Какие синтетические волокна вам известны?
Синтетические волокна — это волокна, полученные путём химического синтеза из продуктов переработки нефти, угля и природного газа. Наиболее известные синтетические волокна — это нейлон (полиамид), полиэстер (лавсан), акрил, эластан (лайкра), полипропилен и полиакрилонитрил.
Приведите примеры синтетических волокон, с которыми вы встречаетесь в быту.
В быту часто встречаются изделия из полиэстера — одежда, постельное бельё, обивка мебели; из нейлона — колготки, спортивная одежда, парашюты, сумки; из акрила — тёплые свитера, шарфы, пледы; из лайкры — спортивные леггинсы, купальники, нижнее бельё.
Перечислите свойства этих волокон.
Свойства синтетических волокон: прочность, устойчивость к износу, малое влагопоглощение, устойчивость к действию света, быстрое высыхание, несминаемость, плохая воздухопроницаемость (в некоторых случаях), часто — склонность к накоплению статического электричества.
Что такое эластичность и пластичность? Приведите примеры веществ, проявляющих эти свойства.
Эластичность — это способность материала восстанавливать свою форму после деформации. Пластичность — это способность сохранять новую форму после деформации.
Пример эластичного вещества — резина, эластан. Пример пластичного вещества — глина, воск.
1. Чем отличаются искусственные волокна от синтетических? Обоснуйте свой ответ.
Искусственные волокна получают из природных высокомолекулярных соединений (например, из целлюлозы), которые химически обрабатывают, изменяя их структуру. Синтетические волокна создаются полностью из синтетических мономеров, полученных из нефти, газа или угля, и затем подвергаются полимеризации. Основное отличие — в происхождении исходного сырья: природное (у искусственных) и полностью искусственное (у синтетических).
2. Волокно нитрон достаточно прочное и хорошо сохраняет тепло. Нитрон получают полимеризацией нитрила акриловой кислоты, или акрилонитрила Н2С=СН-CN.
Напишите уравнение этой реакции.
Уравнение полимеризации акрилонитрила (нитрила акриловой кислоты):
nCH2=CH–CN → –[CH2–CH(CN)]–ₙ
Это реакция радикальной полимеризации, при которой двойная связь раскрывается, и мономеры соединяются в длинную цепь — полиакрилонитрил (нитрон).
3. Акрилонитрил получают по схеме:
2CH2=CH-CH3+2NH3+3O2→2CH2=CH-CN+6H2O
Вычислите количество вещества акрилонитрила, которое можно получить из природного газа объёмом 8 м3 (н. у.), если объёмная доля пропена в нём составляет 10 %.
Дано: объём природного газа = 8 м³, доля пропена = 10 %, значит объём пропена = 0,8 м³. Из уравнения: 2CH2=CH–CH3 + 2NH3 + 3O2 → 2CH2=CH–CN + 6H2O Из 2 объёмов пропена получается 2 моля акрилонитрила. 1 моль газа при н. у. занимает 22,4 л = 0,0224 м³. 0,8 м³ / 0,0224 м³/моль ≈ 35,71 моль пропена Поскольку из 2 моль пропена — 2 моль акрилонитрила, то выход равен 35,71 моль акрилонитрила.
4. Синтетическое волокно нейлон получают реакцией поликонденсации гексаметилендиамина H2N-(CH2)6-NH2 и двухосновной адипиновой кислоты HOOC-(CH2)4-COOH. Запишите уравнение реакции получения синтетического волокна. Объясните, почему это волокно относится к полиамидным волокнам.
nH2N–(CH2)6–NH2 + nHOOC–(CH2)4–COOH → –[HN–(CH2)6–NH–CO–(CH2)4–CO]–ₙ + 2nH2O
В этой реакции образуются амидные связи –CO–NH– между мономерами, при этом выделяется вода — характерная особенность поликонденсации. Волокно называется полиамидным, так как в его структуре многократно повторяются амидные группы.