Оқулық Алматы, 2014 Қазақстан Республикасы Білім жəне ғылым министрлігінің

256
 14.4.  Ацетиленге негізделген синтездер
Ацетилен 
CH
HC {
  түссіз  газ,  таза  күйінде  аздап  эфирдің  иісі 
болады, 83,8
0
С  сұйыққа  айналады.  Ацетилен  ауамен  жəне  оттегімен 
қопарылғыш  қоспа  түзеді.  Ауамен 2-ден 11% С
2
Н
2
,  оттегімен 2,8-ден 
78% С
2
Н
2
.
Ацетиленнің қолданылу аймағы кең. Ацетилен қанықпаған қосылыс, 
сондықтан  ол  химиялық  реакцияларға  тез  түседі.  Сол  себептен  оның 
туындылары  жəне  қосындылары  өндірісте,  ауыл  шаруашылығында 
кеңінен қолданылады.
Ацетиленді  өндірісте  кальций  карбидінен  жəне  метаннан  өнді-
реді.  Кальций  карбиді 1800-2000
0
С  температурада  электр  пеште 
сөндірілмеген əктің кокспен əрекеттесуінен түзіледі.
CaO +2C
2000
0
C
CaC
2
 + 
CO
 - H                     H = -475
кДж
Кальций  карбиді  сумен  жанасқанда    ацетилен  жəне  кальций 
гидроксиді  бөлінеді:
CaC
2
 +2H
2
O
C
2
H
2
 + Ca (OH)
2 
- H             H = - 136
кДж .
Ацетилен  құрамындағы PH
3
, H
2
S, NH
3
  жəне  басқа  қоспалардан 
тотықтырғыш  ерітінділерімен  (хром  қышқылы,  хлор  суы,  натрий  ги-
похлорит) жуып тазартады. 
Карбид əдісінің қарапайымдылығына қарамастан бірнеше кемшіліктері 
бар.  Құрал-саймандардың  қолайсыздығы,  электр  энергиясы  көп 
жұмсалуы. Массасы 1 кг ацетилен өндіруге 10-12кВт/сағ электр энергия-
сы жұмсалады. Қалдықтар өте көп шығады жəне қолданылмайды. Соңғы 
жылдары ацетиленді өндірісте көмірсутектен алады.
Ацетилен  парафиндерден  эндотермиялық    қайтымды  реакциялар 
нəтижесінде  алынады:
2CH
4
C
2
H
2
 + 3 H
2
 - 376 кДж
1500
0
C
                      
(1)
C
2
H
2
 + 2H
2
 - 311 кДж
1200
0
C
C
2
H
6
                          
(2)
C
2
H
2
 + CH
4
 + H
2
 - 255 кДж .
1200
0
C
C
3
H
8
                          
(3)
Жанама реакция:
 C +2 H
2
 - 88 кДж .
CH
4
                            
(4)

257
 
Температураны  көбейту  жəне  қысымды  азайту  тепе-теңдікті  оңға 
ығыстырады.  Ацетиленнің  шығымын  арттырып,  жанама  реакцияларды 
азайтудың  оптималды  жағдайы:  температура 1300
0
С-та  төменгі  қысым, 
үлкен  көлемдік  жылдамдық.  Реакция  аясында    көмірсутектердің  болу 
уақыты: 0,01-0,001сек. Ацетилен ыдырамау үшін өнімді тез суыту керек. 
Термототықтандыру  крекингі  (пиролиз).  Бұл  үрдіс  оттегінің 
қатысуымен  жүреді,  экзотермиялық.  Бұдан  бөлінген  темература  кре-
кинг  үрдісінің  оптималды  температурасын  ұстауға  пайдаланылады. 
Термокрекингке  керекті  жылуды  метанның  бір  бөлігін  жағу  арқылы 
алады:
 CO
2
 +2 H
2
 + 802 кДж .
CH
4
 + O
2
Термототықтыру крекингісінің негізгі реакциясы:
 CO +2 H
2
 + 32 кДж .
CH
4
 +1/
2
 O
2
 
