Polymery
TUL, Textilní chemie
Jakub Wiener
Historie lidstva (podle toho co člověk umí vyrobit a využít)
Doba kamenná
Doba železná
Doba bronzová
1 2
3
Časová osa
Doba polymerní
Polymery jsou všude kolem nás
POLYMERY
• anorganické - např. polymerní oxid křemičitý (SiO2)x • organické - přírodní ( = biopolymery ) - syntetické Biopolymery – polysacharidy - škrob - celulosa - proteiny – vlna - polypreny – kaučuk Syntetické polymery - chemická vlákna - plasty - nátěrové hmoty - kaučuky
POLYMERY Základní pojmy Makromolekulární látka = polymer Chemie polymerů se zabývá sloučeninami, které se skládají z velkého počtu stejných nebo si vzájemně podobných atomových skupin. Skupiny jsou spojeny kovalentními vazbami. Obecný vzorec - Xn X – stavební jednotka n– opakování,polymerační stupeň Monomer – látka, z níž lze polyreakcí připravit polymer,např. CH2 = CH2 monomer
- CH2 – CH2 – stavební jednotka
POLYMERY Základní pojmy Stavební jednotka – část polymeru, která odpovídá látce, z níž vznikla Strukturní jednotka – nejmenší seskupení atomů v molekule, které se periodicky opakují ( např. – CH2 - ) Polymerační stupeň – počet stavebních jednotek zabudovaných do makromolekuly
Polymery Plasty jsou polymery za běžných podmínek většinou tvrdé, často i křehké. Při zvýšené teplotě se stávají plastickými a tvarovatelnými. Pokud je změna z plastického do tuhého stavu opakovatelně vratná, nazýváme tyto polymery termoplasty. Pokud jde o změnu nevratnou (neopakovatelnou, trvalou), protože výsledkem je chemická reakce mezi molekulami většinou za zvýšené teploty, mluvíme o reaktoplastech (termosety, pryskyřice). Elastomer je vysoce elastický polymer, který lze za běžných podmínek malou silou značně deformovat bez porušení. Tato deformace je převážně vratná. Dominantní skupinou eleastomerů jsou kaučuky, z nichž se vyrábí pryže („guma“).
Polymery
plasty
elastomery
Termosety/reaktop lasty
Plasty
Mechanismy vzniku polymeru • Polymerace: nutná dvojná vazba ve výchozím monomeru • Polykondenzace: při syntéze se uvolní malá molekula (např. voda, metanol…) • Polyadice: monomery mají reaktivní skupiny, neuvolňuje se žádná nízkomolekulární látka
Polymerace Radikálová polymerace
Iniciace: vznik radikálů v soustavě (UV zářením, peroxosloučeniny) Propagace: vznik polymeru Terminace: zánik radikálu
Polymerace Katiotová polymerace • Katalyzátorem v těchto reakcích jsou Lewisovy kyseliny (např.: AlCl3), které aktivují malé množství kokatalyzátoru. což je látka schopná poskytovat proton (např.: voda, alkohol). katalyzátor s kokatalyzátorem vytvoří konjugovanou kyselinu, která protonizuje monomer. tato část reakce se nazývá iniciace. • Propagační reakce probíhá adicí protonizovaného monomeru na molekulu monomeru za vzniku karboniového kationu s delším řetězcem, který se aduje na další monomer a tím se řetězec neustále prodlužuje. • Terminace může nastat přenesením reakčního centra na další monomer a zakončení řetězce dvojnou vazbou. • Kationtové polymerace probíhají velmi rychle i za teplot hluboko pod bodem mrazu. tímto způsobem se provádí polymerace styrenu nebo butandienu. Aniontové polymerace • Do aniontových polymerací vstupuje vinylový monomer, který nese na uhlíku z něhož vychází dvojná vazba substituent s indukčním efektem - (I-) tento substituent přitahuje elektrony z atomu uhlíku. jako katalyzátory se při těchto reakcích používají alkalické kovy a jejich hydridy, ale i organokovové sloučeniny. z organokovových sloučenin se nejčastěji používají tzv. Zieger - Nattovy katalyzátory, které jsou tvořeny trialkylaluminiem a chloridem titančitým. disociací katalyzátoru vzniká aniont, který se v průběhu iniciace váže na monomer za vzniku karbaniontu. • Propagační reakce probíhá adicí karbaniontu na monomer tím vznikne karbkationt s delším řetězcem. tato reakce se neustále opakuje. • Terminace nastane, když se do reakční směsi přidá alkohol nebo voda. Tato reakce je charakteristická tím, že dochází k navázání protonu na kabaniont.
Kopolymery
Kopolymery
Polykondenzace Polykondenzace
Polykondenzace
Polyadice Polyadice
Molekulová hmotnost
Molekulová hmotnost
Molekulová hmotnost
Fázové stavy
Chronologie významných objevů v oblasti polymerů
…. 1496 1832 1844 1868 1877 1888 1893 1895 1906 1909 1924
Prehistorie Kryštof Kolumbus přivezl z Ameriky kaučukové míče J. Berzelius navrhl termín polymer Ch. Goodyear objevil vulkanizaci kaučuku sírou J. W. Hyatt vynalezl celuloid a vstřikovací stroj A. Kekulé předpokládal molekulární řetězce J. B. Dunlop vynalezl pneumatiku E. Fischer ověřil makromolekulární povahu celulózy Bratři Michelinové prakticky ověřili pneumatiky S. G. Lebeděv připravil syntetický kaučuk (polyizoprén) L. H. Baekeland vynalezl fenol-formaldehydovou pryskyřici H. Staudinger navrhl lineární řetězce polystyrenu
Chronologie významných objevů v oblasti polymerů
1927 Zahájena výroba acetátu celulózy a polvinylchloridu (PVC) 1928 O. Röhm uvedl na trh polymethylmethakrylát 1929 Zavedena výroba močovino-formaldehydových pryskyřic 1930 Zahájena průmyslová výroba polystyrenu (PS) 1935 W. H. Carothers syntetizoval polyamid 66 (nylon) 1936 Zavedena výroba PAN, SAN a polyvinilacetátu 1938 P. Schlack vynalezl polyamid 6 a epoxidové pryskyřice 1938 R. Gibson a E. Fawcet připravili polyethylen (PE-LD) 1939 R. J. Plunkett připravil tetrafluorethylen (teflon) 1940 G. E. Rochow vynalezl přípravu chlorsilanů 1941 J. R. Whinfield a J. T. Dickinson připravili PET 1942 Zavedena výroba vláken polyakrylonitrilu (PAN)
Chronologie významných objevů v oblasti polymerů
1947 Ve Francii zavedena výroba polyamidu 11 z ricinového oleje 1952 K. Ziegler vyvinul organokovové katalyzátory (PE-HD) 1953 G. Natta připravil izotaktický polypropylen (PP) 1953 H. Schnell vynalezl polykarbonáty 1956 A. S. Hay objevil polyfenylenoxid (PPO) 1958 Firma DuPont zahájila výrobu segmentových polyamidů 1959 Firma Union Carbide zavedla výrobu uhlíkových vláken 1961 O. Wichterle ověřil výrobu měkkých kontaktních čoček 1967 Firma DuPont zahájila výrobu aromatických polyamidů
CHEMICKÁ VLÁKNA
-z přírodních polymerů – viskóza ( CV ) - acetát ( CA )
- ze syntetických polymerů – polyamid ( PA ) - polyester ( PES ) - polyakrylonitryl ( PAN ) - polypropylen ( PP ) - polyuretan ( PUR )
T D
užití polymerů v textiliích C
• • • • •
Vlákna (cca 95%) Pojiva (netkané textilie, zátěry, pigmentový tisk...) Zahušťovadla (tisk...) Vrstvy (finální úpravy...) ...
