Химия
Уроки по Химии
Все предметы
ВНО 2016
Конспекты уроков
Опорные конспекты
Учебники PDF
Учебники онлайн
Библиотека PDF
Словари
Справочник школьника
Мастер-класс для школьника

ХИМИЯ - Комплексная подготовка к внешнему независимому оцениванию

РАЗДЕЛ III. ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

14. Синтетические высокомолекулярные вещества и полимерные материалы на их основе

14.5. Значение полимеров в общественном хозяйстве и быту Понятие о синтетические волокна1

Основными типами полимерных материалов-пластические массы, каучуки и резины, волокна, лаки, краски, клеи, іоннообмінні смолы.

14.5.1. Пластические массы

Пластические массы - большая группа материалов, основу которых составляют высокомолекулярные соединения, которые под действием температуры и давления могут принимать различную форму и сохранять ее. Чтобы придать пластмассе необходимых эксплуатационных свойств, в процессе ее производства к полимеру добавляют:

• пластификаторы - вещества, понижающие температуру текучести и вязкость, изменяют и другие свойства: устойчивость к свету, огню (антипирены), влаги, высоких и низких температур (важную роль играют и в производстве резин, лаков и красок). Их добавляют до 100 % от исходного количества полимера;

• пенообразователи - вещества, которые вспенивают полимер, резко уменьшая удельную плотность изделия;

• стабилизаторы (ингибиторы старения), которые добавляют (в количестве 0,1-3 %) с целью повышения термической, световой, химической стойкости: антиоксиданты, антиозонанти, антиради2, термо - и фотостабілізатори,

• пигменты, которые добавляют для изменения цвета;

• антистатики - вещества, которые уменьшают образование статического электрического заряда на поверхности изделия;

• разнообразные активные (таковы, что усиливают определенные свойства) и инертные наполнители, которые улучшают механические, фрикционные, электрические свойства и удешевляют конечный продукт:

• дисперсные (мел, кварц, сажа и графит, тальк, слюда),

• армирующие: волокнистые - стекловолокно, углеволокно, асбест, металлы, листовые - тканевые и нетканинні (бумага);

• летучие: углеводороды, вода, газы: углекислый газ, азот (в производстве пенопластов и других газонаполненных пластиков).

В зависимости от влияния нагрева пластмассы разделяют на две большие группы: термопласты и реактопласты.

1. Термопласты - пластмассы, которые в результате переработки в изделие (нагревание, повышение давления) не теряют свойства перехода в вязкотекучее состояние:

• полиэтилен - один из самых дешевых полимеров, сочетающий ряд ценных свойств с легкостью добывания и переработки, и поэтому в мировом производстве полимеров занимает первое место. Из него изготавливают пленки, трубы, изоляцию, тару, детали химических аппаратов и многое другое;

• особое значение в последнее время приобрел полимер флуоропохідної этилена - політетрафлуоретилен (фторопласт-4, тефлон) - который через свои необычайные свойства (химически инертный3, сохраняет гибкость и эластичность в температурном диапазоне от -70 до +270 °С, не смачивается водой, жирами, большинством органических растворителей) широко применяют в электронике (изоляция), промышленности и технике (как смазка4, в изготовлении различных деталей, фильтров, прокладок, клапанов, металлопластиковых трубопроводов и т.п.), медицине, в производстве посуды5, современного высокотехнологичного одежды (віндстопер);

• поливинилхлорид - один из наиболее широко используемых пластиков; из него получают тысячи видов материалов и изделий для электротехнической, легкой (кожзаменителя, технические волокна, клеенку), пищевой промышленности, тяжелого машиностроения, судостроения, строительства, сельского хозяйства, медицины, трубопроводов (газо - и водопроводов);

• полістирен - используют для изготовления предметов бытовой техники и домашнего обихода, упаковки, игрушек, фурнитуры, пленки, для получения пенополістиролу. Из него изготавливают корпуса радио - и телеаппаратуры, детали автомобилей, холодильников, мебель, трубы и т.д.;

• пенополиуретаны (ППУ) - пластики группы газонаполненных пластмасс (в быту - поролон), на 85-90 % состоящих из инертной газовой фазы, плотность мягкого пеноблока составляет 0,005-0,04 г/см3, жесткого - 0,03-0,086 г/см3. Их используют в строительстве для тепло - и шумоизоляции, а с плотностью, большей по 0,07 г/см3, - гидроизоляции (сэндвич-панели), благодаря высокой адгезии6- как монтажную пену; очень широко применяют в легкой, обувной и мебельной промышленности как упаковочный, амортизирующий и обивочный материал.

