Заглянув в ванну через полчаса, мы увидим вместо белоснежных тонких листов целлюлозного картона светлокоричневые, распухшие ковриги, похожие на листы раскатанного теста.
Волокна целлюлозы в присутствии щелочи набухают гораздо сильнее, чем в чистой воде. Молекулы щелочи внедряются между волокнами целлюлозы и как бы распирают их. Волокно целлюлозы утолщается и в то же время несколько укорачивается.
К ванне присоединен гидравлический пресс. Когда целлюлоза хорошенько набухнет, обычно часа через полтора-два, открывают спускной кран. Избыток щелочи стекает. Затем с помощью гидравлического насоса приводят в движение поршень пресса, который отжимает остальную щелочь. Эта операция производится до тех пор, пока вес целлюлозы не будет равен трехкратному весу от взятой для переработки целлюлозы.
Вещество, получаемое при обработке картона щелочью, называется алкалицеллюлозой (алкали означает щелочь). При взаимодействии со щелочью целлюлоза не только набухает, но и образует с ней химическое соединение. К молекулам целлюлозы присоединяются частицы щелочи — первые попутчики-поводыри, которые помогут ей перейти в растворимое состояние.
Отжатая алкалицеллюлоза поступает в измельчитель. В этом аппарате, представляющем вращающийся барабан с ножами, алкалицеллюлозу часа два-три режут, бьют, треплют, и она превращается в пышную, пухообразную массу. Объем ее увеличивается, пространство между волокнами заполняется воздухом. В среднем один килограмм хорошо отжатой сухой алкалицеллюлозы поглощает 1,22 литра воздуха.
Измельченную целлюлозу выгружают в жестяные цилиндрические ящики и отвозят в томилку — так называется специальное помещение, где алкалицеллюлоза выдерживается, или. как говорят производственники, созревает. Созревание необходимо для того, чтобы получить шелковый сироп нужной вязкости, который можно легко перекачивать по трубам при последующих производственных операциях. Под действием кислорода воздуха, поглощаемого алкалицеллюлозой при созревании, происходит разрушение некоторого числа молекул целлюлозы. Это улучшает ее растворимость.
Ученые вычислили, сколько кислорода поглощает алкалицеллюлоза в томилке.
Один ученый проделал такой опыт. Он поместил в закрытую банку, наполненную воздухом и снабженную манометром, 3 грамма хорошо отжатой абсолютно-сухой алкалицеллюлозы. Банку плотно закрыли крышкой. Каждый день измеряли давление, которое непрерывно уменьшалось. По истечении 20 дней измерили объем оставшегося в банке воздуха. Оказалось, что объем воздуха уменьшился на 1/10.
В томилке всегда поддерживается одинаковая температура, примерно 20—21 градус. При созревании алкалицеллюлозы каждый градус имеет значение, потому что при понижении температуры созревание замедляется, а при повышении ускоряется. Чем выше будет температура и чем дольше будет алкалицеллюлоза находиться в камере предсозревания (как в технике называется томилка), тем меньше будет вязкость вискозы.
Теперь к молекулам алкалицеллюлозы присоединяют вторых попутчиков-поводырей — молекулы сероуглерода. Они-то и переведут целлюлозу в растворимое состояние.
Целлюлозу перегружают в медленно вращающийся шестигранный барабан с герметически закрывающейся крышкой, к которому подведены трубы. Он называется ксантат-барабаном. По трубам в ксантат-барабан подается холодная вода, циркулирующая между его двойными стенками.
Сероуглерод, представляющий летучую бесцветную ядовитую жидкость с неприятным запахом, впускается в барабан.
Если заглянуть в барабан через смотровое окно, устроенное в одной из его граней, то видно, что под действием сероуглерода алкалицеллюлоза превратилась в желто-оранжевую массу.
В результате взаимодействия сероуглерода с щелочной целлюлозой образовалось новое химическое соединение, новое вещество. Оно носит звучное название: ксантогенат, что значит родившийся оранжевым («ксантос» — по-гречески оранжевый).
Целлюлоза, превратившаяся в ксантогенат, растворима в воде, но ее растворимость можно повысить, если добавить в воду немного щелочи. Вот почему на производстве для ее растворения пользуются дешевой щелочью — едким натром.
Раствор ксантогената в воде или в слабой щелочи носит название вискозы. Слово вискоза — французское («вискозите» — вязкость).
Ксантогенат растворяют в огромных железных котлах. Так же как и ксантат-барабаны, они имеют двойные стенки, между которыми циркулирует вода для охлаждения растворяемого ксантогената.
Внутри котлов непрерывно крутятся мешалки. Их лопасти, вращаясь, перемешивают ксантогенат, чтобы он быстрее растворялся.
После пяти-шести часов работы из растворителей выгружают вязкую коричневую жидкость. Это и есть вискоза. Но она еще непригодна для изготовления шелковых нитей. Ее нужно очистить от посторонних примесей. В этой бурой жидкости попадаются какие-то волоконца, куски нерастворившегося ксантогената, случайно попавшие соринки. Кроме того, в ней много пузырьков воздуха, и для получения нужной вязкости она должна еще созреть. Если в вискозе останутся пузырьки воздуха, то при прядении будут частые обрывы нити. Для того чтобы отфильтровать вискозу, освободить ее от воздушных пузырьков и дать ей созреть, ее помещают в так называемый вискозный погреб.
Вискозу выдерживают в погребе не более 36 часов и затем четыре раза прогоняют через фильтры.