Přírodní polymery
Přírodní polymer
x
Syntetický polymer
Syntéza za účelem mechanické ochrany a stabilizace života
Syntéza člověkem za účelem technických aplikací
Z vodného prostředí, řízenou syntézou s enzymy, pestrá cílená struktura
Velkoprodukce z taveniny, čistých chemikálií, chemicky definováno
CHEMIE ŠKROBU Použití škrobu v textilním průmyslu: • šlichtování osnov • zahušťovadlo pro textilní tisk • úpravnické prostředky ( omak, tuhost ) Škrob = zásobní látka rostlin (brambory, kukuřice...) Škrob se skládá ze dvou strukturně odlišných látek: • amylosy ( lineární řetězec ) • amylopektinu ( rozvětvený řetězec )
Škrob – přírodní polymer, polysacharid
( C6H10O5 )n CH2OH O H
H O
CH2OH
H OH
H
H
OH
O H
H O
H OH
H
H
OH
O
V molekule škrobu jsou α-D-glukopyranosové jednotky spojeny glykosidovými vazbami ( 1 → 4 ).
CHEMIE ŠKROBU
Hydrolýza škrobu ( např. HCl za zvýšené teploty )
Škrob
maltosa ( oligosacharid)
D - glukosa ( monosacharid )
Enzymová hydrolýza škrobu Škrob je ve vodě nerozpustný. Bakteriální amylasy štěpí škrob na nízkomolekulární složky, které jsou vypratelné.
CHEMIE ŠKROBU
Substituce Škrob – OH + Cl – CH2 - COOH
škrob-O-CH2COOH
karboxymethylether škrobu CH2
CH2
COONa
O H
H O
O
H OH
H
H
OH
O
CHEMIE CELULÓZY polysacharid, základní strukturní jednotkou je β-glukopyranóza , spojená do polymeru 1,4-glykosidickými vazbami. Základní stavební jednotkou celulózy je disacharid celobióza. CH2OH
H
OH
O
H H OH
H
OH H
H H
HO
H
O
H
OH
H O OH
CH2OH
β-glukopyranóza
Nejrozšířenější polymer – stavební látka rostlinné říše
T D
CHEMIE CELULÓZY C
1,4 – β – glykosidická vazba bavlna: n=2000
6
CH OH 2
x
H
OH
OH
H
O
5
Viskóza: n=500
H
OH
O
4
H
1 OH
3 H
H
H
OH
O
H O
2
uhlík „6“ – primární hydroxilová skupina uhlík „2“ a „3“ – sekundární
H
CH2OH
n
CHEMIE CELULÓZY
CHEMIE CELULÓZY
CHEMIE CELULÓZY
CHEMIE CELULÓZY
Působení alkálií na celulózová vlákna Dochází k botnání celulózy, nejprve v amorfních oblastech a s rostoucí koncentrací alkálie i v interkrystalických oblastech.
Cel.- OH + NaOH
cel. – ONa + H2O
Při vyšší koncentraci alkálie dochází alkalicelulózy (natriumcelulózy).
k tvorbě tzv.
Využití - mercerace ( 21 až 26% NaOH za napětí ) - louhování ( 15% NaOH bez napětí )
Přírodní celulosová vlákna Přírodní vlákna bavlna sisal konopí len ramie juta
Vše celulóza !!!
LEN
vlákno s kolénky
štěpitelný svazek technického vlákna
Chemické složení lnu : 70 ÷ 80 % celulózy 15 ÷ 20 % hemicelulózy 0,8 ÷ 5,5 % ligninu 0,4 ÷ 4,5 % pektinů 2÷4% pryskyřičných látek, tuků a vosků 0,4 ÷ 3 % dusíkatých látek 0,5 ÷ 3 % minerálních látek 1÷2% tříslovin a přírodních barviv
BAVLNA
celulózové vlákno rostlinného původu
v tobolkách bavlníku Gossypium
primární stěna - kutikula sekundární stěna z lamel a svazků
průřez bavlněným vláknem lumen
svazek fibril
celulózová stěna kutikula
nejsvrchnější voskovitá a pektinová vrstva
BAVLNA
Chemické složení bavlny :
87 ÷ 92 % 1 ÷ 2,8 %
celulózy bílkovin
= proteiny z nízkomolekulárních peptidů pojených peptidickou vazbou -COCO-NHNH-
0,4 ÷ 1,2 % pektinů 1 ÷ 1,8 %
minerálních látek
0,4 ÷ 0,8 % tuků a vosků stopy
přírodních barviv
základem je pektinová kyselina soli K, Ca a Mg (uhličitany a fosforečnany) z vyšších mastných kyselin a alkoholů nerozpustné pigmenty
6 ÷ 8,5 % hygroskopické vlhkosti
BĚLENÍ PEROXIDEM VODÍKU Bělení bavlny – oxidovat a vyprat barevné pigmenty
HC
O
CH
HC
OH
CH
HC
OH
HC
O
HOO
-
R
Příklad oxidace barevné látky:
R
BĚLENÍ PEROXIDEM VODÍKU
Samotný peroxid vodíku má jen nepatrné bělící účinky na celulózová vlákna. K bělení dochází jen tehdy, je-li peroxid aktivován a stabilizován (aby se nerozkládal na radikály, které poškozují vlákna ). Aktivace se provádí alkáliemi.
HOOH + NaOH
→
Na+ + HOO- + H2O hydrogenperoxidový anion
BĚLENÍ PEROXIDEM VODÍKU
Z hydrogenperoxidového anionu HOO- vzniká atomární kyslík, který oxiduje barevné příměsi vlákna na snadno vypratelné zplodiny. HOO- → OH- + O Bělení H2O2 se provádí při pH 10 až 12, T = 90°C Za běžných podmínek bělení k poškození celulózového řetězce reakcí HOO - iontem nedochází.
K poškození může dojít při styku H2O2 s ionty Fe. Fe2+ + HOOH → Fe3+ + HO- + • OH
BĚLENÍ PEROXIDEM VODÍKU
Radikál • OH může potom s peroxidu vodíku reagovat řetězovou reakcí za vzniku hydrogenperoxidového radikálu • OOH • HO + HOOH → H2O + HOO • Hydrogenperoxidový radikál HOO•• je schopen atakovat stabilní vazbu -C-H a poškozovat celulózové vlákno. - C – H → - COOH
Poškození bavlny v přítomnosti iontů železa.
Chlornan sodný NaClO
Výroba: Cl2 + 2 NaOH →
NaClO + NaCl + H2O
Chlornan sodný je dodáván ve formě roztoku, koncentrace se udává v gramech aktivního chloru na litr. Stanovení aktivního chloru – jodometrická titrace 2 Cl + 2 KI → I2 + 2 KCl Uvolněný jod stanovíme titrací Na2S2O3
Chemie bělení chlornanem sodným
NaClO ClO- + H2O HClO
Na+ + ClOHClO +
OH-
HCl + O
Bělení je nutno provádět v pufrovaných bělících lázních tak, aby koncentrace aktivního chloru nepřekročila optinální hranici. V neutrálním prostředí – degradece celulosového vlákna, pH nesmí klesnout pod 10.
