ШТУЧНІ ТА СИНТЕТИЧНІ ВОЛОКНА

Як вам відомо, натуральні волокна — бавовну, льон, вовнy, шовк — виробляють із природних волокнистих матеріалів. Природний полімер целюлоза також має волокнисту струк¬туру, проте вона недостатньо впорядкована, щоб із неї можна було виробити нитки. З цією метою треба перебудувати струк¬туру речовини. Це досягається хімічним шляхом: целюлозу, виділену з деревини, обробляють спеціальними речовинами, продукт розчиняють. У розчині полімерні молекули стають

більш рухливими, тепер з них можна формувати волокно (роз¬чинник при цьому випаровується). Таким чином виготовляють штучні (ацетатне або віскозне) волокна, а з них — штучна (ацетатний або віскозний) шовк.

Волокна можна виробляти і синтетичним шляхом. Людо бавовна — полімерний матеріал, мономером якого є целюлозу то вовна і шовк — полімери білкової природи, молекули яких утворюються шляхом сполучення амінокислот. Як виявилося, подібну структуру має полімер амінокапронової кислоти складу H2N—(СН2)5—СООН. Загальна формула полімера:

•Складіть схему сполучення між собою трьох молекул амінокапронової кислоти за зразком, наведеним у § 13.

Волокно, вироблене з такого полімера, називається капро¬ном. Воно міцне, не витирається, не вбирає вологу (через це швидко висихає), хоча й має деякі вади.

•Зважаючи на те, що це волокно білкової природи, зробіть при¬пущення про його відношення до кислот, нагрівання. Дайте по¬яснення.

Целюлоза

Знаходження у природі. Фізичні властивості. Целюлоза, або 4 клітковина, входить до складу всіх рослин, утворюючи в них обо¬лонки клітин. Звідси походить і її назва («целула» — клітина). Целюлоза надає рослинам потрібної міцності та еластичності і є немовби їх скелетом.

Волокна бавовни містять до 98 % целюлози; волокна льону й конопель теж в основному складаються з целюлози; у деревині во¬на становить близько 50%. Папір, бавовняні тканини — це вироби з целюлози. Особливо чистими зразками целюлози є вата з очище¬ної бавовни й фільтрувальний (непроклеєний) папір.

Виділена з природних матеріалів целюлоза — тверда волокнис¬та речовина, яка не розчиняється ні у воді, ні в звичайних орга¬нічних розчинниках.

Будова целюлози. Целюлоза, як і крохмаль, є природним по¬лімером. Виявилося, що ці речовини мають навіть однакові за складом структурні ланки, отже, і ту саму молекулярну форму¬лу (С6Н10О5)„. Але тоді постає запитання: від чого ж залежить відмінність між властивостями цих двох, без сумніву, різних речовин?

Можна припустити, що макромолекули крохмалю і целюлози від¬різняються кількістю структурних ланок або своєю структурою. Справді, значення п у целюлози звичайно більше, ніж у крохма¬лю: її середня відносна молекулярна маса досягає кількох мільйонів.

Але в основному целюлоза і крохмаль відрізняються струк¬турою своїх молекул. Молекули крохмалю мають лінійну і розгалужену структуру, а молекули целюлози — тільки лінійну:

-С6НЮ05-С6Н1005-С6НІ005-С6НЮ05- ...

Цим пояснюється утворення целюлозою таких волокнистих мате¬ріалів, як бавовна, льон, коноплі тощо. У природних волоконцях макромолекули целюлози розміщуються в одному напрямі; вони, як говорять, орієнтовані вздовж осі волокна (мал. 50). Численні вод¬неві зв'язки між гідроксильними групами, що виникають при цьому, зумовлюють високу механічну міцність цих волоконець. У процесі прядіння бавовни, льону вони сплітаються у довші й міцніші нитки. З целюлози деревини не прядуть ниток. Це пояснюється тим, що мак¬ромолекули в ній хоч і мають лінійну структуру, проте розміщені безладно, не орієнтовані в одному напрямі.

Здавалося б, відмінність у бу¬дові молекул крохмалю і целюлози незначна, але вона дуже впливає на властивості полімерів. Досить згадати, що крохмаль є важли¬вим продуктом харчування, а це¬люлоза для цього не може вико¬ристовуватися.