Особенности полимеров
Особые механические свойства:
Полимеры обладают несколькими особыми механическими свойствами, которые делают их уникальными и полезными материалами.
- Гибкость и прочность. Благодаря своей молекулярной структуре, полимеры обладают высокой гибкостью, что позволяет им изменять форму и подвергаться деформациям без разрушения. Одновременно с этим, они все же остаются прочными и могут выдерживать значительные нагрузки и напряжения. Это делает полимеры идеальными материалами для создания гибких и прочных изделий как в промышленности, так и в повседневной жизни.
- Эластичность. Другая важная механическая особенность полимеров — их эластичность. Эластичность означает способность материала возвращаться в исходную форму после прекращения применения силы. Это позволяет полимерам гасить удары и вибрации, а также обеспечивает комфорт и безопасность в различных приложениях, включая автомобильную и спортивную промышленность.
- Низкая плотность. Большинство полимеров имеют низкую плотность по сравнению с другими материалами, такими как металлы и керамика. Это делает полимеры легкими и удобными в использовании. Благодаря низкой плотности, полимеры применяются в авиации и космической промышленности, а также для создания легких и комфортных изделий, таких как одежда и обувь.
- Термостойкость. Многие полимеры обладают высокой степенью термостойкости, что означает, что они могут выдерживать высокие температуры без деформации или разрушения.
Это делает их идеальными материалами для использования в высокотемпературных приложениях, таких как автомобильные двигатели и электроника.
- Электрические свойства. Полимеры имеют разнообразные электрические свойства, что делает их полезными в электронике и электрической промышленности. Некоторые полимеры обладают диэлектрическими свойствами, что позволяет им использоваться в изоляции проводов. Другие полимеры могут быть проводниками электричества и используются для создания электронных компонентов.
- Химическая устойчивость. Многие полимеры обладают хорошей химической устойчивостью, что означает, что они не реагируют с различными химическими веществами. Из-за этого их можно использовать в агрессивных средах, включая химическую промышленность и лабораторные условия.
Развернутая часть
В данной работе рассматривается тема полимеров. Полимеры — это материалы, обладающие высокой эластичностью, то есть способностью к высоким обратимым деформациям при относительно небольшой нагрузке. Например, такие материалы можно найти в каучуках.
«Развитие творческих способностей учащихся на х изобразительного ...
... группах. Целью данной работы является рассмотрение вопроса развития творческих способностей детей на занятиях по изобразительной деятельности. Данная цель ... Наряду с этой функцией сохранения прежнего опыта мозг обладает еще другой функцией, не менее важной. Кроме ... одинаково проявляется во всех решительно сторонах культурной жизни, делая возможным художественное, научное и техническое творчество. В ...
- Одним из особых свойств полимеров является их малая хрупкость у стеклообразных и кристаллических полимеров, таких как пластмассы и органическое стекло.
- Также полимеры обладают способностью макромолекул к ориентации под действием направленного механического поля. Это свойство используется при изготовлении волокон и пленок.
Растворы полимеров также обладают некоторыми особенностями. Например, они имеют высокую вязкость при малой концентрации полимера, а также происходят через стадию набухания.
Как отмечается, полимеры имеют особые химические свойства. Они способны резко изменять свои физико-механические свойства под действием малых количеств реагентов. Примерами таких свойств являются вулканизация каучука и дубление кожи.
Особенности полимеров объясняются не только их большой молекулярной массой, но и цепным строением макромолекул и их гибкостью.
Классификация полимеров основывается на их химическом составе. Все полимеры подразделяются на органические, элементоорганические и неорганические.
Органические полимеры представляют собой материалы, которые содержат органические радикалы в основной цепи. Существуют также элементоорганические полимеры, которые в своей основной цепи содержат неорганические атомы, такие как Si, Ti, Al, сочетающиеся с органическими радикалами. К примеру, кремнийорганические соединения можно отнести к элементоорганическим полимерам.
Кроме того, в технических материалах часто используются комбинированные группы полимеров, такие как композиционные материалы, включающие, например, стеклопластики.
В зависимости от формы макромолекул полимеры могут быть линейными, разветвленными, ленточными, плоскими, гребнеобразными, иметь полимерные сетки и другие формы.
В результате исследования полимеров можно сделать вывод, что они обладают множеством интересных свойств, которые находят свое применение в различных областях науки и технологии.
В данном исследовании рассматриваются различные типы полимеров и их свойства. Полимеры могут быть подразделены по полярности, которая влияет на их растворимость в различных жидкостях. Полярность звеньев полимера определяется наличием диполей в их составе — молекул с разобщенным распределением положительных и отрицательных зарядов. Если дипольные моменты связей атомов взаимно компенсируются, то звенья полимера являются неполярными. Полимеры с полярными звеньями называются гидрофильными или полярными, а с неполярными звеньями — гидрофобными. Амфифильные полимеры содержат как полярные, так и неполярные звенья.
