Презентація "Матеріали хімічного походження"

Матеріали хімічного походження

Учені постійно працюють над створенням нових штучних конструкційних матеріалів, що відповідали б певним технологічним, механічним, естетичним, екологічним вимогам і властивостям. Наприклад, матеріал кузова автомобіля повинен бути міцним і не сприйнятливим до корозії, а одяг - виготовленим з легкого матеріалу, що зберігає тепло. Для атомної енергетики й космічної техніки потрібні матеріали, які можуть витримувати високі температури й великі навантаження. Комп’ютерні технології стали можливими тільки з появою матеріалів з особливими фізичними властивостями.

Підприємства хімічної промисловості виробляють матеріали, які називають синтетичними. Це штучні матеріали, що утворюються з довгих ланцюгів молекул хімічних речовин, так званих полімерів. Полімери - це високомолекулярні сполуки, що складаються з безлічі однакових структурних ланок. Без цих матеріалів людина вже не може обійтися. Виробами з них користуються всі - від дітей до людей похилого віку, від домогосподарок до фахівців багатьох галузей промисловості.

За походженням полімери поділяють на природні та синтетичні. Полімери природні - це, наприклад, натуральний каучук, крохмаль, целюлоза, білки, нуклеїнові кислоти. Без них неможливе життя на нашій планеті.

Синтетичні полімери - це численні пластмаси, волокна, каучуки. Вони відіграють важливу роль у розвитку всіх галузей промисловості, сільського господарства, транспорту, зв’язку. Як без природних полімерів неможливе життя, так без синтетичних полімерів немислима сучасна цивілізація. Зазвичай полімери рідко використовують у чистому вигляді. Як правило, з них отримують полімерні матеріали. До останніх належать пластичні маси та волокна.

Пластичні маси (пластмаси) - штучно створені матеріали на основі синтетичних або природних полімерів. Пластмаси формують за підвищеної температури, адже тоді вони мають високу пластичність. Сировиною для отримання полімерів є нафта, природний газ, кам’яне вугілля, сланці. Поширенню пластмас сприяють їх мала густина, що значно зменшує масу деталей, висока корозійна стійкість, широкий діапазон властивостей.

До складу пластмас входять: полімер (найважливіший компонент); барвники (надають матеріалу кольору); наповнювачі (забезпечують жорсткість пластмаси); пластифікатори (роблять матеріал більш еластичним, гнучким) та ін. Полімер - основна частина пластмаси, що визначає її здатність формуватися і тверднути, надає певних фізичних і хімічних властивостей. Наповнювачі - порошкоподібні, волокнисті чи шаруваті неорганічні або органічні матеріали, які покращують міцність, жорсткість пластмас, їх тепло- й водостійкість, а також електроізоляційні властивості. Це можуть бути крейда, тальк, каолін, кварцевий пісок, волокна бавовни, азбест, папір, тканини.

До складу пластмас уходять різні хімічні компоненти (елементи), отже, вони можуть мати властивості як твердого тіла, так і пластичного. Тому пластмаси й дістали свою назву. Залежно від компонентів, що входять до складу пластмаси, по-різному проявляються її технологічні властивості. Деякі, названі м’якими пластмасами, під час нагрівання до певної температури стають пластичними, а охолоджуючись до кімнатної температури, тверднуть і зберігають свою форму. Пластмаси із зазначеними технологічними властивостями називають термопластичними (термопластами).

Частина пластмас не плавиться навіть за високої температури. Такі пластмаси дістали назву термореактивних (реактопластів). Із них виготовляють електричну арматуру, інші вироби, що можуть піддаватися впливу високих температур. Із м’яких пластмас виготовляють штучну тканину, хутро, шкіру, фото- й кіноплівку тощо.

Гума - також штучний матеріал, який отримують із каучуку. З гуми виробляють різноманітні вироби. Головна перевага цього матеріалу - його еластичність, достатня міцність і стійкість до дії води, кислот і лугів. Понад половину виробленої гуми витрачають на автомобільні шини. Крім шин, із гуми виробляють взуття, одяг, рукавички, труби, ластики, тенісні м’ячі, прокладки клапанів для герметизації трубопроводів і двигунів тощо.

Із синтетичної гуми - неопрену — виготовляють водонепроникні костюми, взуття, чохли, рукавиці, окуляри тощо, а з нейлону й акрилу - міцні дешеві тканини.

Бакеліт - перша штучна пластмаса. Її створив у 1909 році бельгієць Лео Бекленд, хімік, винахідник, на честь якого й названо цей конструкційний матеріал. Бакеліт - поганий провідник тепла, добре чинить опір тиску, тертю та ударам. Добре піддається механічній обробці. Це твердий, міцний теплоізоляційний матеріал, що використовується як електроізолятор. Утворюється в результаті реакції фенолу з формальдегідом, що дає смолу, яка твердне після нагрівання. Вироби з бакеліту одержують у результаті формування - одночасного нагрівання і видавлювання у форму.

На основі полістиролу виготовляють пінополістирол (пінопласт). Це група матеріалів, що являють собою пластичні маси, зроблені шляхом піноутворення. При нагріванні з виділенням газів полімер має вигляд застиглої піни.

Пінопласт - екологічно чистий матеріал, який не виділяє токсичних для людини або навколишнього середовища речовин. Ці властивості зумовили сферу використання пінополістиролу - житлове, промислове та адміністративне будівництво. Він є теплоізоляційним матеріалом, здатним значно зменшити енерговитрати, потрібні для обігрівання приміщень і підтримання в них житлової або технологічної температури.

Маркування пластмас