Термины, связанные с цементом. Синтетических красителей

Главная --> Справочник терминов

Синтетических красителей Не многим более сорока лет прошло со времени организации в СССР первого в мире крупного промышленного производства синтетического каучука по методу академика С. В. Лебедева. Это выдающееся научно-техническое достижение оказало большое влияние на последующее развитие научных исследований в области химии и физики полимеров, обусловившее бурный рост производства и применения синтетических эластомеров.

Полисульфидные полимеры являются одним из первых видов синтетических эластомеров и относятся к классу полимеров специального назначения.

Прочность связи резин с необработанными химическими волокнами, такими как вискозное, полиамидное и полиэфирное волокно, очень мала. Для повышения адгезии между волокнами и эластомерами волокна рекомендуется обрабатывать пропиточными составами. Полиамидные волокна обычно обрабатывают латексно-смоляными пропиточными составами на основе натурального латекса или водных дисперсий синтетических эластомеров. В процессе вальцевания полиамидное волокно, обладающее высокой гибкостью и усталостной выносливостью, проявляет высокую устойчивость к измельчению.

При этом частично протекают реакции сшивания полимера, что вместе с образованием продуктов конденсации в полимерной матрице ведет к росту прочности, например, сырых резиновых смесей и вулканизатов или увеличению прочности связи модифицированного неполярного полимера с полярными волокнами. Последнее крайне важно для устойчивой и длительной эксплуатации полимертекстильных композиционных материалов (шины, транспортерные ленты, ремни, рукава и другие изделия). Это направление модификации полимеров разработано в СССР в содружестве вузов с промышленностью и в настоящее время широко используется, в частности, для модификации композиций на основе синтетических эластомеров (модификаторы РУ-1, АРУ, алрафор и др.), часть из которых запатентована в развитых капиталистических странах.

Интересный класс синтетических эластомеров был получен из сополимерных композиций, исходя из низко-

ТГремнийорганические эластомеры, сравнительно недавно вошедшие з ряд синтетических эластомеров, позволяют решать многие сложные Задачи, выдвигаемые современной техникой.

В настоящее BpeMff изопрен широко используют в качестве сополимера при получении синтетических эластомеров, например бутилкаучука, некоторых неопренов и синтетических каучуков типа буна-S. Кроме того, изопрен представляет интерес в связи с его возможной ролью в природных синтезах терпенов и в других важных биохимических процессах, происходящих в клетках растений.

нии поведения полимеров от указанной закономерности. В большинстве случаев это наблюдается при испытании эластомеров при больших скоростях деформации или при низких температурах. Так, при испытаниях вулканизатов натурального каучука и различных синтетических эластомеров при скоростях растяжения от 9,3 до 2700%/с оказалось [425, с. 565], что эластомеры, которые известны как кристаллизующиеся, проявляют тенденцию к уменьшению разрушающего напряжения с увеличением скорости растяжения до значений примерно 10 м/с. При дальнейшем возрастании скорости растяжения прочность более или менее значительно увеличивается. Прочность эластомеров с увеличением скорости растяжения изменяется немонотонно. Относительное удлинение при разрыве кристаллизующихся эластомеров с увеличением скорости деформации также проходит через максимум. Для некристаллизующихся эластомеров максимума не наблюдается. Если учесть, что кристаллизация способствует проявлению ориентации в области распространения разрыва, наблюдаемые закономерности представляются вполне естественными.

Стереорегулярные эластомеры и жесткоцепные полимеры могут находиться как в кристаллическом, так и в аморфном состоянии, а полимеры, молекулярные цепи которых не имеют регулярного строения — только в аморфном. Большинство синтетических эластомеров и других полимеров состоят из; ^звеньев различного химического строения или звеньев одного и того же химического состава, но различных стереоизомер-ных форм и являются в основном аморфными. Следовательно, аморфное состояние для полимеров является весьма распространенным. Однако, этому состоянию стали уделять внимание сравнительно недавно. По свидетельству Джейла [1], первыми, кто начал изучение морфологического строения полимеров в аморфном состоянии, были Каргин, Китайгородский и Слонимский [2], так как ранее предполагалось, что в аморфном состоянии отсутствует какое-либо упорядочение взаимодействия молекулярных цепей.

