Тема: Производство синтетических материалов с заданными свойствами

Согласно выдвинутой выдающимся русским химиком А. М. Бутлеровым теории строения вещества, меняя соотношение и условия взаимодействия немногих исходных продуктов, можно получать сотни и тысячи полимерных веществ с разными свойствами.

До начала XX в. технический прогресс основывался преимущественно на использовании природных материалов. В XX в. появилось множество новых материалов, состоящих из высокополимерных молекул.

Молекулы полимеров состоят из огромного числа атомов, соединенных между собой в длинные цепи. Своеобразие высокомолекулярных соединений состоит в том, что они обладают свойствами газов (упругость), жидкостей (тепловое расширение, сжатие и текучесть) и твердых тел (сопротивление изменению формы). Процесс соединения малых молекул в большие называется полимеризацией. Этот процесс осуществляется либо при высоких давлениях и температурах, либо благодаря применению химических посредников - катализаторов.

Природные органические материалы - растительные волокна, натуральный каучук, кожа, древесина, хлопок, шерсть, шелк и т. п. - тоже полимеры, но их ассортимент ограничен. В природе нет, например, прозрачного каучука, шерсти, которая не боится огня, и многих других материалов, нужных современной технике: прочных, как сталь, и прозрачных, как стекло, обрабатывающихся так же легко, как дерево, не горящих в огне и не ржавеющих на воздухе.

Химия открыла возможности для синтеза полимерных молекул и создания из них веществ с заданными свойствами. Появились самые разнообразные синтетические волокна, каучуки, пластмассы, искусственные меха и т. д. Темпы развития и объемы производства полимерных материалов и изделий в наше время служат одним из важных показателей научно-технического прогресса страны. В настоящее время мировой объем ежегодного производства полимерных материалов достиг более 60 млн. т. Таких темпов развития не знала ни одна отрасль промышленности.

Среди синтетических полимерных веществ можно выделить несколько больших семейств. Это связано с тем, что молекулярные цепи в полимерах обладают разной подвижностью.

В тех случаях, когда цепи атомов легко вытягиваются и способны перемещаться относительно друг друга, речь идет о синтетических каучуках. Их упругие свойства зависят от сокращения и удлинения молекулярных цепей. Каучуком называют все полимеры, сохраняющие упругие свойства в пределах широкого интервала температур (до 150° и выше). При очень низких температурах каучуки замерзают.

Пластмассы - это полимеры, размягчающиеся только при высоких температурах. В широком интервале температур они являются твердыми телами с большой прочностью и относительно малой, но достаточной упругостью. Большую группу пластмасс составляют синтетические волокна. К ним относятся полимеры с высокой температурой размягчения (не ниже 180-200°) и способностью при высоких температурах вытягиваться в прочные ориентированные нити.

Полимерами являются лаки и краски. Для них характерны особые качества - не только упругость, но и способность прочно соединяться с металлом, деревом, стеклом, большая стойкость к истиранию, температурным, атмосферным и механическим воздействиям.

Наука и производство сталкиваются с громадным разнообразием полимеров. Большое значение имеют не только органические, но и неорганические полимеры. Неорганические полимеры обладают рядом преимуществ перед органическими - термической стойкостью, электроизоляционными свойствами, устойчивостью против многих химических воздействий и др. Так, стекловолокно и стеклопластики, пеностекло, стеклокерамика, пористые силикаты, синтетические слюды, асбест и подобные им материалы широко используются в строительстве, машиностроении, авиации. Многие неорганические полимеры, а также композиции неорганических полимеров с органическими будут применяться для улучшения структуры почвы, при производстве новых видов удобрений и для других целей,

Поиск по сайту: