Milyen anyagok mesterségesek. Szintetikus szövetek: leírás, fajták, jellemzők. Akril: poliakrilnitril anyagok
"Mesterséges anyagok: műanyag, műanyag, polietilén."
Szoftver tartalma:
A gyermekek műanyagok: műanyag, műanyag, polietilén ismereteinek elmélyítése.
Tisztázza a gyermekek ismereteit a természetes és mesterséges anyagokról.
A műanyagok, műanyagok és polietilén tulajdonságaival és tulajdonságaival kapcsolatos ismeretek megszilárdítása.
A tölgy egy könnyű lombhullató fa, amelyet jó keménységük ellenére is könnyű feldolgozni. Könnyen felhívható és ellenáll a nedvesség felszívódásának. A tölgy természetes esztétikai tulajdonságai és szerkezeti megtartása miatt ideális a bútorokhoz. Csónakok, keretek, ládák és padlók gyártásához is felhasználják. Ez érzi a bort a bornak, ha érett hordóban használja.
A fenyő gyorsan növekvő tűlevelű fa Skandináviában. Egységes textúrájú és nagyon könnyen használható. Könnyű őrölni, ellenáll a sűrítésnek, a nedvesség és deformáció miatti duzzanatnak, annak széles szemcséje ellenére. Széles körben használják favázas házak, panelek, ipari bútorok, fa raklapok és sok más termék gyártásában.
Annak érdekében, hogy a gyermekek jobban megértsék ezeket az anyagokat a mindennapi életben.
Ápolja a természettel foglalkozó gondos hozzáállást és az emberek munkájához való tiszteletteljes hozzáállást.
A leckének anyaga:
Műanyagból készült cikkek (kannák ömlesztett termékekhez, játékokhoz, dugókhoz, tollakhoz, vödörhez); műanyagból (palackok, váza, eldobható evőeszközök); polietilén minták, terítő, műanyag zacskó; természetes anyagok mintái (agyag, fa, bőr, szén, homok).
A Sequoia egy keskeny földterületről származik, Amerika nyugati partja mentén. Könnyű, de viszonylag erős, puha fa, amelykel könnyű megmunkálni, jó természetes ellenálló képessége a bomlásnak, ezért széles körben használják kültéri bútorok, kerítések és háztartási fatermékek gyártásához. Mahagóniának hívják, mert sötét rózsaszínű színű.
A rózsafa vagy rózsafa nagyon szilárd és alacsony részletességű. Sötét vörösesbarna színű. Nehéz dolgozni, és alkalmassá válni, ezért teljesen meg kell csiszolni, hogy teljes megjelenést kapjon. Általában olyan hangszerek készítésére használják, mint például a zongora, valamint a hangszeres tollak, néhány szobor, dekoratív furnér és néhány bútordarab, amelyek egyedi és kellemes aromát adnak neki, amely elválasztja a többi erdőtől.
Osztály haladás.
Gyerekek, tudjuk, hogy a körülvevő tárgyak különféle anyagokból készülnek. Az ember néhányat talált a természetben (ezek természetes, természetes anyagok). Mi az aggodalom? (agyag, homok, fa - növények adják nekünk, vagy az emberek megszerezik őket a földből (szén, olaj)).
(Mutasson természetes anyagokból mintákat).
A luc egy puha, de mechanikusan ellenálló, Skandináviából származó fa, amely jól működik, de kevésbé ellenáll a környezeti feltételeknek. Könnyű és világos színű, alacsony sűrűségű. Ez jó megoldás hajók, repülőgépek, rekeszek, rekeszek és ács-árbocok gyártásához általában a jó szerkezeti szilárdsága miatt, könnyű súlya miatt.
Teak - keményfa, ismert a nedvességállóságáról, ellenáll a deformációnak, a repedéseknek és jó tartósságú. Különféle termékekben használják, amelyeknek nagyon tartósnak kell lenniük vagy kopó alkatrészeknek kell lenniük, beleértve bútorokat, burkolatot, asztalosokat, hajókat, építőipart, templom ajtajait és teak padlókat.
Vannak olyan anyagok is, amelyeket ipari vállalkozások kapnak. Ezeket emberi kéz vagy az ő által feltalált technológia hozza létre. Ezeket az anyagokat nevezik - emlékszel melyikre? (szintetikus vagy mesterséges).
Gyerekek, nézzétek, vannak tárgyaim az asztalomon (műanyag játékokat mutatnak, vödröt, dugókat, telefont). Mit gondolsz, miből készülnek?
A dió finom textúrájú, sötét színű és könnyen használható. Ellenáll a deformációnak és a nyújtásnak, és képes ellenállni a legtöbb bevonatnak, például festékeknek vagy kemencéknek. Elsősorban tömörfa és furnér bútorok, szekrények, panelek és dekoratív csecsebecsék gyártására használják. A világító dió perzsa őshonos, a fekete dió az Egyesült Államok őshonos.