2CH
4
 - C
2
H
4
 + 3 H
2
 - 376 кДж .
Пиролиз пешінде температура 1450
0
С шамасында болады. Метан-оттек 
қатынасы: 2,0:1,6.  Екі газды жеке-жеке 400-600
0
С температурада қыздырып, 
үлкен көлемдік жылдамдықпен  реакция жүретін камераға жібереді, онда~ 
0,003-0,006 сек. ғана болады. Крекинг өнімдерінің құрамында ацетиленнен 
басқа Н
2
, күйе, СО  болады. Массасы 1 т С
2
Н
2
 өндіргенде бөлініп шығатын 
сутектен 3-4 тонна аммиак синтездеуге болады.
Ацетальдегидті  өндіру.  Ацетальдегид  (этаналь,  сірке  альдегиді) 
СН
3
СНО түссіз, өткір иісті, ұшқыш сұйық. Қайнау температурасы 20,2
0
С, 
еру температурасы -123,5
0
С, тығыздығы 0,783г/м
3
. Ауамен 400
0
С 3,97 жəне 
57,0% көлем аралығында қопарылғыш қоспа түзеді: ПДК-5мг/м
3
. Ацеталь-
дегид сумен, этанолмен жəне басқа да органикалық ерітінділермен барлық 
қатынаста араласады, ол кейбіреулермен азеотропты қоспа түзеді. 
Ацетальдегид  өндірудің  негізгі  шикізаты  ацетилен  мен  этилен  бо-
лып табылады. Ацетиленнен ацетальдегид екі жолмен:
- сұйық фазада сынап катализаторында тура гидратациялау арқылы 
немесе бу фазасында қатты кадмий катализаторында ;
- төменгі қаныққан спирттердің винил эфирі арқылы алынады. 
Ацетальдегидті этилен арқылы: 
-  этанолды  каталитикалық  дегидрлеу  немесе  оны  тотықтырып  де-
гидрлеу; 
- қатты палладий катализаторында этиленді тура тотықтыру сияқты 
екі жолмен алады: 
Ацетальдегидті өндірісте алу жолдары келесі суретте көрсетілген: 

258
73-сурет. Ацетальдегидті  өндірісте алу əдістері
Ацетальдегидті алудың өндірісте кең тараған түрі ацетиленді Куче-
ров  реакциясымен  гидратациялау  əдісі  болып  табылады.  Гидратация-
лау үрдісі катализатор сынап сульфатының қатысуымен жүреді. Бірінші 
сатыда  тұрақсыз  винил  спирті  түзіліп,ол  тез  арада  сірке  альдегидіне  
изомеризацияланады:
CH
CH + H
2
O
CH
2
CHOH
CH
3
-CHO .
Ацетиленді  өндірудің  технологиялық  сызбанұсқасы  74-суретте 
келтірілген.
Гидраторға үздіксіз қысылған, тазартылған жəне циркуляцияланған 
ацетиленмен араласып келеді. Газ қоспасы контакт сұйығы (1 л контакт 
сұйығының  құрамында 200г  H
2
SO
4 , 
0,4г Hg, жəне 40г Fe
2
O
3 
болады) 
арқылы барботирленіп, 80-100
0
С температурада гидратациялау үрдісіне 
қатысады. Реакция зонасынан қоспа бір рет өткенде ацетиленнің аце-
тальдегидке айналуы 50-60% болады. Бу-газ қоспасы (СН
3
-СНО, С
2
Н
2
, 
бу) (2) тоңазытқышқа келіп конденсацияланып,  конденсацияланған су 
гидраторға (1) қайта  оралып,  ацетальдегидтің  судағы  ерітіндісі  басқа 
(3)  тоңазытқышқа  өтіп,  тоңазытқыштан  жинағышқа (5) жіберіледі. 
Ацетальдегидті дистилляциялап, сонан соң  
Конденсацияланбаған газдар (4) сумен шайылып, суда ацетальдегид-
тер еріп, (5) жинағышқа келіп қосылады, ацетилен өндіріске оралады.
Гидратордан  шығатын  контакт  сұйығын  регенерациялап  үрдіске 
қайтадан қайтарады.
Бұл  əдістің  кемшілігі:  сынап  улы,  өте  көп  жұмсалады.  Массасы 1 
т ацетальдегид өндіргенде 0,1 кг сынап шығын болады. Осы себептен 
сынап қатысынсыз жүретін əдістерді қолдануға көңіл бөлінеді.

259
 
74-сурет. Сұйық фазада ацетальдегидті  ацетиленді гидратациялау 
əдісімен алу сызбанұсқасы.
1 – барботажды гидратор, 2 жəне 3 – тоңазытқыштар, 4 – барботажды 
колонна, 5 – ацетальдегид жинағыш ректификациялап тазартып алады.
Бақылау сұрақтары
1.  Метанолдың қолданылу аймағының келешегі қандай?
2.  Метанол синтезі үшін қандай шикізат түрлері қолданылады?
3.  Метанол 
синтезі 
үшін 
газ 
алудың 
принципиалдық 
сызбанұсқасын құрыңдар. Аммиак синтезі үшін технологиялық газды 
алудың сызбанұсқасынан қалай ерекшеленеді?
4.  Метанол  синтезінің  механизмін  түсіндіріңдер.  Метанол 
синтезінің катализаторларының қандай қасиеттері бар?
5.  Қанықпаған көмірсутектер негізіндегі синтездерінде қандай ка-
тализаторлар қолданылады?
6.  Этиленді тікелей гидратациялау əдісінің күкірт қышқылды ги-
дратациялау əдісінен артықшылығы неде?
7.  Қанықпаған көмірсутектер негізіндегі синтездің циркуляциялық 
сызбанұсқасы неге негізделген?
8.  Сірке қышқылы мен сірке ангидридін қандай шикізат түрлерінен 
алады?

260
15-БӨЛІМ
ЖОҒАРЫ МОЛЕКУЛАЛЫҚ ҚОСЫЛЫСТАР
Жоғары молекулалық қосылыстар – полимерлер өзара байланысқан 
молекулалары  жүздеген  жəне  мыңдаған  атомдардан  тұратын  орга-
никалық  қосылыстардың  ерекше  класы.  Мұндай  молекулаларды 
макромолекула  деп  атайды.  Полимердің  макромолекулаларының 
ұзындығы бірдей емес, осыдан бұл қосылыстар молекулалық массала-
ры  əртүрлі  макромолекулалардың  қоспасы  болып  табылады.  Мұндай 
қосылыстардың  молекулалық  массаларын  орташа  молекулалық  мас-
самен  сипаттайды,  ал  олардың  біркелкі  еместігін  молекулалық  мас-
са  бойынша  полидиспрестілік  деп  атайды.  Жоғары  молекулалы 
қосылыстардың маркомолекуласының өлшемі полимерлену дəрежесіне 
(n),  яғни  макромолекулада  өзара  химиялық  байланыспен  қосылған 
маномерлердің  элементарлы  тізбектің  санына  тəуелді.  Полимердің 
молекулалық  массасы  (М)  полимерлену  дəрежесіне  байланысты 
болғандықтан: 
M=nm
арақатынасымен өрнектеледі:
Мұндағы, m – элементарлы  тізбектің  молекулалық  массасы  (мы-
салы,  политетроэтилен  макромолекуласындағы  тетрофтор-этиленнің 
молекулалық массасы).
Жоғары  молекулалық  қосылыстар  бірнеше  белгілері  бойынша 
жіктеледі.  Пайда  болу  тегіне  байланысты  табиғи,  синтетикалық  жəне 
табиғи химиялық модифицирленген деп бөлінеді. Бірінші топқа табиғи 
органикалық  жоғары  молекулалық  қосылыстар  (полисахоридтер-цел-
люлоза, белоктар, табиғи каучук жəне т.б) жатады. Екінші топқа моно-
мерлерден алынатын жоғары молекулалық қосылыстар (синтетикалық 
каучуктар,  шайырлар  жəне  т.б.)  кіреді.  Үшінші  топқа  химиялық 
өзгеріске ұшыраған табиғи полимерлер (целлюлоза эфирлері) жатады. 
Макромолекуланың  басты  тізбегінің  химиялық  құрамына  байла-
нысты  жоғары  молекулалық  қосылыстар  карботізбекті,  гетеротізбекті 
жəне элементорганикалық деп бөлінеді.
Карботізбекті  полимерлер – элементарлы  тізбекте  жəне 
макромолекуланың  звеносындағы  атомдарында  бір  көміртек-көміртек 
типті қосылыстардың болуы: 
Карботізбекті  полимерлерге  табиғи  каучук,  синтетикалық  жоғары 

