Технология переработки древесины. Производство кино- и фотоплёнки

 
 

                             Содержание: 
 
 
 

1. Технологическая цепь получения……………………    3

 

2. Описание  технологии по этапам…………………….     4

 

3. Изделие и  его применение……………………………    7

 

4. Список  используемой литературы……………………   9

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Технологическая цепь получения.

 

     Для  начала хотелось бы дать определение  изделию, о производстве которого  пойдёт речь в данной контрольной  работе.

     Плёнки кино- и фотографические – это светочувствительные материалы, состоящие из прозрачной эластичной подложки (основы) с нанесённым на неё светочувствительным слоем. Мы будем рассматривать непосредственно производство подложки.

     Подложку толщиной 0,11-0,14 мм. изготовляют из высокопрочного, но легковоспламеняющегося динитрата целлюлозы или менее прочного негорючего триацетата целлюлозы, а толщиной 0,06-0,08 мм из высокопрочного и негорючего полиэтилентерефталата.  
 

1.Технологическая  цепь получения: 

 

     Данная технологическая цепь описывает получение двух видов подложек, о которых говорилось выше.

     Производство же светочувствительных материалов – это достаточно сложный технологический процесс. 

  
 
 
 
 

2. Описание  технологии по этапам.

 

     Получение целлюлозы. 

     Целлюлоза (франц. cellulose, от лат. cellula - клетка) – это полисахарид общей формулы [С₆Н₇О₂(ОН)₃]_n. Один из наиболее распространенных биополимеров, входящий в состав клеточных (отсюда название) стенок растений и микроорганизмов. Мировой объем ежегодного прироста 104-105т. Содержание целлюлозы (% по массе) в волокнах семян хлопчатника 95-98%, лубяных 60-85%, тканях древесины 40-44%, низших растениях 10-25%.

     Целлюлоза – это белое волокнистое вещество с длиной волокон более 20 мм. (текстильные волокна) и 3 мм. (волокна для производства бумаги и картона, химической переработки).

     Выделение технической целлюлозы из растительного сырья, главным образом древесины, осуществляется ее варкой с различными химическими реагентами. Под их воздействием происходит удаление из природного материала лигнина, гемицеллюлоз и других нецеллюлозных компонентов. Получаемые целлюлозы в зависимости от выхода (% от массы исходного сырья) делятся на полуцеллюлозу (60-80), целлюлозу высокого выхода (50-60), целлюлозу нормального выхода (40-50). Технологическая схема производства целлюлозы из древесины включает: распиловку сырья, удаление коры, рубку в щепу и ее сортировку, варку целлюлозы в щелоке, удаление отработанного щелока, очистку, сушку и резку готового продукта. Основные методы варки целлюлозы: сульфатный (преимущественно), сульфитный, натронный, азотнокислый; кроме того, используют комбинированные методы (содово-сульфитный и содово-сульфитно-сульфатный).  
     Сульфатный метод позволяет перерабатывать древесину любых пород путем ее варки в щелоке, содержащем 9-10% гидроксид натрия (NaOH), в течение 5-7 часов при 165-170°С и давлении 0,6-0,8 МПа; в случае использования целлюлозы для химической переработки древесину подвергают предварительному гидролизу водой в течение 1-3 часов при 140-180°С или 0,5-0,75%-ной серной кислотой (H₂SO₄) в течение 2 часов при 120°С.

     Сульфитный метод применим главным образом к хвойной древесине, варку которой осуществляют в щелоке, содержащем 5-10% общего оксида серы (SO₂) и 0,8-1,3% оксида серы в соединениях (связан в виде гидросульфитов Na, Ca, Mg, NH₄ или смесей гидросульфитов Na и Ca, NH₄ и Са в соотношении (3:7)-(7:3)) в течение 5-12 часов при 130-155°С и давлении 0,5-0,8 МПа.  
     Натронный метод используют для получения целлюлозы хлопковой либо целлюлозы из лиственной древесины; варку проводят в щелоке, содержащем 3-10% гидроксид натрия (NaOH) в течение 1-6 часов при 140-170°С и давлении 0,6-0,8 МПа.

     Азотнокислый метод состоит в обработке хлопковой целлюлозы 5-8%-ной азотной кислотой (HNO₃) в течение 1-3 часов при температуре около 100°С и атмосферном давлении с последующей промывкой и экстракцией разбавленным раствором гидроксида натрия (NaOH).

     Варку целлюлозы описанными методами осуществляют в периодически или непрерывно действующих аппаратах объемом 60-170 м³, снабженных системами подогрева и принудительной циркуляции щелоков и других реагентов.  
     После варки из целлюлозы удаляют механические примеси и подвергают дополнительно химической очистке - отбеливанию и облагораживанию.

     Отбеливание производят окислителями (Сl₂, СlO₂, NaClO, O₂ воздуха в щелочной среде и др.). Облагораживание осуществляют обработкой варочной целлюлозы 0,5-2%-ными или 4-10%-ными водными растворами NaOH в течение нескольких часов при температурах от 15-25°С до 95-135°С.

     Мировое производство целлюлозы – свыше 190 млн. т. в год (1990).  
     Целлюлоза – горючее вещество. Температура воспламенения 275°С, температура самовоспламенения 420°С (хлопковая целлюлоза). Целлюлозу используют для изготовления различных сортов бумаги (в т.ч. бумаги фотографической) и картона, химической переработки на искусственные волокна (ацетатные волокна, вискозные волокна, медноаммиачные волокна), пластмассы (эт-ролы), пленки полимерные, кино- и фотопленки, лаки и эмали, бездымный порох, моющие средства и другое. 

