Chemiefaser. Lustiges Chemie-Erlebnis für zu Hause

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In den letzten Jahrzehnten haben Chemiefasern die Welt im wahrsten Sinne des Wortes erobert. Und obwohl immer noch Baumwolle und Flachs gesät, Schafe und Ziegen gezüchtet werden, werden den traditionellen Naturfasern sogar künstliche und synthetische Fasern zugesetzt, um Festigkeit, Eleganz, Knitterfestigkeit und andere nützliche Eigenschaften zu verleihen. Und schließlich, um Naturfasern zu schonen...

Es wird vielleicht schwierig sein, die heute gebräuchlichsten Chemiefasern – Polyamid (wie Nylon) und Polyester (wie Lavsan) – selbst herzustellen. Lassen Sie uns die Wahl auf einer Kupfer-Ammoniak-Faser stoppen. Dabei handelt es sich um eine der allerersten Kunstfasern, deren Rohstoff Zellulose beispielsweise aus Sägespänen und anderen Abfällen der Forstwirtschaft ist. Mittlerweile werden auch Kupfer-Ammoniak-Fasern verwendet – in der Teppichweberei, in Strickereien, aber viel seltener als zuvor, weil haltbarere und billigere Fasern aufgetaucht sind. Für ein unabhängiges Experiment ist es jedoch wahrscheinlich nicht möglich, ein geeigneteres Objekt zu finden.

Kunstfaser

Künstliche Fasern werden aus viskosen Spinnlösungen geformt und durch enge Löcher – Spinndüsen – gepresst. Dabei werden die gelösten Fasern in Form von Fäden freigesetzt. In unserem Fall ist die Basis der Lösung eine Verbindung von Kupfer mit Ammoniak, die die allgemeine Formel [Сu(NH) hat₃)_n)(ER)₂. Um eine solche Lösung herzustellen, füllen Sie zunächst einen Vorrat an basischem Kupfercarbonat Cu (OH) auf.₂CO₃. Wenn kein fertiges Salz vorhanden ist, bereiten Sie es auf einfachste Weise zu: Lassen Sie die wässrigen Lösungen von Kupfersulfat und Soda abtropfen, filtern Sie den Niederschlag und trocknen Sie ihn.

Gießen Sie in eine Flasche mit schmalem Hals 20 ml einer 25 %igen Ammoniaklösung (am besten unter Zugluft oder an der frischen Luft) und geben Sie 2 g basisches Kupfercarbonat hinzu. Nachdem Sie die Flasche mit einem Gummistopfen verschlossen haben, schütteln Sie die Mischung, bis eine dunkelblaue, homogene Flüssigkeit entsteht. Dies ist eine Kupfer-Ammoniak-Lösung. Es hat eine sehr wichtige Eigenschaft: Es ist in der Lage, Zellulose (Ballaststoffe) aufzulösen.

Befestigen Sie Gummistopfen an zwei kleinen Kolben und gießen Sie eine dunkelblaue Lösung in diese Kolben. Werfen Sie kleine Stücke Apothekenwatte in eins; Werfen Sie eine weitere Portion Watte hinein, verschließen Sie die Flasche mit einem Korken und schütteln Sie den Inhalt. In der zweiten Flasche auf die gleiche Weise weißes Lösch- oder Filterpapier in kleinen Stücken auflösen. In beiden Fällen sollten viskose Lösungen erhalten werden, deren Dichte Sirup ähnelt. Davon kann man die Faser unterscheiden, die die Basis der Faser darstellt. Um dies sicherzustellen, gießen Sie verdünnten Essig in ein Glas und fügen Sie tropfenweise eine der Spinnlösungen hinzu. Es bilden sich Faserflocken.

Aus Flocken lässt sich jedoch kein Garn herstellen. Wie bekomme ich einen Thread aus einer Lösung? Genau wie in einer Fabrik wird die Form des Fadens darin fixiert, indem die Lösung durch ein enges Loch in eine Schwefelsäurelösung gedrückt wird.

Um zu sehen, wie dies geschieht, führen Sie das folgende Experiment durch: In ein Glas mit einer 10 %igen Schwefelsäurelösung tropfen Sie eine Kupfer-Ammoniak-Lösung aus Watte oder Löschpapier aus einer Pipette. Ein Teil der Lösung sinkt zu Boden und hinterlässt einen glänzenden Faden. Versuchen Sie, diesen Faden mit einer Pinzette zu fassen und vorsichtig aus dem Glas zu ziehen. Dies ist die echte Kupfer-Ammoniak-Faser. Es stellte sich zwar heraus, dass der Faden nicht sehr gleichmäßig war. Aber wir werden es beheben. Nur zwei Personen müssen das Experiment aufbauen: Einer formt den Faden, der andere zieht ihn aus der Lösung.

Führen Sie die Nadel der medizinischen Spritze so fest wie möglich in den dickwandigen Gummischlauch ein. Gießen Sie die Spinnlösung in das Röhrchen, verschließen Sie es mit einem Korken und tauchen Sie die Nadel in ein Bad oder eine Küvette mit einer Schwefelsäurelösung. Ihr Freund sollte mit der Pinzette bereitstehen: Sie drücken das Röhrchen nach und nach zusammen, und er nimmt den gebildeten Faden mit einer Pinzette auf und zieht ihn durch die in das Bad gegossene Lösung.

Eine solche Erfahrung klappt nach ein wenig Training meist gut. Versuchen Sie der Einfachheit halber, den resultierenden Faden auf eine Spule aufzuwickeln. Anstelle eines Gummischlauchs können Sie auch eine große Spritze oder eine alte Fahrradpumpe nehmen.

Sowohl Viskose- als auch Acetatfasern werden auf die gleiche Weise gewonnen, es werden lediglich andere Lösungsmittel für die Faser verwendet. In allen Fällen sind seine Moleküle so angeordnet, dass ein ausgerichteter Faden entsteht.

Aus dem Garn, das Sie erhalten haben, ist es wahrscheinlich nicht möglich, ein Taschentuch zu weben. Aber das haben wir nicht angestrebt. Sie haben mit eigenen Augen gesehen, wie aus unscheinbarem Papier, gelöst in einer dunkelblauen Flüssigkeit, ein wunderschöner Seidenfaden entstand.

Autor: Olgin O.M.

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