261
 
молекулалы қанықпаған, қаныққан жəне ароматты көмірсутектер жəне 
т.б. жатады. 
-C-C-C-C-
...
...
немесе
...
...
Гетеротізбекті  полимерлер – көміртек-көміртек  типті  байланыс-
тармен қатар көміртек-оттек, көміртек-азот жəне т.б. байланыстардың 
болуы. 
...
...
немесе
...
...
-N-C-
C-
-O-C
Бұл қосылыстарға табиғи каучуктен басқа барлық маңызды табиғи 
полимерлер  (белоктар,  полисахаридтер,  лигнин  жəне  т.б.),  көптеген 
синтетикалық жолмен алынған полмерлер (полиамидтер, полиэфирлер, 
полиуретандар жəне т.б.) жатады. 
Элементорганикалық 
жоғары 
молекулалық 
қосылыстарға 
құрамында көміртек-элемент (титан, қалайы, алюминий, бор, кремний 
жəне т.б.) химиялық байланысы бар қосылыстар жатады. Бұл топтың 
ішінде кең тарағаны кремнийорганикалық полимерлер – негізгі тізбекті 
бейорганикалық  атомдар,  ал  бүйір  тізбекті  органикалық  радикалдар 
құрайды.
Жоғары  молекулалық  қосылыстар  алыну  тəсіліне    байланысты 
полимерленген  қосылыстар,  яғни  полиқосылу  реакциясы  бойынша  
алынған қосылыстар (полиэтилен, полипропилен, солистирол жəне 
т.б.)  жəне  поликонденсациялы  қосылыстар – полиалмасу  реакция-
сы бойынша алынған қосылыстар (полиамидтер, полисилоксандар, 
феноло-  жəне  карбомиформоальдегидті  қосылыстар  жəне  т.б.)  деп 
бөлінеді. 
Жоғары  молекулалық  қосылыстар  жылудың  əсеріне  қатысты 
термопластикалық жəне термореактивті деп бөлінеді. 
Термопластикалық  полимерлерге  көп  рет  балқытқанда  жəне 
сал қындатқанда  өзінің  балқымалылығын  жəне  ерігіштігін 
жоғалтпай тын қосылыстар жатады. Термореактивті полимерлер-
ге  қыздырғанда кеңістіктік, торлы құрылымдар түзетін жəне осы 
кезде балқитын немесе еритін қабілетін жоғалтатын қосылыстар  
болып табылады.
Жоғары  молекулалық  қосылыстарды  алу  жолдары.  Жоғары  мо-
лекулалық қосылыстар алу үшін құрамында қанықпаған байланыстар 

262
немесе тұрақсыз циклдар, сонымен қатар бір молекулада, кем дегенде 
екі функционалдық топтар бар төмен молекулалық қосылыстар – моно-
мерлер  қолданылады.  Құрамында  екі  бифункционалдық  топтары  бар 
екі мономерді қолданғанда сызықты құрылымды полимерлер түзіледі. 
Ал  мономерлердің  қоспасын  қолданғанда  оның  ішінде  кем  дегенде 
біреуінің құрамында екі функционалдық топтар болса, онда торлы по-
лимерлер алынады. 
Мономерлерден  полимерлер  алудың  негізгі  əдістері  полимерлену, 
поликонденсациялану реакциялары болып табылады.
Полимерлену – құрамында  қос  байланыстар  бар  мономерлердің 
өзара  немесе  сақинаның  ашылуымен  гетероциклдар  əрекеттесу 
нəтижесінде  жоғары молекулалық қосылыстардың түзілу үрдісі. Бұл 
үрдіс төмен молекулалы қосымша өнімдердің бөлінуімен жүрмейді, 
ал реакция жылудың бөлінуімен жəне қайтымсыз жүреді. Полимер-
лену үрдісін жүзеге асыру үшін реакцияға қатысатын мономерлерді 
активсіз түрден активті түрге айналдыру қажет. Бұл мономерлердің 
табиғатына  байланысты  əртүрлі  жолдармен  (қыздыру,  катализа-
торлармен  инициаторлар  қолдану,  жарық  энергиясымен,  ядролық 
сəулелендіру  немесе  ультрадыбыспен  əсер  ету)  жүргізіледі.  Поли-
мерлену үрдісін жалпы түрде:
nA
(A)
n
деп жазады.
Мұндағы, 
А – реакцияға қатысатын мономер молекуласы; 
n – полимерлену дəрежесі;
(A)
n
 – n мономер молекуласының звеносынан тұратын полимердің 
молекуласы.
Сополимерлену – химиялық құрамы бойынша ерекшеленетін екі не-
месе оданда көп мономерлердің бірге полимерлену үрдісі. Сополимер-
лену  полимерленуге  қарағанда  күрделі  үрдіс,  өйткені  бұл  кезде  əрбір 
мономердің басқа мономердің активтілігіне əсері байқалады. Сополи-
мерлену үрдісінің ерекшеліктері: 
-  құрылысы  жақын  мономер  молекулалырының  арасында  сополи-
мерлену жеңіл жүреді;
- бірқатар мономерлер полимер түзуге қабілетті емес, бірақ құрамы 
басқа мономерлермен жеңіл сополимерленуі мүмкін.
Поликонденсациялану – мономерлердің 
өзара 
əрекеттесуі 
нəтижесінде  жоғары  молекулалық  қосылыстар – полимерлердің 
түзілу  үрдісі.  Поликонденсациялану  кезінде  полимермен  қатар  төмен 

