Szintetikus anyagok - studopediya
Anyagok - olyan anyag előállítására használják különböző termékek: termékek és eszközök, autók és repülőgépek, hidak és épületek, űrhajók és mikroelektronikai áramkörök, részecskegyorsító és a nukleáris reaktorok, ruha, cipő és így tovább. Minden egyes termék kell annak anyagok jól meghatározott jellemzőkkel. Az anyagok tulajdonságai kerültek bemutatásra, és mindig magas követelményeket. Bár a modern technológia és képes sokféle kiváló minőségű anyagok, de a probléma a az új anyagok javított tulajdonságokkal is releváns a mai napig.
Ha keres új anyagok kívánt tulajdonságokkal Fontos megállapítani, annak összetétele és szerkezete, valamint a feltételek biztosítása a menedzsment. Keresési eredmény nagy mértékben függ az érzékenység és a felbontás a készülékek, amelyen keresztül meghatározható az összetétele és szerkezete a szintetizált anyag. Ezek az eszközök alapján csak a legutóbbi fejleményeit természettudományi, különösen a fizika. Amikor az anyag feldolgozása és gyártása a végtermékek szükséges fogyasztás, nem kevésbé fontos műszaki eredmények, amelyek lehetővé teszik, hogy kiváló minőségű termékeket.
Az utóbbi évtizedekben a szintetizált anyagok figyelemre méltó tulajdonságait, például a hő pajzs űrjármű anyagok, magas hőmérsékletű szupravezetők, és így tovább. N. Aligha lehet felsorolni minden modern anyagok. A számuk növekszik az idő múlásával. Az ókorban a legelterjedtebb túlnyomórészt egyetlen típusú anyagot - rock, amelyből készült tengelyek, nyílhegyek. A kő vájt barlangokban menedéket. A következő fontos lépés volt több ezer évvel ezelőtt, amikor ez lehetséges, mert a vas-oxid előállításához fémes vas. Voltak fém termékek formájában fegyverek, tárgyak, egyszerű eszközökkel dolgozni a földet. És így ér véget a második évezred Krisztus születése. A vas, mint egy anyagot, ami a termelés hozama kiindulási anyagok más polimerekkel. 1980 óta például az Egyesült Államokban, termelő több mint a vas. Különböző ruházat poliészter, polietilén edények, polipropilén szőnyeg, bútor polisztirolból, poliizoprén és autóbusz m. P.-P. mind példák a rendkívül sokféle polimerek alkalmazásokhoz.
Sok a szerkezeti elemek a modern repülőgépek kompozit polimer anyagokat. Az egyik ilyen anyagok - Kevlar - egy fontos mutató - a relatív szilárdság / tömeg - jobb, mint a sok anyag, beleértve a nagyon magas minőségű acélból.
Az elmúlt évtizedekben aktívan megvitatták a autógyártás teljesen polimer anyagból, ami segít csökkenteni a súlyát, és így üzemanyag-takarékosság érdekében.
Hogy modern anyagok, fa és üveg, és szilikátok, amelyek mindegyike általában egy hagyományos anyag. A fa nem csak építőanyag, hanem a nyersanyag előállításához értékes különböző termékek. Üveg - az anyag nem új, de ígéretes: az elmúlt évtizedben, üvegből készült csodálatos tulajdonságokkal rendelkezik. Szilikát anyagok is az alapját képezik az építőiparban.
Műanyagok - olyan anyagok, amelyek természetes vagy szintetikus polimerek, amelyek képesek megszerzése egy előre meghatározott alakú nyomás alatt hevítve, és tartani, hogy stabil hűtés után. Amellett, hogy a polimer, műanyag tartalmazhat töltőanyagokat, stabilizátorokat, pigmenteket és egyéb komponenseket. Néha használt egyéb nevek, műanyag - műanyag, műanyag.
Műanyagok változhat a teljesítmény jellemzőit (például, súrlódásgátló, időjárás, hő vagy tűzálló) töltőanyag formájában (üvegszál, grafitoplasty et al.), Valamint a polimer típusa (aminoplaszt, fehérje műanyagok és m. P.). Jellegétől függően az átalakulások zajlanak a polimer öntés során termékek, műanyag sorolják lágyuló (a legfontosabbak ezek alapján polietilén, poli polisztirol) és hőre keményedő (többségük nagy-típusú - fenolok). Alapvető módszerek feldolgozó hőre lágyuló -lítium nyomáson, vákuumformázás, fúvás, és mások. Hőre keményedő préseléssel van kialakítva és a fröccsöntés.
Eddig kiigazított ipari tömegtermelés különböző típusú műanyagok.
