелое оборудование, незнание мировых тенденций, нехватка профессиональных кадров, нелегальный и не декларируемый импорт готовой продукции, низкокачественная производимая продукция.

    Данная проблема решится наличием в регионе: сырья для производства, перспективы развития транспортной и производственной инфраструктуры, в связи с ускоренным экономическим развитием региона, избытка трудовых ресурсов.

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1. Кукин Г.Н. и др. Текстильное материаловедение (волокна и нити). Учебник для вузов. 2 изд, перераб. И дополн. – М., Легрпомбытиздат, 1989.
2. Кукин Г.Н. и др. Текстильное материаловедение (текстильные полотна и изделия). Учебник для вузов. 2 из. перераб. и допол. – М., Легрпомбытиздат, 1992.
3. Технология производства химических волокон. А.Н. Ряузов.,  В.А. Груздев., - М.; легкая индустрия, 1965.
4. Натуральная шерсть, ее классировка и сортировка. –М.; легкая индустрия, 1978.
5. Жихарев А.П., Кузин С.К., Мишаков В.Ю. «Материаловедение в производстве легкой промышленности» Академия 2004.
6. 1. Бузов Б.А., Модестова Т. «Материаловедение швейного производства» Легпромбытздат 1986.
7. Савосткий Н.А., Амирова Э.К.. «Материаловедение швейного производства» Академия 2002.

8. Технология  производства  химических  волокон А . Н . Ряузов..,  В . А . Груздев..,-М-1967 г.

9. Лаборатория  практикум  по  текстильному  материаловедению . Учебное  пособие  для  вузов . (Кобляков А. И.., Кукин Г . Н., Соловьев А .Н . и др.)-2 изд , перераб. И допол-м.., Легпромбытиздат ,1986.-344с.

10.  Кукин Г . Н.., Соловьев А. Н. Текстильное  материаловедение  ( исходные  материалы ) . Учебник  для  вузов .2 . изд.  Перераб. И допол.  М.., Легпромбытиздат.