263
 
молекулалық қосымша өнімдер (су, аммиак, көміртек қос тотығы жəне 
т.б.) бөлінеді. Поликонденсациялану реакциясына би- жəне көп функ-
ционалды байланыстары бар мономерлер түседі.
15.1 Целлюлозаны өндіру
Целлюлоза көмірсулар тобына жатады. Көмірсулар деп аталу себебі 
- олардың ең алғаш зерттелген өкілдері көміртегі мен судан  құралған 
тəрізді болған. 
Целлюлоза  немесе  клечатка  барлық  өсімдіктің  құрамында  болады, 
ол клечаткалар қабықшасын түзеді. Оның аты да осыдан шыққан (“цел-
лула”- клетка).
Целлюлоза табиғи үлкен молекулалық қосынды, суда ерімейтін по-
лисахариттер.  Молекулалық  массасы 50000-нан  бірнеше  милионға 
дейін болады.
Мақта  талшығында 98%-ға  дейін  целлюлоза  болады,  зығыр  жəне 
кендір  талшықтары  да  негізінен  целлюлозадан  тұрады.  Қағаз,  ма-
талар – целлюлозадан  жасалған  бұйымдар.  Целлюлозаның  ең  таза 
үлгілері – ақ  мақта  жəне  сүзгі  қағаз  тазартылған  мақтадан  алынады. 
Табиғи матералдардан алынған целлюлоза суда да, кəдімгі органикалық 
еріткіштерге де ерімейтін талшықты қатты зат. Целлюлоза – табиғи по-
лимер. Құрылымдық буыны – (С
6
Н
10
О
5
)
n
. Целлюлозаның  молекуласы  
тек    сызықтық  құрылымдық  қана  болады:  С
6
Н
10
О
5
-  С
6
Н
10
О
5
-  С
6
Н
10
О
5
- 
С
6
Н
10
О
5
. Ағаш құрамында целлюлозадан басқа да: гемицеллюлоза жəне 
лигнин болады.
Гемицеллюлозаның  полисахарид  (ментозалар  жəне  гексозалар), 
целлюлозаға қарағанда тізбек ұзындықтары аз жəне химиялық беріктігі 
төмен.  Гемицеллюлозалар  сұйытылған  минералды  қышқылдар 
мен  сілтілерде  оңай  гидролизденіп  ерітіндіге  көшеді.  Ағаштардың 
құрамында тұқымына байланысты гемицеллюлоза 13-75%-ға дейін бо-
лады. 
Лигнин – целлюлозаға қарағанда құрамында көп мөлшерде көміртегі 
бар (61-65%) ароматты  негіздегі  органикалық  заттардың  күрделі 
қоспасы.  Лигнин  клетканың  қабырғасына  қаттылық  жəне  серпімділік 
қасиет  береді.  Ағаштың  басқа  құрамдарына  қарағанда  лигниннің 
реакцияға түсу қабілетілігі күшті. Лигниннің мөлшері 17-30% -ға дейін 
болады.
Целлюлоза  өндірісте  негізінен:  сульфат  жəне  сульфид  сияқты  екі 
əдіспен өндіріледі.

