Wie werden synthetische Fasern hergestellt? Ausführliche Antwort

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Wie werden Kunstfasern hergestellt?

Fasern wie Baumwolle, Wolle, Seide, Leinen und Haare sind alle natürlich. Sie werden aus Pflanzen und Tieren hergestellt. Andere, wie Rayon, Nylon, Dacron, sind künstlich hergestellt. Um zu verstehen, wie synthetische, also künstlich hergestellte Fasern entstehen, muss man Fasern im Allgemeinen verstehen.

Die meisten Fasern bestehen aus organischen, kohlenstoffhaltigen Chemikalien. Sie können in lebenden Organismen gefunden werden. Einige der organischen Chemikalien haben besondere Eigenschaften. Ihre Moleküle (Atomgruppen) hängen wie Glieder einer Kette aneinander. Dieser Vorgang wird als Polymerisation bezeichnet. Jede Faser besteht aus Millionen dieser Molekülketten, die durch natürliche Kräfte, sogenannte chemische Bindungen, zusammengehalten werden.

Unterschiedliche Fasern enthalten unterschiedliche Anzahlen von Atomen in einem Molekül, und diese Atome organisieren sich auf unterschiedliche Weise. Um synthetische Fasern herzustellen, verwenden Chemiker Atome von Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und anderen Elementen. Sie kombinieren sie so, dass neue Chemikalien entstehen. Die Rohstoffe für die Herstellung von Kunstfasern sind Kohle, Öl, Umgebungsluft und Wasser. Die Atome dieser Rohstoffe sind zu organisierten langen Molekülketten verbunden, die als Polymere bezeichnet werden.

Mit anderen Worten, es findet ein Polymerisationsprozess statt, der nicht von der Natur, sondern vom Menschen geschaffen wurde. Heiße Polymere sind flüssig. Sie lassen sich nicht zu harten Kunststoffen oder Folien formen, sondern nur auf speziellen Aufsätzen durch einen winzigen Auslass zu Fasern ziehen. Aus diesen Fasern werden Stoffe hergestellt. Von allen Stoffen, die jährlich produziert werden, ist ein Fünftel synthetisch.

Autor: Likum A.

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Chemiker gegen die globale Erwärmung 03.01.2015

Erderwärmung, Klimawandel, Treibhauseffekt – diese Worte hat wohl jeder schon einmal gehört. Einer der Hauptverursacher der globalen Erwärmung ist Kohlendioxid, CO2. Dies ist das Gas, das wir aus dem Auspuff Ihres Autos ausatmen und das in großen Mengen von Chemie- und Ölraffinerien in die Atmosphäre freigesetzt wird.

Der Anstieg des Kohlendioxids in der Atmosphäre führt nicht nur zum Klimawandel. Denken Sie daran, dass wir, wenn der Raum stickig wird, und dies genau auf die erhöhte Kohlendioxidkonzentration zurückzuführen ist, das Fenster öffnen, um frische Luft hereinzulassen. Aber wie können wir unseren Planeten „belüften“, wo ist genau das Fenster, das geöffnet werden muss?

Seit 1958 überwacht das Manua-Loa-Observatorium auf Hawaii kontinuierlich den Kohlendioxidgehalt. Und die Ergebnisse der Beobachtungen sind nicht die ermutigendsten - in den letzten fünfzig Jahren hat der CO2-Gehalt um fast ein Drittel zugenommen. Eine der Hauptquellen von Kohlendioxid in der Atmosphäre ist zu einer industriellen Tätigkeit des Menschen geworden, vor allem die Verbrennung und Verarbeitung natürlicher Ressourcen: Öl, Gas und Kohle. Obwohl auf internationaler Ebene (Kyoto-Protokoll) einige Anstrengungen unternommen werden, um den Kohlendioxidausstoß zu begrenzen, ist dieses Problem ohne den Einsatz neuer Technologien kaum zu lösen.

Um den Kohlendioxidausstoß in einer Industrieanlage zu reduzieren, müssen zwei Probleme gelöst werden: Wie trennt man CO2 vom Rest der emittierten Gase und was macht man danach damit? Für das zweite Problem gibt es mehrere Lösungen: Kohlendioxid wird zur Herstellung von Mineraldünger verwendet, statt Öl in die Erdkruste gepumpt oder in den Weltmeeren gelöst. Allerdings muss es zunächst in reiner Form gewonnen werden.

Bislang nutzt die Industrie dafür ein Verfahren, bei dem das Quellgas durch eine Lösung mit Ammoniakderivaten geleitet wird. Aber diese Technologie verwendet gefährliche, aggressive Substanzen und erfordert erhebliche Investitionen. Forscher der Cornell University haben eine interessante Lösung für dieses Problem entwickelt.

Das Ergebnis von mehr als fünf Jahren Arbeit ist eine Substanz, die Kohlendioxid effektiv binden kann, einfach zu handhaben ist und keine Gefahr für die Umwelt darstellt. Diese Substanz ist ein Pulver, das aus kleinen Partikeln besteht, auf denen spezielle Moleküle fixiert sind. Die Partikel sind eine poröse Struktur aus Siliziumoxid. An der Oberfläche und in den Poren sind lange Polymerketten aus Polyaminmolekülen fixiert, die Kohlendioxid einfangen und zurückhalten können. Tatsächlich stellte sich heraus, dass ein molekularer Schwamm entstanden ist, der Kohlendioxid aktiv absorbieren kann.

Der Wert der Erfindung besteht darin, dass solche Schwämme nicht nur effektiv CO2 absorbieren, sondern auch für lange Zeit ihre Leistungsfähigkeit nicht verlieren. Es ist die Kombination aus Benutzerfreundlichkeit, Langlebigkeit und Effizienz, die ihnen das Recht gibt, vorhandene Technologie zu ersetzen. Die Forscher planen, ihr eigenes Design im Wärmekraftwerk der Universität zu testen, was dazu beitragen wird, Interesse an der Erfindung zu wecken.

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