Chemie bělení chlornanem sodným NaClO
pH 2 – 3 lázeň obsahuje HClO a chlor pH 3 – 6 lázeň obsahuje více HClO než elementárního chloru pH 6 – 8 lázeň obsahuje HClO a ionty ClOpH 8 – 11 lázeň obsahuje klesající množství HClO a stoupající množství iontů ClO-
Chemie bělení chloritanem sodným NaClO2
Korozivzdorné oceli v textilním průmyslu Chrom přináší svou schopnost pasivace i do slitin se železem, a to od určitého minimálního obsahu, což je 12% při současné přítomnosti nejvýše 0,1% uhlíku. Příklad složení oceli pro barvicí aparáty: Cr17 Ni12 Mo2 Ti
Viskóza
VISKÓZA
výroba – z celulózy :
alkalicelulóza – dlouhý řetězec celulózy se zkracuje – PPS klesá na 300÷600
• alkalizace : cel-OH + NaOH
• xanthogenace : cel-O.Na + CS2
• zvlákňování a koagulace 2 xantogenát + H2SO4 OH
cel-ONa + H2O xanthogenát celulózy O-cel S=C S-Na
Na2SO4 + 2 CS2 + 2 celcelulóza viskózy
VISKÓZA
skin (kutikula) – vysoká krystalinita kora (35% hmoty vlákna) –dobře orientované krystality → dobře barvitelná dřeň (65 % hmoty vlákna) –méně orientované krystality → hůře barvitelná vlákno - až 60 % amorfních oblastí
vlastnosti obdobné vlastnostem bavlněného vlákna citlivější na působení vody → silné bobtnání menší odolnost vůči alkáliím → bobtnání a snížení pevnosti za mokra působením vyšší teploty žloutne a při T = 180 ÷ 200 °C se rozkládá
VISKÓZA
Speciální typy viskózy : • vysocepevná viskózová vlákna – pevnosti se dosahuje zvyšováním stupně dloužení
• modalová vlákna – CMD – vysoká orientace molekul celulózy → vysoký tzv. mokrý modul; vlastnosti se přibližují vlastnostem bavlny, měkčí omak
• polynozická vlákna – vyšší modul za mokra, vyšší pevnost, křehčí, citlivější na oděr
• HWM (High Wet Modulus) vlákna – vlastnosti se blíží vlastnostem bavlny, vyšší PPS, vyšší krystalinita, vyšší tažnost, střední modul za mokra
Ostatní chemická vlákna z celulózy
MĚĎNATO-AMONNÁ VLÁKNA vyrábí se rozpuštěním celulózy v cuoxamu (Schweitzerově činidle) [Cu(NH3)4](OH)2 • vůči chemikáliích se chovají obdobně jako bavlna, odolnost je však nižší, odolná jsou vůči organickým rozpouštědlům • navlhavost je vysoká, za mokra ztrácí pevnost, při T = 150 °C ztrácí pevnost, při T = 170 ÷ 205 °C se rozkládají
LYOCELOVÁ VLÁKNA vyrábí se rozpuštěním celulózy v N-methylmorfolin-N oxidu – NMMO • vyšší pevnost za sucha i za mokra, nižší tažnost za sucha i za mokra
CHEMIE CELULÓZY
Acetát celulózy Vzniká působením anhydridu kyseliny octové
Cel. – OH + (CH3CO)2O
cel. – O – CO – CH3
Využití – výroba acetátového hedvábí
Nitrát celulózy Nitrací celulózy směsí HNO3 a H2SO4
Cel.- OH
cel. – O – NO2
Využití – nátěrové hmoty
Vlna Vlněné vlákno má, ve srovnání s ostatními textilními vlákny, velmi složitou morfologickou strukturou . Tato struktura je zodpovědná za specifické chování vlny a proto se jí budeme detailně zabývat.
