Scurt raport despre producția de fibre chimice moderne. Prezentare despre tehnologie „Știința materialelor. Fibre chimice” (clasa 7). Echipamentul metodologic al lecției

Obiectivele lecției:

Educational:

  • Să familiarizeze elevii cu procesul tehnologic de producere a fibrelor chimice.
  • Să familiarizeze elevii cu proprietățile țesăturilor din fibre artificiale și sintetice.

De dezvoltare:

  • Să promoveze formarea și dezvoltarea interesului cognitiv al elevilor față de subiect.
  • Contribuie la formarea și dezvoltarea calităților intelectuale ale individului.
  • Dezvoltați gândirea logică.

Educational:

  • Promovează o atitudine grijulie față de îmbrăcămintea din fibre naturale și chimice.
  • Promovează o atitudine respectuoasă față de munca oamenilor.

Echipamentul metodologic al lecției:

  • diagrama „Fibre textile”;
  • schema de obtinere a fibrelor chimice;
  • mostre de țesături din fibre chimice;
  • manual, caiet de lucru;
  • ochelari care maresc;
  • materiale pentru monitorizarea cunoștințelor elevilor – teste.

Metode de predare:

  • verbal (explicație cu demonstrație);
  • vizual (folosind un computer cu un proiector);
  • practic (lucru de laborator pentru studierea proprietăților țesăturilor din fibre artificiale, sintetice, lână, bumbac).

În timpul orelor

(Vezi Anexa 1 pentru prezentare.)

I. Organizarea lectiei

  • Verificarea gradului de pregătire a elevilor pentru lecție.
  • Prezentați subiectul și scopul lecției.

II. Repetiție, pregătire pentru studierea unui subiect nou

  • Denumiți țesăturile din fibre naturale. ( In, bumbac, matase, lana.)
  • Ce proprietăți ale țesăturilor din fibre naturale îi ajută pe sportivi să suporte mai ușor sarcinile de antrenament? ( Higroscopicitate și respirabilitate, rezistență și protecție termică.)

III. Învățarea de materiale noi

1. Povestea verbală și ilustrativă

Profesor. Din cele mai vechi timpuri, oamenii au folosit fibrele pe care le-a dat natura pentru a produce țesături. La început, acestea au fost fibre de plante sălbatice, apoi fibre de cânepă, in și, de asemenea, lână animală. Odată cu dezvoltarea agriculturii, oamenii au început să cultive bumbac, care produce fibre foarte puternice.

Dar materiile prime naturale au dezavantajele lor: fibrele naturale sunt prea scurte și necesită procesări tehnologice complexe. Și oamenii au început să caute materii prime din care să poată produce la preț ieftin țesături calde ca lâna, ușoare și frumoase ca mătasea și practice precum bumbacul.

Astăzi, toate fibrele textile pot fi reprezentate în următoarea diagramă:

Acum din ce în ce mai multe tipuri noi de fibre chimice sunt sintetizate în laboratoare și nici un singur specialist nu poate enumera varietatea lor imensă. Oamenii de știință au reușit chiar să înlocuiască fibra de lână - se numește nitron.

Producția de fibre chimice include 5 etape:

1. Recepția și preprocesarea materiilor prime.
2. Prepararea soluției de filare sau a topiturii.
3. Turnarea firelor.
4. Finisare.
5. Prelucrarea textilelor.

Fibrele de bumbac și de liban conțin celuloză. Au fost dezvoltate mai multe metode pentru a obține o soluție de celuloză, a o stoarce printr-un orificiu îngust (o filă) și a îndepărta solventul, după care se obțin fire asemănătoare mătăsii. Ca solvenți s-au folosit acid acetic, o soluție alcalină de hidroxid de cupru, sodă caustică și disulfură de carbon. Firele rezultate sunt denumite în mod corespunzător:

  • acetat,
  • cupru-amoniac,
  • viscoză.

Imaginea prezintă o mașină de filat centrifugă, unde

1- centrifuga,
2 - mor.

Și matrița în sine arată schematic astfel:

1 - soluție de filare,
2 - mor,
3 - fibre.

Când se modelează dintr-o soluţie conform umed În această metodă, fluxurile intră în soluția băii de precipitare, unde polimerul este eliberat în firele cele mai subțiri.

Un grup mare de fire care ies din filiere este tras, răsucit împreună și înfășurat ca un fir de filament pe un cartuș. Numărul de găuri din filă în producția de fire textile complexe poate fi de la 12 la 100.

În producția de fibre discontinue, fila poate avea până la 15.000 de găuri. Din fiecare filă se obține un flagel din fibre. Mănunchiurile sunt conectate într-o bandă, care, după strângere și uscare, este tăiată în mănunchiuri de fibre de orice lungime dată. Fibrele discontinue sunt prelucrate în fire în formă pură sau amestecate cu fibre naturale.

Fibrele sintetice sunt produse din materiale polimerice. Polimerii care formează fibre sunt sintetizați din produse petroliere:

  • benzen
  • fenol
  • amoniac etc.

2. Mesajul studentului

Prin modificarea compoziției materiei prime și a metodelor de prelucrare a acesteia, fibrelor sintetice li se pot conferi proprietăți unice pe care fibrele naturale nu le au. Fibrele sintetice sunt obținute în principal din topitură, de exemplu, fibrele din poliester, poliamidă, presate prin filiere.