Figyelem a használt gyantákra és ragasztókra; a tanulmányok azt mutatják, hogy ártalmasak. Óvintézkedésként azt javasoljuk, hogy a bútordarabot néhány órával a faforgácslemezből levegőztesse, mielőtt a házba helyezné, és ne kerüljön ugyanazon a helyiségbe. A bútorok összeszerelésekor vagy ilyen fa megmunkálásakor ismét légy óvatos, ha a zománcragasztó miatt használja. Meglehetősen puha, elég rugalmas és nagyon könnyen használható. Nagyon könnyű vágni és működni, és széles körben használják beltéri bútorokhoz, különösen szekrényekhez és polcokhoz.
Ezek műanyag tárgyak.
Gondolod, hogy ez természetes vagy mesterséges anyag?
Mesterséges. (Miért?)
A műanyag szó jelentése "műanyag tömeg". Műanyag, mert erőteljes hevítéskor a gyurmához hasonló masszává válik, és ebből a tömegből bármilyen tárgy elkészíthető (például a gyurma). Ezután a műanyag lehűl és megszilárdul, és bármilyen kívánt tárgyat kapunk.
Természete miatt erősen ajánlott maszkot viselni köszörüléskor apró részecskék miatt, amelyek könnyen belélegezhetők. A rétegelt lemez a mesterséges fa, amelyet a második világháború alatt fedeztek fel, és főleg csónakok építésére és a katonai célú hajók szállítására használták. Sok vékony rétegű rétegből készül, amelyek össze vannak ragasztva. Mindegyik réteg derékszöget hoz létre az alsó réteg szemcséjével, így szilárdságot adva ahhoz, hogy elég rugalmas maradjon.
Minél vékonyabb a tábla, annál rugalmasabb lesz. Az építőiparban széles körben használják, mivel a padló vagy a falak költségesek lehetnek. Ugyanakkor egy autóban, amely eljuttatja a repülőtérre, az a büszkeség, amelyet a működéséből kapott, eltűnik, amikor lát egy építőipari gépet, amely több tonnával megemeli a betontömböt. Az emberi izmok ugyanazon emberek agyából született gépek arca.
Most vedd ezeket a tárgyakat a kezedbe. Érintse meg. Mit mondhat róluk? Mi ezek? (nehéz vagy könnyű, lágy vagy kemény, durva vagy sima).
És ha átnézed a műanyagot? Nem átlátszó.
És ha tárgyakat ejt a földre, akkor azok eltörnek? Nem, tartósak.
A műanyag nagyon praktikus és olcsó anyag. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a műanyag olyan tulajdonságokkal és tulajdonságokkal rendelkezik, mint a keménység, simaság, könnyű súly, szilárdság - az emberek életükben széles körben használtak műanyag tárgyakat. Sőt, nélkülük már lehetetlen elképzelni az életünket.
Amint miniatűr eszközöket akarunk gyártani, ezek a gépek már nem alkalmasak, ezért a fizikusok olyan anyagokat fejlesztenek ki, az úgynevezett adaptív vagy intelligens, amelyek stimulálják, formálják és erőket teremtenek a kis eszközökön. Az olyan hajtóműveket, amelyekben a karok és a dobok túl terjedelmesek, kis manipulátorok - például miniatűr szelepek és csuklós karok - kifejlesztésére használják, amelyek cellás méretű vagy akár valódi tárgyakat mozgatnak. sejteket anélkül, hogy károsítanák őket.
Az ezekre a tulajdonságokra leggyakrabban vizsgált anyagok a piezoelektromos kerámiák, az alakmemória ötvözetek és a polimerek. Ezek között a különféle anyagok között nehéz a versenyt elérni, vagy akár meg is haladhatja a természetes izmok teljesítményét. A nyilvántartás rendszeresen esik, de mindannyian továbbra is súlyos hibákat szenvednek: törékenységük túl nagy.
Milyen műanyag tárgyakkal találkozol (játékok, telefonok, órák, gombok, fecskendők, hűtőszekrény, számítógép tok; műanyag alkatrészek megtalálhatók az autókban, a hajókban és a repülőgépekben).
Ez az, hogy hány műanyag cikk, mert kényelmesen használható, és nem nehéz végrehajtani.
Gyerekek, az asztalomon van egy másik tárgycsoport, amely egy másik műanyagból készül - műanyagnak hívják. Műanyagból készült tárgyakkal gyakran találkoznak. Itt vannak például műanyag palackok, amelyek szénsavas vizet vagy gyümölcsleveket árusítanak. Különböző méretűek: nagy és kicsi. Kényelmesen használhatók. Van még műanyag eldobható evőeszközök is; valószínűleg Ön is találkozott. Itt van, milyen színes (megmutatni), hogy jó lenne használni.