264
Сульфат əдісі – жаңқаланған ағашты сұйытылған натрий гидроксиді, 
ерітіндісімен қыздырып өңдеуге негізделген. 
Сульфид  əдісі – жаңқаланған  ағашты  кальций  гидросульфит 
ерітіндісімен қыздырып өңдеуге негізделген. 
Сульфит əдісімен ағаш целлюлозасын өндіру. Целлюлозаны кез кел-
ген ағаштан өндіруге болады. Дегенмен, негізінен аз шайырлышырша 
самырсын, шамшат сықылды ағаштардан өндіреді.
Технологиялық  үрдіс  келесі  сатылардан  тұрады:  ағашты  əуелі 
қабығынан,  бұтақтарынан  тазартып  жаңқалау;  пісіргіш  ерітінді  да-
йындау,  ағашты  пісіру  (ағашты  реагенттермен  өңдеу),  целлюлозаны 
ерітіндіден ажырату жəне оны өңдеу.
Пісіргіш  қышқылды  дайындауға  əктастарымен  толтырылған  су-
мен  суартылған  мұнара    арқылы  тазартылған  күкіртті  газ  жіберіледі. 
Мұнарада  жүретін  химиялық  реакцияның  қортындысында  кальций 
гидросульфитінің судағы ерітіндісі түзіледі:
SO
3
 + H
2
O
H
2
SO
3
2H
2
SO
3
 + CaCO
3
Ca(HSO
3
)
2
 + CO
2 
+ H
2
O .
Ағашты пісіру қышқылға төзімді затпен астарланған болат қазанда 
жаңқа, пісіргіш қышқыл, ыстық су буымен  қыздырылады.
Ағаш  құрамындағы  қоспалар  (гемицеллюлоза,  лигнин  жəне  т.б.) 
толық ерітіндіге ауысатын целлюлоза сол қалпында толық сақталатын 
пісіру  режимін  (температура,  концентрация SO
3,
  уақыт)  жасау  керек. 
Пісіруді 135-145
0
С  темпертурада, 0,5-0,7 МПа  қысымда  8-10 сағат 
уақыт  арасында  жүргізеді.  Пісіру  уақыты  жеткен  кезде  қазан  мен 
резервуарға  аударып,  целлюлозаны  пісіргіш  ерітіндіден  айырып  жəне 
сумен жуып, механикалық қоспалардан босатып, сульфит целлюлоза-
сын бөліп алады.
Алынған целлюлоза сапасы құрамында қалған лигнин мөлшерімен 
бөлінеді:  егер  лигнин  мөлшері 3%-дан  көп  болса,  қатаңырақ, 2%-дан 
төмен болса,  жұмсақ целлюлоза деп аталады.
Целлюлоза  ауыл  шаруашылығының  көптеген  саласында:  ағаш 
шеберіне    қажетті  бұйымдар  жасауға,  қағаз,  мата,  жіп,  арқан  жасауға 
қолданылады.  Целлюлозаның  эфирлері    нитролактар,  кинопленкалар, 
жасанды  талшық  жасауға  жұмсалады.  Целлюлозаның  гидролиздеп 
ашытқанда түзілген глюкозадан этил спиртін алады. Бағалы қағаз алуға  
жəне химиялық өңдеуге қолданылатын целлюлоза қосымша өңдеуден 
өтеді.

265
 
Сульфат əдісімен целлюлозаны өндіру. Ағаш жаңқалары сілтішемен 
пісіргіш қазанда өткір су буымен қыздырылып өңделінеді. Натрий ги-
дросульфит жəне натрий гидроксидінің  судағы ерітіндісімен түзілген 
сілтіше  құрамында 4,5%-ға  дейін  натрий  гидроксиді  жəне  натрий 
сульфиді болады. Осы сілтішені ақ сілтіше деп атайды.
Na
2
S + H
2
O
NaHS + NaOH
Сілтілік пісіруді 165-175
0
С, 0,8-1,0МПа қысымда 4-6 сағат мезгілде 
жүргізеді. Пісіру нəтижесінде ағаш құрамындағы  гемицеллюлоза, лиг-
нин ерітіндіге айналады (қара сілтіше). Целлюлозаны ерітіндіден айы-
ру операциялары сульфит əдісіндегідей.
Целлюлоза өндірісінің қалдығынан бағалы органикалық қосындылар 
өндіруге болады. Массасы 1 т сульфид целлюлозасын өндіргенде, құра-
мында құнды органикалық қосылыстар бар 10-20 т сілтіше алынады.
15.2. Химиялық талшықтарды өндіру
Шығу  тегіне  байланысты  талшық  табиғи,  химиялық  болып  екіге 
бөлінеді.
 Табиғи талшық: органикалық жəне бейорганикалық болып бөлінеді. 
Органикалық талшыққа өсімдіктен алынатын (мақта, сығыр, кендір ке-
неп жəне т.б.) талшықтар, ал бейорганикалық табиғи талшыққа асбест 
жатады.  Табиғи  талшықтың  өзіндік  құны  жоғары  жəне  механикалық, 
химиялық қасиеттері төмен. 
Химиялық  талшықтар  жасанды  жəне  синтетикалық  болып 
бөлінеді. Табиғи полимерлерді қайта өңдеп  талшықтарды жасанды 
талшықтар,  ал  синтетикалық  полимерлерден  алынғандарын  синте-
тикалық талшықтар деп атайды.
Жасанды  талшықтар  алу  үшін  табиғи  полимер  ретінде  целлюло-
за  немесе    мақтаны  жинап  алғаннан  кейін  қалатын  мақта  мамығы 
қолданылады.
Полимерді  балқыту  немесе  еріту  арқылы  алуға  болады.  Бірақ 
полимерді  балқытуға  болмайды,  өйткені  ол  қыздырғанда  ыдырайды. 
Демек, оны еріту мүмкіншіліктерін қарастыру керек. Еріту үшін цел-
люлозаны химиялық əдістермен өңдеу керек.
Химиялық  талшықтары  өңдіру  технологиясы:  балқыған  немесе 
ерітінді  күйіндегі  иіретін  полимерді  дайындау;  талшықты  формаға 
келтіру (иіру); өңдеу (əшекейлеу) сияқты үш сатыдан тұрады.