În funcție de tipul de materie primă chimică și de condițiile formării acesteia, este posibil să se producă fibre cu o varietate de proprietăți predeterminate. De exemplu, cu cât trageți mai tare fluxul când iese din filă, cu atât fibra este mai puternică. Uneori, fibrele chimice depășesc chiar și sârmă de oțel de aceeași grosime.

Printre fibrele noi care au apărut deja, se pot remarca fibrele cameleonice, ale căror proprietăți se modifică în funcție de schimbările din mediu. Au fost dezvoltate fibre goale în care se toarnă lichid care conține magneți colorați. Folosind un indicator magnetic, puteți schimba modelul țesăturii realizate din astfel de fibre.

Din 1972 a fost lansată producția de fibre de aramid, care sunt împărțite în două grupe. Fibrele de aramid dintr-un grup (Nomex, Conex, fenilonă) sunt utilizate acolo unde este necesară rezistența la flacără și la căldură. Al doilea grup (Kevlar, Terlon) are rezistență mecanică ridicată combinată cu greutate redusă.

Fibrele ceramice, al căror tip principal constă dintr-un amestec de oxid de siliciu și oxid de aluminiu, au o rezistență mecanică ridicată și o rezistență bună la reactivii chimici. Fibrele ceramice pot fi folosite la temperaturi de aproximativ 1250 o C. Se caracterizează prin rezistență chimică ridicată, iar rezistența lor la radiații le permite să fie utilizate în astronautică.

3. Introducere în diferitele proprietăți ale fibrelor textile

Tabel „Clasificarea țesăturilor după compoziția fibrelor” (Se poate tipări în funcție de numărul de elevi și se distribuie, pentru a-l consolida într-un caiet, pentru a economisi timp).

Numele materialului

Proprietăți pozitive

Proprietăți negative

Țesături din bumbac

Au o rezistență bună, ușurință și moliciune. Absorb ușor umezeala, lasă aerul să treacă, sunt ușor de spălat și nu se sfărâmă la tăiere. Usor de netezit.

Se mototolesc foarte mult

Țesături de in

Au putere mare. Ele permit aerului să treacă bine, absorb umezeala și nu se sfărâmă. Usor de netezit.

Sunt tari, groși și foarte șifonați.

Țesături de lână

Foarte cald, se drapește bine, se încrețește puțin.

Când sunt înmuiate, își schimbă dimensiunea, adică. "aşezaţi-vă"

Țesături de mătase

Durabile, absorb bine umezeala, se usucă rapid, permit aerului să treacă liber și se încrețesc puțin.

Se întind și se desfășoară atunci când sunt tăiate.

Țesături artificiale

Durabile, se drapesc bine. Sunt higroscopice.

Se mototolesc foarte mult. Când sunt ude își pierd puterea. Când sunt tăiate, se sfărâmă.

Țesături sintetice

Au elasticitate și rezistență. Nu se șifonează, nu se micșorează și își păstrează bine forma.

Nu absorb bine umezeala și se sfărâmă foarte mult la tăiere.

IV. Lucrări de laborator și practică „Determinarea compoziției materiilor prime și studiul proprietăților acestora”

Instrumente și materiale: mostre de țesături din fibre artificiale și sintetice, lână, bumbac; ac; vas cu apă; creuzete pentru aprinderea firelor.

„Tabelul proprietăților fibrelor chimice”

Fibră

Strălucire

Tortuozitatea

Putere

Ridabilitate

Combustie

viscoză

arde bine, cenușă gri, miros de hârtie arsă.

acetat

scade când este umed

mai puțin decât viscoza

arde rapid cu o flacara galbena, lasand o bila topita

foarte mic

se topește pentru a forma o minge solidă

foarte mic

arde încet, formează o minge tare și întunecată

foarte mic

arde cu fulgere, se formează un aflux întunecat

Progres

  • Luați în considerare aspectul mostrelor de țesătură. Stabiliți care dintre ele au o suprafață lucioasă și care au o suprafață mată.
  • Determinați gradul de netezime și moliciunea fiecărei probe prin atingere.
  • Determinați proprietățile de îndoire ale probelor ținând proba în pumn timp de 30 de secunde și apoi deschizând palma.
  • Luați 2 fire din fiecare probă și udați unul dintre ele. Rupeți firul uscat și apoi firul umed. Determinați cum se modifică rezistența firului.
  • Scoateți încă un fir din fiecare probă și puneți-l pe foc în creuzet. Analizați aspectul flăcării, mirosul și cenușa rămasă după ardere.
  • Introduceți rezultatele experimentelor în tabel.
  • Pe baza datelor obținute și a tabelului de proprietăți ale fibrelor chimice, determinați compoziția materiei prime a fiecărei probe.

Semn de țesătură

Proba nr. 1

Proba nr. 2

Proba nr. 3

Proba nr. 4

Finete

Moliciune

Ridabilitate

Sfarsabilitate

Forța umedă

Compoziția materiei prime

V. Rezumatul lecției

Consolidarea materialului studiat.

Întrebări

De ce au început oamenii să caute noi modalități de a obține fibre?
- Despre ce fibre ai învățat astăzi în clasă?
- Care este materia primă pentru producerea fibrelor artificiale?
- Care este materia primă pentru producerea fibrelor sintetice?