A sebesség, a nyúlási amplitúdó, az alkalmazott erő és erő szempontjából az adaptív anyagokkal létrehozott hajtások néha felülmúlják az izmokat az egyik értékelési kritériumnak megfelelően. de a termelékenység egyik romlásának a másiknak a költségén. Például a kamerák fejlesztésének vagy a merevlemez olvasófejének vezérlésére használt piezoelektromos eszközök nagyon gyorsan deformálódnak, amikor elektromos mezőnek vannak kitéve, deformációik kb. Egy százalékának legnagyobb amplitúdója az alak-memória ötvözetekben van, amelyek hatalmas feszültséget okoznak és a fém alkatrészeket megbízhatóabban gyűjtik. mint bármely más hegesztésnél, tulajdonságaik több ciklus után gyorsan romlanak.
Kérem, érintse meg a műanyag tárgyakat, és mondja el, mi ezek?
Könnyű, kemény, sima, vékony, műanyag könnyen hajlik.
A műanyaghoz képest a műanyag puhább, rugalmasabb. Kevésbé tartós, ha valami élesen megérinti vagy rosszul meghajolja, akkor eltörhet. (Vágjuk ollóval).
Most térjünk át az elemek harmadik csoportjába.
A polimer anyagok, azaz hosszú molekuláris láncok, amelyek több kémiai kötéssel kapcsolódnak egymáshoz, ellenállnak a nagy deformációknak, erősek és gyorsan deformálódnak, és elnyomódnak. A legígéretesebb elemek a megbízható miniatűr hajtások építéséhez. Működésük mechanizmusai, amelyek némelyikük számára a természetes izmokra emlékeztetnek, „mesterséges izmokká” teszik őket, noha ezt a kifejezést megszokták, mivel a cél nem ezen eszközök egyikének természetes izma helyettesítése, hanem pontos, reprodukálható és miniatűr mozgások elérése.
Nézd, ezek táskák, terítő, ételfólia. Minden nap találkoznak velünk. Mesterséges anyagból készülnek, az úgynevezett (kérdezze meg, ki tudja) - polietilénből.
Vegyen mintát polietilénből, érintse meg. Mit lehet mondani a polietilén tulajdonságairól?
Puha, ha szorosan ökölbe szorítja - ráncok, rozsdák (hangot ad); ha meghúzza, először megnyújtja, majd eltörik. Tehát nem túl tartós. Könnyű. Lehet átlátszó vagy nem átlátszó.
Anyagok, például izom
Az általunk leírt első kétféle mű izom, a vezetőképes gélek és polimerek esetében az energiát kémiai vagy elektromos formában biztosítják. Természetes vagy szintetikus eredetű anyag, amelyet orvosbiológiai alkalmazásokhoz lehet felhasználni. A biológiai anyagok kutatása ezen anyagok tervezését, gyártását és jellemzését foglalja magában. Ez a biológiai összeegyeztethetőségnek nevezett tulajdonság a biológiai anyag és az élő szervezet közötti kölcsönhatás jellemzőinek elemzésére vonatkozik, amelybe be kell illeszteni.
A polietilénből készítsen függönyöket a fürdőszobához, mivel a polietilén nem engedi a víz átjutását.
És valószínűleg azt is látta, hogy a vidéki házban, a kertben az anyák és nagymamák üvegházat készítenek (ház zöldségek termesztésére). Nyáron a polietilénnek köszönhetően mindig meleg, még meleg is. Hosszú ideig fennáll, és az ültetett zöldségek gyorsabban növekednek és érlelik, mert nagyon szeretik a meleget.
Különösen technológiai szempontból az ideális biológiai anyagnak: jó kémiai stabilitással kell rendelkeznie, nem okozhat toxikus és rákkeltő jelenségeket, és nem provokálhatja az elutasító jelenségeket. Különös figyelmet kell fordítani annak elektromos tulajdonságaira is, főként abban az esetben, ha a biomaterméknek vérrel kell érintkeznie, hogy elkerülhető legyen a lehetséges koagulációs jelenségek.
Biológiai eredetű anyagok
Végül, jó mechanikai és korrózióállósági tulajdonságokkal kell rendelkeznie, sűrűséggel, amely lehetővé teszi, hogy elfogadható határokon belül megtartsák azon eszközök tömegét, amelyekben felhasználják, valamint hogy megsemmisítés nélkül ismételten sterilizálni tudják. Az átültetésen túl, a szervek cseréjekor, az állati és emberi eredetű anyagok felhasználása már szervezett struktúrákban vagy a molekuláris szakaszban is sikeresen fejlődik, és a biokompatibilitási természetük jó tulajdonságait is bemutatja, általában nem igényelnek különösen összetett és drága technológiákat. termelés és szállítás, így termelésük egy kis ipar vagy egy kis kutatócsoport számára is elérhető.
Most gondolkodj és mondd el, hol találkoztál a polietilénnel?
Gyerekek, képzeljétek el, hogy egy műanyag játékot játszottál, amely eltört; műanyag palackból ivott, eldobható műanyag edényekből evett; használt műanyag zacskók, letéptek és megszorultak - mit csinálsz velük?
Dobd el. Az emberek gyakran nem különleges helyekre dobják, hanem közvetlenül a földre. Vagy a szél könnyű műanyag zacskót vett ki a kukából, és nem egyet! Szóval mi a probléma? - Szemeteljük a természetet, szemétjük a földet. A műanyag, műanyag, polietilén műanyagoknak van egy negatív (rossz) tulajdonsága - nehéz elpusztítani. Nem félnek sem a nap sugaraitól, sem a vizetől; több száz évig hazudhatnak a földön! És ha minden nap eldobja, akkor mennyi hulladék halmozódhat fel!
Az ilyen típusú anyagokat fel lehet osztani lágy szövetekből származó anyagokra. kemény szövetekből és varróanyagokból. Az elején az első alkalmazás a kardiovaszkuláris szektorban zajlott, amelyben sertés-, marha- és természetesen emberi eredetű anyagokat használtak protézisek készítéséhez és az erek érrendszerének jeleihez. Ezenkívül a sertés- és juhbőrrel hatékonyan helyreállították a sérülések vagy égési sérülések miatt sérült szöveteket. Természetesen felhasználásuk előtt ezeket az anyagokat komplex kezelési sorozatnak kell alávetni, amelynek célja az anyag romlandó komponensének elpusztítása annak érdekében, hogy immunitássá váljon a baktériumok támadása ellen.
Az egyik tudós ezt a mesterséges anyagot mondta: „Megbonthatja, apríthatja, eltemetheti őket, de még mindig megtagadják a halált!”
És ha elégetné őket, akkor káros mérgező füstöket bocsátanak ki, és szennyezzük a levegőt.
Ezért ha valami műanyagot, műanyagot, polietilént használt, akkor csak speciális helyen dobja el. Aztán az autó elviszi, és újrahasznosítják a speciális üzemekben.
A kemény szövetekből előállított anyagokat főként az ortopédia során használták, főleg a csonthiányokból vagy a daganatok eltávolítása után keletkező rések kitöltésére. A szükséges alapkövetelmények vonatkoznak mind a biomaterápia mechanikai tulajdonságaira, amelyeknek hasonlóaknak kell lenniük a csont mechanikai jellemzőivel, mind pedig a magával a csonttal való összeférhetőséggel, amelyeknek magasnak kell lenniük. Az első anyag ugyanaz a holttestből vett emberi csont volt, amelynek nyilvánvalóan optimális tulajdonságai vannak a biológiai összeférhetőség szempontjából. megfelelően kezelt állatokból és nemrégiben különféle anyagokból, például korallfragmensekből és madreporákból.
Összegzés:
Ma megvizsgáltuk a műanyagból, műanyagból és polietilénből készült cikkeket. Ezek az ember által alkotott mesterséges anyagok.
Meghatározta, hogy milyen tulajdonságokkal és tulajdonságokkal rendelkezik. Emlékezetükre emlékezett arra, hogy az ember hol és hogyan használja az életéből ezekből az anyagokból készült tárgyakat.
És most azt is tudja, hogy a használt tárgyak, a természetbe kerülve, eltömik őket. Ezért gondoskodnunk kell a természetről, meg kell védenünk és helyesen kell tennünk.
A biológiai eredetű anyagok megerősítésének egy másik területe a bioadhezívekre vonatkozik, figyelembe véve a mesterséges ragasztók nem túl jó biokompatibilitását. ez egy fibrinragasztó, amelyet úgy állítanak elő, hogy az emberi fibrinogént különféle reagensekkel keverik össze. Az emberi testben tapasztalható reakcióhoz hasonlóan a fibrin előállítása felhasználható hagyományos szintetikus ragasztóként. Emlékeztetni kell azonban arra, hogy a biológiai eredetű anyagok felhasználása viszonylag kis alkalmazási körben továbbra is korlátozott, mind az ezen anyagokban rejlők számára, mind a szállítás nehézségei miatt.
Általános információk
Az anyagok azok az anyagok, amelyekből különféle termékek készülnek: termékek és eszközök, autók és repülőgépek, hidak és épületek, űrhajók és mikroelektronikai áramkörök, feltöltött részecskegyorsítók és nukleáris reaktorok, ruhák, cipők és még sok más. Minden terméktípusnak saját, jól meghatározott tulajdonságokkal rendelkező anyagokra van szüksége.
Az anyagok tulajdonságaira mindig nagy követelményeket támasztottak. Noha a modern technológiák lehetővé teszik a kiváló minőségű anyagok széles választékának előállítását, a jobb tulajdonságokkal rendelkező új anyagok létrehozásának problémája továbbra is aktuális.
A kívánt tulajdonságokkal rendelkező új anyag keresésekor fontos meghatározni annak összetételét és felépítését, valamint biztosítani a kezelési feltételeket.