Полимеры также можно подразделить по их реакции на нагрев. Термопластичные полимеры, такие как полиэтилен, полипропилен и полистирол, при нагреве размягчаются и могут плавиться, а затем затвердевают при охлаждении. Этот процесс является обратимым. Термореактивные полимеры, напротив, при нагреве подвергаются необратимому химическому разрушению без плавления. Молекулы термореактивных полимеров имеют нелинейную структуру, полученную путем сшивки цепных полимерных молекул.
Отделочные материалы и изделия
... вентиляция и т.д. Вывод Отделочные материалы разделяются на материалы для наружной и внутренней отделки, а также на отделочные, конструкционно-отделочные и специально-отделочные материалы. Использование отделочных материалов позволяет повысить архитектурно-декоративные и эксплуатационные характеристики ...
Природные органические полимеры образуются в растительных и животных организмах и играют важную роль в жизни на Земле. Полисахариды, белки и нуклеиновые кислоты составляют значительную часть тел растений и животных и обеспечивают их функционирование. Считается, что образование высокомолекулярных органических молекул было решающим этапом в возникновении жизни на Земле.
В данном исследовании также рассматриваются синтетические полимеры и искусственные полимерные материалы. Синтетические полимеры создаются человеком и имеют широкий спектр применения в различных отраслях промышленности и науки.
Развитие производства полимеров в истории
Использование природных полимеров, таких как кожа, меха, шерсть, хлопок и тому подобное для создания одежды и связующих материалов, было распространено с давних времен. Также были известны природные строительные материалы, получаемые после обработки трёхмерных полимерных тел.
Однако, промышленное производство цепных полимеров по-настоящему началось только в начале XX века. Сразу же было развито два направления: переработка природных органических полимеров в искусственные полимерные материалы и получение синтетических полимеров из органических соединений.
Крупнотоннажное производство на основе целлюлозы
В процессе переработки природных материалов используют целлюлозу в благоприятном качестве. Целлюлоза послужила базисом для крупномасштабного производства цепных полимеров. В начале XX века был получен первый полимерный материал – целлулоид. Производство простых и сложных эфиров целлюлозы было организовано до и после Второй мировой войны, а в настоящее время широко используется для создания плёнок, лакокрасочных материалов и загустителей. Особенно важное значение тот материал получил в кино и фотоиндустрии, где прозрачная нитроцеллюлозная плёнка послужила базой для создания кинематографа и фотоаппаратов разных типов.
Создание синтетических полимеров
Первый синтетический полимер – бакелитовая смола, была запатентована Л.Бакеландом в 1906 году. Бакелит применялся для изготовления корпусов различных электротехнических приборов до середины прошлого века, а в настоящее время может использоваться в качестве связующего или адгезивного вещества. Также были освоены искусственные каучуки и пластмассы, которые находят применение в автомобильной и электронной промышленности, строительстве, бытовых изделиях и других областях жизни.
Искусственные каучуки
Бурное развитие автомобильной промышленности началось благодаря усилиям Генри Форда перед Первой мировой войной. Он использовал натуральный каучук для создания шин для автомобилей. Позже был развит синтетический каучук, производство которого было освоено в США, Советском Союзе, Англии и Германии накануне Второй мировой войны. Синтетические каучуки широко применяются в производстве автомобильных шин и других автозапчастей.
Синтетические пластмассы
Полистирол, поливинилхлорид и полиметилметакрилат – основные синтетические пластмассы, которые получили широкое применение в промышленности. Они отлично справляются с функцией электроизоляторов и используются в электронике, телекоммуникациях, строительстве и транспорте. Особенно стоит отметить «плексиглас», светопропускающий без органическое стекло, благодаря которому стало возможным массовое производство воздушных судов в годы Второй мировой войны.
Новый курс Рузвельта. Закон о восстановлении промышленности 1933г. ...
... промышленность, сельское хозяйство, торговлю, финансы. Мировое капиталистическое хозяйство подверглось удару колоссальной силы, почти наполовину сократившему объем производства. ... строительство и выпуск строительных материалов. Упал объем закупок потребителями. ... США после второй мировой войны. В своей концепции они ... прибылью. Таким образом, объективные законы капитализма и политика государства ...
После войны возобновилось производство полиамидного волокна и тканей (капрон, нейлон), начатое ещё до войны. В 50-х гг. XX в. было разработано полиэфирное волокно и освоено производство тканей на его основе под названием лавсан или полиэтилентерефталат. Полипропилен и нитрон — искусственная шерсть из полиакрилонитрила — замыкают список синтетических волокон, которые использует современный человек для одежды и производственной деятельности. В первом случае эти волокна очень часто сочетаются с натуральными волокнами из целлюлозы или из белка (хлопок, шерсть, шёлк).
Эпохальным событием в мире полимеров явилось открытие в середине 50-х годов XX столетия и быстрое промышленное освоение катализаторов Циглера-Натта. Это привело к появлению полимерных материалов на основе полиолефинов и, прежде всего, полипропилена и полиэтилена низкого давления. Ранее было освоено производство полиэтилена при давлении порядка 1000 атм. Также стереорегулярные полимеры, способные к кристаллизации, были легко внедрены в массовое производство.
Затем были внедрены полиуретаны – наиболее распространенные герметики, адгезивные и пористые мягкие материалы, такие как поролон. Также были разработаны полисилоксаны – элементорганические полимеры, обладающие более высокой по сравнению с органическими полимерами термостойкостью и эластичностью.
Огнеупорные полимеры
В список замыкают так называемые уникальные полимеры, синтезированные в 60-70 гг. XX в. К ним относятся ароматические полиамиды, полиимиды, полиэфиры, полиэфир-кетоны и другие. Они характеризуются наличием ароматических циклов и ароматических конденсированных структур, а также выдающимися значениями прочности и термостойкости.
Многие полимеры, такие как полиуретаны, полиэфирные и эпоксидные смолы, склонны к воспламенению, что зачастую недопустимо при практическом применении. Для предотвращения этого применяются различные добавки или используются галогенированные полимеры. Галогенированные ненасыщенные полимеры синтезируют путем включения в конденсацию хлорированных или бромированных мономеров, например, гексахлорэндометилентетрагидрофталевой кислоты (ГХЭМТФК), дибромнеопентилгликоля или тетрабромфталевой кислоты. Главным недостатком таких полимеров является то, что при горении они способны выделять газы, вызывающие коррозию, что может губительно сказаться на располагающейся рядом электронике. Учитывая высокие требования экологической безопасности, особое внимание уделяется галоген-несодержащим компонентам: соединениям фосфора и гидроксидам металлов.
Действие гидроксида алюминия основано на том, что под высокотемпературным воздействием выделяется вода, препятствующая горению. Для достижения эффекта требуется добавлять большие количества гидроксида алюминия: по массе 4 части к одной части ненасыщенных полиэфирных смол.
Пирофосфат аммония действует по другому принципу: он вызывает обугливание, что вместе со стеклообразным слоем пирофосфатов даёт изоляцию пластика от кислорода, ингибируя распространение огня.
Производство фанеры
... и толщиной 3—12 мм. Декоративную фанеру применяют в качестве обшивочного материала в строительстве, авто- и судостроении, в мебельном производстве, других областях машиностроения. Фанеру для щитовой опалубки и для ... СФЖ-3011. Слои шпона при изготовлении фанеры марок БП-А, БП-В и БС-1 располагаются с взаимно перпендикулярным направлением волокон. В фанере марки БПС-1В каждый наружный ...
Новым перспективным наполнителем являются слоистые алюмосиликаты, производство которых создаётся в России[3].
4. Применение
Благодаря ценным свойствам полимеры применяются в машиностроении, текстильной промышленности, сельском хозяйстве и медицине, автомобиле- и судостроении, авиастроении, в быту (текстильные и кожевенные изделия, посуда, клей и лаки, украшения и другие предметы).
На основании высокомолекулярных соединений изготовляют резины, волокна, пластмассы, пленки и лакокрасочные покрытия. Все ткани живых организмов представляют высокомолекулярные соединения.
5. Наука о полимерах
Наука о полимерах является важной и развивающейся областью знания, рассматриваемой в контексте технического прогресса и жизнедеятельности биологических объектов. Эта наука сформировалась как самостоятельная отрасль в 50-х годах XX века и охватывает такие научные дисциплины, как физика, физическая, коллоидная и органическая химия.
Важность полимеров в различных отраслях техники и биологии приобрела особую актуальность в период Второй мировой войны, когда была осознана их широкая применимость. С появлением полимеров изменился подход к созданию пластмассовых изделий, резины и других материалов, что привело к значительным технологическим изменениям в производстве.
Для получения информации о полимерах и их свойствах можно обратиться к различным источникам, таким как энциклопедии и специализированные справочники. Примером таких источников может служить «Энциклопедия полимеров», редактируемая В. А. Каргиным, а также «Терминологический справочник по резине» Махлиса Ф. А. и Федюкина Д. Л.
Помимо этого, существуют научные публикации, посвященные применению полимерных материалов, такие как «Тара из полимерных материалов» В. Н. Кривошея и «Вредные вещества в пластмассах» В. О. Шефтеля, которые содержат ценную информацию по данной тематике.
Исследования в области полимеров играют ключевую роль в различных сферах жизни. Особенно важным направлением является изучение биополимеров, которое активно развивается в современной молекулярной биологии.
Таким образом, научные исследования в области полимеров имеют огромное значение для промышленности, науки и технологий, и их развитие оказывает существенное влияние на нашу современную жизнь.
