樱田一郎、李昇基和矢野一起制造聚乙烯醇缩甲醛纤维?

涤纶和腈纶是在维尼纶之后生产的。

维尼纶是聚乙烯醇缩甲醛纤维的商业名称,又称维尼纶,或音译为维尼纶。其性能接近棉花,所以又叫人造棉。

聚乙烯醇缩甲醛纤维是聚乙烯醇聚合物甲醛缩醛化的产物。

普通聚合物是由单体聚合而成的。然而,聚乙烯醇不是由乙烯醇聚合而成的。因为乙烯醇很不稳定,会自己重排成乙醛,所以乙烯醇其实是不存在的物质。

1924年,德国化学家W.O.Hermann和W.Heiler制造了聚乙烯醇,是将聚醋酸乙烯酯溶解在甲醇中,加入氢氧化钠进行醇解制得;

聚醋酸乙烯酯是由醋酸乙烯酯聚合而成的。醋酸乙烯可以先用乙炔为原料制备醋酸。早在1881年前,俄罗斯化学家库切洛夫用乙炔制得乙醛,并将其氧化生成醋酸,然后乙炔和醋酸在醋酸锌作为催化剂的存在下反应生成醋酸乙烯酯;

所以聚乙烯醇其实是由乙炔制成的。早在1931,德国人就已经掌握了利用聚乙烯醇生产纤维和薄膜的技术,以Synthofil的商品名出售。但后来发现这种纤维亲水性很强,用这种纤维缝制的衣服脏了也不能用水洗,否则找不到原来的衣服;如果你把衣服放在热水里,它们不会被发现,因为它们溶解在水中。这主要是因为聚乙烯醇的长链分子上有很多对水有很强亲和力的羟基(-OH):

由1939、日本京都大学化学教授樱田一郎(1904-1986)和李昇基(1905-?)和日本中原纺织研究所的Hideki Yano博士提出了热处理和缩醛化处理方法,使其成为耐热性和水溶性良好的纤维山田新一。世界发明和发现史。王国文等。,翻译过来。北京:专利文献出版社,1989。。所谓热处理,就是将纤维在220~270℃加热5~10分钟,以降低纤维的收缩率,提高纤维的耐热水性。缩醛化是甲醛、苯甲醛等醛分子中的醛基(-—CHO)与聚乙烯醇分子中的羟基(-OH)缩合生成水,从而除去聚乙烯分子中的亲水性-OH。一般使用甲醛,产品为聚乙烯醇缩甲醛纤维,通常称为聚乙烯醇缩醛纤维,省略了“A”字。

缩醛化处理不能除去所有的羟基。当缩醛化度较高时,纤维的性能并不理想,所以缩醛化度一般控制在只有30%~35%,也就是说,相当数量的亲水性羟基(-OH)保留在纤维大分子的长链中。因此,维纶与其他合成纤维相比具有更高的吸湿性。

1941-1942年,日本中原纺织研究所和仓敷人造丝公司分别建设了年产150吨和60吨的中试生产设施,二战后搁置,直到战后才工业化。

由于维纶的吸湿性与棉相似,常被用作棉的替代品,与棉混纺成棉平纹细布、府绸、卡其布、灯芯绒等。维尼纶产品经久耐用,价格低廉,工业上用作帆布和过滤布。

随着维尼纶的制备,聚酯和腈纶相继生产。聚酯是聚酯纤维的商标名。

在制造聚酰胺纤维之前,卡罗泽斯用癸二酸和乙二醇进行缩聚反应,得到聚酯。发现它具有纺丝纤维的性能,但在有机溶剂中容易水解溶解,于是他放弃了,转而开发聚酰胺。

J.曾参与Carothers公司合成纤维开发的英国化学家R.Whinfield认识到,要想成为工业纺织纤维的聚合物,必须具有高熔点,能够抵抗化学物质和溶剂的影响,并具有高度的分子线性结构。回到英国后,他和化学家J.T.Dickson选择乙二醇(CH2OHCH2OH)和对苯二甲酸(HOOCC6H4COOH)进行缩聚反应,在1939中获得成功。对苯二甲酸比邻苯二甲酸或间苯二甲酸具有更线性的对称结构,聚合物分子中苯核的存在可以提高产品的熔点。

由于二战爆发,英国供应部门认为这种新聚合物可能成为军用材料,于是要求科学和工业研究部门的化学实验室继续研究,以生产实验室数量。1943样品送到帝国化学工业公司,开发成纺织材料,在Yarks的Wilton生产,商品名为涤纶。美国杜邦公司购买专利在北卡罗来纳州金斯顿建厂,1953年3月投产,商品名为涤纶。我们音译过来,翻译成“涤纶”。

在工业生产中,对苯二甲酸二甲酯和乙二醇用于酯交换反应。所谓酯交换反应,即乙二醇和对苯二甲酸二甲酯分子中甲基(-—CH3)的交换,是在使用醋酸锌等催化剂的条件下进行的;

聚对苯二甲酸乙二醇酯是一种无色透明的聚酯单体。聚合后,聚对苯二甲酸乙二醇酯以固体颗粒或熔体形式生产,用于直接纺丝。

对苯二甲酸和乙二醇直接酯化后聚合,很长时间没有用于工业生产。这是因为对苯二甲酸的熔点高,在水中的溶解度低,所以很难提纯。同时,对苯二甲酸和乙二醇的反应速度较慢,固液反应不易控制。

聚酯的热稳定性比尼龙好。涤纶作为服装纤维,特点是抗皱性和保形性好。涤纶做的衣服挺括不起皱,外形美观,强度好,冲击强度比尼龙高4倍。但缺点是吸湿性小,用它织的衣服感觉闷热,容易带静电,容易被污染。

聚酯之后,出现了腈纶。腈纶是聚丙烯腈纤维在中国的商品名。腈纶纤维的性能与羊毛非常相似,因此有“合成羊毛”和“人造羊毛”之称。

20世纪40年代初,杜邦公司研究成功了腈纶。实验样品于1942年送交美国政府军用,1945年进行试制,1948年公布orlon为商品名,1950年开始工业化生产。丙烯酸纤维是丙烯腈的聚合物。

丙烯腈是无色易燃液体,有毒。它可以由石化产品乙炔或乙烯制成。

这种纤维具有极好的耐晒性。它最初被用于制造遮阳篷、汽车引擎盖等。后来发现其性能与羊毛非常相似,与羊毛混纺。

市面上看到的腈纶纤维并不是由丙烯腈聚合而成的聚合物,通常是由氯乙烯(CH2=CCl)、氯乙烯(CH2=C=Cl2)和氰乙烯(CH2=C=(CN)2)三种单体聚合而成。向组合物中加入氯可以防火。