Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 1 (1110090), страница 229
Текст из файла (страница 229)
В этом осн. преимущество ротационной В. перед капилляр ной, поскольку в капилляре неизбежно распределение скоростей н напряжений по радиусу канала. Если наружный цилиндр отсутствует (К вЂ” ° со), вязкость вычисляют по ф-ле: т) = М)4яН Кз ох Образец можно помешать также между конусом и плоскостью, между двумя конусами или сферами. Для ньютоновских жидкостей м/в =сопл!. при расчете т) вводят всевозможные поправки, в первую очередь на краевые эффекты. Вибрационная В. основана на измерении сопротивления колебательному (с постоянной частотой) движению тела в исследуемой среде.
Часто определвют скорость затухания колебаний (илн интенсивность поглощения энергии колебаний). Этот метод особенно удобен для измерения вязкости расплавов металлов и солей при высоких т-рах и других сред, в к-рых колебания затухают сравнительно медленно. В лаб. практике распространен простой метод падаюшего шарика, основанный на измерении скорости (l равномерного паления шарика в исследуемой среде.
Вязкость вычисляют по ф-ле Стокса: 71 279(т(з — т(з)дК»)Ц где з(т н з(з-соотн плотности матеРиазль из к-Рого изготовлен шарик, и средьь К-радиус шарика, д — ускорение своб. падения. При этом необходимо вводить поправки на инерц. эффект и на влияние стенок сосуда, в к-ром производятся измерения.
В разл. вариантах этого метода вместо шарика используют тела иной формы (напр., цилиндр), исследуют не своб. падение, а скатывание шарика по стенке цилиндрич. трубки (относит. метод). Метод особенно удобен для измерения вязкости под давлением. Для измерения вязкости высоковязких сред применяют методы пенетрации и пластометрии. В первом случае в среду вдавливают твердое тело (напрз конус, цилиндр, сферу) и по скорости его движения нли величине приложенного усилил судят о вязкости. В методах второй группы исследуют: сдвиговое течение жидкости между двумя плоскопараллельными пластинками, смешаюшимися олна параллельно другой; растекание жидкости при сдавливании двух плоскопараллельных пластинок (»»сжимающие пластометры»); т.наз. телескопич.
сдвиг, состояпшй в том, что исследуемую жидкость помешают между соосными цилиндрами, один из к-рых движется вдоль их обшей оси. Во всех пластометрич. методах о вязкости судят по отношению силы, вызываюшей движение твердого тела, к скорости его движения. Для высоковязких неньютоновских сред измеряют также продольную вязкость Х, равную отношению растягиваюшего напряжения к градиенту скорости при одноосиом растяжении образца. В случае ньютоновских жидкостей нет необходимости специально определять продольную вязкость, т.к. для них выполняется закон Трутона: й = Зц.
Очень широкий диапазон значений вязкости (от !О з Па с у газов до !0»з Па с у стеклуюшихся жидкостей), необхолимость выполнения измерений при разных т-рах и давлениях, а также для сред с разл. св-вами (сжиженные газы, агрессивные к-ты и щелочи, расплавленные металлы и соли, полимеры, коллоидные системы и др.) 729 ВИСКОЗНЫЕ 377 обусловливают огромное разнообразие конструкций вискозиметров. В, часто сочетается с измерениями др. реологич. св В зкидкостей (ель Рлололмл) При прецизионных измерениях вязкости погрешность может составлять 0,1;/; в большинстве случаев погрешность 1;4; в техн, приложениях допускаются еше более грубые измерения, Поверку вискозиметров (т.е.
установление правильности градуировочных характеристик или их возобновление) обычно проводят с помощью относит. измерений с использованием стандартных жидкостей известной вязкости. Наиб. точный эталон в В.-дистиллированная вода, вязкость к-рой при 20 С составляет 1,002 мПа с. лмиз млл»ии А я„чллм» А. е„диффззил и еимоетз полимер и метолм измрреиил, М., 19!9. Л.