Test

1. Pierderea mare a firelor în țesături:

A) bumbac
B) de lână
B) sintetice

2. Proprietățile de protecție termică sunt mai mari pentru:

A) inul
B) mătase
B) nitronă

3. Ce țesături sunt foarte higroscopice și respirabile?

Natural
B) artificial

4. Ce țesături își pierd rezistența atunci când sunt umede?

Natural
B) sintetice

Evaluarea și justificarea lor.

(Vezi Anexa 1 pentru prezentare.)

Din cele mai vechi timpuri, oamenii au folosit fibrele pe care le-a dat natura pentru a produce țesături. La început, acestea au fost fibre de plante sălbatice, apoi fibre de cânepă, in și, de asemenea, lână animală. Odată cu dezvoltarea agriculturii, oamenii au început să cultive bumbac, care produce fibre foarte puternice.

Dar materiile prime naturale au dezavantajele lor: fibrele naturale sunt prea scurte și necesită procesări tehnologice complexe. Și oamenii au început să caute materii prime din care să poată produce la preț ieftin țesături calde ca lâna, ușoare și frumoase ca mătasea și practice precum bumbacul.

Astăzi fibre chimice poate fi reprezentat prin următoarea diagramă:

Click pe poza pentru a o mari


Acum din ce în ce mai multe tipuri noi de fibre chimice sunt sintetizate în laboratoare și nici un singur specialist nu poate enumera varietatea lor imensă. Oamenii de știință au reușit chiar să înlocuiască fibra de lână - se numește nitron.

  1. Producția de fibre chimice include 5 etape:
  2. Recepția și preprocesarea materiilor prime.
  3. Prepararea unei soluții de filare sau topitură.
  4. Turnarea firelor.
  5. Finisare.
  6. Reciclarea textilelor.

Fibrele de bumbac și de liban conțin celuloză. Au fost dezvoltate mai multe metode pentru a obține o soluție de celuloză, a o stoarce printr-un orificiu îngust (o filă) și a îndepărta solventul, după care se obțin fire asemănătoare mătăsii. Ca solvenți s-au folosit acid acetic, o soluție alcalină de hidroxid de cupru, sodă caustică și disulfură de carbon. Firele rezultate sunt denumite în mod corespunzător:

  • acetat,
  • cupru-amoniac,
  • viscoză.

La turnarea dintr-o soluție folosind metoda umedă, fluxurile intră în soluția băii de precipitare, unde polimerul este eliberat în firele cele mai subțiri.

Un grup mare de fire care ies din filiere este tras, răsucit împreună și înfășurat ca un fir de filament pe un cartuș. Numărul de găuri din filă în producția de fire textile complexe poate fi de la 12 la 100.

În producția de fibre discontinue, fila poate avea până la 15.000 de găuri. Din fiecare filă se obține un flagel din fibre. Mănunchiurile sunt conectate într-o bandă, care, după strângere și uscare, este tăiată în mănunchiuri de fibre de orice lungime dată. Fibrele discontinue sunt prelucrate în fire în formă pură sau amestecate cu fibre naturale.

Fibrele sintetice sunt produse din materiale polimerice. Polimerii care formează fibre sunt sintetizați din produse petroliere:

  • benzen
  • fenol
  • amoniac etc.

Prin modificarea compoziției materiei prime și a metodelor de prelucrare a acesteia, fibrelor sintetice li se pot conferi proprietăți unice pe care fibrele naturale nu le au. Fibrele sintetice sunt obținute în principal din topitură, de exemplu, fibrele din poliester, poliamidă, presate prin filiere.

În funcție de tipul de materie primă chimică și de condițiile formării acesteia, este posibil să se producă fibre cu o varietate de proprietăți predeterminate. De exemplu, cu cât trageți mai tare fluxul când iese din filă, cu atât fibra este mai puternică. Uneori, fibrele chimice depășesc chiar și sârmă de oțel de aceeași grosime.

Printre fibrele noi care au apărut deja, se pot remarca fibrele cameleonice, ale căror proprietăți se modifică în funcție de schimbările din mediu. Au fost dezvoltate fibre goale în care se toarnă lichid care conține magneți colorați. Folosind un indicator magnetic, puteți schimba modelul țesăturii realizate din astfel de fibre.

Din 1972 a fost lansată producția de fibre de aramid, care sunt împărțite în două grupe. Fibrele de aramid dintr-un grup (Nomex, Conex, fenilonă) sunt utilizate acolo unde este necesară rezistența la flacără și la căldură. Al doilea grup (Kevlar, Terlon) are rezistență mecanică ridicată combinată cu greutate redusă.

Fibrele ceramice, al căror tip principal constă dintr-un amestec de oxid de siliciu și oxid de aluminiu, au o rezistență mecanică ridicată și o rezistență bună la reactivii chimici. Fibrele ceramice pot fi folosite la temperaturi de aproximativ 1250°C. Se caracterizează prin rezistență chimică ridicată, iar rezistența lor la radiații le permite să fie utilizate în astronautică.

Tabel cu proprietățile fibrelor chimice

Tortuozitatea

Putere

Ridabilitate

Viscoză

arde bine, cenușă gri, miros de hârtie arsă.

Acetat

scade când este umed

mai puțin decât viscoza

arde rapid cu o flacara galbena, lasand o bila topita

foarte mic

se topește pentru a forma o minge solidă

foarte mic

arde încet, formează o minge tare și întunecată

foarte mic

arde cu fulgere, se formează un aflux întunecat

Fibre naturale și chimice……………………………………………………………………….3

Domenii de aplicare a fibrelor chimice…………………………………………………..5

Clasificarea fibrelor chimice………………………………………………………..…..7

Managementul calității fibrelor chimice………….……………………

Proces tehnologic de producere a fibrelor chimice…………..10

Flexibilitatea producției………………………………………………………………………..14

Lista referințelor………………………………………………………...15

Fibre naturale și chimice

Toate tipurile de fibre, în funcție de originea lor, sunt împărțite în două grupe - naturale și chimice. Fibrele naturale includ fibre organice (bumbac, in, cânepă, lână, mătase naturală) și fibre anorganice (azbest).

Dezvoltarea industriei fibrelor chimice depinde direct de disponibilitatea și accesibilitatea principalelor tipuri de materii prime. Lemnul, petrolul, cărbunele, gazele naturale și gazele de rafinare a petrolului, care sunt materiile prime pentru producerea fibrelor chimice, sunt disponibile în țara noastră în cantități suficiente.

Fibrele chimice au încetat de mult să mai fie doar înlocuitori pentru mătase și alte fibre naturale (bumbac, lână). În acest moment, ele formează o clasă complet nouă de fibre care au o semnificație independentă. Fibrele chimice pot fi folosite pentru a realiza bunuri de consum frumoase, durabile și disponibile pe scară largă, precum și produse tehnice de înaltă calitate, care nu sunt inferioare ca calitate produselor din fibre naturale și, în multe cazuri, superioare acestora într-o serie de indicatori importanți. .

În industria textilă și de tricotat, fibrele chimice sunt utilizate atât în ​​formă pură, cât și în amestecuri cu alte fibre. Sunt folosite pentru a produce articole de îmbrăcăminte, îmbrăcăminte, căptușeală, lenjerie, țesături decorative și de tapițerie; blănuri artificiale, covoare, ciorapi, lenjerie intimă, rochii, îmbrăcăminte exterioară, tricotaje și alte produse.

Dezvoltarea rapidă a producției de fibre chimice este stimulată de o serie de motive obiective:

a) producția de fibre chimice necesită mai puține investiții de capital pentru a produce o unitate de produs decât producerea oricărui tip de fibre naturale;

b) costurile cu forța de muncă necesare pentru producerea fibrelor chimice sunt semnificativ mai mici decât la producerea oricărui tip de fibre naturale;

c) fibrele chimice au o varietate de proprietăți, ceea ce asigură produse de înaltă calitate. În plus, utilizarea fibrelor chimice face posibilă extinderea gamei de produse textile. Nu mai puțin important este faptul că proprietățile fibrelor naturale pot fi modificate doar în limite foarte înguste, în timp ce proprietățile fibrelor chimice pot fi vizate pe o gamă foarte largă prin variarea condițiilor de filare sau prelucrare ulterioară.

Domenii de aplicare ale fibrelor chimice

În funcție de scop, fibrele chimice sunt produse sub formă de monofilamente, multifilamente, fibre discontinue și câlți.

Monofilamentele sunt fire simple de lungime mare, care nu se împart în direcția longitudinală și sunt potrivite pentru producția directă de produse textile și tehnice. Monofilamentul este folosit cel mai adesea sub formă de fir de pescuit, precum și pentru fabricarea plaselor de pescuit și a sitelor de făină. Uneori, monofilamentele sunt folosite și în diverse instrumente de măsură.

Fire complexe - constau din două sau mai multe fire elementare legate între ele prin răsucire, lipire și sunt potrivite pentru fabricarea directă a produselor. Firele complexe, la rândul lor, sunt împărțite în două grupe: textile și tehnice. Firele textile includ fire subțiri destinate în principal fabricării de bunuri de larg consum. Firele tehnice includ fire cu densitate liniară mare, utilizate pentru fabricarea de produse tehnice și de cord (anvelope pentru autoturisme și avioane, benzi transportoare, curele de transmisie).

Recent, firele complexe cu rezistență ridicată la tracțiune și deformare minimă sub sarcină (modulu înalt) au început să fie utilizate pe scară largă pentru armarea materialelor plastice, iar pentru fabricarea suprafețelor rutiere au fost folosite fire de înaltă rezistență, cu proprietăți speciale.

Fibra discontinuă, constând din filamente de diferite lungimi de tăiere, a fost folosită până de curând doar pentru producția de fire pe mașinile de filat bumbac, lână și in. În prezent, fibrele cu secțiune rotundă sunt utilizate pe scară largă pentru fabricarea de covoare pentru pereți și podea și pentru stratul superior al tavanelor între podea. Pentru fabricarea hârtiei sintetice se folosesc fibre de 2–3 mm lungime (fibride).

Un cârlig, format dintr-un număr mare de filamente pliate longitudinal, este folosit pentru a face fire la mașinile textile.

Pentru produse dintr-o anumită gamă (tricotaje exterioare, ciorapi etc.), se produc fire texturate, cărora prin prelucrare suplimentară li se oferă volum crescut, sertizare sau extensibilitate.

Toate fibrele chimice produse în prezent pot fi împărțite în două grupe în funcție de volumul de producție - tonaj mare și tonaj scăzut. Fibrele și firele de mare tonaj sunt destinate producției în masă de bunuri de larg consum și produse tehnice. Astfel de fibre sunt produse în volume mari pe baza unui număr mic de polimeri inițiali (GC, LC, PA, PET, PAN, PO).