Morfologicky lze ve vlněném vláknu nalézt: - kutikulu - kortex - medulu -komplex buněčných membrán
Struktura vlněného vlákna
Poškození vlny Molekulová hmotnost keratinu ve vlně se pohybuje od 9000 do 60 000. Téměř polovinu celkové hmotnosti keratinu zaujímá hlavní řetězec, druhou polovinu tvoří postranní řetězce. Keratin je odolný vůči chemickým vlivům. R O
N H
O
C C H
C H N H
N H
C
C
C H
O
R
N R
1
Polypeptidický řetězec
2
Poškození vlny
α-aminokyseliny Množství jednotlivých α-aminokyselin v keratinu vlněných vláken se značně liší podle plemen ovcí, jejich potravy a životního prostředí. Zastoupení aminokyselin se různí také v jednotlivých částech vlněného vlákna. V makromolekule keratinu se uplatňuje 18 z 20 v živé přírodě se vyskytujících α-aminokyselin. α-aminokyseliny významně ovlivňují veškeré chemické a fyzikální vlastnosti molekul keratinu. Jejich charakter určuje postranní řetězec (substituent –R), podle kterého lze α-aminokyseliny klasifikovat
Poškození vlny Aminokyselina
[%] v keratinu
povaha postranního řetězce3
GLYCIN
8,2
ALANIN
5,4
FENYLALANIN
2,8
α-aminokyseliny
VALIN
5,7
s hydrofobním uhlovodíkovým zbytkem
LEUCIN
7,7
ISOLEUCIN
3,1
SERIN
10,5
THREONIN
6,3
TYROSIN
3,7
KYSELINA ASPARAGOVÁ
6,6
KYSELINA GLUTAMOVÁ
11,9
HISTIDIN
0,8
ARGININ
6,9
LYSIN
2,8
METHYONIN
0,4
α-aminokyseliny
CYSTIN
10,0
osahující síru
TRYPTOFAN
6,4
α-aminokyseliny
PROLIN
7,2
obsahující heterocyklus
α-aminokyseliny s polární skupinou ( -OH)
α-aminokyseliny s kyselou skupinou ( -COOH) α-aminokyseliny s basickou skupinou (-NH2)
VLNA
Sirné můstky Cystin HOOC
CH NH 2
CH 2
S
S
cyst in
CH 2
CH
COOH
NH 2
Disulfidické vazby jsou vazby chemické, kovalentní - je řeč o vazbách mezi dvěma atomy síry (odtud tradiční název sirné můstky). Nepoškozená vlna obsahuje 11 – 12,5 % cystinu. Při zpracování v alkalických a bělicích lázních, chlorováním, pařením a také působením UV paprsků se cystin rozkládá a jeho obsah se ve vlně snižuje až k 7 %. (u tzv. lehkého poškození kolem 10 %)
T K
C
Polyamid (PA)
PA 6.6 – více upořádaný, více odolává teplotě (Tg, Tm... PA6+20°C), chemicky odolnější... PA 6.6 nerozpustný v DMF
n = 200 Monomer: kaprolaktam Teplota tání 220 oC
POLYAMID 6.6 Monomery H2N – ( CH2 )6 – NH2 hexametylendiamin
HOOC – ( CH2 )4 - COOH kyselina adipová
Polymer
H
Polyamid ab
Teplota tání: 260 oC
n= 50 až 80
POLYAMIDY
Chemické vlastnosti polyamidů Působení kyselin PA je méně odolný kyselinám než alkáliím. V kyselém prostředí dochází k hydrolýze amidické vazby. PA vlákna jsou rozpustná v 85% HCOOH.
Působení alkálií PA vlákna se prakticky nenarušují.
Působení slunečního záření Degradace vlákna, zežloutnutí a ztráta pevnosti.
POLYESTERY
POLYESTERY
Polyethylentereftalát Tg = 70 až 80 oC Tm = 260 oC
struktura polyesteru
POLYESTERY
Počet methylenových skupin: (CH 2) n •
n = 2 (polyethylentereftalát) PET
•
n = 3 (polytrimethylentereftalát) PTT (Tg= 55 0C, Tm= 228 0C) propandiol
kyselina tereftalová + propandiol
PTT
POLYESTERY
Polyethylentereftalát – vlastnosti Vlákno je hydrofóbní, vysoce krystalické a obtížně barvitelné. Barvení: za tlaku, při 130 0C Problém: oligomery (např. cyklický trimer)
POLYAKRYLONITRIL Polyakrylonitril – vlastnosti PAN vlákna - velmi dobře odolná vůči kyselinám ( s vyjímkou konc. kyseliny sírové a dusičné ) Středně odolná vůči alkáliím. V horkých koncentrovaných alkáliích se rozkládají. PAN vlákna – odolná vůči světlu.
