Последние разработки в области химии синтетических волокон.
Последние достижения химической технологии позволяют надеяться на получение полых химических волокон в самом ближайшем будущем. Такая технология уже осваивается для использования новых материалов в мембранных технологиях.
Голландская химическая компания «DCM» в начале 80-х годов наладила выпуск нового полимерного сверхпрочного материала - полиэтиленового волокна. При испытаниях его прочность на разрыв оказалась раз в 10 выше, чем у стальной проволоки такой же толщины.
В 1985 году, согласно сообщению авторитетного журнала «Design News», была разработана технология выпуска сверхпрочного волокна, получившего название «Спектр - 900». Оно формируется из желеобразного высокомолекулярного полиэтилена с центрифуг. Кроме высокой степени прочности, это волокно обладает высокой абразивной стойкостью, влагонепроницаемостью, лёгкостью. Поэтому из него можно сделать и ракетные корпусы, и сосуды высокого давления, и искусственные суставы, и паруса…
Метод получения сверхпрочных синтетических волокон значительной длины из карбида кремния разработал японский химик Сейси Ядзима. Эти волокна прочнее лучших сортов стали в 1,5 раза. Причём прочность материала не теряется даже при длительном нагревании до +1200˚С.
В 1983 году в мировой прессе появились сообщения о создании синтетической ткани, которая оставалась термостойкой при нагревании до + 1400˚С.
Ранее был известен синтетический органический материал, выдерживающий температуру до 10 тыс. градусов. Он был получен ещё в начале 60-х годов и вошёл в историю под названием плутон. Молекула его состояла из атомов углерода, водорода, кислорода и азота. В то же время плутон обладал малой прочностью, уступала капрону в 9-10 раз. Самое термостойкое волокно вырабатывается сегодня в промышленности под торговым названием кевлар.
Полиэфирные волокна типа лавсан имеют высокие показатели по светло -, плесене - и атмосферостойкости. К тому же этот синтетический материал обладает отличным показателем стойкости и не реагирует на органические растворители. Лавсану принадлежит ещё один рекорд. Его удельное электрическое сопротивление от 10 до 10 Ом·м, выше которого нет у всех других веществ. Именно эти показатели и «виновны» в том, что мировое производство волокон превысило 6 млн. тонн в год.
Повышенной атмосферостойкостью и наибольшей устойчивостью к действию сильных кислот обладают полиакрилонитрильные волокна. Они широко применяются в производстве ковров, мехов, брезентов, обивочных и фильтровальных материалов.
По плесенестойкости нет равных поликапроамидному волокну. А поливинилспиртовое и поливинилхлоридное волокна, нашедшие достаточное распространение в практике, отличаются от других синтетических материалов тем, что абсолютно не поддаются никаким разрушительным действиям микроорганизмов.
Совместными усилиями специалистов из Московского НИИ автотракторных материалов, Ивановского завода «Искож» и Ивановского НИИ плёночных материалов в середине 80-х годов был создан новый материал «Теза-М». Это – синтетическая ткань, помещённая между слоями поливинилхлоридной плёнки. Самое главное, что этот материал не боится ни огня, ни воды, ни сильных морозов. Из него не шьют, а сваривают различные изделия, в первую очередь тенты для грузовых машин «КамАЗ».
Наибольшим сопротивлением ударным нагрузкам и предельно низкой гигроскопичностью обладают полиамидные волокна. Ценность их повышается ввиду одновременно высокой прочности, эластичности и износостойкости. А полиундеканамидное волокно из этого класса полимеров имеет один из лучших показателей по электроизоляционности.
Французскими исследователями во главе с Ж.-М. Леном в середине 80-х годов были созданы электропроводящие материалы сверхтонкой структуры. Толщина этих тончайших проводников электрического тока в диаметре намного тоньше человеческого волоса. Длины молекулярной цепочки достаточно, чтобы ею пронизать весь двойной липидный слой мембраны. Подобные электронити на уровне молекулярного масштаба могут быть использованы в качестве элементов связи в микроэлектронике.