266
Концентрациясы 7-25%-ды,  тұтқырлығы  керекті  мөлшердегі 
иірілетін  ерітінді полимерді еріткішке ерітіп дайындайды. 
Вискоз  талшығын  өндіру.  Вискоза  талшығы – бұл  гидратцеллю-
лозадан  алынған  жасанды  химиялық  талшық,  яғни  целлюлозаның 
(С
6
Н
10
О
5
)
n
 құрылыстық модификациясы. Гидрат-целлюлоза табиғи цел-
люлозадан  жоғары  гигроскопиялық,  сорғыш  қасиетімен  жəне  гидро-
лиз,  этерификация,  тотығу  реакцияларына  оңай  ұшырайтындығымен 
ерекшеленеді.  Вискоза  талшығындағы  гидратцеллюлозаның  орташа 
полимерлену дəрежесі 300 ден 600-ге дейін өзгереді, бұған 49000-98000 
молекуларлық масса сəйкес келеді. 
Вискоз талшығын алу үшін шикізат ретінде полимерлену дəрежесі 
800-1000,  құрамында 95-98% жоғары  молекулалық  талшық  түзгіш 
фракция болатын, ағаш целлюлозасы қолданылады.
1. Вискозаны алу. Вискоза (латынша viscosus – жабысқыш) деп натрий 
гидроксидінің сұйытылған ерітіндісіндегі целлюлоза ксантогенатының 
натрий тұзының концентрлі ерітіндісін атайды.
а) Бастапқы целлюлозаны 20%  натрий гидроксидімен 45-60
0
C  тем-
пературада 5-115 минут  аралығында  өңдейді  (мерсерзациялайды). 
Соның  нəтижесінде  жаңа  химиялық  қосынды – сілтілік  целллюлоза 
(алкалицеллюлоза) түзіледі.
[C
6
H
7
O
2
(OH)
3
]
n
 + nxNaOH
[C
6
H
7
O
2
(OH)
Э-Х
(OH  NaOH)
x
]
n
     
(a)
Сонымен қатар целлюлоза алкоголяты түзіледі:
           (ə) 
Мерсеризация кезінде (а) жəне (б) реакциясымен бірге целлюлозаның 
ісінуі жəне  гемицеллюлозаның еруі де жүреді.  
ə)  Суспензияны  сығу  ісінген  сілтілік  целлюлоза  жапырақтарын 
сығып,  натрий  гидроксидінің  артық  мөлшерінен  босатады.  Натрий 
гидроксиді  регенерацияланып, өндіріс цикліне қосылады. 
б) Сығылған сілті целлюлозаны ұсату.
в)  Тотықтырып  айыруда    ұсатылған  борпылдақ  массаны 60
0
С  тем-
пературада  үш  сағат  ұстайды  (жетілу,  пісу  алдындағы  үрдіс).  Осы  
жағдайда  ауа  құрамындағы  оттек  пен  целлюлоза  тотығып,  полимери-
зациялау  дəрежесі 400-600-ге  дейін  төмендейді.  Целлюлозаның  депо-
лимеризациялануы  кейінгі  иірілетін  ерітіндінің  тұтқырлығын  жөнге 
келтіруге жағдай туғызады. 
[C
6
H
7
O
2
(OH)
3
]
n
 + nxNaOH
[C
6
H
7
O
2
(OH)
ɗ-ɏ
(ONa)
x
]
n
 + nxH
2
O
 
а

267
 
г)  Ксантогендеуде  “жетілдіру  алдындағы”  үрдістен  кейін 25-30
0
С  
температурада 2-3 сағат сілтілік целлюлозаны араластырғышта күкіртті 
көміртекпенен өңдейді. Соның нəтижесінде қызғылт-сары түсті ксан-
тогенделген целлюлоза түзіледі.
 