A keresési eredmény nagyban függ azoknak az eszközöknek az érzékenységétől és felbontásától, amelyekkel a szintetizált anyag összetételét és szerkezetét meghatározzák. Az ilyen eszközöket csak a természettudomány és legfőképpen a fizika legújabb eredményei alapján hozták létre.
Az anyag feldolgozása és a fogyasztáshoz szükséges végtermékek gyártása során a mérnöki eredmények nem kevésbé fontosak, lehetővé téve a kiváló minőségű termékek előállítását.
Az elmúlt évtizedekben szintetizálták a csodálatos tulajdonságokkal rendelkező anyagokat, például az űrhajók hőszigetelő anyagai, a magas hőmérsékletű szupravezetők stb.
Alig lehet felsorolni a modern anyagok összes típusát. Idővel számuk folyamatosan növekszik. Az ókorban a legszélesebb körben alkalmazott egyfajta anyag - a kő, amelyből tengelyeket és nyílhegyeket készítettek. A tartózkodási barlangok kőből vannak kivágva. A következő fontos lépés évezredekkel ezelőtt megtörtént, amikor fémvasat lehet előállítani vas-oxidból. Fémtermékek voltak fegyverek, háztartási cikkek és egyszerű eszközök a föld megművelésére.
És akkor véget ér a Krisztus születésétől számított második évezred. A vas, mint anyag a termelési volumen szempontjából, más anyagokból kezd polimerré válni. 1980 óta például az Egyesült Államokban nemcsak vasat termelnek. Különféle poliészter ruhák, műanyag edények, polipropilén szőnyegek, polisztirolból készült bútorok, poliizoprén gumik, stb.
- Ezek mind példák a polimer alkalmazások rendkívül sokféle változatára.
A modern repülőgépek sok szerkezeti eleme kompozit polimer anyagokból készül. Ezen anyagok egyike - a Kevlar - sok anyagot felülmúlja, ideértve a legmagasabb minőségű acélt is, egy fontos mutatónál - az erő / tömeg arányon.
Az utóbbi évtizedekben aktívan megvitatták az autó teljes egészében polimer anyagból történő előállításának kérdését, amely elősegíti a gépkocsi súlyának csökkentését és ezáltal az üzemanyag-megtakarítást.
A modern anyagok közé tartozik a fa, az üveg és a szilikátok, amelyek mindegyikét általában hagyományos anyagnak tekintik. A fa nem csupán építőanyag, hanem alapanyag értékes, különféle termékek előállításához.
Üveg - az anyag nem új, de ígéretes: az elmúlt évtizedben csodálatos tulajdonságokkal rendelkező poharak készültek.
A szilikát anyagok továbbra is az építőipar alapját képezik.
Modern műanyagok
A műanyag olyan természetes vagy szintetikus polimereken alapuló anyag, amely nyomás alatt hevítve megkapja az adott formát, és hűtés után stabilan fenntartja azt. A polimeren kívül a műanyagok töltőanyagokat, stabilizálószereket, pigmenteket és más alkotóelemeket is tartalmazhatnak. Időnként más műanyagneveket is használnak - műanyagok, műanyagok.
A műanyagok működési tulajdonságaik (például súrlódásgátló, időjárás-, hő- vagy tűzálló), a töltőanyag típusa (üvegszálas, grafitoplasztikus anyagok stb.), Valamint a polimer típusa (amino-műanyagok, fehérje-műanyagok stb.) Különböznek egymástól.
). A termékek kialakulása során a polimerben bekövetkező átalakulások jellegétől függően a műanyagokat hőre lágyuló műanyagokra osztják (ezek közül a legfontosabbak polietilén, polivinil-klorid, polisztirol alapján készülnek) és termosztákra (ezek legnagyobb űrtartalma fenoplaszt). A hőre lágyuló műanyagok fő feldolgozási módszerei a fröccsöntés, a vákuumformázás, a pneumatikus formázás stb. Az újrahasznosító műanyagokat préseléssel és fröccsöntéssel alakítják ki.
A mai napig megtörtént a különféle műanyagok tömeggyártása.
És a műanyagok a hagyományos anyagoknak tulajdoníthatók, bár az új tulajdonságokkal rendelkező műanyagok keresése folytatódik.
Több mint száz év telt el az első szerves anyag - a cellulóz - születése óta. Manapság a szintetikus anyagok sokszínűsége olyan nehéz, hogy ezeket alig lehet felsorolni. A műanyagokról sokan elsősorban a műanyagokra gondolnak - a mesterséges körülmények között létrehozott anyagokra. 1980-ban az amerikai tudósok először fedezték fel a természetes poliészter műanyagot a talajban élő méhek fészkeiben.
A műanyagok tömeggyártása századunk második felében kezdődött. 1900-ban A világ műanyagtermelése körülbelül 20 ezer tonnát tett ki, 1970-ben pedig már 38 millió tonnát. Feltételezzük, hogy az ezredforduló végére a műanyagtermelés mennyisége eléri az acéltermelés szintjét, és évi százmillió tonna.
Gyakran ugyanazon anyagra kölcsönösen kizáró követelmények vonatkoznak. Például a téli ruházat anyagának jó hőszigetelő tulajdonságokkal és rugalmassággal kell rendelkeznie, ugyanakkor tartósnak kell lennie. Az építőket érdekli a jó hő- és hangszigeteléssel, szilárdsággal és egyéb tulajdonságokkal rendelkező anyagok.
A fent említett követelmények között, a különféle anyagok között, a mesterséges szerves vegyületek - polimerek - teljesítik a legjobban.
A polimerek makromolekulákból épülnek fel, amelyek számos kis bázikus molekulából - monomerekből állnak. A képződés folyamata számos tényezőtől függ, amelyek variációi és kombinációi lehetővé teszik, hogy különféle tulajdonságokkal rendelkező polimer termékek óriási választékát kaphassa.
A makromolekulák képződésének fő folyamata a polimerizáció és a polikondenzáció.
A világ összes polimertermelésének körülbelül 2/3-a tömeges ipari felhasználású anyagokból áll: polietilén, poli-tetrafluoretilén, polivinil-klorid, polipropilén stb. E polimerek alkalmazási területe nagyon változatos - a textilipartól a mikroelektronikáig.
Költségük viszonylag alacsony. A polimer anyagok fennmaradó 1/3-aa poliésztergyanták, poliuretán, aminocsoportok, fenoplaszt, poliakrilátok, poliformaldehid, polikarbonátok, fluorpolimerek, szilikonok, poliamidok, epoxik és más típusú polimerek.
A molekulák és azok különböző kombinációinak szerkezetének megváltoztatásával lehetséges a kívánt tulajdonságokkal rendelkező műanyagok szintézise.
Példa erre az ABS polimer.
Három fő monomerből áll: akrilnitril (A), butadién (B) és sztirol (C). Az első kémiai stabilitást biztosít, a második ütésállóságot, a harmadik keménységet és könnyű hőre lágyuló megmunkálást biztosít.
Ezeknek a polimereknek a fő célja a fémek pótlása különféle formákban.
A hőre lágyuló műanyagok megfordíthatóan megkeményednek és lágyulnak, így azokból könnyen kialakíthatók különböző konfigurációjú termékek.
Azokat a mesterséges szerves anyagokat, amelyek hevítés közben nem lágyulnak, hőre keményedő műanyagoknak vagy hőkezelő anyagoknak nevezzük.
Ezek fenol-, karbid- és poliésztergyanták. Leggyakrabban, kiindulási állapotban, folyadékok, amelyek a katalizátor hozzáadásakor vagy melegítésekor visszafordíthatatlanul megszilárdulnak.
A legígéretesebb, nagy hőálló képességű anyagok az aromás és heteroaromás szerkezetek, erős benzolgyűrűvel: polifenilén-szulfid, aromás poliamidok, fluorpolimerek stb. Ezek az anyagok 200-400 ° C hőmérsékleten működtethetők. Korábban csak szervetlen anyagok rendelkeztek ilyen hőálló tulajdonságokkal. Kifejezetten a szuperszonikus repülőgépekhez tervezték, a poliimid műanyagok akár 465 ° C hőmérsékleten is ellenállnak 30 percig. A hőálló műanyagok fő fogyasztói a repülés és a rakétatechnika. Az ilyen műanyagok alkalmazhatók az autó- és szerszámgépgyártásban, az elektrotechnikában (például huzalszigeteléshez az elektromos motorokban) stb.
Minden nap növekszik a polimer anyagok aránya az építőiparban.
A műanyag keretek, burkolóanyagok, tetőfedő anyagok, hőszigetelő anyagok és más műanyagok egyre inkább használatosak a modern építkezésben.
Az anyagok növekvő részét a gépjárműalkatrészek gyártására szolgáló különféle műanyagok alkotják, amelyeknek elsőszülöttje - egy önjáró kocsi - 1886-ban jelent meg a Mannheimer utcáin.
Az autóipar több mint száz éves története során a vegyipar sok anyagot használt fel, amelyek között a műanyagok fokozatosan kiszorulnak és továbbra is a fém kiszorulnak. Tehát 1965-ben személygépkocsion átlagosan 15 kg műanyag volt, 1970-ben - 25-45 kg. Feltételezzük, hogy a következő évtizedben egy személygépkocsi gyártásához több száz kilogramm műanyag szükséges, amelyek közül polietilén, polivinil-klorid, ABS polimerek, polipropilén stb. Uralkodik.