я. Мое»ии ВИСКОЗНЫЕ ВОЛОКНА (от лат. Изловил-клейкий, вязкий), искусств. волокна, формуемые из вискозы — конц. р-ра Ха-соли ксантогената целлюлозы в разб. р-ре ХаОН. Получение вискозы. Исходное сырье для ее произ-вадревесная целлюлоза (Ц.), содержашая 95 — 99% высокомол. волокнообразуюшей фракции со степенью полимеризации 800 — !100. Осн. стадии процесса: получение щелочной Цз синтез ксантогената, его растворение, подготовка вискозы к формованию.
Первая стадия процесса включает: 1) обработку Ц. 18-20;ным водным р-ром )»(аОН (мер сери за ци я) в течение 5-15 мин при 45 — бО'С и жидкостном модуле (отношение объема р-ра )»)аОН к массе Ц.) в пределах 14-40; в результате мерсеризации создаются условия, при к-рых получают р римый ксантогенат; 2) удаление из образовавшейся суспензии (пульпы) избытка р-ра )»)аОН на отжимном прессе; при этом получают продукт, содержапшй 30-32',» Ц.
и 16 — 17,5» )»(аОН; 3) измельчение щелочной ЦО 4) окислит. деструкция (предсозревание) щелочной Ц под действием О, воздуха до степени полимеризапии 400 †6. Производительность установок 25-50 т/сут. Ксантогенат образуется из шелочной Ц. в результате р-ции: [СлН»О»(ОН)з „(ОН )т)аОН)„зт„+ Сбг ли 5 гл [СеН,О,(ОН)з „(ОС», ),)„+ хН»О 5Ха*" (х = 0,45 — 0,65) Кол-ва Сбз составляет 28-50~.' от массы Ц.; да 30;; СБ» расходуется на побочные процессы, к-рые м.б, выражены суммарным ур-нием: ЗСБ» + 6)»)аОН л» Ха»СО» + 2Ха»СБ» + ЗН»О При взаимод, )»)а СБ с ХаОН и Оз воздуха образуется сложная смесь сернистых соед.
)Ча (сульфид, полисульфид, сульфит, тиосульфат и лр.). Из-за токсичности и взрывоопасностн СБ» процесс осушествляют в гепзметичных аппаратах (ксантогенаторах) емкостью ок. 30 м при разрежении и в среде )»)з. Продолжительность 1»ции 60-90 мин, ее начальная т-ра 22-2б С, конечная-28-35 'С. Техн. ксантогенат Ц.— комкообразная оранжевая масса Для его растворения в ксантогенатор добавляют разб р-р шелочи, образующуюся пульпу пропускают через длслерз ируюшие устройства и выгружают в аппарат с вертикальной мешалкой (т, наз. растворитель). Продолжительность растворения (обычно 2-2,5 ч при !2-20'С) и кач-во ласковы зависят от степени измельчения частиц ксантотеяата (их размер не должен превышать 3 мм). Получаемая в результате растворения ксаитогената вискоза — оранжевая прозрачная жидкость с вязкостью 4-30 Па с. Ее состав ()', по массе): Ц.-б — 1О, )»)аОН вЂ” 5 — 7, сернистые соед. — 3,5 — 4, вода — 80 — 85.
Вискоза содержит, кроме того, 001 — 002/ дисперсных примесей, попадаюших в р-р из сырья, а также дисперз ированный и растворенный воздух (соотв. !Π— 15 и 0,8-1,0";; по объему). Воздух удаляют до его остаточного содержания 0,15 — 0 3;/, примеси отфильтровывают. 730 УСЛОВИЯ ЕОРМОВАНИЛ И СВОНСГВА ВИСКОЗНЫХ ВОЛОКОН Штапельное волокно об»спас полнноэвов амсокомодудьиос 6,0-6,5 5,8-6,3 6,3-7,5 5,8-6,5 7,5-8,5 6,0-6,5 4,5-5,5 ~5-4Л 6,5-7,5 6,0-7,0 8,5-10,0 5,5-6,5 42-46 38-42 38-40 28-34 900-НОО 0,5-5,0 60-1 20 18-25 40-50 90-120 60-80 60-90 ! 60-220 50-60 35-55 90-105 131-140 12-16 280-320 45-55 80-120 !6-22 20-27 0,5-1 5 60-90 18-25 13-22 1Ю-160 65-85 3 5-55 135-160 30-45 22-33 !03-130 На!я) 5-1 5 250-300 45-55 45.80 ХУ40 НО-120 110-!20 20-24 0,17-050 1,5-7 0 О 05-0,10 ИМ!4 О,Н-О,17 0,25-0,40 2-3 0,13-0!!7 4-0 Ю:,13- 231 45-55 6-8 38-45 !о-и 15-1 7 З)-М 7,5-8,5 22-28 З)-25 30-32 18-Ы 34-40 1О-!4 19-22 З)-26 34-41 7-9 250-350 23-27 14-18 50-60 ж-28 12-1 5 180-ЗЧЭ !8-20 ЗЬО4 75-90 8,5-Ю,О 24-21 25-35 Прн подготовке вискозы к формованию происходят изменения ее хим.
состава (созревание): в макромолекуле Ц. более равномерно распределяются ксан!'огенатные группы (это обусловливает снижение вязкости вискозы ыа 10-15%), уменьшаются степень замещения Ц. н кол-во свободных )ЧаОН и СБ, увеличивается содержание побочных сернистых соедо снижается устойчивость к коагуляции н др Формеваиие волокон. В.в. формуют по мокрому способу через фильеры с диаметром отверстий 40-!00 мкм, Осади- тельная наина-водный р.р, содержащий Н,БОА, ЕпБО4 и ХаэБО4 (см.
табл.), Прн формованни штапельного волокна число отверстий в фильере составляет 10000-120000, текстильных и техн. нитей — соотв. 12-100 и 720 — 2200. Струи, выходящие нз фильеры, осаждаются (коагулнруют) вследствие нейтрализации щелочи, образования цинк-ксантогенатных связей ы десольватирующего действия электролитов, особенно )ь)аэБО . Введение в вискозу н (или) в осадительную ваийу модификаторов, напр. полиэтиленоксила, способствует получению волокон однородной структуры (в поперечном срезе волокон, полученных без модификатора, м.б.
выделены оболочка и эщро). Свежесформоваиные В.в. представляют собой гель гидратцеллюлозы, содержащий до 80% воды. Штапельное волокно фор)дуют на агрегатах ыепрерывиого действия производительностью 25-бб т!Оут. Жгуты витей, выходящие нз осадительиой ванны, принимают на прядильные диски, откуда их собирают в общий зггут, имеющий форму ленты. Жгут, пропущенный через водную пластнфикационную ванну с т-рой 95'С, содержащую 1 — 2% Н2БО4 и до 1,5% ЕОБОс, принимают на вытяжные вальцы.
Прн этом окончательно разлагается ксантогенат (т. Ваз, довосстановление Ц.), отгоняется СБ„ происходят ориентационная вытяжка и термофиксацйя волокна. Заключительные операции: резка жгутов на отрезки (штапельки) длиной 38-80 мм, обработка волокон острым паром, промывка водой, удаление серы действием разб. р.ра )ь)ООН, отбеливание прн помощи )ь)аС)О или НЗОэ, авиважная обработка, рыхление, сушка, упаковка. Текстильные нити получают на машинах перноднч.
действия. Нить, сформованную и вытянутую между прядильными дисками, принимают на центрифугу, вращающуюся с частотой 8000 с '. В корзине (кружке) центрифуги образуется «кулич» массой 0,8-1,2 кг. ссКуличнн собирают в пакеты, промывают, отделывают, сушат и перематывают на бобины массой 2-3 кг, к-рые направляют потребителю, Техн, нити, не требующие полного цикла отделки, изготовляют обычно на вертикальных или горизонтальных 731 378 ВИСКОЗБЫЕ Содсрпанис в внскоэс, % по мам» пел»»поэм ХаОН Ранил Сзс на ксснтогсвпроаание, ", оэ масси пепл»поэм . Сосэав ссвднэельиой аванс, гул Нэзпс .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