C
6
H
7
O
2
(OH)
3-x
(OH
.
NaOH)
x
n +  nxCS
2
C
6
H
7
O
2
(OH)
3-x
(OC
S
SNa
)
x
n +  nxH
2
O
 
Ксантогенделген целлюлозаның бастапқы жəне сілтілік целлюлоза-
дан ерекшелігі 4-7%-ды n NaOH  ерітіндісінде жақсы ериді, (қызғылт 
сары  түсті)  сусымалы  зат.  Тұтқырлы  ксантогелденген  целлюлозаның 
сілтідегі ерітіндісі вискоза деп аталынады.
2. Формаға келтіру.
Вискоза  өндіретін  зауыттарда  мерсеризациялау,  ксантогендеу 
жəне ксантогенденген целлюлозаны еріту вискоза аппаратында (ВА) 
іске асады. 
Иірілетін  ерітінді  формалау  алдында 14-17
0
С  температурада 
16-20  сағат  ұсталынады.  Иіргіш  машинада  иірілетін  ерітіндінің 
құрамы: 6-9% целлюлозадан; 6-7% NaOH-нен; 2,2-2,3% күкірттен 
жəне 82-83% судан  тұрады.  Иіру  үрдісі  арнаулы  Бобин  машинала-
рында жүзеге асады.
а)  Тұндырғыш  ваннада  электролиттердің  əсерінен  ксанто-
гендеген  целлюлоза  ыдырап,  регенерацияланған  целлюлозаға 
талшықтанады.
 
C
6
H
7
O
2
(OH)
3-x
(OC
S
SNa
)
x
n +  nxH
2
SO
4
C
6
H
7
O
2
(OH)
3 n
+ nxCS
2
  +  nxNaHSO
4
 
ə) Жаңа формаға келтірілген талшығының аздап дегидратациялануы. 
Бұдан  əрі  қарай  вискоз  талшықтары – центрифуга  немесе  бобин 
(білік) жəрдемімен созылып жəне тиісті түрде жиналады. 
Вискоз кəсіпорындарында көптеген жібек жəне штапель кездемелер, 
маталар жəне арқан есетін, жұқа целофан жасайтын жасанды қаракөл 
алатын материалдар өндіріледі.
Вискоз  талшықтары  органикалық  еріткіштерге  жəне 100-120
0
С 
температураға  дейін  жылуға  төзімді.  Негізгі  кемшілігі – сілтілерде 
жəне дымқыл күйінде беріктігін 40-50%-ға төмендетеді.
Капрон талшығы – бұл поли-Е-капроамидтан түзілген гетеротізбекті 
талшық.  Ол  полиамидті  химиялық  талшық    тобына  жатады.  Капрон 
əрбір елде əртүрлі атаумен шығады. Мысалы, ГФР-да перлон, Чехия-

268
да силон, АҚШ-та нейлон-6, Жапонияда амилан деген саудалық атау-
мен  шығады.  Поликапроамид  негізінен  өндірістің  əртүрлі  саласын-
да  қолданылатын  капрон  алу  үшін  қолданылады.  Балқыған  күйінде,  
формалау  арқылы  полиамид  шайырынан  (поликапроамид)  капрон 
талшығын  алады.  Бастапқы  шайырдың  тұйық  тізбекті  капролактан 
мономерін (лактан Е аминокапрон қышқылы) термиялық полимериза-
циялау əдісімен өндіреді. 
Тұйықтың ашылуына жəне ұзын макромолекуланың түзілуіне, оның 
полимеризациялануына  су,  қышқыл  жəне  тұз  ерітінділерінің  болуы 
жағдай  жасайды.  Капрлактанның  полимерлену  үрдісі  сатылы  меха-
низммен жүреді. 
+ H
2
O
250-260
o
C
HO[-CO(CH
2
)
5
NH]
n-1
-CO(CH
2
)
5
NH
2
CH
2
-CH
2
-CO
CH
2
-CH
2
-CH
2
NH
Капрон жəне басқа полиамид талшықтары берік, мықты, иілгіш, 
эластикалық қасиеттері жоғары жəне сілтілерге көмірсутектерге, 
спирттерге,  кетондарға,  микроорганизмдерге  төзімді,  əрі  кө-
гермейді. 
Капроннан  жоғары  сапалы  электризоляция,  арқан,  парашют, 
техникалық маталар жəне машинаның бөлшектерін (подшипник, тісті 
дөңгелек жəне т.б.) дайындайды.  

жүктеу/скачать 6,61 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: