Ацетатные волокна получили широкое распространение в быту. Многие покупают в магазинах красивые и легкие синтетические ткани и одежду. Но не многие задумывались о цене, которую они платят за ношение вещей из ацетатного волокна. Действительно, всем хорошо известны свойства ацетатного (искусственного) шелка: прочность, легкость, дешевизна и красота.

Но есть и еще одно качество - ядовитость. Дело здесь не в самом ацетатном волокне, а в способе его получения.

В промышленности нити данного волокна получают из твердого, малоактивного вещества, получаемого из природной древесины - целлюлозы. Это химически довольно сложный процесс. Общую целлюлозу сначала превращают в триацетилцеллюлозу путем химической реакции с уксусным альдегидом. А затем обрабатывают дихлорэтаном в присутствии этилового спирта. В результате этой реакции твердые шарики триацетилцеллюлозы размягчаются и получившуюся массу пропускают тонкие отверстия в металлической пластине при небольшом нагревании и давлении. На получившиеся очень тонкие нити действуют воздушным потоком и при этом испаряется этилдихлорэтановый эфир. И мягкие нити застывают вновь становясь твердыми и прочными.

Химизм промышленного способа получения волокна:

1. Структурный вид молекулы целлюлозы

2. Получение этилдихлорэтанового эфира.

3. Получение мягкой массы, состоящей из отдельных молекул тринитроацетилцеллюлозы, обработанной спиртом в присутствии дихлорэтана:

O - CH2Cl /  + 2 H3C - HC    ==> \  Н

==>

+ HCl

Все, казалось бы, просто и совершенно чисто. Но тот, кто так рассуждает, к сожалению, ошибается.

Оказывается, эфир с нитей волокна испаряется не полностью, частично оседая. И все бы ничего, да в формуле этилдихлорэтанового эфира присутствует молекула хлора. Причем, слабосвязанная с молекулами самого волокна. Одевая одежду из ацетатного волокна, ваша кожа неминуемо соприкаснется с тканью и активный хлор моментально вступит в реакцию с кожей. Частично прореагировав, он попадет в кровь и соединится с ионами металлов, там присутствующих, и в таком виде, уже навсегда, останется в организме. И пусть доля его поступления в кровь незначительна, но ведь за долгое время может накопиться смертельная доза этого активнейшего химического элемента.

На первый взгляд, все кажется просто, необходимо заменить способ производства ацетатных тканей. Но вот в этом и вся суть.

Дело в том, что для того, чтобы размягчить триацетилцеллюлозу, невозможно использовать температуру и различного рода растворители, так как это химически малоактивное вещество, да еще к тому же мгновенно разрушающееся уже при 300^oC.

Многократными экспериментами был найден один единственный путь - это сначала радикально расщепить молекулы вещества, а затем соединить их в виде длинной полимерной цепочки, насчитывающей около миллиона звеньев. Такой процесс могут произвести только лишь химически очень активные элементы, такие как Cl, N, I и др.

Далее будет предложен новый подход к задаче путем применения химически активного, но безвредного газа озона ( O₃).

Новый - экологически чистый - способ получения ацетатного волокна:

1. Распределение электронных плотностей в молекуле тринитроацетилцеллюлозы.

2. При действии озоном на молекулу, от нее отрывается водород и происходит смещение электронных плотностей.

Данная молекула станет нейтральной только в том случае, если от нее сначала отнять два электрона, а затем добавить один.

Этого можно достичь путем как бы распятия данной молекулы на мелкой металлической сетке, по которой циркулирует постоянный электрический ток. Эта цель достигается в главной установке
для получения волокна.

Необходимый для работы главной установки озон, получается в озонаторе.

Здесь происходит следующая реакция под действием электрических разрядов:

Но, так как озон в реакциях непосредственно не участвует, а участвует атомарный кислород, который очень легко получается из озона, то необходимо устройство, которое улавливало бы реакционноспособный атомарный кислород. Такое устройство называется электроразделитель:

Точно по такому же принципу, лишь с небольшими конструктивными отличиями, работает другая установка, служащая для получения катионов водорода из молекулярного водорода.

Для получения водорода используется электропечь. При действии водяного пара природный газ, а точнее метан ( CH ₄ ), расщепляется на угарный газ ( СО ) и чистый водород Н₂.

Далее угарный газ окисляется до оксида углерода IY ( CO ₂ ) и идет на дальнейшую переработку.

1. Способ - это рассеивание в малых пропорциях на большом участке леса в несколько сот гектар.

2. Присоединение к данному производству еще одного в котором либо необходим угарный газ, либо необходим углекислый газ ( естественно еще одно производство должно быть переоборудовано на безотходное ).

И последняя установка - это конденсатор, где происходит образование чистейшей воды из гидроксильной группы OH ^-, образовавшейся в главной установке, и катиона H ⁺

Краткое описание процесса получения волокна:

1. Получение озона и его разложение на атомный кислород.

2. Получение водорода молекулярного.

3. Получение атомарного водорода.

4. Расщепление молекул тринитроацетилцеллюлозы, пропускание их через устройство, вытягивание нити и ее затвердевание путем обдува атомарным водородом.

5. Получение воды.

6. Удаление СО ­ и СO ₂ ­.

Используемые материалы:

1. Учебник химии 11 класс. " Промышленный способ получения волокон ".

2. Справочник по химии " Целлюлоза ".