в котором метильная группа присоединена к углеродному атому у двойной связи. Однако на основе одних этих данных нельзя сделать никаких выводов о расположении мономерных звеньев в молекуле. Гарриес высказал предположение о циклическом строении каучука, так как он не смог определить продуктов, которые должны были бы образоваться из концевых групп молекул. В дальнейшем эта работа была проведена более тщательно [26]. Тем не менее она оставалась единственным примером применения озонирования к полимерам до тех пор, пока сравнительно недавно не был получен целый ряд ненасыщенных синтетических эластомеров на основе бутадиена и сх-дных с ним соединений. К этому времени была установлена цепная природа молекул полимеров и показано, что для полного понимания поведения каучукоподобных полимеров необходимо знать структурные особенности их строения.

Работа Харриса до сравнительно недавнего времени являлась единственным примером применения озона в химии полимеров. С появлением большого числа различных синтетических эластомеров химики вновь возвратились к методу озонирования как способу определения строения таких продуктов. Этому особенно способствовало развитие исследований в области установления зависимости между структурой и каучукоподоб-ными свойствами новых синтетических полимеров. Озонолиз полибута-диенов, полученных при инициировании реакции полимеризации натрием, привел Пуммерера [372] к выводу, что эти продукты образуются в результате как 1,2-, так и 1,4-присоединения, причем реав;ция 1,2-присоеди-нения преобладает. Хилл, Льюис и Симонсен [373] использовали озон: для определения строения полибутадиена, полученного методом эмульсионной полимеризации, а также строения сополимера бутадиена с метил-метакрилатом. Метод расщепления двойных связей озоном Алексеева: применила для изучения структуры сополимеров бутадиена со стиролом [374] и с акрилонитрилом [375], а Клебанский [376, 377] — для установления строения полихлоропрена. Мокель и Николе [378] использовали озонолиз для определения содержания 1,4-звеньев в препаратах полихлоропрена, полученных разными способами. Рабджон с сотр. [379] применил метод озонирования для изучения строения различных сополимеров стирола с бутадиеном. При исследовании сополимера бутадиена с о-хлорстиролом с использованием метода озонолиза Марвелу и Лай-ту [380] удалось установить, что звенья стирола расположены в цепях сополимера по закону случая. Ренер [381, 382] использовал метод озо-нолитического расщепления двойных связей для определения степени ненасыщенности бутилкаучуков. Хотя эти полимеры почти полностью насыщены, они все же содержат некоторое количество непредельных связей, необходимых для осуществления процесса вулканизации. Рене-ром предварительно было показано [383], что степень этой ненасыщенности не удается точно определять таким общепринятым методом, как присоединение однохлористого иода. Якубчик с сотр. [384, 385] широко использовал метод озонолиза для определения структуры различных бутадиеновых каучуков. Им было найдено, например, что бутадиеновый каучук, полученный при инициировании полимеризации литием, содержит большее количество 1,4-звеньев, чем продукт, образующийся при инициировании полимеризации бутадиена натрием. Литийбутадиеновый каучук, кроме того, обладал более регулярным строением. Авторами рассматриваемых работ было обнаружено также, что двойные связи, находящиеся в боковых цепях макромолекул натрийбутадиенового каучука, вступают в реакцию с озоном более легко, чем двойные связи основной цепи.

Ароматические углеводороды и их производные шизоко применяют для получения пластических масс, синтетических красителей, лекарственных и взрывчатых веществ, синтетических каучуков и моющих средств.

Нероятно, исторически первой областью органической JCHMHH, которая быстро и уверенно пошла по пути целенаправленного создания новых веществ с заранее заданными свойствами, была химия органических красителей. Здесь очень рано были сформулированы эмпирические правила (впоследствии превратившиеся в строгую теорию), связывающие структуру молекул с, цветом вещества. ]3 основе этих представлений лежит понятие о хромофоре — группировке атомов, ответственной за характерное для вещества поглощение света с определенной длиной волны. Одним из распространенных хромофоров синтетических красителей является диарплазогруппа —остаток азобензола 5. Подробно изучено влияние других группировок, присоединенных к .хромофору, на спектральные характеристики вещества и, следовательно, на его цвет. Так, родоначальное соединение — азобензол —

Как уже было сказано выше, стремление людей к разнообразным краскам было настолько велико, что они научились добывать и готовить краски даже раньше, чем, положим, получать вино. Мало того, производство синтетических красителей было первый промьишенным производством органических соединений.

Антраценовое масло, последняя фракция каменноугольной смолы, застывает при охлаждении в мягкую кристаллическую массу, состоящую в основном из кристаллических углеводородов. Большую часть их (20—30%) составляет антрацен; кроме того, в этой массе находятся фенантрен, аценафтен, флуорен, азотсодержащие соединения— карбазол и акридин — и другие вещества, представляющие исключительную ценность для промышленности синтетических красителей. Масло, оставшееся после отделения кристаллических компонентов, используется под названием карболинеума для пропитки древесины и в качестве топлива.

1 Ср. Fritz Mayer, Chemie der organischen Farbstoffe, III Aufl., Berlin, 1934; H. E. Fierz-David und L. В 1 a n g e y, Grundlegende Operationen der Farbenchemie, Wien (Springer), 8 Aufl., 1952; [Г. Э. Фирц- Давид и Л. Б л а и ж е, Основные процессы синтеза красителей, Издатинлит, 1957]; H. E. Fierz-David, Kunstliche organi-sche Farbstoffe, Berlin, 1926 Ergapzungsband, Berlin, 1935; Gustav Schultz, Farb-stofftabellen, VII Aufl., bearbeitet von L. L e h m a n n, Berlin, 1934; Albert Brunner, Analyse der Azofarbstoffe, Berlin, 1930; I. F. Thorpe and R. P. L i p s t e a d, The Synthetic Dyestuffs and the Intermediate Products from which they are derived, London, 1933; K. H. S a u n d e r s. The Aromatic Diazo Compounds and their Technical Applications, London, 1936, 1949; Fritz Mayer, Chemie der organischen Farbstcffe, I Bd., Berlin, 1934; В e H к а т a p a M a H. Химия синтетических красителей, Госхимиздат, 1958; Henri W a h 1, Matieres Colorantcs в Traite de chimie organique, vol. XXII, Paris, 1953, U11 m a n n, Enzyclopadie der technischen Chemie, 3 Aufl., Bd. 4, s. 76—163.

1 Германские патенты на красители, полупродукты и методы крашения сведены в сборнике «P. Friedlander, Fortschritte der Teerfarben-Fabrikation» (25 томов). Рекомендуемая обзорная литература: В е н к а т а р-а м а н, Химия синтетических красителей, т. I и II, Госхимиздат, 1958; Т. В и к к е р с т о ф, Физическая химия крашения, ГНТИ, МЛП, Москва, 1956. Специальные главы в книге Ullmahns Enzyclopa-die der technischen Chernie, 3 Auf., Munchen — Berlin: L. D i s е г е n s, Neueste Fortschritte und Verfahren in der chemtschen Technologic der Textilfasern, Basel, Teil 1: Die neuesten Fortschritte in der Anwendun» der Farbstoffe, Bd. 1—3; Teil 2: Neue Verfahren in der Technik der chemischen Veredelung der Textilfasern, Bd. 1—3 (1949—1951).

На основе старых теорий цветности было создано огромное число синтетических красителей. Эти рабочие гипотезы были настолько плодотворны, что с их помощью удалось открыть почти все известные классы красителей еще до того, как появились современные физические теории. В соответствии с классической, в принципе правильной теорией цветности (Витт), в молекуле красителя должно быть несколько ненасыщенных групп (предпочтительно в сопряженном положении), называемых хромофорам и. Такими группами являются, например

Как уже было сказано выше, стремление людей к разнообразным краскам было настолько велико, что они научились добьтать и готовить краски даже раньше, чем, положим, получать вино. Мало того, производство синтетических красителей было первым промышленным производством органических соединений.

К настоящему времени получено уже много тысяч синтетических красителей; их ежегодное мировое производство достигает миллиона тонн, а по масштабам применения и цене они превзошли природные красители. Синтетические красители классифицируются либо по химической структуре, либо по способу крашения волокон. Второй тип классификации используется преимущественно в текстильной промышленности.

Приведенные соединения представляют лишь некоторые из наиболее распространенных групп синтетических красителей и далеко не в состоянии показать огромное структурное разнообразие этих веществ.

В СССР производство синтетических красителей было широко развернуто лишь после Великой Октябрьской социалистической революции. Выдающуюся роль в развитии отечественной анилино-красочной промышленности и химии красителей сыграли работы крупнейших ученых нашей страны: А. Е. Порай-Кошица, В. М. Родионова, Н. Н. Ворожцова (старш.), В. А. Измаильского и др.

Современных представлений Современными представлениями Современной литературе Самопроизвольно разогревается Современного состояния Создается возможность Спаренные электроны Синтетические материалы Специальных монографиях