Наибольшую растяжимость из всех распространённых синтетических материалов демонстрирует полиуретановое волокно. Относительное удлинение его составляет 500-700%, то есть это волокно растягиваться подобно резиновым нитям, да к тому же имеет ещё более высокие показатели прочности, износостойкости, упругого восстановления и меньшую толщину. Поэтому оно незаменимо в производстве спортивной одежды, купальных, корсетных и других изделий.
Японские специалисты в 1982 году создали новое синтетическое волокно с необычными свойствами: сшитая из него одежда защищать человека от нейтронного излучения. Это достижение стало ответом прогрессивной научной мысли на создание в СССР и США нейтронной бомбы.
А спецодежда и технические ткани, изготовленные из другого синтетического волокна, предельно устойчивы к действию гамма-излучения. Это поликарбонатное волокно.
Поделитесь своими знаниями, ответьте на вопрос:
C2h5br+(c2h5)3n--> [c2h5< -n(c2h5)3](+) нужна гипотеза о схеме превращений и гипотеза о механизме реакции sn1, sn2
Триэтиламин за счет неподеленной электронной пары азота является достаточно сильным нуклеофильным реагентом, несмотря на то, что три этила создают некоторое препятствие для атаки.
Молекула бромэтана - полярная, имеется смещение электронной плотности в сторону брома и образование некоторого δ+ заряда на соседним с ним атоме углерода.
В результате этот атом С(δ⁺) отдает насовсем свой электрон атому брома ( образуется ион Br⁻) и соединяется с атомом азота за счет его неподеленной электронной пары, с образованием катиона тетраэтиламмония. (С₂Н₅)₄N⁺ и получается соль (тетраэтиламмония бромид)
СH₃-Н₂C(δ⁺)Br(δ⁻) + (С₂Н₅)N(δ⁻) →[(C₂H₅)₄N]⁺Br⁻
Вопрос только в том, происходит ли перераспределение электронной плотности
а) синхронно (механизм Sn2), когда связь -С(δ⁺)····Вr(δ⁻) рвется по мере образования связи С(δ⁺)···:N(δ⁻)=. Или
б) не синхронно (Sn1), т.е. доходит ли смещение электронной плотности до образования карбкатиона СН₃-Н₂С⁺ и аниона Вr⁻, а затем уже идет атака нуклеофила триэтиламина.
1) При объяснении механизма Sn2 алкилирование аминов как раз и является классической иллюстрацией синхронного протекания разрыва старой и образования новой связи.
Подтверждением Sn2 является изменение стереохимии молекулы - она как-бы "выворачивается наизнанку", т.е меняется знак плоскости вращения поляризованного света.
А при Sn1 образуются зеркальные изомеры в равных количествах, так как карбкатион плоский и подход нуклеофила возможен и сверху и снизу.
Но у нас заместители при N одинаковые (т.е. С₂Н₅-) и мы не сможем этого заметить.
2) В реакции по механизму Sn2 участвуют ОБА реагента одновременно, и скорость реакции будет определяться (в широком интервале концентраций) концентрациями обоих реагентов.
v = k[C₂H₅Br][(C₂H₅)₃N]
Скорость реакции, идущей по механизму Sn1 определяется скоростью образования карбкатиона и будет зависеть только от его концентрации,т.е.
v = k[C₂H₅Br]
3) Чтобы при протекании реакции по Sn1 активировать процесс распада бромэтана на ионы нужно; создать условия для образования переходного комплекса, в котором связь -C-Br ослаблена за счет сольватации, превратить тесную ионную пару в сольватно-разделенную и обеспечить стабильность карбкатиона СН₃-Н₂С⁺ и Вr⁻ за счет сольватации. Для этого нужно подобрать протонный растворитель.
И зависимость скорости реакции от растворителя будет служить в пользу выбора того или другого механизма. Для Sn1 спирт, например, предпочтительнее диметилформамида.
Таким образом, наши гипотезы следует подтвердить экспериментальными данными. И тогда можно будет сделать выбор.