POLYOLEFINY Polyethylen, polypropylen - vlastnosti Polyethylenová vlákna 0,95–0,96 g/cm3 Polypropylenová vlákna 0,90–0,91 g/cm3 Důsledek: nejlehčí vlákna, plavou na vodě
POLYOLEFINY
Absorpce vlhkosti
polypropylen
polyester
polyamid
Polypropylen absorbuje nejméně vlhkosti.
vlna
silikony (R2SiO)n Příprava monomeru CH3Cl + Si → (CH3)2SiCl2
dimethyldichlor silan
Hydrolytická polykondenzace n(CH3)2SiCl2 → -Si(CH3)2-O-
polysiloxan
silikony (R2SiO)n Silikony - Dobře snášejí vysoké teploty, jsou chemicky málo reaktivní, jsou hydrofobní. Použití silikonů: - jako maziva pro strojní součásti namáhané teplem - změkčovadla - jako prostředky k hydrofobaci (odpuzování vody)
silikony (R2SiO)n dimethylpolysiloxan hydrofobní úpravy, úpravy omaku
Sloučeniny s fluorem – pro oleofobní úpravy
T D
C
Identifikace polymerů
Podle známých vlastností -Teplota tání -Hustota -Rozpustnosti -Hořlavosti -Barvící testy -... + IR analýza ...
T D
C
Porovnání vláken/polymerů vlákno
Teplota tání °C
polyethylene polypropylene polyamide 6 polyamide 6.6 acrylic polyurethane polyvinylalkohol wool semidiacetate Triacetate Silk Polyester Polyvinylchloride Kevlar (aramide) Flax Hemp Viscose Cotton teflon
115-130 170 215 255 rozklad při 300°C 180-260 235 rozklad rozklad rozklad rozklad 256 170 rozklad při 450°C rozklad rozklad rozklad rozklad 400
hustota g.cm-3 0,90 0,91 1,14 1,14 1,19 1,21 1,28 1,32 1,32 1,32 1,34 1,38 1,38 1,44 1,48 1,48 1,49 1,52 2,20
T D
C
Hustota
Testování vnitřní struktury vláken Identifikace vláken Gradientová kolona či pyknometr
T D
C
Teplota tání
Tavný mikroskop nebo deska s teplotním polem
100°C
200°C
300°C
Rozpustnost polymerů
V V
V
V
polyurethane
S
S
V V
V
V
VP VP V
S
S V V S
polypropylene
V
polyamide 6.6
polyester
VP V S
polyamide 6
acetone S cyklohexanon V Formic acid S toluenee xylene Dimethylformamide DMF S Monochlorbenzene nitrometan S nitrobenzene V P ... Částečně rozpustný S ... Rozpustný za pokojové teploty V ... Rozpustný za teploty varu rozpouštědla
triacetate
Fiber
acetate
Solvent
polyethylene
C
acrylic
D
polyvinylchloride
T
V
V
V V
V V
V
V
V
V
V
T D
C
DSC (differential scanning calorimetry)
T D
C
IR spektroskopie
[cm−1]
group
3400–3200
alcohol, O−H
3500–3300
amin, N−H
3350–3260
alkin, ≡C−H
3080–3020
alken, =C−H
3400–2400
Carboxyl acid, −OH
2820–2800 a 2720–2700
H−C v H−C=O
2250–2100
alkine, −C≡C
2260–2200
nitrile, −C≡N
1750–1730
ester, C=O
1730–1720
aldehyde, C=O
1720–1680
Carboxyl acid, C=O
1715–1700
keton, C=O
1670–1645
alkene, C=C
1250–1050
ether C−O−C
1300–1050
ester C−O−C
T D
C
Náznak výpočet teoretické pevnosti vláken -CH2-CH2-CH2Pevnost vazeb ... 347 kJ/mol ... 5 . 10-19 J / „nakloněný“ řetězec
vlákno
Uspořádané 1m = makromolekuly
= 5 . 10-19 J = 1,7 . 10-13g ... 1,7 . 10-10 tex
120°
Molární hmotnost „-CH2-“ = 14g/mol
Délka vazby C-C 0,154 nm
...i pro nás textiláky je pevnost polymerních vláken důležitá...
Děkuji za pozornost !