2. Реактопласты - полимеры, которые в результате переработки в изделие утверждаются - изменяют свои физико-химические свойства, в частности теряют способность плавиться и растворяться в органических растворителях. Они более твердые, более упругие по термопласты, но и обычно более хрупкие:

• полипропилен - изготавливают волокна и пленки, сохраняющие гибкость при 100-130 °С, пенопласт, детали машин, профилированные изделия, трубы (для агрессивных жидкостей), контейнеры, рыболовецкие сетки, бытовые изделия и др.;

• фенолформальдегидные смолы характеризуются высокой тепло-, водо - и кислотостойкостью, хорошими диэлектрическими свойствами, высокой механической прочностью;

• поликарбонаты благодаря высокой прочности и ударной вязкости (250-500 кДж/м2) применяют как конструкционные материалы во многих отраслях промышленности и в быту (защитные шлемы), а благодаря оптическим качествам - в производстве линз, компакт-дисков и светотехнических изделий;

• один из наиболее массовых полиакрилатов - полиметилметакрилат (органическое стекло, плексиглас) - используют как заменитель стекла и конструкционный материал в авиастроении, строительстве, производстве оптической техники (линз для фотоаппаратов, микроскопов, биноклей), других отраслях промышленности. Другие полиакрилаты применяют в производстве пленок, лаков, красок и клеев т.д. их широко используют в медицине, в частности для изготовления протезов и контактных линз, в стоматологии для пломбирования, для изготовления искусственных зубов и челюстей;

• полиамиды широко применяют в промышленности, главным образом, в производстве синтетических волокон (капрон, нейлон), клеев, пленок (в частности для колбасных изделий) и покрытий для защиты металлов и бетонов; как конструкционный материал в производстве деталей машин (шестерен, втулок, подшипников и т.п.); в медицине для хирургических швов (особенно в глазной хирургии), для изготовления искусственных кровеносных сосудов, как заменитель костей, кожи.

Пено - и поропласты - это другие газонаполненные пластики различного химического состава (поливинилхлоридные, полістиренові, фенольные, полиуретановые, карбамидные и т.д.) через чрезвычайно малую плотность (0,02-0,8 г/см3) и относительную химическую инертность широко используют в самолето - и судостроении, транспортном и химическом машиностроении, в строительстве как тепло - и звукоизоляционный материал. их применяют при изготовлении многослойных конструкций, плавучих средств (понтонов, легких лодок, бакенов, спасательных средств и т.п.).

Из них изготавливают прокладки, разнообразную тару. Прозрачность для радиоволн и достаточно высокие диэлектрические и гидроизоляционные свойства обеспечивают этим материалам использования в радио - и электротехнике. Эластичные пенопласты применяют в производстве мягкой мебели и теплой одежды.

_____________________________________________________________

1 Собственно, вся школьная химия и физика, которые могут кому-то показаться науками сухими и теоретическими, является предпосылкой для многих других дисциплин, в частности материаловедения - науки о свойствах различных материалов и правила их применения на практике (в промышленности, сельском хозяйстве, быту). Это лишь краткая классификация материалов.

2 Антиради - ингибиторы радиационного старения - некоторые ароматические углеводороды (нафталин, антрацен), вторичные ароматические амины.

3 Имеет наибольшую среди всех известных материалов химическую стойкость. Взаимодействует только с расплавами щелочных металлов, фтором и хлоротрифлуоридом.

4 Имеет наименьший среди известных материалов коэффициент трения, скольжения.

5 Учитывая широкое его использование в последнее время для создания антипригарных покрытий для посуды, следует заметить, что при нагревании выше 200 °С тефлон начинает разлагаться, выделяя токсичные и канцерогенные вещества!

6 Адгезия - сцепление поверхностей разнородных жидкостей и твердых тел вследствие межмолекулярного взаимодействия: вандерваальсових, полярных, химических связей или взаимной диффузии.