     Химическая переработка на искусственные волокна. 

     Химические свойства целлюлозы  определяются прежде всего присутствием гидроксильных групп. Так как в молекулах целлюлозы имеются гидроксильные группы, то для нее характерны реакции этерификации. Из них практическое значение имеют  реакции

целлюлозы с  азотной кислотой и ангидридом уксусной кислоты.

     При  взаимодействии целлюлозы с азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты, в зависимости от условий образуются

динитрат  целлюлозы и тринитрат целлюлозы, являющиеся сложными эфирами.

    При взаимодействии целлюлозы с уксусным ангидридом (в присутствии уксусной и серной кислот) получается триацетат целлюлозы или диацетат целлюлозы. 
 

1. Получение целлулоида.

 

     Динитрат целлюлозы в технике известен под названием коллоксилин. При действии на него смеси спирта и эфира образуется вязкий раствор, так называемый коллодий, применяемый в медицине. Если к такому раствору добавить камфару (0,4 части камфары на 1 часть коллоксилина) и испарить растворитель, то останется прозрачная гибкая плёнка – целлулоид.

     Исторически – это первый известный тип пластмассы. Ещё с прошлого века целлулоид получил широкое применение как удобный термопластичный материал для производства многих изделий (игрушки, галантерея и т.д.). В особенности важно использование целлулоида в производстве киноплёнки и

нитролаков. Серьёзным  недостатком этого материала  является его горючесть, поэтому в настоящее время целлулоид всё чаще заменяют другими материалами, в частности ацетатами целлюлозы. 
 

2. Получение ацетатной плёнки.

 

     Как  мы уже говорили, при действии на целлюлозу смеси уксусного ангидрида, уксусной кислоты и серной кислоты или хлорида цинка (последние играют роль катализаторов) образуется триацетат целлюлозы: 

    [C₆H₇O₂(OH)₃]_n (CH₃CO)₂ _ [C₆H₇O₂(OCOCH₃)₃]_n 

    В промышленности для получения плёнок из поликарбоната, полиарилатов, ацетатов целлюлозы, поливинилфторида используют метод полива раствора или суспензии (например, латекса) полимера. Это один из старейших промышленных способов. Он включает три последовательные операции:

 

     1. приготовление раствора (или суспензии) полимера;

     2. полив на холодную или нагреваемую полированную  поверхность (бесконечная металлическая лента или барабан);

     3. отделение растворителя.

 

     Во многих случаях для повышения физико-механических характеристик и снятия внутренних напряжений полимерные плёнки подвергают термической обработке.

     Изготовленные полимерные плёнки разрезают в соответствии с требуемой шириной в процессе их получения или на специальных резательных машинах и сматывают в рулоны. Для получения высококачественных плёнок технологические линии оснащены толщиномерами и системой автоматического управления с микропроцессорной техникой. 
 
 
 

3. Изделие  и его применение. 
 

     Фотопленка – это гибкая прозрачная основа, на которую нанесен светочувствительный эмульсионный слой. Но светочувствительные фотоматериалы не всегда имели такую структуру. В опытах Ньепса и Дагера главным образом использовались серебряные пластинки, на поверхности которых и образовывалось изображение. Но серебряная пластина — слишком дорогая основа для фотографии. Поэтому вскоре место серебряных пластин заняли стеклянные. В опытах Тальбота в качестве основы использовалась бумага, пропитанная светочувствительным составом. А для того чтобы сделать лист бумаги более прозрачным, его пропитывали воском. Но бумага имела собственную неоднородную структуру и по этой характеристике очень сильно уступала стеклу.

     Фотопленки на гибкой основе появились спустя 40 лет с момента изобретения фотографии, в 80-х годах позапрошлого столетия. До этого в качестве основы главным образом использовались стеклянные пластинки, которые имели массу недостатков, ведь стекло — достаточно хрупкий и тяжелый материал. Попытки создать более надежную и удобную основу предпринимались многократно, но достаточно хорошие предложения так и не получили массового распространения.

     В 1931 году было начато фабричное производство черно-белых кинопленок в России. Изначально пленки производились на заводе «СВЕМА» в г. Шостка (Украина) и Переславле-Залесском. Чуть позже была запущена фабрика «ТАСМА» в Казани. В 1935 году Agfa, а в 1936 Kodak предложили цветные обращаемые фотопленки, похожие по своему строению на современные.

     По назначению кино- и фотографические плёнки делят на негативные, позитивные и обращаемые. Подложку толщиной 0,11-0,14 мм. изготовляют из высокопрочного, но легковоспламеняющегося динитрата целлюлозы или менее прочного негорючего триацетата целлюлозы, а толщиной 0,06-0,08 мм. из высокопрочного и негорючего полиэтилентерефталата. Подложка негативных плёнок может быть серой или фиолетовой – для поглощения света и предупреждения образования ореолов при его отражении, иногда на плёнку наносится противоореольный слой. Эмульсионный слой состоит из желатины с равномерно распределёнными в ней микрокристаллами          (0,2-1,0 мкм.) галогенидов серебра. Толщина эмульсионного слоя чёрно-белых плёнок 15-20 мкм., цветных – до 35 мкм.