Már gyártott autók teljesen műanyag karosszériával. Még nem lehet az egész autót és különösen annak motorját műanyagból előállítani. 1980-ban azonban. Az amerikai vállalat demonstrálta hőálló műanyagból készült autómotort, amelyben csak a főtengely és a dugattyúgyűrűk fémből készültek. Ennek a motornak a tömege kétszer alacsonyabbnak bizonyult, mint a fémé, és körülbelül 15% -kal kevesebb üzemanyagot fogyasztott a szokásosnál. Ezen túlmenően a hajtótengelyes és a polimerekből készült rugókkal rendelkező autókat is gyártják. Az utóbbi időben folyamatban van a kerámia motorok tömeges bevezetése.
elasztomerek
A gumi a polimer anyagokra is vonatkozik. Az anyagból számos termék, köztük a széles körben elterjedt gumi, megkülönböztető tulajdonsággal - rugalmassággal rendelkezik. Ez a tulajdonság sok rugalmas anyagot egyesíti az elasztomerek egy csoportjába. Régóta csak egy rugalmas anyag volt ismert - a természetes gumi. Még mindig gumi fából - brazil hevea - bányásznak, ugyanúgy, mint a tűlevelű erdőkben lévő gyantához, azaz darabolással.
A kémia a 19. század első felében vette át a gumit. - 1841-ben, amikor Goodyear az amerikai feltaláló javaslatot tett a vulkanizálási módszerre.
Alacsony hőmérsékleten törékeny, hevítve ragadós, a vulkanizálás során a nyers gumi rugalmassá válik. Ráadásul makromolekuláris láncai hálózati struktúrát alkotnak, amely kénatomok hidaival kapcsolódik össze.
A világ gumitermelésének statisztikája 1850-ben kezdődött, amikor körülbelül 1500 tonnát termesztettek. 1900-ban a brazil erdőkben 53 900 tonna gumi termelt. Ugyanebben az évben gumik jelentek meg az ültetvényeken termesztett fák közül. Az utóbbi években a természetes gumi nagy részét Indokína nagy ültetvényein bányozzák. 1970-ben a gumi fogyasztás a világon 7,8 millió tonna volt, amelyben a természetes gumi részesedése körülbelül 38% volt.
A természetes gumi viszonylag alacsony hőállósággal rendelkezik, nem különbözik egymástól a magas olajállóság szempontjából, és öregedésnek van kitéve. A modern szintézis módszerek lehetővé teszik a kívánt tulajdonságokkal rendelkező szintetikus gumi előállítását.
A mai napig több mint 10 szintetikus kaucsukfajtát fejlesztettek ki, és ezek különféle módosításai közül legalább 500-at fejlesztettek ki. A kiváló minőséget a szilikon gumi jellemzi. Kevésbé rugalmas, mint a természetes gumi, de tulajdonságai -55 és 180 ° C közötti hőmérsékleti tartományban nagyon kevés függ a hőmérséklettől, emellett fiziológiailag ártalmatlanok. A homogén és celluláris poliuretán elasztomerek kiváló kopásállóságot, nagy kémiai ellenállást mutatnak, és nem képesek gyorsan elöregedni.
Az elasztomerek alkalmazási területe nagyon sokrétű - a gépipartól a cipőiparig, de ennek ellenére jelentős része gumiabroncsok gyártására fordul, amelyek szükségessége folyamatosan növekszik az autók áramlásának növekedésével.
A szintetikus kaucsuk előállításával a vegyipar pótolja a természetes alapanyagok - a gumi - hiányát. Hasonlóképpen, a szintetikus bőr előállítása megőrzi az állati eredetű alapanyagokat. Tulajdonságai és minősége szempontjából a modern szintetikus bőr sok fajtája nem különbözik nagyban a legmagasabb minőségű valódi bőrtől.
Szintetikus szövetek
A kémiai technológiák bevezetése a textiliparba viszonylag régen kezdődött - mintegy 200 évvel ezelőtt, amikor a szóda és a fehérítő segítségével a mosási és fehérítési folyamatok jelentősen javultak. Például fehérítő alkalmazásával a pamutszövet fehérítésének időtartama három hónapról (rétfehérítéssel) hat órára csökkent. Század második felében. A szintetikus szerves festékeket széles körben bevezették. Század eleje óta. A kémiai technológiák az új szálas anyagok létrehozására összpontosítottak. A mai napig a különféle műszálakat főleg négyféle vegyi anyagból készítik: cellulózból (viszkóz), poliamidból, poliakrilnitrilből és poliészterekből. A modern szálak több mint 50% -a az elmúlt 50–60 évben szintetizált anyagokból készül.
A gyakorlatban széles körben használják a kémiai finomítást és a szövetek kikészítését. Kémiai gyapjú feldolgozási technológiákat fejlesztettek ki a lepkékkel szembeni ellenállás biztosítására.
Olyan módszereket találtak, amelyek lehetővé teszik az anyag zsugorodásának csökkentését és összetörésbiztos tulajdonságait.
Nagy figyelmet fordítunk az anyagok feldolgozásának hatékony módszereire, amelyek antisztatikus, antimikrobiális, szennyeződés-riasztó és egyéb fontos tulajdonságokat biztosítanak.
A fő textiltermékek kb. 50% -a képes normál körülmények között égni. Kétféle módon csökkentheti a rostok gyúlékonyságát; a szálak speciális feldolgozása és új rostos hőálló polimerek létrehozása. A legígéretesebb hőálló polimerek közé tartoznak azok az aromás és heteroaromás vegyületek, amelyek hosszú ideig ellenállnak a 250–300 ° C hőmérsékleten. A grafittartalmú szálas anyagok még 1000–2000 ° C hőmérsékleten sem veszítik el tulajdonságaikat. A tervezett poliészter szálak titán atomok beépítésével, miközben megőrzik a mechanikai szilárdságot és a rugalmasság 1200 ° C-os hőt képes ellenállni.
A 70-es években előállított összes anyag között a ruházati műszövetek aránya körülbelül 50%, a háztartási cikkek részaránya - körülbelül 25% és ugyanaz a műszaki célokból. Megkezdődött a poliamidokból, poliészterekből és viszkózból készült, nagy szilárdságú kordszálak tömegtermelése a gumiabroncsipar számára.
A ruházati cikkek gyártására szolgáló szintetikus anyagok mennyiségét a fogyasztói kereslet határozza meg, amelyben az utóbbi években csökkenő tendencia figyelhető meg. Ez a tendencia teljesen indokolt, mivel a szintetikus szálak nem rendelkeznek a természetes szálakban rejlő tulajdonságok teljes tartományával. A vegyészek egyik legfontosabb feladata, hogy tulajdonságaik és minősége szempontjából a mesterséges anyagokat közelebb hozzák a természetes anyagokhoz.
A szövetek új generációja, amelyen a szakértők ma dolgoznak, átalakíthatja a ruházat és annak funkcióinak megértését. Az ilyen szövetek olyan szálakból vannak szövve, amelyeket feltalálóik „intelligensnek” neveznek. Egy ilyen kötelező meghatározás elrejti azokat az anyagokat, amelyek tulajdonságai hasznosak az emberek számára.
Hideg időben melegszik, melegben lehűlnek, eltávolítják az izzadságot és kielégítik a bőr egyéb igényeit.
A könnyű szövetek már kaphatók a kereskedelemben, magas fokú védelmet nyújtanak a napfény ellen. Vannak olyan szövetek is, amelyek ultraibolya sugarakat bocsátanak ki.
Az amerikai DuPont konszern több mint 60 évvel ezelőtt forgalomba hozta az első tisztán szintetikus szálat, a nejont. Aztán jöttek akril, poliamid, poliészter és más, laboratóriumi utókorban született szálak. A fogyasztók azonban viszonylag gyorsan felismerték a korabeli szintetikus szövetek előnyeit és hátrányait. A póló, amelyhez nincs szükség vasalásra, ugyanakkor nem engedte a testnek, hogy nyáron lélegezzen, de télen nem melegítette. Az első szintetikus termékek által felidézett eufória leginkább a kukába került, nem a szekrénybe.
Sok idő telt el ahhoz, hogy meg lehessen érteni és át lehessen lépni a természetes és a szintetikus szálak közötti határon.
Most a kémia könnyen reprodukálja a len, gyapot, gyapjú és a természetes anyagok legjobb tulajdonságait. A régóta ismételt kémiai kezelés történt, például rugalmasságot biztosítva a pamut számára, vagy pedig a vászonszövet nem olyan ráncos.
A mai újítások befolyásolták a szálak geometriáját. A textilgyártók arra törekednek, hogy a fonalak a lehető legvékonyabbak legyenek. A szövet legfinomabb szálai jól láthatók a mikroszkóp alatt készített fotón (lásd 6.13. Ábra).
A mai divattervezők kedvenc anyaga - az elasztikus nemcsak a sportruházatban, hanem a mindennapi ruházatban is kényelmes. Már létezik olyan anyag, amely a legkisebb fényvisszaverő üveggömbön alapul; az ilyen anyagból készült ruházat jó védelmet nyújt azoknak, akik éjjel az utcán vannak, például a forgalomirányítók számára.
A szintetika egyik fajtája a Kevlar, amely ötször szigorúbb, mint az acél, és golyóálló dzsekik készítésére használják.
Egy nagyon eredeti technológia az űrhajósok ruháinak gyártása, amelyek megóvják a légkörön kívül a tér fagyos hidegétől és a nap perzselő hőjétől. Az ilyen ruházat titka milliónyi mikroszkopikus kapszulában van, amelyeket szövetekbe vagy habosított műanyagba ágyaznak be (lásd 6.14. Ábra).
A kapszulák paraffinokat tartalmaznak. Hevítés közben megolvadnak és elveszik a hőt a közelben lévő anyagoktól. Végül az ilyen anyagból készült ruha akadályt jelent a napfénynek az emberi test felé vezető útján. Az inverz probléma megoldása - a hűtés - ugyanazok a paraffingolyók kezdik megszilárdulni a kívülről érkező hideg hatására; A megszilárdulást hőkibocsátás kíséri, amely felmelegíti az űrhajós szövetét és testét.