Синтетические волокна — урок. Химия, 10 класс.

3. Синтетические волокна

Теория

Синтетические волокна получаются из полимеров, которых в природе никогда не существовало. Полимеры синтезируются из мономеров, а исходным сырьём служат углеводороды нефти и природного газа. Полимеры могут использоваться как для формования волокон, так и для производства пластмасс.

По составу различают несколько групп синтетических волокон.

Группа	Примеры	Особенности строения
Полиэфирные	${(- O {C_{2} H}_{4} - OOC {{- C}_{6} H}_{4} CO -)}_{n}$ лавсан	мономерные звенья соединены сложноэфирными группами
Полиамидные	${(- HN - {({CH}_{2})}_{5} - CO -)}_{n}$ капрон ${(- OC {{(CH}_{2})}_{4} CONH {{(CH}_{2})}_{6} NH -)}_{n}$ найлон	мономерные звенья соединены пептидными группами
Полиолефиновые	${(- {CH}_{2} - CH ({CH}_{3}) -)}_{n}$ полипропиленовое волокно	по строению это алканы
Полиакрилонитрильные	${(- {CH}_{2} - CH (CN) -)}_{n}$ нитрон	продукты переработки природного газа
Полиуретановые	${(- R - NH - COO - R_{1})}_{n}$ лайкра	производятся из эластомеров

Лавсан получают поликонденсацией этиленгликоля и терефталевой кислоты:

Ткани из лавсана не мнутся, из них шьют платья и костюмы.

Полиэтилентерефталат используется также для производства пластиковых бутылок, в которых продают питьевую воду и разные напитки.

Капрон синтезируют поликонденсацией $ε$-аминокапроновой кислоты или полимеризацией её циклического производного капролактама:

{{nH}_{2} N {({CH}_{2})}_{5} COOH \to (- HN {({CH}_{2})}_{5} CO -)}_{n} {+ nH}_{2} O;

{nH N {({CH}_{2})}_{5} CO \to (- HN {({CH}_{2})}_{5} CO -)}_{n} .

Капроновое волокно очень прочное. Его недостатки: не впитывает влагу, легко плавится, неустойчиво к кислотам и щелочам. Из капрона изготавливают ковровые покрытия, искусственный мех, кордную ткань. Капрон используется и как пластмасса для изготовления деталей машин и других предметов.

Найлон тоже относится к полиамидным волокнам. Его получают из гексаметилендиамина и адипиновой кислоты.

Нитрон похож по свойствам на натуральную шерсть. Это прочное жёсткое волокно. Используется для производства трикотажной одежды, спортивных костюмов, пальто.

Лайкра — волокно, которое производят из полиуретановых каучуков. Лайкра отличается от других волокон высокой эластичностью. Используется это волокно для изготовления колготок, носков, нижнего белья, платьев, футболок и т. д.

Использование синтетических волокон и экология

Применение химических волокон стало одной из экологических проблем в мире.

Синтетические волокна медленно разлагаются на свалках, что приводит к накоплению пластиковых отходов в экосистемах.
Волокна являются основной причиной загрязнения пластиковыми микрочастицами. При стирке синтетических тканей в воду попадают микроволокна, которые не улавливаются очистными сооружениями и могут нанести вред водным экосистемам.
Некоторые синтетические волокна могут выделять вещества, которые негативно сказываются на здоровье людей и состоянии окружающей среды.

Для решения этих проблем учёные работают над созданием синтетических тканей, которые способны разлагаться в природе. Также ведутся исследования новых методов переработки синтетических волокон.

Перспективные направления науки: нанотехнология и биотехнология.

Нанотехнологиями можно получить волокна с уникальными свойствами, которые повысят долговечность синтетических волокон и уменьшат их использование. О нановолокнах более подробно можно узнать в статье.

Биотехнологи работают над созданием генетически модифицированных растений для производства улучшенных натуральных волокон, которые меньше воздействуют на окружающую среду.

Предыдущая теория

Вернуться в тему

Следующая теория