Fibrele cu tonaj redus sau, așa cum sunt numite și fibre cu destinație specială, sunt produse în cantități mici datorită proprietăților lor specifice. Ele sunt utilizate în tehnologie, medicină și o serie de sectoare ale economiei naționale. Acestea includ fibre termorezistente și termice, bactericide, rezistente la foc, chimiosorbție și alte fibre. În funcție de natura polimerului inițial care formează fibrele, fibrele chimice sunt împărțite în artificiale și sintetice.

În funcție de natura polimerului inițial care formează fibrele, fibrele chimice sunt împărțite în artificiale și sintetice.

Clasificarea fibrelor chimice

Fibrele artificiale sunt produse pe baza de polimeri naturali și sunt împărțite în celuloză hidratată, acetat și proteine. Fibrele cu cel mai mare tonaj sunt fibrele de celuloză hidratată produse prin metode de viscoză sau cupru-amoniac.

Fibrele de acetat sunt produse pe baza de esteri ai acidului acetic (acetați) ai celulozei cu conținut diferit de grupări acetat (fibre VAC și TAC).

Fibrele pe bază de proteine ​​de origine vegetală și animală sunt produse în cantități foarte limitate datorită calității lor scăzute și utilizării materiilor prime alimentare pentru producerea lor.

Fibrele sintetice sunt produse din polimeri sintetizați industrial din substanțe simple (caprolactamă, acrilonitril, propilenă etc.). În funcție de structura chimică a macromoleculelor polimerului original care formează fibre, acestea sunt împărțite în două grupe: lanț de carbon și heterolanț.

Fibrele cu lanț de carbon includ fibre obținute dintr-un polimer, al cărui lanț macromolecular principal este construit numai din atomi de carbon legați între ei. Cele mai utilizate pe scară largă din acest grup de fibre sunt fibrele de poliacrilonitril și poliolefine. Într-o măsură mai mică, dar încă în cantități relativ mari, se produc fibre pe bază de clorură de polivinil și alcool polivinilic. Fibrele care conțin fluor sunt produse în cantități limitate.

Fibrele heterocatenă includ fibre obținute din polimeri, principalele lanțuri macromoleculare ale cărora, pe lângă azotul de carbon, conțin atomi de oxigen, azot sau alte elemente. Fibrele din acest grup - polietilen tereftalat și poliamidă - sunt cele mai mari ca volum dintre toate fibrele chimice. Fibrele poliuretanice sunt produse în volume relativ mici.

Deosebit de remarcat este grupul de fibre de înaltă rezistență, cu modul înalt, pentru scopuri tehnice - carbonul, obținut din polimeri grafitizat sau carbonizat, sticlă, metal, sau fibre obținute din nitruri sau carburi metalice. Aceste fibre sunt utilizate în principal pentru fabricarea materialelor plastice armate și a altor materiale structurale.

Managementul calității fibrelor chimice

Fibrele chimice au adesea o rezistență mare la tracțiune [până la 1200 MN/m2 (120 kgf/mm2)], ceea ce înseamnă alungire la rupere, stabilitate dimensională bună, rezistență la îndoire, rezistență ridicată la sarcini repetate și alternante, rezistență la lumină, umiditate, mucegai , bacterii, rezistență chimică și termică. Proprietățile fizico-mecanice și fizico-chimice ale fibrelor chimice pot fi modificate în procesele de filare, trefilare, finisare și tratament termic, precum și prin modificarea atât a materiei prime (polimer) cât și a fibrei în sine. Acest lucru face posibilă crearea de fibre chimice cu o varietate de proprietăți textile și alte proprietăți chiar și dintr-un polimer inițial care formează fibre. Fibrele artificiale pot fi folosite în amestecuri cu fibre naturale pentru a crea noi game de textile, îmbunătățind semnificativ calitatea și aspectul acestora din urmă.

Proces tehnologic de producere a fibrelor chimice

Procesul tehnologic de producere a fibrelor chimice cuprinde de obicei trei etape. Singura excepție este producția de poliamidă, polietilen tereftalat și alte fibre, în care procesul tehnologic începe cu sinteza unui polimer care formează fibre.

Prima etapă a procesului este producerea unei soluții de filare sau a unei topituri. În această etapă, polimerul inițial este transferat într-o stare de curgere vâscoasă prin dizolvare sau topire. În unele cazuri (prepararea fibrelor PVA), transferul polimerului într-o stare de curgere vâscoasă are loc și ca urmare a plastificării. Soluția de filare sau topitura rezultată este supusă amestecării și purificării (filtrare, dezaerizare). În această etapă, pentru a conferi fibrelor anumite proprietăți, în soluția de filare sau topitură se introduc uneori diverși aditivi (stabilizatori termici, coloranți, agenți de mată etc.).

clasa a 7-a

Subiect: „Proprietățile fibrelor chimice și ale țesăturilor realizate din acestea.”

Teluri si obiective:
Educational

Pentru a da o idee despre tipurile de fibre chimice, pentru a introduce metodele de producere a acestora, proprietățile și tehnologia de prelucrare și aplicarea în viața înconjurătoare.

De dezvoltare

Învață să înțelegi proprietățile țesăturilor și să aplici aceste cunoștințe în viață.

Dezvoltați abilități de analiză și comparare, observare și atenție.

Educational

Stimularea activității, acurateței și abilității de a lucra în grup.

Echipamente :

Colectare țesături, fișe, cartonașe, instrucțiuni de siguranță, diagrama „Clasificarea fibrelor textile”, calculatoare, instalație multimedia, prezentare pe computer

Tip de lecție: lectie de studiu si consolidare primara a noilor cunostinte

Metode: problema-căutare, informație-dezvoltare, reproductivă, creativ-reproductivă.

Lucrați în echipe (3 echipe - în funcție de numărul de rânduri din birou).

În timpul orelor.

I. Moment organizatoric.

Verificarea gradului de pregătire pentru lecție.

Pregătirea elevilor pentru a percepe lecția.

2 . Actualizarea cunoștințelor pe baza materialului de instruire anterior. (Lucru in echipe).Pentru fiecare răspuns corect, echipa primește un bonus /la sfârșitul lecției - note/.

Întrebări:

Sondaj Blitz:

(Diapozitivul 2, 3)

1. Completați propozițiile:

1. Bumbacul și inul sunt fibre (de origine vegetală)

2. Fibrele animale includ (lână și mătase)

2. Faceți un lanț secvenţial fabricarea tesaturii:

Plantă - fibră - fire - țesătură

3. Completați cuvintele lipsă.

Cea mai fină fibră (mătase)
Cea mai fină fibră (in)
Cea mai scurtă fibră (bumbac)
Cea mai pufoasă fibră (lana)

4. Au o higroscopicitate semnificativă (toate țesăturile din fibre naturale)

5. Au o capacitate mare de reținere a prafului (țesături din lână)

6. Se drapează mai bine decât altele. (țesături de mătase)

3. Studierea materialelor noi.

Motivația pentru activitățile de învățare ale elevilor
Remarcile de deschidere ale profesorului:

- Te-ai întrebat vreodată: de ce?oamenii au început să caute materii prime din care să poată produce ieftin țesături calde ca lâna, ușoare și frumoase ca mătasea, practice ca bumbacul?

Astăzi vă voi spune și la sfârșitul lecției veți răspunde la întrebarea problematică:

1. Povestea verbală și ilustrativă (Diapozitivul 4).

Profesor. Din cele mai vechi timpuri, oamenii au folosit fibrele pe care le-a dat natura pentru a produce țesături. La început, acestea au fost fibre de plante sălbatice, apoi fibre de cânepă, in și, de asemenea, lână animală. Odată cu dezvoltarea agriculturii, oamenii au început să cultive bumbac, care produce fibre foarte puternice.

Dar materiile prime naturale au dezavantajele lor: fibrele naturale sunt prea scurte și necesită procesări tehnologice complexe. Și oamenii au început să caute materii prime din care să poată produce la preț ieftin țesături calde ca lâna, ușoare și frumoase ca mătasea și practice precum bumbacul.

Astăzi, toate fibrele textile pot fi reprezentate sub forma următoarei diagrame (Diapozitivul 5).

Acum din ce în ce mai multe tipuri noi de fibre chimice sunt sintetizate în laboratoare și nici un singur specialist nu poate enumera varietatea lor imensă. Oamenii de știință au reușit chiar să înlocuiască fibra de lână - se numeștenitron .

Producția de fibre chimice include 5 etape: (Diapozitivul 6.7)

1. Recepția și preprocesarea materiilor prime.
2. Prepararea soluției de filare sau a topiturii.
3. Turnarea firelor.
4. Finisare.
5. Prelucrarea textilelor. Fibrele de bumbac și de liban conțin celuloză. Au fost dezvoltate mai multe metode pentru a obține o soluție de celuloză, a o stoarce printr-un orificiu îngust (o filă) și a îndepărta solventul, după care se obțin fire asemănătoare mătăsii. Ca solvenți s-au folosit acid acetic, o soluție alcalină de hidroxid de cupru, sodă caustică și disulfură de carbon. Firele rezultate se numesc respectiv: acetat, cupru-amoniac, viscoza.

Când se modelează dintr-o soluţie conformumed În această metodă, fluxurile intră în soluția băii de precipitare, unde polimerul este eliberat în firele cele mai subțiri.

Un grup mare de fire care ies din filiere este tras, răsucit împreună și înfășurat ca un fir de filament pe un cartuș. Numărul de găuri din filă în producția de fire textile complexe poate fi de la 12 la 100.

În producția de fibre discontinue, fila poate avea până la 15.000 de găuri. Din fiecare filă se obține un flagel din fibre. Mănunchiurile sunt conectate într-o bandă, care, după strângere și uscare, este tăiată în mănunchiuri de fibre de orice lungime dată. Fibrele discontinue sunt prelucrate în fire în formă pură sau amestecate cu fibre naturale.

Fibrele sintetice sunt produse din materiale polimerice. Polimerii formatori de fibre sunt sintetizați din produse petroliere: benzen, fenol. amoniac etc.

Prezentări de grup cu informații pregătite în prealabil:

grupa 1:

Prin modificarea compoziției materiei prime și a metodelor de prelucrare a acesteia, fibrelor sintetice li se pot conferi proprietăți unice pe care fibrele naturale nu le au. Fibrele sintetice sunt obținute în principal din topitură, de exemplu, fibrele din poliester, poliamidă, presate prin filiere.

În funcție de tipul de materie primă chimică și de condițiile formării acesteia, este posibil să se producă fibre cu o varietate de proprietăți predeterminate. De exemplu, cu cât trageți mai tare fluxul când iese din filă, cu atât fibra este mai puternică. Uneori, fibrele chimice depășesc chiar și sârmă de oțel de aceeași grosime.

Grupa 2:

Printre fibrele noi care au apărut deja, se pot remarca fibrele cameleonice, ale căror proprietăți se modifică în funcție de schimbările din mediu. Au fost dezvoltate fibre goale în care se toarnă lichid care conține magneți colorați. Folosind un indicator magnetic, puteți schimba modelul țesăturii realizate din astfel de fibre.

Din 1972 a fost lansată producția de fibre de aramid, care sunt împărțite în două grupe. Fibrele de aramid dintr-un grup (Nomex, Conex, fenilonă) sunt utilizate acolo unde este necesară rezistența la flacără și la căldură. Al doilea grup (Kevlar, Terlon) are rezistență mecanică ridicată combinată cu greutate redusă.

Grupa 3:

Fibrele ceramice, al căror tip principal constă dintr-un amestec de oxid de siliciu și oxid de aluminiu, au o rezistență mecanică ridicată și o rezistență bună la reactivii chimici. Fibrele ceramice pot fi folosite la temperaturi de aproximativ 1250oC. Se caracterizează prin rezistență chimică ridicată, iar rezistența lor la radiații le permite să fie utilizate în astronautică.

Introducere în diferitele proprietăți ale fibrelor textile

(Diapozitivul 8*)

Tabel „Clasificarea țesăturilor după compoziția fibrelor” (Se poate tipări în funcție de numărul de elevi și se distribuie, pentru a-l consolida într-un caiet, pentru a economisi timp).

Numele materialului

Proprietăți pozitive

Proprietăți negative

Țesături din bumbac

Au o rezistență bună, ușurință și moliciune. Absorb ușor umezeala, lasă aerul să treacă, sunt ușor de spălat și nu se sfărâmă la tăiere. Usor de netezit.

Se mototolesc foarte mult

Țesături de in

Au putere mare. Ele permit aerului să treacă bine, absorb umezeala și nu se sfărâmă. Usor de netezit.

Sunt tari, groși și foarte șifonați.

Țesături de lână

Foarte cald, se drapește bine, se încrețește puțin.

Când sunt înmuiate, își schimbă dimensiunea, adică. "aşezaţi-vă"

Țesături de mătase

Durabile, absorb bine umezeala, se usucă rapid, permit aerului să treacă liber și se încrețesc puțin.

Se întind și se desfășoară atunci când sunt tăiate.

Țesături artificiale

Durabile, se drapesc bine. Sunt higroscopice.

Se mototolesc foarte mult. Când sunt ude își pierd puterea. Când sunt tăiate, se sfărâmă.

Țesături sintetice

Au elasticitate și rezistență. Nu se șifonează, nu se micșorează și își păstrează bine forma.

Nu absorb bine umezeala și se sfărâmă foarte mult la tăiere.

4. Laborator - lucrari practice.

„Determinarea compoziției materiilor prime și studiul proprietăților acestora” (Lucrează în echipă) (Diapozitivul 9)

În timpul lucrărilor de laborator din lecție, veți vedea în practică ce proprietăți au țesăturile din fibre chimice și cum să îngrijiți corespunzător produsele realizate din astfel de țesături.

Instrumente și materiale: mostre de țesături din fibre artificiale și sintetice, lână, bumbac; ac; vas cu apă; creuzete pentru aprinderea firelor.

(Diapozitivul 10).

„Tabelul proprietăților fibrelor chimice”

Fibră

Strălucire

Tortuozitatea

Putere

Ridabilitate

Combustie

viscoză

tăiere

Nu

mare

arde bine, cenușă gri, miros de hârtie arsă.

acetat

mat

Nu

scade când este umed

mai puțin decât viscoza

arde rapid cu o flacara galbena, lasand o bila topita

nailon

tăiere

Nu

înalt

foarte mic

se topește pentru a forma o minge solidă

lavsan

slab

Există

înalt

foarte mic

arde încet, formează o minge tare și întunecată

nitron

slab

Există

înalt

foarte mic

arde cu fulgere, se formează un aflux întunecat

Progresul lucrării (Diapozitivul 11).

Luați în considerare aspectul mostrelor de țesătură. Stabiliți care dintre ele au o suprafață lucioasă și care au o suprafață mată.

Determinați gradul de netezime și moliciunea fiecărei probe prin atingere.

Determinați proprietățile de îndoire ale probelor ținând proba în pumn timp de 30 de secunde și apoi deschizând palma.

Luați 2 fire din fiecare probă și udați unul dintre ele. Rupeți firul uscat și apoi firul umed. Determinați cum se modifică rezistența firului.

Scoateți încă un fir din fiecare probă și puneți-l pe foc în creuzet. Analizați aspectul flăcării, mirosul și cenușa rămasă după ardere.

Introduceți rezultatele experimentelor în tabel.

Pe baza datelor obținute și a tabelului de proprietăți ale fibrelor chimice, determinați compoziția materiei prime a fiecărei probe.

Semn de țesătură

Proba nr. 1

Proba nr. 2

Proba nr. 3

Proba nr. 4

Strălucire

Finete

Moliciune

Ridabilitate

Sfarsabilitate

Forța umedă

Combustie

Compoziția materiei prime

5. Consolidarea materialului studiat.

1. Monitorizarea cunoştinţelor elevilor. (Diapozitivul 12).

Pentru a consolida cunoștințe noi, fetele răspundTest

1. Pierderea mare a firelor în țesături:

A) bumbac
B) de lână
B) sintetice

2. Proprietățile de protecție termică sunt mai mari pentru:

A) inul
B) mătase
B) nitronă

3. Ce țesături sunt foarte higroscopice și respirabile?

Natural
B) artificial

4. Ce țesături își pierd rezistența atunci când sunt umede?

Natural
B) sintetice

Evaluarea și justificarea lor.

2.Competiția între echipe.

Echipelor au primit plicuri cu mostre de țesut, este necesar

sortați-le în două grupe:

1.fabricat din fibre naturale;

2. din fibre chimice.

V. Rezumând.

Concluzie: capacitatea de a determina natura materiei prime a țesăturii este necesară pentru lucrările ulterioare cu țesătura în toate etapele de fabricație a produsului.

Deci, lecția noastră s-a încheiat, să ne amintim despre ce am învățat în lecție? Cine va răspunde la întrebarea problematică?Ce țesături sunt la mare căutare și de ce? Răspunsurile echipelor sunt discutate și analizate.

Profesorul rezumă lecția, se calculează bonusurile câștigate în timpul lecției și se atribuie notele.

Profesorul felicită echipa care a strâns cele mai multe bonusuri.6 .Teme pentru acasă.

Faceți o colecție de țesături.

Pentru un grup creativ: creați un puzzle de cuvinte încrucișate.

7 .Curăţenia locurilor de muncă .

- o zonă dezvoltată a industriei. Produsele sale sunt la mare căutare, deoarece sunt utilizate activ în diverse domenii. În funcție de materialul utilizat în producție, acestea capătă proprietăți și caracteristici diferite.

Clasificarea și proprietățile fibrelor chimice

Produsele din această industrie sunt împărțite în trei grupuri principale:

  1. Artificial - materiile prime de pornire sunt compuși organici cu molecule înalte obținuți prin influențarea substanțelor naturale și extragerea polimerilor din acestea.

  2. Sintetic - utilizat pentru producerea de compuși cu greutate moleculară mică, din care polimerii organici sunt extrași prin sinteză.

  3. Mineralul este o grupă care diferă semnificativ de cele anterioare, deoarece este realizat din compuși anorganici și are caracteristici și proprietăți deosebite.

Producator de fibre chimice are o serie de avantaje comparativ cu cele naturale. Nu depinde de anotimp, vreme și necesită mai puțină muncă. În plus, astfel de fire sunt realizate cu caracteristici fizice și mecanice predeterminate.

Fibrele chimice au rezistență excelentă la rupere, acțiunea bacteriilor și mucegaiului, stabilitate dimensională, rezistență la riduri, rezistență la influențe adverse (lumină, umiditate etc.), căldură și încărcări repetate. Proprietățile lor fizice, mecanice și chimice pot fi modificate prin modificarea polimerului utilizat sau a produsului finit. Acest lucru face posibilă producerea de fibre cu caracteristici diferite din aceeași materie primă. În plus, fibrele chimice de diferite structuri pot fi amestecate pentru a crea noi modele și pentru a extinde gama de produse.

Specificul de fabricație

Procesul de producere a fibrelor chimice Este destul de complex și constă din mai multe etape: obținerea materialului sursă, transformarea acestuia într-o soluție specială de filare, formarea fibrelor prin matrițe și finisarea acestora. Formarea firului este un pas care este esențial pentru determinarea caracteristicilor unui produs. Poate fi efectuat folosind mai multe metode:

  • folosind soluție umedă sau uscată;

  • folosind o soluție uscată-umedă;

  • folie metalică ascuțită;

  • din topire;

  • desen;

  • aplatizare;

  • din dispersie;

  • modelare cu gel.

În producția de fibre chimice se folosesc filtre care curăță topitura sau soluția de filare de impuritățile mecanice. Sunt fabricate din paladiu, platină, aur sau aliajele acestora.

Iluminarea fibrelor chimice și a echipamentelor pentru producerea acestora la expoziția de Chimie

Pentru specialiști și companii interesate să studieze specificul producția de fibre chimice, extinzând gama de producători și prezentând produsele întreprinderilor lor, cel mai bun loc va fi expoziția de Chimie. Acesta este un eveniment organizat de industrie cu scopul de a evidenția realizările sale în diverse domenii, stabilind contacte între companii, specialiști, regiuni și țări. Acesta acoperă toate industriile și oferă întreprinderilor posibilitatea de a-și organiza activitățile expoziționale și de a amplasa un stand la complexul Expocentre din capitală.

Acest centru este cunoscut pe scară largă în afara Rusiei, iar multe companii participă la evenimente internaționale organizate în pavilioanele sale. Acest lucru asigură stabilirea de contacte cu parteneri străini și atragerea de noi sponsori în industrie. Investițiile sunt de mare importanță pentru industria chimică, deoarece are nevoie de injecții serioase, inclusiv străine. Sectorul producției de fibre chimice, ca multe alte industrii, este interesat să atragă investiții care să contribuie la dezvoltarea și modernizarea acestuia. Pentru expozanți, la rândul lor, aceasta este o oportunitate excelentă de a-și prezenta întreprinderile în cea mai favorabilă lumină și de a le crește atractivitatea.

Expoziția de Chimie este interesată de crearea celor mai confortabile condiții pentru participanți, precum și de atragerea unui număr maxim de vizitatori. Prin urmare, organizatorii săi au ales complexul Expocentre ca loc de desfășurare a evenimentului.