És műanyagok is tulajdonítható, hogy a hagyományos anyagok, de a keresési műanyagokhoz új tulajdonságokkal folytatódik.
Ez több, mint száz éve született az első szerves anyag - celluloid. Ma, a különböző szintetikus anyagok olyan nagy, hogy alig lehet felsorolni őket. Amikor arról beszélünk, szintetikus anyagok, sokan szem előtt elsősorban a műanyagok - anyag in vitro létrehozott. 1980-ban, az amerikai tudósok fedezték fel a természetes poliészter műanyag a fészkeket a méhek élnek ezen a földön.
A tömegtermelés műanyagból kezdődött a második felében a század. 1900-ban. globális termelés műanyag körülbelül 20 ezer tonna, 1970-ben -... 38 millió tonna várható, hogy a végén az évezred, a kötet a műanyag termelés eléri a szint acélgyártás, és több száz millió tonna évente ..
Gyakran egy és ugyanaz az anyag, hogy kölcsönösen kizárják egymást igényeket. Például az anyag a téli ruházat kell jó hőszigetelő tulajdonságokkal és a rugalmasság, de ugyanakkor legyen határozott. Építők érdekelt anyagok jó hő- és hangszigetelést, a mechanikai szilárdság és egyéb tulajdonságait. Minden a fenti követelmények közül a több anyag a legnagyobb mértékben megfelelnek a szintetikus szerves vegyületek - polimerek.
A polimerek épülnek makromolekulák álló számos kis alap molekulák - monomerek. A folyamat a kialakulásuk sok tényezőtől függ, változatok és kombinációk lehetséges sok fajta polimer termékek különböző tulajdonságokkal. Fő folyamatok makromolekulák - polimerizáció és polikondenzáció.
Körülbelül 2/3 a világ teljes termelésének polimer anyagok alkotják tömegű ipari felhasználásra polietilén, politetrafluoretilén, polivinil-klorid, polipropilén, stb Alkalmazások ezen polimerek igen változatos - a textiliparban mikroelektronika .. ezek költsége viszonylag alacsony. Ahhoz, hogy a többi a polimer anyag komponens 1/3, a poliészter gyanta, poliuretán, aminoplaszt gyanták, fenolszármazékok, polikrilaty, polyformaldehyde, polikarbonátok, fluorpolimerek, szilikonok, poliamidok, epoxi gyanták és más polimerekkel.
Változtatásával a szerkezet a molekulák és ezek különböző kombinációi, lehet szintetizálni műanyagok kívánt tulajdonságokkal. Egy példa az ABS-polimer. Ez három fő monomer: akrilnitril (A), butadién (B) és sztirol (C). Ezek közül az első rész tartalmazza a vegyi ellenállás, a második - a ütésállóság és a harmadik - a keménység és a könnyű kezelhetőség hőre lágyuló. A fő célja ezen polimerek - helyett fémek különböző tervez.
Hőre lágyuló műanyagok reverzibilisen megkeményedik és puhítja, így könnyen öntött termékek különböző konfigurációk. Mesterséges szerves anyagok, amelyek nem melegítés hatására meglágyul, nevezzük hőre keményedő műanyagok vagy hőre keményedő. Ez fenolos, és poliészter gyanta karbomidnye. Leggyakrabban ezek a kezdeti állapotban vannak folyadékok, amelyek, amikor hozzáadott katalizátor vagy hő visszafordíthatatlanul megszilárdulni.
A legígéretesebb anyagok nagy hőállósággal megjelent aromás és heteroaromás szerkezetek masszív benzolgyűrűvel :. polifenilén-szulfid, aromás poliamidok, fluorpolimerek, stb Ezek az anyagok is működtethető hőmérsékleten 200-400 ° C-on Mielőtt ilyen magas hőmérsékletnek ellenálló tulajdonságai vannak, csak szervetlen anyagok. Kifejezetten szuperszonikus repülőgép poliimid műanyagok hőálló akár 465 ° C-on 30 percig. A fő fogyasztók hőálló műanyag - repülés és rakétatechnika. Az ilyen műanyagok is használják a gépjárműiparban, szerszámgép, villamosmérnöki (például vezeték szigetelés villamos motorok) és m. P.
Napról-napra egyre nagyobb hányada műanyag az építőiparban. Műanyag keretek, burkolóanyagok, tetőfedő, szigetelő és más szintetikus anyagokat használnak egyre a modern építőipar.
Egyre nagyobb hányadban anyagok különféle műanyagok gyártásához autóalkatrészek, ami az elsőszülött - önjáró kocsi - megjelent 1886-ban az utcán Manngeymera.
Több mint egy évszázados autóipari fejlesztés használunk rengeteg anyag által termelt kémiai ipar, beleértve a műanyag fokozatosan kiszorított, és továbbra is a fém helyettesítésére. Így 1965-ben, egy autó volt, átlagosan 15 kg műanyag 1970 - 25-45 kg. Feltételezhető, hogy a következő évtizedben a készítése egy autó lenne szükség több száz kilogramm műanyagból, amely érvényesül körében a polietilén, polivinil-klorid, ABS-polimerek, polipropilén és mások.
Már gyártott autók teljes műanyag test. Ahhoz, hogy az egész autó, különösen a motor műanyag még nem lehetséges. Mindazonáltal 1980-ban. Amerikai cég bizonyította motorolaj-álló műanyag, amelyben egy forgattyús tengely és a dugattyúgyűrűk fémből készültek. A súly a motor egy 2-szer alacsonyabb, mint a fém, és ez az üzemanyag-fogyasztása körülbelül 15% -kal kevesebb, mint a normális. Made, továbbá járművek és a hajtótengely rugók polimer anyagból készül. Az elmúlt években, a munka folyik a tömeges bevezetése kerámia motorok.
A polimer anyagok és a kapcsolódó gumi. Számos termék ebből az anyagból, beleértve a széles körben elterjedt gumi, megkülönböztető jellemzője - rugalmasság. Ez a tulajdonság egyesíti a sok elasztikus anyagok egy csoportba elasztomerek. Hosszú ideig volt ismert, csak az egyik rugalmas anyagból - természetes gumi. Ő is mindig kivont gumifa - Brazil gumifa - ugyanúgy, mint a gyanta a tűlevelű erdőkben, azaz dugványok ...
Kémia elfoglalták a gumi az első felében a XIX. - 1841-ben, amikor Goodyear amerikai feltaláló javasolt eljárás pácolják. Törékeny alacsony hőmérsékleten és ragadós hevítve nyers gumi vulkanizálás alatt válik gumiszerű állapotba. Így annak makromolekuláris láncokat alkotó hálózati struktúra által összekötő hidak a kénatomok.
Statisztikák világ gumigyártás indul 1850, amikor készített mintegy 1500 tonna. 1900-ban, a brazil erdő kaptak 53 900 tonna gumi. Ugyanebben az évben volt a gumi fák termesztett ültetvények. Az elmúlt években sok a természetes gumi termelt nagy ültetvényeken Indokínában. 1970-ben, gumi fogyasztása a világon elérte a 7,8 millió. Tonna, az arány a természetes gumi, amely körülbelül 38%.
Természetes gumi viszonylag alacsony hőállóság, olaj ellenállás nem nagyon fogékony az öregedéssel és. Modern Synthetic módszerek lehetővé teszik, hogy olyan szintetikus gumi, amelynek meghatározott tulajdonságokkal. Eddig fejlődött több mint 10 féle szintetikus gumik, és legalább 500 különböző módosításokat. Kiváló minőségű, különböző szilikon gumi. Ez kevésbé rugalmas, mint a természetes gumi, de a tulajdonságait a hőmérséklet-tartományban -55 és 180 ° C-on nagyon kevés függ a hőmérséklettől, és a sőt, ez fiziológiailag ártalmatlan. A homogén és sejtes poliuretán elasztomerek kiváló kopásállóság, a nagy kémiai ellenálló képesség, és nincs kitéve a gyors öregedés.
Köre elasztomerek nagyon változatos - a gépipar a cipőipar, de még mindig jelentős részét a készítéséhez használt gumiabroncsok iránti kereslet, amely növekszik a növekedés az áramlás az autók.
Előállítása szintetikus gumi, vegyipar teszi ki a hiány a természetes nyersanyagok - gumi. Hasonlóképpen, a szintetikus bőr megtartja a nyers állati eredetű anyag. Az ingatlan és a minősége sokféle modern szintetikus bőr nem sokban különbözik a természetes, kiváló minőségű bőrből.
A bevezetése kémiai technológiák a textiliparban kezdett viszonylag hosszú ideig - mintegy 200 évvel ezelőtt, amikor a szódabikarbónát és a fehérítő sikerült jelentősen javítani a folyamat mosás és fehérítés. Például, a hossza fehéredés pamutszövet redukált fehérítő három hónapig (a fehérítés pratense) hat órán át. Az év második felében a XIX. széles körben bevezetett szintetikus szerves színezékek szövetekben. Mivel az elején a XX században. kémiai technológiák kezdett összpontosítani az új szálas anyagok. A mai napig, több mesterséges szálakat lényegében négy féle vegyi anyagok: cellulóz (viszkóz), poliamid, poliakrilnitril és poliészterek. Több, mint 50% -a modern szálak anyagokból készült szintetizált az elmúlt 50-60 évben.
A gyakorlatban széles körben használt vegyi finomítás és készre szövet. Gyapjú kifejlesztett vegyi feldolgozási technológia stabilitást biztosít Molyirtószer. Megtalálták a módját, hogy csökkentsék a zsugorodás az anyag és közlésének ránc ellenállás adottságok neki. Ez nagy figyelmet fordít a hatékony módszerek feldolgozó anyag antisztatikus, antibakteriális, foltmentes és más fontos tulajdonságok.
Között gyártott a 70 év arányának mesterséges anyagok a ruházat számára körülbelül 50% volt a háztartási áruk - mintegy 25%, és annyi műszaki célokra. Létrehozta a tömegtermelés nagyszilárdságú zsinórok poliamid, poliészter és viszkóz a gumiabroncs iparba.
A termelés volumene a szintetikus anyagok készítésére ruha határozza meg a fogyasztói kereslet, amely már csökkenő tendenciát az elmúlt években. Ez a tendencia indokolt, mivel a szintetikus szálak nem rendelkeznek az összes inherens tulajdonságaitól természetes szálak. És az egyik legfontosabb feladat a vegyészek - hozza a tulajdonságait és minőségét mesterséges anyagok természetes.
Az új generációs szövet, amely felett a szakértők dolgoznak ma átrendeződhessenek tudásunkat ruhák és annak funkcióit. Ilyen szövet készült szálak, hogy -nek nevezik „intelligens”. Egy ilyen erejű meghatározását rejtett anyagok, amelyek hasznosak az emberi tulajdonságokat. Amikor meleg a hideg, a hő - hűvös, távolítsa el a bankot, és igényeinek kielégítésére a bőrt. Már kereskedelmi forgalomban kapható könnyű anyagok, amelyek magas fokú védelmet a nap sugarait. Vannak még szövet áthalad az ultraibolya sugárzás.
American aggodalomra „DuPont” az első tisztán műszálas - nylon - megjelent több mint 60 évvel ezelőtt. Aztán ott voltak akril, poliamid, poliészter és más szálak születési laboratóriumi retortákban. A fogyasztók azonban viszonylag hamar felismerte, mint az előnyök és hátrányok A szintetikus anyagok abban az időben. Ing, amely nem igényel vasat ugyanakkor a nyáron nem tette lehetővé a test lélegezni, és zimoynesogrevala. Euphoria emelte az első szintetikus termékek, főként több kuka helyett egy szekrény.
Sok idő telt el, mielőtt képes megérteni és leküzdeni a határ között természetes és szintetikus szálak. Most kémia játszik könnyen a legjobb tulajdonságait len, pamut, gyapjú és természetes anyagok már régóta a téma ismételt kémiai kezelés, ami kölcsönöz, például a rugalmasság pamut vagy lenvászon ruhával, ami kevesebb, zsugorodó.
mai újítások hatással a geometria a rost. A gyártók a textilipari nyersanyag általában lehetővé teszik vékonyabb szál. Finomabb végtelen szintetikus szövetből jól látható a fénykép, hozott mikroszkóp alatt (lásd. Ábra. 6.13).
A kedvenc anyaga a mai divat - rugalmas hasznos, nem csak sportruházat, hanem a mindennapi viseletek. Már van egy anyag, amelynek alapja elhelyezett apró üveggyöngyök, hogy visszaveri a fényt; Ruházat ebben az ügyben - jó védelmet nyújt azoknak, akik az utcán éjjel, például a járműforgalom irányítók.
Egy változatos műszálas - Kevlar ötször erősebb szakadásig mint az acél, és használják izgotavleniye golyóálló kabátok.
Nagyon eredeti anyag gyártási technológia űrhajós ruha, ami megakadályozza, hogy kívülről a hangulatot a jéghideg tér és perzselő a nap. A titok az ilyen ruházati cikkek millió mikroszkopikus kapszulák ágyazott szövet vagy műanyag hab (lásd. Ábra. 6.14).
A kapszulák paraffinok. Amikor melegítjük, akkor elolvad és hőt von el az anyagokat a közelben. Végül, a ruha egy hasonló szövet válik akadályt a napsugarakat, hogy az emberi szervezetben. Megoldása az inverz probléma - hűtés azonos paraffin golyó elkezd gyógyítani hatása alatt hideg, jön kívülről; megszilárdulás kíséretében hőfejlődés, amely felhevíti a testszövetek és űrhajós.