Курсовая работа на тему: Методы получения ацетатов целлюлозы

Введение

Кинематограф, различные виды научной и технической фотографии, магнитная запись электрических сигналов могут развиваться только при непрерывном совершенствовании технологии гибких прозрачных пленок из искусственных и синтетических полимеров. Этому способствует развитие науки о полимерах и широкое применение полимерных пленочных материалов в различных отраслях народного хозяйства. Интенсивное развитие кинематографии, фотографии и магнитной записи электрических сигналов требует от химико-фотографической промышленности непрерывного расширения ассортимента кинофотопленок и магнитных лент, что вызывает необходимость изготовления основы различных типов.

Основа (подложка) является составной частью преобладающего большинства фотографических материалов. В первые годы развития фотографии в качестве подложки использовали стекло. Однако большая масса, хрупкость и значительная толщина такой подложки ограничивали области применения фотоматериалов и выбор аппаратов для фотографирования и обработки светочувствительных слоев. Стремление к созданию более простой и удобной в эксплуатации аппаратуры привело к возникновению идеи получения гибкой прозрачной основы, позволяющей производить фотопленки в виде ленты, наматываемой на катушку.

В 1881 г. Фуртье сообщил о применении в качестве гибкой подложки пленки из целлулоида - пластмассы на основе нитрата целлюлозы, содержащей пластификатор и краситель. Это стало большим шагом в развитии фотографии, однако такой способ не мог быть использован для изготовления катушечных пленок. Листы целлулоида получают из прессованных блоков, что ограничивает как размеры, так и гибкость получаемой подложки [3].

Огромное значение для дальнейшего развития фотографии имел способ производства катушечных пленок из нитрата целлюлозы, предложенный Гудвином в 1887 г. Сущностью этого способа является идея об изготовлении пленки путем нанесения раствора нитрата целлюлозы на зеркальную поверхность с последующим удалением растворителя. Введением в состав пленкообразующего раствора растворителей, обладающих высоким давлением пара (амилацетат, нитробензол), удалось предотвратить частичную коагуляцию нитрата целлюлозы в процессе пленкообразования и получить высококачественные пленки. Кроме того, было предложено использовать лак, позволяющий частично преодолеть эффект скручивания.

Полученные таким способом пленки имеют настолько удачное сочетание физико-механических свойств, что пока не удается воспроизвести его у пленок из других полимеров. Единственным, но вместе с тем решающим недостатком таких пленок является их высокая огнеопасность.

Из многих предлагавшихся заменителей азотнокислых эфиров целлюлозы широкое применение нашли только ее уксуснокислые эфиры. В 1897 г. Вебер впервые изготовил пленку из триацетата целлюлозы. Был разработан способ получения пленок из триацетата нанесением его раствора в хлороформе на твердую зеркальную поверхность с последующим удалением растворителя. Светочувствительные материалы, изготовленные на такой основе, были огнебезопасны, однако механические свойства, в особенности такие, как малая прочность и повышенная хрупкость, делали их широкое применение невозможным. Кроме того, применение в производственных условиях обладающего наркотическим действием хлороформа практически исключало возможность развития такого способа получения пленок [3]. Практическим решением задачи была разработанная в 1905 г. Милесом идея омыления триацетата целлюлозы до вторичного ацетата. Однако объем производства пленок на такой основе был ограничен из-за высокой стоимости, а также значительно меньшей влагостойкости по сравнению с нитратцеллюлозной пленкой. Кроме того, пленки на основе вторичного ацетата целлюлозы значительно уступали по механическим свойствам.

Триацетатцеллюлозные пленки обладают значительно меньшей водонабухаемостью, чем пленки из вторичного ацетата целлюлозы, а их механическая прочность приближается к прочности нитратцеллюлозных. Однако отсутствие в то время доступного растворителя триацетата целлюлозы, а также высокая хрупкость пленок препятствовали их широкому внедрению в производство. Исследованиями, проводившимися еще до второй мировой войны, было показано, что наличие небольшого числа гидроксильных групп в макромолекуле триацетата целлюлозы нарушает регулярность ее строения и уменьшает хрупкость пленок, изготовленных из такого частично омыленного эфира, не ухудшая заметно их физико-механических свойств.

В настоящее время отечественные и зарубежные предприятия, производящие кинопленки, используют для изготовления основы триацетат целлюлозы, содержащий до 61,8% связанной кислоты. Такой продукт получают омылением полного триацетата или созданием особых условий этерификации, когда небольшая часть гидроксильных групп целлюлозы остается непроацетиллированной. Пленки из такого триацетата целлюлозы, по физико-механическим свойствам приближаются к пленкам из нитрата целлюлозы [3].

Оглавление

- Введение

- Ацетаты целлюлозы

- Методы получения ацетатов целлюлозы

- Получение ацетатов целлюлозы гомогенным методом

- Получение ацетатов целлюлозы гетерогенным методом

- Формование пленок из раствора триацетата целлюлозы

- Механизм процесса пленкообразования и структура технических пленок

- Оборудование для изготовления пленок из раствора ТАЦ и описание технологической схемы процесса

- Материальный баланс производства основы из раствора ТАЦ

- Технологический расчет материального баланса Заключение

- Список использованной литературы

Заключение

Несмотря на большое число известных в настоящее время полимеров, только два из них широко используют в качестве пленкообразующих веществ для изготовления основы. Это - частично омыленный триацетат целлюлозы и полиэтиленфталат. Пленки из этих веществ имеют настолько удачное сочетание физико-механических свойств, что пока не удается воспроизвести его у пленок, изготовленных из других полимеров. Относительная дешевизна частично омыленного триацетата целлюлозы и практически неисчерпаемые источники сырья обосновывают его широкое применение во всем мире.

В настоящее время отечественные предприятия используют как гетерогенный, так и гомогенный триацетат целлюлозы, содержащий 60-61,5% связанной уксусной кислоты.

Список литературы

1. Тагер А.А. Физико-химия полимеров. - 2-е изд. - М.: Химия, 1968.

. Мнацаканов С.С., Варламов А.В., Сидорова И.В. Пленкообразующие полимеры для носителей записи информации. Учебное пособие. - СПб.: Изд. СПбГУКиТ, 2007.

. Брагинский Г.И., Кудрна С.К. Технология основы кинофотопленок и магнитных лент. - Л.: Химия, 1980.

. Козлов П.В., Брагинский Г.И. Химия и технология полимерных пленок. М.,Искусство, 1965.

. Технология полимерных материалов. Учебное пособие под общей редакцией Крыжановского В.К. - СПб.: Профессия, 2008.

. Сидорова М.В., Мнацаканов С.С., Зиненко Т.Н., Федорова А.Ю. Полимерные материалы основы носителей записи информации: методические указания по проведению лабораторных работ. - СПб.: СПбГУКиТ, 2008.