Егер макромолекулалар арасындағы байланыс әлсіз ван-дер-Ваальс күштерінің көмегімен жүзеге асырылса, олар термопластика, химиялық байланыс арқылы болса - термосеталар деп аталады. Сызықтық полимерлер, мысалы, целлюлоза, тармақталған полимерлер, мысалы, амилопектин және күрделі кеңістіктік үш өлшемді құрылымдары бар полимерлер бар.
Полимердің құрылымында мономер бірлігін ажыратуға болады - бірнеше атомдарды қамтитын қайталанатын құрылымдық фрагмент. Полимерлер бір құрылымның көп қайталанатын топтарынан (бірліктерінен) тұрады, мысалы, поливинилхлорид (-CH 2 -CHCl-) n, табиғи каучук және т.б. Молекулаларының бірнеше түрі бар жоғары молекулалы қосылыстар. қайталанатын топтар сополимерлер немесе гетерополимерлер деп аталады.
Мономерлерден полимерлену немесе поликонденсация реакциялары нәтижесінде полимер түзіледі. Полимерлерге көптеген табиғи қосылыстар жатады: белоктар, нуклеин қышқылдары, полисахаридтер, каучук және басқа органикалық заттар. Көп жағдайда бұл ұғым органикалық қосылыстарға қатысты, бірақ көптеген бейорганикалық полимерлер де бар. Полимерлену реакциялары, поликонденсация және химиялық трансформациялар арқылы табиғи текті элементтердің қарапайым қосылыстары негізінде полимерлердің үлкен саны синтетикалық жолмен алынады. Полимерлердің атаулары префиксі бар мономердің атынан жасалған поли-: полиэтилен, полипропилен, поливинилацетат және т.б.
Энциклопедиялық YouTube
-
1 / 5
Арнайы механикалық қасиеттер
- серпімділік - салыстырмалы түрде аз жүктеме (резеңкелер) кезінде жоғары қайтымды деформациялардан өту мүмкіндігі;
- шыны тәрізді және кристалды полимерлердің (пластика, органикалық шыны) сынғыштығы төмен;
- бағытталған механикалық өрістің әсерінен макромолекулалардың бағдарлау қабілеті (талшықтар мен пленкаларды өндіруде қолданылады).
Полимер ерітінділерінің ерекшеліктері:
- төмен полимер концентрациясында ерітіндінің жоғары тұтқырлығы;
- Полимердің еруі ісіну сатысы арқылы жүреді.
Арнайы химиялық қасиеттері:
- аз мөлшердегі реагенттің әсерінен оның физикалық-механикалық қасиеттерін күрт өзгерту мүмкіндігі (резеңкенің вулканизациясы, былғарыны илеу және т.б.).
Полимерлердің ерекше қасиеттері олардың үлкен молекулалық салмағымен ғана емес, макромолекулалардың тізбекті құрылымымен және иілгіштігімен түсіндіріледі.
Классификация
Химиялық құрамы бойынша барлық полимерлер бөлінеді органикалық, органоэлемент, бейорганикалық.
- Органикалық полимерлер.
- Органоэлементтік полимерлер. Олардың құрамында органикалық радикалдармен қосылатын органикалық радикалдардың негізгі тізбегінде бейорганикалық атомдар (Si, Ti, Al) болады. Олар табиғатта жоқ. Жасанды жолмен алынған өкіл болып кремнийорганикалық қосылыстар табылады.
- Бейорганикалық-полимерлер. Олар қайталанатын бірлікте С-С байланыстары жоқ, бірақ бүйірлік алмастырғыштар ретінде органикалық радикалдарды қамтуға қабілетті.
Айта кету керек, технологияда полимерлер композициялық материалдардың компоненттері ретінде жиі пайдаланылады, мысалы, шыны талшық. Композициялық материалдар болуы мүмкін, олардың барлық компоненттері полимерлер (әр түрлі құрамдар мен қасиеттерге ие).
Макромолекулалардың пішініне қарай полимерлер сызықты, тармақталған (ерекше жағдай - жұлдыз тәрізді), таспа, жалпақ, тарақ тәрізді, полимерлі торлар және т.б.
Полимерлер полярлығы бойынша (әртүрлі сұйықтықтарда ерігіштікке әсер ететін) жіктеледі. Полимер бірліктерінің полярлығы олардың құрамында оң және теріс зарядтардың оқшауланған таралуы бар диполь – молекулалардың болуымен анықталады. Полярлы емес бірліктерде атомдық байланыстың дипольдік моменттері өзара компенсацияланады. Бірліктері айтарлықтай полярлығы бар полимерлер деп аталады гидрофильдінемесе полярлық. Полярлы емес бірліктері бар полимерлер - полярлы емес, гидрофобты. Құрамында полюсті және полярсыз бірліктері бар полимерлер деп аталады амфифилді. Әрбір бірлігі полярлық және полярсыз үлкен топтардан тұратын гомополимерлер деп аталады. амфифильді гомополимерлер.
Қыздыруға қатысты полимерлер бөлінеді термопластикалықЖәне термостаттау. Термопластикалықполимерлер (полиэтилен, полипропилен, полистирол) қыздырғанда жұмсарады, біркелкі балқиды, салқындаған кезде қатаяды. Бұл процесс қайтымды. ТермосетҚыздырған кезде полимерлер балқымай қайтымсыз химиялық бұзылуларға ұшырайды. Термореактивті полимерлердің молекулалары тізбекті полимер молекулаларының өзара байланысы (мысалы, вулканизация) арқылы алынған сызықты емес құрылымға ие. Термореактивті полимерлердің серпімділік қасиеттері термопластиктерге қарағанда жоғарырақ, алайда термореактивті полимерлердің іс жүзінде өтімділігі жоқ, нәтижесінде олардың сыну кернеуі төмен болады.
Табиғи органикалық полимерлер өсімдік және жануарлар организмдерінде түзіледі. Олардың ең маңыздылары – негізінен өсімдіктер мен жануарлардың денесін құрайтын және жер бетіндегі тіршілік әрекетін қамтамасыз ететін полисахаридтер, белоктар және нуклеин қышқылдары. Жер бетінде тіршіліктің пайда болуының шешуші кезеңі қарапайым органикалық молекулалардан күрделірек, жоғары молекулалы молекулалардың түзілуі болды деп есептеледі (Химиялық эволюцияны қараңыз).
Түрлері
Синтетикалық полимерлер. Жасанды полимерлі материалдар
Адам өз өмірінде ұзақ уақыт бойы табиғи полимерлі материалдарды пайдаланып келеді. Бұлар – киім өндіруге қолданылатын былғары, үлбір, жүн, жібек, мақта және т.б., әр түрлі байланыстырғыштар (цемент, әк, саз), олар тиісті өңдеуден өткенде үш өлшемді полимерлі денелерді құрайды, құрылыс материалдары ретінде кеңінен қолданылады. . Дегенмен, тізбекті полимерлердің өнеркәсіптік өндірісі 20 ғасырдың басында басталды, дегенмен бұл үшін алғышарттар ертерек пайда болды.
Бірден дерлік полимерлердің өнеркәсіптік өндірісі екі бағытта дамыды - табиғи органикалық полимерлерді жасанды полимер материалдарына өңдеу және органикалық төмен молекулалық қосылыстардан синтетикалық полимерлерді алу.
Бірінші жағдайда кең ауқымды өндіріс целлюлозаға негізделген. Физикалық түрлендірілген целлюлозадан алғашқы полимерлі материал – целлулоид 19 ғасырдың ортасында алынды. Целлюлоза эфирлері мен күрделі эфирлерінің кең ауқымды өндірісі Екінші дүниежүзілік соғысқа дейін және одан кейін құрылды және бүгінгі күнге дейін жалғасуда. Олардың негізінде пленкалар, талшықтар, бояулар мен лактар, қалыңдатқыштар шығарылады. Айта кету керек, кино мен фотосуреттің дамуы мөлдір нитроцеллюлоза пленкасының пайда болуының арқасында ғана мүмкін болды.
Синтетикалық полимерлердің өндірісі 1906 жылы Лео Бэкеланд бакелит шайыры деп аталатын патенттелген кезде басталды - фенол мен формальдегидтің конденсация өнімі, ол қыздырылған кезде үш өлшемді полимерге айналады. Ондаған жылдар бойы ол электр құрылғыларына, аккумуляторларға, теледидарларға, розеткаларға және т.б. корпустарды жасау үшін пайдаланылды және қазір көбінесе байланыстырғыш және желім ретінде қолданылады.
Генри Фордтың күш-жігерінің арқасында Бірінші дүниежүзілік соғысқа дейін автомобиль өнеркәсібінің қарқынды дамуы алдымен табиғи, содан кейін синтетикалық каучук негізінде басталды. Соңғысының өндірісі Екінші дүниежүзілік соғыс қарсаңында Кеңес Одағында, Англияда, Германияда және АҚШ-та игерілді. Дәл осы жылдары тамаша электр оқшаулағыш материалдары болып табылатын полистирол мен поливинилхлоридті, сондай-ақ полиметилметакрилатты өнеркәсіптік өндіру игерілді - «плексиглас» деп аталатын органикалық шынысыз соғыс жылдарында жаппай авиациялық өндіріс мүмкін болмас еді.
Соғыстан кейін соғысқа дейін басталған полиамидті талшық пен маталар (нейлон, нейлон) өндірісі қайта жанданды. 20 ғасырдың 50-жылдарында полиэфир талшығы дамып, оның негізінде лавсан немесе полиэтилентерефталат деген атпен маталар жасау игерілді. Полипропилен және нитрон - полиакрилонитрилден жасалған жасанды жүн - қазіргі заманғы адамдар киім және өнеркәсіптік қызмет үшін қолданатын синтетикалық талшықтардың тізімін жабыңыз. Бірінші жағдайда бұл талшықтар өте жиі целлюлозадан немесе ақуыздан (мақта, жүн, жібек) табиғи талшықтармен біріктіріледі. Полимерлер әлеміндегі дәуірлік оқиға 20 ғасырдың 50-жылдарының ортасында ашылуы және Циглер-Натта катализаторларының қарқынды өнеркәсіптік дамуы болды, бұл полиолефиндер негізіндегі полимерлік материалдардың және, ең алдымен, полипропиленнің және төмен -тығыздығы полиэтилен (бұған дейін полиэтилен өндірісі 1000 атм қысымда игерілді), сонымен қатар кристалдануға қабілетті стереорегулярлы полимерлер. Содан кейін полиуретандар жаппай өндіріске енгізілді - ең көп таралған тығыздағыштар,
«Полимерия» терминін ғылымға 1833 жылы Дж.Берцелиус изомерияның ерекше түрін белгілеу үшін енгізді, онда құрамы бірдей заттардың (полимерлердің) молекулалық салмағы әртүрлі, мысалы, этилен мен бутилен, оттегі мен озон болады. Осылайша, терминнің мазмұны қазіргі заманғы полимерлер туралы түсініктерге сәйкес келмеді. «Нағыз» синтетикалық полимерлер ол кезде әлі белгілі болған жоқ.
Бірқатар полимерлер 19 ғасырдың бірінші жартысында алынған көрінеді. Алайда, химиктер әдетте полимерленуді және поликонденсацияны басуға тырысты, бұл негізгі химиялық реакция өнімдерінің «резинизациясына», яғни шын мәнінде полимерлердің пайда болуына әкелді (осы уақытқа дейін полимерлер көбінесе «шайырлар» деп аталды). Синтетикалық полимерлер туралы алғашқы ескертулер 1838 () және 1839 (полистирол) жылдарға жатады.
Полимерлер химиясы А.М.Бутлеровтың химиялық құрылыс теориясын жасауына байланысты ғана пайда болды (1860 жылдардың басы). А.М.Бутлеров полимерлену реакцияларында көрінетін молекулалардың құрылымы мен салыстырмалы тұрақтылығы арасындағы байланысты зерттеді. А.М. Бутлеров олардың реактивтілігінің критерийі ретінде қанықпаған қосылыстардың полимерлену қабілетін қарастыруды ұсынды. А.Е.Фаворский, В.Н.Ипатиев және С.В.Лебедевтің полимерлену және изомерлену процестері саласындағы классикалық еңбектері осы жерден бастау алады. Мұнай көмірсутектерін В.В.Марковниковтың, содан кейін Н.Д.Зелинскийдің зерттеулерінен жіптер мұнай шикізатынан мономерлердің барлық түрлерін синтездеу бойынша заманауи жұмыстарға дейін созылады.
Осы жерде айта кететін жайт, полимерлердің өнеркәсіптік өндірісі басынан бастап екі бағытта дамыды: табиғи полимерлерді жасанды полимерлі материалдарға өңдеу және органикалық төмен молекулалы қосылыстардан синтетикалық полимерлер алу. Бірінші жағдайда кең ауқымды өндіріс целлюлозаға негізделген, физикалық түрлендірілген целлюлозадан бірінші материал целлофан 1908 жылы алынған.
Мономерлерден полимерлерді синтездеу ғылымы ғалымдардың алдында тұрған міндеттер тұрғысынан әлдеқайда ауқымды құбылыс болып шықты.
20 ғасырдың басында Бэкеланд фенолформальдегидті шайырларды алу әдісін ойлап тапқанына қарамастан, полимерлеу процесі туралы түсінік болған жоқ. Тек 1922 жылы неміс химигі Герман Штаудингер макромолекула – коваленттік байланыс арқылы байланысқан атомдардың ұзын құрылымы деген анықтаманы алға тартты. Ол бірінші болып полимердің молекулалық массасы мен оның ерітіндісінің тұтқырлығы арасындағы байланысты анықтады. Кейіннен американдық химик Герман Марк ерітіндідегі макромолекулалардың пішіні мен өлшемін зерттеді.
Одан кейін 1920-1930 жылдары. Н.Н.Семеновтың тізбекті реакциялар саласындағы озық жұмыстарының арқасында полимерлену механизмінің Н.Н.Семенов зерттеген тізбекті реакциялармен терең ұқсастығы ашылды.
30-жылдары бос радикалды (Г. Штаудингер және т.б.) және иондық (Ф. Уитмор және т.б.) полимерлену механизмдерінің бар екендігі дәлелденді.
КСРО-да 1930 жылдардың ортасында. С.С. Медведев пероксидті қосылыстардың радикалдардың түзілуімен ыдырауы нәтижесінде полимерленудің «бастауы» тұжырымдамасын тұжырымдады. Ол сондай-ақ молекулалық салмақты реттейтін процестер ретінде тізбекті тасымалдау реакцияларын сандық түрде анықтады. Бос радикалдардың полимерлену механизмдерін зерттеу 1950 жылдарға дейін жүргізілді.
Поликонденсация туралы идеяларды дамытуда жоғары молекулалық қосылыстардың химиясына мономер функционалдығы, сызықтық және үш өлшемді поликонденсация ұғымдарын енгізген В.Каротерстің жұмыстары үлкен рөл атқарды. 1931 жылы Дж.А.Ньюлендпен бірге хлоропренді каучук (неопрен) синтездеді және 1937 жылы нейлон типті талшықтарды қалыптау үшін полиамид алу әдісін жасады.
1930 жылдары Полимерлердің құрылымы туралы ілім де дамыды, оны алғаш рет 30-шы жылдары А.П.Александров жасады. полимер денелерінің деформациясының релаксациялық сипаты туралы идеялар; В.А.Каргин оны 30-жылдардың аяғында орнатты. полимер ерітінділерінің термодинамикалық қайтымдылығы фактісі және аморфты жоғары молекулалы қосылыстардың үш физикалық күйі туралы түсініктер жүйесін тұжырымдады.
Екінші дүниежүзілік соғысқа дейін ең дамыған елдер СК, полистирол, поливинилхлорид және полиметилметакрилаттың өнеркәсіптік өндірісін игерді.
1940 жылдары Американдық физик-химигі Флори полимер ерітінділерінің теориясына және макромолекулалардың статистикалық механикасына елеулі үлес қосты; Флори тұтқырлықты, тұндыру мен диффузияны өлшеу арқылы макромолекулалардың құрылымы мен қасиеттерін анықтау әдістерін жасады.
Полимерлер химиясындағы дәуірлік оқиға 1950 жылдары К.Зиглердің ашқан жаңалығы болды. полиолефиндер негізінде полимерлердің пайда болуына әкелген металл комплексті катализаторлар: полиэтилен және полипропилен, олар атмосфералық қысымда өндіріле бастады. Содан кейін полиуретандар (атап айтқанда, көбік резеңке), сондай-ақ полисилоксандар жаппай өндіріске енгізілді.
1960-1970 жылдары. Бірегей полимерлер алынды - олардың құрылымында хош иісті сақиналары бар және орасан зор беріктігімен және ыстыққа төзімділігімен сипатталатын ароматты полиамидтер, полиимидтер, полиэфир кетондары. Атап айтқанда, 1960 ж. Каргин В.А. және Кабанов В.А. полимер түзілудің жаңа түрі – кешенді-радикал полимерленудің негізін салды. Олар радикалды полимерлену реакцияларындағы қанықпаған мономерлердің белсенділігін оларды бейорганикалық тұздармен комплекстерге байланыстыру арқылы айтарлықтай арттыруға болатынын көрсетті. Осылайша белсенді емес мономерлердің полимерлері алынды: пиридин, хинолин және т.б.
Адамның каучукпен алғашқы танысуы 15 ғасырда болды. Шамамен. Гаити Х.Колумб пен оның серіктері серпімді ағаш шайырынан жасалған шарлармен жергілікті тұрғындардың салт-дәстүрлік ойындарын көрді. Шарль Мари де ла Кондаминнің 1735 жылы жарияланған жазбаларына сәйкес, еуропалықтар резеңке алынатын ағаштың Перу үндістерінің тілінде «Хеве» деп аталатынын білді. Ағаштың қабығын кескенде шырын бөлінеді, оны испан тілінде латекс деп атайды. Маталарды сіңдіру үшін латекс пайдаланылды.
19 ғасырдың басында каучук туралы зерттеулер басталды. 1823 жылы ағылшын Карл Макинтош олардың негізінде су өткізбейтін резеңкеленген маталар мен плащтар өндірісін ұйымдастырды. Ағылшын Томас Хэнкок 1826 жылы каучуктың пластиктену құбылысын ашты. Содан кейін пластиктенген резеңкеге әртүрлі қоспалар енгізіле бастады және толтырылған резеңке қосылыстардың технологиясы пайда болды. 1839 жылы американдық Чарльз Гудьер каучукты қорғасын оксиді мен күкіртпен қыздыру арқылы жабыспайтын, берік каучук алу әдісін ашты. Процесс вулканизация деп аталды. 19 ғасырдың екінші жартысында табиғи каучукқа сұраныс тез өсті. 1890 жылдары. Алғашқы резеңке шиналар пайда болады. Табиғи каучук өндірісінде көшбасшы болып табылатын әртүрлі ыстық елдерде (қазіргі Индонезия мен Малайзия) көптеген резеңке плантациялары пайда болады.
1825 жылы Майкл Фарадей табиғи каучуктың пиролизін зерттей отырып, оның ең қарапайым формуласы C 5 H 8 екенін анықтады. 1835 жылы неміс химигі Ф.К. Химмли С5Н8 изопренін бірінші болып бөліп алды. 1866 жылы француз химигі Пьер Бертело этилен мен ацетилен қоспасын қыздырылған темір түтік арқылы өткізу арқылы бутадиен алды.
1860-1870 жылдары. А.М. Бутлеров көптеген олефиндердің құрылымын анықтады және олардың көпшілігін, атап айтқанда күкірт қышқылының әсерінен изобутиленді полимерлендірді.
1878 жылы орыс химигі А. Кракау сілтілік металдардың әсерінен қанықпаған қосылыстарды полимерлеу мүмкіндігін ашты.
1884 жылы ағылшын химигі В.Тильден изопренді скипидардың термиялық ыдырауынан алғанын дәлелдеді, сонымен қатар изопреннің құрамы мен құрылымын белгіледі, изопреннің полимерлену тенденциясын синтетикалық каучук алу үшін қолдануға болатынын айтты. 1870 жылдары. Француз химигі Г.Бушар каучуктың термиялық ыдырау өнімдерінен изопренді бөліп алып, оны жоғары температурамен және тұз қышқылымен өңдеу арқылы резеңке тәрізді өнім алды.
1901-1905 жж В.Н.Ипатиев 400-500 атм жоғары қысымда этил спиртінен бутадиенді синтездеді. Ол 1913 жылы этиленді бірінші болып полимерлеуді жүзеге асырды, бұған дейін ешбір зерттеуші жасай алмаған.
1908 жылы М.К. Кучеров натрий изопрен каучукін алды (нәтиже 1913 жылы жарияланды).
1909 жылы С.В. Лебедев бірінші болып дивинилден алынған каучукты көрсетті.
Сонау 1899 жылы И.Л.Кондаков диметилбутадиен алу әдісін жасап, соңғысының жарықтың әсерінен, сондай-ақ кейбір реагенттер, мысалы, натрийдің әсерінен резеңке тәрізді затқа айналуға қабілетті екенін дәлелдеді. Кондаковтың 1916 жылы Германиядағы жұмысына сүйене отырып, Фриц Гоффман деп аталатын өндірісті ұйымдастырды. метил каучук: қатты («H») және жұмсақ («W») синтетикалық каучук.
1910 жылы Карл Дитрих Гарри натрий металының әсерінен изопренді полимерлеу әдісін патенттеді. 1902 жылы ол каучукты озонизациялау әдісін жасап шығарды және осы әдісті қолдана отырып, каучуктардың әртүрлі түрлерінің құрылымын белгіледі.
1911 жылы И.И.Остромысленский сірке альдегидінен бутадиен алды. 1915 жылы Б.В.Бызов мұнайды пиролиз арқылы бутадиен алуға патент алды.
19 ғасырдың екінші жартысынан бастап әртүрлі елдердің көптеген химиктерінің күш-жігері мономерлер алу әдістерін және оларды резеңке қосылыстарға полимерлеу әдістерін зерттеуге бағытталды. 1911 жылы И.И.Остромысленский спирттен шығымы 12% болатын бутадиенді үш сатыда алуды ұсынды. Ресейде бұл жұмыс өте жоғары бағаланды. Ресей химиктері батыс химиктерінен айырмашылығы изопреннен емес, бутадиеннен синтетикалық каучук алуға ұмтылды. Дәл осының және Ресейде үлкен алкогольдік базаның болуының арқасында Ресейде синтетикалық каучук өндірісінің техникалық базасын құру мүмкін болды.
1926 жылы КСРО Жоғарғы Экономикалық Кеңесі синтетикалық каучук өндіру технологиясын әзірлеуге конкурс жариялады, оның шарттарына сәйкес 1928 жылдың 1 қаңтарында процестің сипаттамасын және сағат осы әдіспен алынған кем дегенде 2 кг резеңке. С.В.Лебедев пен Б.В.Бызовтың жобалары ең дамыған болып шықты. Екі жоба да бутадиеннен синтетикалық каучук өндіруді қамтыды. Лебедев өзі жасаған катализаторды пайдаланып, бір сатыда спирттен бутадиен алуды ұсынды, оның дегидрлеуші және сусыздандырғыш қасиеті бар. Бызов мұнай көмірсутектерінен бутадиен алуды ұсынды. Орыс және кеңес химиктерінің мұнай өңдеу саласындағы үлкен жетістіктеріне қарамастан, Бызов әдісімен бутадиен алудың шикізат базасы болмады. Сондықтан 1931 жылы қаңтарда Еңбек және Қорғаныс Кеңесі Лебедев әдісімен ұқсас үш ірі СК зауытын салу туралы шешім қабылдады. Ленинградтың «Литер В» тәжірибелік зауыты (қазіргі ВНИИСК) құрылды, онда 1931 жылы дивинил каучукінің алғашқы партиясы шығарылды. 1932-1933 жж СК зауыттары Ярославль, Воронеж, Ефремов және Қазанда жұмыс істей бастады.
1941 жылы Ереванда хлоропренді каучук шығаратын зауыт іске қосылды.
1935 жылы синтетикалық каучуктарды өндіруде жаңа дәуір басталды – олар стирол, акрилонитрил және басқа қосылыстардың қатысуымен 1,3-бутадиеннің радикалды полимерленуі нәтижесінде алынған сополимерлерден жасала бастады. 1938 жылы Германияда стирол-бутадиен каучукінің өнеркәсіптік өндірісі, ал 1942 жылы АҚШ-та синтетикалық каучуктың кең ауқымды өндірісі ұйымдастырылды.
Осы жерде айта кететін жайт, 1945 жылдан кейін мұнайдан мономерлер өндіруге бірте-бірте ауыса отырып, азық-түлік спиртінен бутадиен өндіруден біртіндеп бас тарту болды.
1948 жылы Коротков полимердің физикалық-механикалық қасиеттері cis-1,4 позицияларындағы қосу бірліктерінің мөлшерінің жоғарылауымен жақсаратынын анықтады, цис бірліктерінің ең көп саны органолитий қосылыстарының қатысуымен түзіледі.
1955 жылы К.Циглер литийдің қатысуымен алынғанға ұқсас полимерлі материалдарды алу үшін иондық механизмді қолдана отырып, полимерлеу процесін жүргізетін жаңа каталитикалық жүйелерді ашты. Кейіннен бұл зерттеулер Италияда Джулио Натта зертханасында тереңдетілді.
Литий катализаторларында өндірілетін отандық өнеркәсіптік полиизопрен SKI деп аталды, ал Циглер-Натта каталитикалық жүйелерінің қатысуымен алынғаны SKI-3 аббревиатурасымен белгілі болды.
1956 жылы табиғи резеңкеден және СКИ-3-тен алынған каучуктардан аязға төзімділігі және тозуға төзімділігі бойынша жоғары болатын стереорегулярлы полибутадиенді каучуктарды (СКД) өндіру әдісі ұсынылды.
Полимерлер этилен мен пропиленнің қос сополимерлері - SKEPs (1955-1957) негізінде алынды. Бұл каучуктердің полимер құрылымында қос байланысы жоқ, осы себепті олардың негізіндегі каучуктар агрессивті ортада өте төзімді, сонымен қатар олар тозуға төзімді.
1960 жылдары СКД және СКИ-3 каучуктарының өнеркәсіптік өндірісі Стерлитамак, Тольятти, Волжск қалаларында игерілді. Жалпы бұл кәсіпорындардың барлығы шикізат ретінде спирттен емес, мұнайдан алынған мономерлерді пайдаланды.
Автокөлік шиналарын өндіруде бутадиен мен изопреннің сополимерлері табиғи каучукты тез алмастыра бастады. Сонымен, егер 1950 жылы Қ.с. табиғи және синтетикалық каучуктардың жалпы өндірісінде шамамен 22%, 1960 жылы шамамен 48%, содан кейін 1971 жылға қарай ол ~60% (5 млн тонна синтетикалық және 3 млн тонна табиғи каучук) өсті, 1985 жылы 12 млн. тонна синтетикалық каучук өндіріліп, бар болғаны 4 миллион тонна табиғи каучук өндірілді. 1970 жылдардың басына қарай. Синтетикалық каучуктар табиғиларды алмастырады деген пікір болды. Алайда, 1973 жылы мұнай эмбаргосының нәтижесінде мұнай бағасы күрт өсті және сонымен бірге Малайзияда табиғи каучук өндірісінде үлкен қадамдар жасалды, бұл оның бағасын күрт төмендетуге мүмкіндік берді. Бүгінгі күнге дейін шина өнеркәсібінде табиғи резеңкеден құтылу мүмкін емес. Осылайша, өзінің табиғи мұнай қоры жоқ Жапонияға Малайзия мен Индонезиядан табиғи каучук сатып алған тиімдірек. Үлкен мұнай қоры бар Ресей синтетикалық каучук өндірісінің қолда бар технологиялары мен қуаттарын ешбір жағдайда назардан тыс қалдырмауы керек.
Екінші дүниежүзілік соғысқа дейін КСРО мен Германияда резеңке технологиясы саласындағы қарқынды даму бұл елдер соғыс болған жағдайда табиғи каучук жеткізуден үзілетінін түсінуімен түсіндірілді. Америка Құрама Штаттары бұл мәселеге басқаша қарады, Америка Құрама Штаттары табиғи каучуктың стратегиялық қорын құруға ұмтылды. Өмір көрсеткендей, 1941 жылы Жапония Оңтүстік-Шығыс Азияға басып кірген кезде қорлар жеткіліксіз болды. Жоғарыда жазылғандардан каучуктың әлемдік саясатта маңызды рөл атқарғаны анық.
Фенолформальдегидті шайырлар.
Толығымен синтетикалық полимерді өнеркәсіптік өндірудің дүние жүзіндегі алғашқы процесін 1907 жылы Л.Баекеланд патенттеген. Бакелит шайыры фенол мен формальдегидтің конденсациялық өнімі болып табылады, ол қыздырғанда үш өлшемді полимерге айналады. Бакелит ондаған жылдар бойы электр қоршаулары үшін материал ретінде қолданылған және қазір байланыстырғыш және желім ретінде пайдаланылады. Фенол мен формальдегид арасындағы реакцияны ашушы А.Байер болды, ол сонау 1872 жылы осы реакцияда шайырдың түзілуін байқады, бірақ оны нәтиже қызықтырған жоқ. 1940 жылдардан 1970 жылдардың ортасына дейін. Пластмассалардың жаңа түрлерінің пайда болуына байланысты фенолды шайырлардың үлесі тез төмендеді. Бірақ 1975 жылдан бастап бұл полимерлер өндірісінің қарқынды өсуі авиацияның, зымыранның, астронавтиканың және т.б. қажеттіліктер үшін, сондай-ақ мұнай қорының төмендеуіне байланысты қайтадан басталды. Өйткені, фенолды көмірден алады, оның қоры мұнаймен салыстыруға келмейді. Сонымен қатар, фенолформальдегидті шайырлар негізінде жылу оқшаулау қажеттіліктеріне арналған материалдардың кең ауқымы болды (ДСП, ДВП), олар энергетикалық дағдарыспен күресуде өзекті болды.
Полиэтилен және полипропилен.
Этиленді полимерлеу өте қиын. Этиленнің полимерленуі алғаш рет жанама реакция ретінде 1933 жылы байқалды. Қазірдің өзінде 1937 жылы ағылшын химиктері полиэтилен өндірудің алғашқы өнеркәсіптік әдісін әзірледі, ал 1946 жылы полиэтилен бөтелкелерін өндіру басталды.
1954 жылы Карл Зиглер мен Джулио Натта жаңа металлорганикалық катализаторды ашты, соның арқасында олар атмосфералық қысымда және 60 ° C температурада полиэтиленнің иондық полимерленуін жүзеге асыра алды.
Олар сондай-ақ металл комплексті катализатордың көмегімен стереорегулярлы полипропиленді алды.
Политетрафторэтилен (тефлон).
Оны 1938 жылы тетрафторэтилен қосылған цилиндрлерде ақ ұнтақ тәрізді массаның өздігінен түзілуін бақылаған Р.Планкетт кездейсоқ ашты. 1941 жылы ол өзінің технологиясын патенттеді (АҚШ, DuPont). 1954 жылы француз инженері Марк Грегор тефлонды ыдыстарға жабын ретінде пайдалануды ұсынды. Тефлон өте химиялық инертті және оның жұмсарту температурасы шамамен 300 0 С жетеді.
Полистирол.
1866 жылы М.Бертелот қыздыру кезінде стиролдан қатты массаның түзілуін полимерлеу процесі ретінде анықтады. 1946 жылы Г.Штаудингер бұл реакцияның механизмін белгіледі. Полистирол алғаш рет Германияда 1931 жылы шығарылды.
Полиметилметакрилат.
Полиметилметакрилат (ПММА) немесе плексигласс немесе плексигласс 1928 жылы жасалды.1933 жылы Германияда ПММА өндірісі басталды, 1936 жылы ПММА КСРО-да Пластмасса ғылыми-зерттеу институтында алынды. Полимер авиация өнеркәсібінде, автомобиль өнеркәсібінде және құрылыста кеңінен қолданылады.
Поливинилхлорид.
Винилхлоридті полимерлеуді алғаш рет 1872 жылы неміс химигі Евген Бауман жүргізді. Бұл зерттеушінің еңбегі органикалық пероксидтердің қатысуымен винилхлоридті радикалды полимерлеу әдісін жасау болды. Поливинилхлоридті (ПВХ) белсенді практикалық қолдану 20 ғасырдың ортасында ғана басталды. Мәселе таза ПВХ көптеген кемшіліктерге ие болды. Бөлме температурасында ол өте сынғыш және серпімді емес. Сонымен қатар, оны еріту немесе балқыту қиын, бұл полимерді қайта өңдеуді өте қиын етеді. 30-жылдары Ғалымдар ПВХ-ның жылу мен жарыққа төзімділігін арттыратын тұрақтандырғыштарды таба алды. Жаңа материал - пластиктенген поливинилхлорид кең тарады.
Алғашқы химиялық талшықты 1884 жылы француз химигі Н.Шардонне алды. Негізгі зерттеулері нитроцеллюлоза талшықтары технологиясын (нитрожібек) дамытуға байланысты. 1892 жылы вискоза талшығын өндіру әдісі игерілді. Алғашқы ацетатты талшықтар Англия мен АҚШ-та бір уақытта шығарыла бастады.
Поливинилхлоридті талшықтар 1934 жылы шығарыла бастады, 1937 жылдан бастап винилхлоридтің винилацетатпен (виньон) сополимеріне негізделген талшықтар 1939 ж. полиамидті талшықтар пайда болды, ал 1943 жылы полиакрилонитрил (Орлон).
Талшықты технологияны құру сонау 1913 жылы поливинилхлоридтен талшықтар алу мүмкіндігін болжаған Клоета және 1927 жылы полиоксиметилен және полиэтилен тотығы балқымасынан талшықтар алған Г.Штаудингер сияқты ғалымдардың есімдерімен байланысты.
КСРО-да АҚШ пен Германияға тәуелсіз 1947 жылы Кнунянц, Роговин және Ромашевскийдің полиамидті талшықтарды өндіру бойынша зерттеулерінің нәтижелері жарияланды.
1936 жылы синтетикалық полигексаметилен адипамидінің технологиясы құрылды, оның негізінде 1939 жылы нейлон талшығы өндірісі басталды.
АҚШ-та 1939 жылы капролактам негізінде нейлон-6,6 талшығы шығарыла бастады.
Полиакрилонитрилді талшықтар технологиясы АҚШ пен Германияда бір мезгілде және дербес әзірленді, 1934 жылы АҚШ DuPont зауытында полиамидті талшықты шығара бастады. Германияда оның өндірісі бірнеше жылдан кейін басталды.
КСРО-да нейлон талшығының бірінші партиясы 1948 жылы шығарылды, 1957 жылы лавсан талшығын шығаратын бірінші қондырғы іске қосылды, 1960 жылдары. полиакрилонитрил негізіндегі «нитронды» талшық өндірісі басталды.
Алғашқы кезде химиялық талшықтарды шығаратын кәсіпорындар жоғары маманданған болса, талшықтардың ассортименті көбейген сайын химиялық талшықтар зауыттарының профилі кеңейіп, олар қазірдің өзінде талшықтардың 3-4 түрін шығара бастады.
1930 жылдардың ортасына дейін. Біздің елімізде лак-бояу материалдарының барлық өндірісі импорттық шикізатқа негізделген. Тек 1936 жылы ғана сәйкес лактарды өндіруге арналған глифтальді шайырлар өндірісі дами бастады. Глицерин, канифоль және тунг майының әрекеттесуі арқылы алкидті шайырлардың синтезі елді копал импортынан босатады (копал қатты, кәріптас тәрізді табиғи шайыр).
1947-1948 жж Мәскеу мен Ярославльде мочевина, меламин, фенолформальдегидті шайырлар шығаратын цехтар іске қосылды. Пентафталдық шайырлардың дамуы басталды, оларда глицерин пентаэритритол алмастырылды.
1951 жылдан бастап авиация өнеркәсібі мен темір жол көлігі үшін перхлорвинил шайырлары негізінде лактар өндірісі басталды. 1950 жылдары Спиртте еритін лактар бутилметакрилаттың метилметакрилатпен, метакриламидпен, акрилонитрилмен және метакрил қышқылымен сополимерлері негізінде жасалды. Лактардың, праймерлердің және эмальдардың бірнеше ондаған маркалары жасалды, соның ішінде. лак DS-583, ол әлі күнге дейін шығарылады. Бұл ретте винилхлоридтің винилацетатпен сополимері А-15 өндірісі игерілді. А-15 эпоксидті шайырлармен үйлесуі коррозияға қарсы бояулар жасауға және қолдану кезінде бояу қабаттарының санын азайтуға мүмкіндік берді.
1956 жылдан бастап автомобиль нитроэмальдары толығымен алкид-меламиндік эмальдармен ауыстырылды.
1963 жылы лак-бояу өнеркәсібінің қажеттіліктері үшін эпоксидті шайырлар, сондай-ақ хлорлы поливинилхлорид негізіндегі ластануға қарсы жабындар өндірісі игерілді.
1976-1980 жж Ғылыми-өндірістік бірлестіктер және бейорганикалық пигменттер мен кеме жабындары бойынша дербес ғылыми-зерттеу және жобалау институты құрылды.
Қазіргі уақытта әртүрлі мақсаттағы бояу және лак композицияларын өндіру үшін полимерлі материалдардың барлық дерлік түрлері қолданылады: эпоксидті шайырлар, уретан эластомерлері, хлоропренді каучуктар, фторлы каучуктар, полиакрилаттар, полиорганосилоксандар және т.б.
1. 3 томдық полимерлер энциклопедиясы М.: «Советский энциклопедия» баспасы, 1974-1977 ж.
2. 5 томдық химиялық энциклопедия.М.: Үлкен орыс энциклопедиясы, 1992 ж.
3. Қ.Маналов Ұлы химиктер 2 томда, М.: Мир, 1986.
4. О.И.Тужиков Полимер ғылымы мен өндірісінің даму тарихы мен әдістемесі, Волгоград: 1999 ж.
5. В. Струбе. Химияның даму жолдары 2 том, 2 том., М.: Мир, 1984.
6. Дж.Х.Бристон, Л.Л.Катан Полимер фильмдері М.: Химия, 1993 ж.
7. Ю.Д.Семчиков Жоғары молекулалық қосылыстар М.: «Академия» баспа орталығы, 2003 ж.
Полимерлер
Дегенмен, алып молекулаларды бейбіт мақсатта пайдалануға мүмкіндік беретін көптеген бағыттар бар. Сонымен, егер толық нитрленген целлюлоза жарылғыш зат болса және оны тек осылай пайдалануға болатын болса, онда жартылай нитрленген целлюлоза ( пироксилин) пайдалану қауіпсіз және оны тек әскери мақсатта ғана емес қолдануға болады.
Американдық өнертапқыш Джон Уэсли Хайат (1837-1920) бильярд шарларының піл сүйегінен жасалған алмастырғыш жасау үшін белгіленген жүлдені жеңіп алуға тырысып, ең алдымен ішінара нитрленген целлюлозаға назар аударды. Жаңа затты өңдеуді жеңілдету үшін оны спирт пен эфир қоспасында ерітіп, камфора қосты. 1869 жылға қарай Hyatt өзі атаған нәрсеге ие болды целлулоид, және жүлдеге ие болды. Целлулоид алғашқы синтетикалық зат болды пластик- қалыптарға құюға болатын материал.
Алайда, белгілі болғандай, ішінара нитрленген целлюлозаны тек шарларға ғана емес, сонымен қатар талшықтар мен пленкаларға салуға болады. Француз химигі Луи Мари Гильяр Берниго, Шардоне графы (1839-1924) нитроцеллюлоза ерітіндісін өте жұқа тесіктер арқылы басу арқылы осындай талшықтарды алды. Еріткіш бірден дерлік буланып кетті.
Алынған талшықтардан жылтырлығы жағынан жібекке ұқсайтын материалды тоқу мүмкін болды. 1884 жылы Шардонне өзінің патентін алды аудан. Шардонне бұл матаны атады аймақ- жарық шығару, өйткені мата жарқырап, жарық шығаратын сияқты болды.
Біз пластикалық пленкалардың пайда болуына американдық өнертапқыш Джордж Истманға (1854-1932) қарыздармыз. Истман фотосуретке қызығушылық танытты. Даму процесін жеңілдетуге тырысып, ол эмульсияны құрғақ ету үшін күміс қосылыстарының эмульсиясын желатинмен араластыра бастады. Осылайша алынған қоспаны сақтауға және, демек, болашақта пайдалану үшін дайындауға болады. 1884 жылы Истман шыны табақтарды целлулоидтыларға ауыстырды.
Целлулоид жарылғыш емес, бірақ ол өте тез тұтанғыш, бұл өрт тудыруы мүмкін, сондықтан Истман аз тұтанғыш материалдарды іздей бастады. Целлюлозаға нитротоптардың орнына ацетил топтарын енгізгенде, алынған өнім нитроцеллюлоза сияқты пластик болып қалды, бірақ ол енді жанғыш емес. 1924 жылдан бастап целлюлоза ацетаты пленкалары кинофильмдер өндірісінде қолданыла бастады, өйткені дамып келе жатқан киноөндіріс әсіресе целлулоидты алмастырғышқа өте мұқтаж болды.
Жоғары молекулалық табиғи қосылыстарды зерттей отырып, химиктер олардың синтетикалық аналогтарын алуға ғана емес, сонымен қатар қосылыстардың жаңа түрлерін ашуға үміттенді. Алып молекулаларды синтездеу әдістерінің бірі болып табылады мономерлердің полимерленуі(мономер – молекулалары бір-бірімен немесе басқа заттардың молекулаларымен әрекеттесіп, полимер түзуге қабілетті зат).
Мономерлерді алып молекулаға біріктіру әдісін кем дегенде этилен C 2 H 4 мысалында түсіндіруге болады. Екі этилен молекуласының құрылымдық формулаларын жазайық:
Сутегі атомы бір молекуладан екінші молекулаға ауысты деп елестетіп көрейік, нәтижесінде бұл молекулада қос байланыстың орнына бос дара байланыс пайда болады. Сутегі шыққан бірінші молекулада да бос байланыс пайда болды. Сондықтан бұл екі молекула бір-бірімен байланыса алады.
Мұндай молекуланың құрамында бастапқы этилен молекуласы сияқты төрт көміртек атомы және бір қос байланыс бар. Сондықтан бұл молекула басқа этилен молекуласымен әрекеттескенде сутегі атомының ығысуы және қос байланыстың үзілуі де орын алуы мүмкін. Алынған молекулада алты көміртек атомы және бір қос байланыс болады. Осылайша сегіз, он немесе одан да көп көміртегі атомдары бар молекуланы дәйекті түрде алуға болады. Шын мәнінде, бұл жолмен кез келген дерлік берілген ұзындықтағы молекулаларды алуға болады.
Америкалық химик Лео Хендрик Бэкеланд (1863-1944) тропикалық жәндіктердің кейбір түрлерінен бөлінетін балауыз зат - шеллактың орнын басатын зат іздеді. Осы мақсатта оған жабысқақ шайыр тәрізді заттың ерітіндісі қажет болды. Бэкеланд фенол мен формальдегидті полимерлеуден және еріткіш таба алмаған полимер алудан бастады. Бұл факт оны осындай қатты, іс жүзінде ерімейтін және, белгілі болғандай, өткізбейтін полимер құнды материал болуы мүмкін деген идеяға әкелді. Мысалы, одан машиналарда оңай өңделетін бөлшектерді құюға болады. 1909 жылы Баекеланд өзі шақырған алған материалы туралы хабарлады бакелит. Бұл фенол-формальдегидті шайыр көптеген қасиеттері бойынша ешкімнен кем емес бірінші синтетикалық пластик болды.
Синтетикалық талшықтар да қолданыс тапты. Бұл бағытты американдық химик Уоллес Юм Каротерс (1896-1937) басқарды. Ол американдық химик Джулиус Артур Ньюлендпен (1878-1936) бірге резеңкеге қатысты зерттеулер жүргізді. эластомерлер. Оның жұмысының нәтижесі 1932 жылғы қолхат болды. неопрен- синтетикалық каучуктардың бірі.
Полимерлерді зерттеуді жалғастыра отырып, Каротерс диаминдер мен дикарбон қышқылдарының қоспасын полимерлеуге әрекет жасап, талшықты полимер алды. Бұл полимердің ұзын молекулаларында жібек протеиніндегі пептидтік байланыстарға ұқсас атомдар комбинациясы («Белоктар» бөлімін қараңыз) бар. Осы талшықтарды жұлып алу арқылы біз бүгінгі күн деп атайтын нәрсені аламыз нейлон. Каротерс бұл жұмысты оның мерзімінен бұрын қайтыс болуына дейін аяқтады. Екінші дүниежүзілік соғыстың басталуы химиктерді Каротерстің ашқан жаңалығын уақытша ұмытуға мәжбүр етті. Алайда соғыс аяқталғаннан кейін нейлон жібекті ығыстыра бастады және көп ұзамай оны ауыстырды (атап айтқанда, шұлық өндірісінде).
Алғашқы синтетикалық полимерлер, әдетте, кездейсоқ, сынақ және қателер арқылы алынды, өйткені ол кезде алып молекулалардың құрылымы мен полимерлену механизмі туралы аз мәлімет болды. Полимерлердің құрылысын алғаш зерттеген неміс химигі Герман Штаудингер (1881-1965) бұл салада көп еңбек сіңірді. Штайдингер көптеген жоғары молекулалы табиғи және жасанды заттардың құрылысының жалпы принципін ашып, оларды зерттеу мен синтездеу жолдарын белгілей алды. Штаудингер еңбегінің арқасында мономерлердің бір-біріне қосылуы кездейсоқ пайда болуы және беріктігі әлдеқайда төмен тармақталған тізбектердің пайда болуына әкелетіні белгілі болды.
Сызықтық, тармақталмаған полимерлерді алу жолдарын іздестіру қарқынды жүргізіле бастады. Ал 1953 жылы неміс химигі Карл Циглер (1898-1973) өзінің атақты титан-алюминий катализаторын ашты, ол қалыпты құрылымды полиэтиленді алды.
Итальяндық химигі Джулио Натта (1903-1979) Циглер катализаторын түрлендіріп, синтетикалық жоғары молекулалы қосылыстардың жаңа класын – стереорегулярлы полимерлерді алу әдісін жасады. Қажетті қасиеттері бар полимерлерді алу әдісі жасалды.
Жаңа синтетикалық өнімдерді өндіруге қажетті маңызды органикалық қосылыстардың негізгі көздерінің бірі болып табылады май. Бұл сұйықтық ежелден белгілі, бірақ оны көп мөлшерде пайдалану үшін жер асты үлкен кен орындарынан мұнайды айдау әдісін табу қажет болды. Американдық өнертапқыш Эдвин Лорентиан Дрейк (1819-1880) бірінші болып 1859 жылы мұнай ұңғымаларын бұрғылауды бастады. Бір ғасырдан кейін мұнай органикалық қосылыстардың, жылу мен энергияның негізгі көзіне айналды.
Органикалық өнімдердің одан да маңызды көзі көмір болып табылады, дегенмен іштен жанатын қозғалтқыштар дәуірінде біз бұл туралы ұмытып кетеміз. Орыс химигі Владимир Николаевич Ипатиев (1867-1952) ғасырлар тоғысында мұнай мен көмір шайырының құрамындағы күрделі көмірсутектерді, атап айтқанда, олардың жоғары температурада жүретін реакцияларын зерттей бастады. Неміс химигі Фридрих Карл Рудольф Бергиус (1884-1949) Ипатиев деректерін пайдалана отырып, 1912 жылы көмір мен мұнайды сутегімен өңдеп, бензин алудың практикалық әдістерін жасады.
Дегенмен, әлемдік қорлар қазба отын(көмір плюс мұнай) шектеулі және алмастырылмайды. Барлық болжамдар қазба отын қоры таусылатын күннің келетінін және бұл күннің де алыс еместігін, әсіресе әлем халқының саны қарқынды өсіп, соның салдарынан энергияға деген қажеттілік артып келе жатқанын көрсетеді.
Ресей Федерациясының Білім және ғылым министрлігі
федералды мемлекеттік автономды оқу орны
жоғары кәсіби білім
«ҰЛТТЫҚ ЗЕРТТЕУ
ТОМСК ПОЛИТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ»
Табиғи ресурстар институты
Оқыту бағыты (мамандығы) Химиялық технология
Отынның химиялық технологиясы және химиялық кибернетика кафедрасы
Эссе
Аннотация тақырыбы:
“ Табиғи полимерлер, айналамыздағы полимерлер »
«Инженерияға кіріспе» пәні бойынша
Гр студенттерімен толтырған. 2D42 Никонова Нюргуяана
Прокопчук Кристина
Даянова Регина
Аннотация қабылданды:
Моизес О.Е.
(Қолы)
2014
(есепті тексеру күні)
Томск 2014 ж
1.Кіріспе………………………………………………………………………………………..2
2. Полимер және классификация туралы түсінік .........................................................
3. Целлюлоза……………………………………………………………………………………………………………3
4. Крахмал………………………………………………………………………………………………………5
5. Глютин…………………………………………………………………………………………………………..6
6. Казеин…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………6
7. Резеңке……………………………………………………………………………………………………………….7
8. Резеңке…………………………………………………………………………………………………………7
9. Синтетикалық полимерлер………………………………………………………………9
10.Қасиеттері және маңызды сипаттамалары………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………10.
11. Химиялық реакциялар………………………………………………………………………….11
12.Түбіртек………………………………………………………………………………………………………12
13. Ауыл шаруашылығындағы полимерлер…………………………………………………………..12
14.Өнеркәсіптегі полимерлер………………………………………………………….14
Кіріспе
«Полимерия» терминін ғылымға 1833 жылы И.Берцелиус изомерияның ерекше түрін белгілеу үшін енгізді, онда құрамы бірдей заттардың (полимерлердің) молекулалық салмағы әртүрлі, мысалы, этилен мен бутилен, оттегі мен озон болады. Терминнің бұл мазмұны қазіргі заманғы полимерлер туралы түсініктерге сәйкес келмеді. «Нағыз» синтетикалық полимерлер ол кезде әлі белгілі болған жоқ.
Бірқатар полимерлер 19 ғасырдың бірінші жартысында дайындалған көрінеді. Алайда, химиктер әдетте полимерленуді және поликонденсацияны басуға тырысты, бұл негізгі химиялық реакция өнімдерінің «резинизациясына», яғни шын мәнінде полимерлердің түзілуіне әкелді (полимерлер әлі де «шайырлар» деп аталады). Синтетикалық полимерлер туралы алғашқы ескертулер 1838 (поливинилиденхлорид) және 1839 (полистирол),
Полимерлер химиясы А.М.Бутлеровтың химиялық құрылыс теориясын жасауына байланысты ғана пайда болды. А.М.Бутлеров полимерлену реакцияларында көрінетін молекулалардың құрылымы мен салыстырмалы тұрақтылығы арасындағы байланысты зерттеді. Полимерлер туралы ғылым өзінің одан әрі дамуын негізінен каучукты синтездеу әдістерін қарқынды іздеудің арқасында алды, оған көптеген елдердің жетекші ғалымдары (Г. Бушарда, В. Тильден, неміс ғалымы К. Гаррис, И. Л. Кондаков, С. В. Лебедев қатысты. және басқалар ). 30-жылдары бос радикалдар мен иондық полимерлену механизмдерінің бар екендігі дәлелденді. Поликонденсация туралы идеяларды дамытуда В.Каротерстің еңбектері үлкен рөл атқарды.
20 ғасырдың 20-жылдарының басынан полимерлердің құрылысы туралы теориялық идеялар да дамып келеді.Алғашында целлюлоза, крахмал, каучук, белоктар сияқты биополимерлер, сонымен қатар оларға ұқсас кейбір синтетикалық полимерлер бар деп есептелді. қасиеттері (мысалы, полиизопрен), ковалентті емес байланыстардың арқасында ерітіндіде коллоидтық сипаттағы кешендерге қосылудың ерекше қабілеті бар шағын молекулалардан тұрады («ұсақ блоктар» теориясы). Полимерлердің макромолекулалардан, әдеттен тыс үлкен молекулалық массадағы бөлшектерден тұратын заттар ретіндегі принципті жаңа тұжырымдамасының авторы Г.Штаудингер болды. Бұл ғалымның идеяларының жеңісі бізді полимерлерді химия мен физиканың сапалы жаңа зерттеу нысаны ретінде қарастыруға мәжбүр етті.
Полимер түсінігі және классификациясы
Полимерлер- молекулалары (макромолекулалары) көп санды қайталанатын топтардан (мономерлер бірліктерінен) тұратын молекулалық салмағы жоғары (бірнеше мыңнан көп миллионға дейін) химиялық қосылыстар. Макромолекулаларды құрайтын атомдар бір-бірімен негізгі және (немесе) координациялық валенттілік күштері арқылы байланысады.
Классификация.
Шығу тегі бойынша полимерлер бөлінеді:
табиғи (биополимерлер), мысалы, белоктар, нуклеин қышқылдары, табиғи шайырлар
синтетикалық, мысалы, полиэтилен, полипропилен, фенолформальдегидті шайырлар.
Баспада қолданылатын табиғи полимерлер: полисахаридтер (целлюлоза крахмалы, шайырлар), шыршалар, глютин, казеин, альбуминдер), полидиендер (резеңке).
Целлюлоза
Целлюлоза, немесе талшық (латынның «cellulula» - жасуша сөзінен шыққан) табиғатта кең таралған. Целлюлоза – барлық өсімдіктердің (өсімдік жасушаларының) тірек тінін құрайтын органикалық текті күшті талшықты зат.
Целлюлозаның физикалық қасиеттері
Целлюлоза талшықтары ақтығымен, иілгіштігімен, беріктігімен, серпімділігімен, т.б. жоғары механикалық кернеу кезінде де бұзылмай қайтымды деформациялану қабілеті, суда және органикалық еріткіштерде ерімейтіндігі және тұнбауы.
Целлюлоза бұзылмай 150°-қа дейін қыздыруға төтеп бере алады; жоғары температурада целлюлозаның деполимеризациясы және соған байланысты беріктіктің жоғалуы байқалады, ал 270° және одан жоғары температурада термиялық ыдырау ыдырау өнімдерінің: сірке қышқылының, метил спиртінің, кетондардың, қалғаны шайыр мен көмірдің бөлінуінен басталады.
Целлюлоза талшығының құрылымы.
Әрбір өсімдік талшығы, мысалы, мақта, зығыр, ағаш және т.б., бір жасуша, оның қабығы негізінен целлюлозадан тұрады. Талшықтың ішінде ауа мен ылғалдың енуіне қол жетімді канал - капилляр бар. Техникалық целлюлоза талшықтарының орташа ұзындығы 2,5-3 мм (шырша, қарағай, қайың, терек) және диаметрі 25 мкм 20-25 мм (зығыр, мақта, кендір) болады.
Целлюлоза өсімдік талшығы фибриллярлы құрылымға ие. Фибрилдер жіп тәрізді, элементар орам терезелері - ұзындығы 50 мкм және диаметрі 0,1-0,4 мкм сутегі байланыстары арқылы бір-бірімен тығыз байланысқан целлюлоза молекулаларының пакеттері. Сірә, целлюлоза талшықтың ішкі арнасының (капиллярының) айналасында тығызырақ және оның сыртқы қабаттарында неғұрлым бос орналасқан жіптердің реттелген жүйесін - фибрилдерді құрайды. Фибрилдер арасындағы бос орындарда мицеллюлозалар мен лигнин болады және олардың мөлшері жасуша құрылымының ішкі қабаттарынан сыртқы қабаттарына дейін артады. Целлюлозаның жасушааралық кеңістіктері негізінен лигнинмен толтырылады.
Целлюлозаның негізгі көзі – ағаш... Ағаш – ағаштың қабығының астында жатқан және ағаш діңі түзілетін негізгі өсімдік ұлпасын құрайтын ағаштардың ішкі бөлігі.
Өсіп келе жатқан ағаштың тірі жасушасының целлюлоза қабығы (қабырғалары), протоплазмаға толы ішкі қуысы және ядросы болады. Тірі жасуша камбий қабатында, қабық астында, өсіп келе жатқан ағашта жылдан жылға өсіп, жаңа ағаш түзілімдерін қалыптастыруға қабілетті.
Тірі жасушалар уақыт өте келе лигнификацияға ұшырайды, сайып келгенде олардың толық өлуіне немесе лигнификацияға әкеледі. Жасушаның лигнификациясы негізінен ондағы лигниннің пайда болуының нәтижесінде жүреді. Ағаш 90-95% осындай өлі жасушалардан тұрады - протоплазмасы мен ядросы жоқ, бірақ бөлінуге қабілетті, ішкі қуысы ауа мен суға толы талшықтар.
Целлюлозаның химиялық құрылысы және қасиеттері. Целлюлоза көмірсулар класына жататын табиғи полисахаридті полимер болып табылады. Целлюлозаның алып молекуласы (макромолекуласы) бірнеше рет қайталанатын құрылымдық бірліктерден – β-глюкоза қалдықтарынан (O6H10O5) p. n саны немесе полимерлену коэффициенті целлюлозаның макромолекуласында құрылымдық бірлік – β-глюкоза қалдығы қанша рет қайталанатынын көрсетеді, сондықтан молекулалық тізбектің ұзындығын (молекула ұзындығы) сипаттайды және оның молекулалық салмағын алдын ала анықтайды.
Әртүрлі текті целлюлозаның полимерлену коэффициенті әртүрлі. Сонымен, ағаш целлюлозасы үшін 3000, мақта үшін - 12 000, зығыр үшін - 36 000 (шамамен). Бұл ағаш целлюлоза талшықтарымен салыстырғанда мақта және зығыр талшықтарының үлкен беріктігін түсіндіреді.
Сілтілік целлюлоза целлюлозаны натрий гидроксиді ерітіндісімен өңдеу арқылы алынады. Бұл жағдайда спирт гидроксилдерінің сутегі атомдары ішінара немесе толық натрий атомдарымен ауыстырылады. Сілтілік целлюлоза, талшықты құрылымын жоғалтпай, целлюлоза эфирлерін, мысалы, карбоксиметилцеллюлозаны өндіруде қолданылатын химиялық белсенділіктің жоғарылауымен сипатталады.
Карбоксиметилцеллюлоза (CMC) - целлюлоза мен гликоль қышқылының эфирі. Карбоксиметилцеллюлозаны алудың өнеркәсіптік әдісі сілтілі целлюлозаның монохлорсірке қышқылымен әрекеттесуіне негізделген.
Гемицеллюлозалар целлюлоза мен крахмал арасындағы крест болып табылады. Олар сондай-ақ полисахаридтер. Гемицеллюлоза молекулалары моносахаридтердің қалдықтарынан түзіледі: манноза (гексоза) және ксилоза (пентоз). Гемицеллюлозада талшықты құрылым болмайды. Олар өсімдіктер үшін қоректік зат ретінде қызмет етеді және оларды инфекциялардан қорғайды. Гемицеллюлоза суда ісінеді және өте сұйылтылған қышқылдармен салыстырмалы түрде оңай гидролизденеді, олар 18,5% сілтіде ериді. Гемицеллюлозалар қағаз жасау үшін қолданылатын целлюлозаның зиянды қоспалары емес. Керісінше, құрамында гемицеллюлозаның көп мөлшері бар ағаш целлюлозасын ұнтақтау оңай, ал одан жасалған қағаздың беріктігі жоғарылады (әсіресе беттер), өйткені гемицеллюлоза өте жақсы табиғи өлшемді агент болып табылады.
Лигнин химиялық тұрақсыз зат: жарықтың, ылғалдың, оттегінің, ауаның және жылудың әсерінен лигнин жойылады, нәтижесінде өсімдік талшықтары беріктігін жоғалтады және қарайып кетеді. Лигнин целлюлозадан айырмашылығы сұйылтылған қышқылдар мен сілтілерде ериді. Ағаштан, сабаннан, қамыстан және басқа да өсімдік ұлпаларынан целлюлоза алу әдістері лигниннің осы қасиетіне негізделген. Лигниннің құрылымы өте күрделі және әлі жеткілікті түрде зерттелмеген; Лигнин табиғи полимер екені белгілі, оның құрылымдық бірлігі өте реактивті хош иісті спирт – β-гидроксикониферилдің қалдығы болып табылады.
Полимерлер - жоғары мольді химиялық қосылыстар. массасы (бірнеше мыңнан көп миллионға дейін), олардың молекулалары (макромолекулалар) көп қайталанатын топтардан (мономерлік бірліктерден) тұрады. Макромолекулаларды құрайтын атомдар бір-бірімен негізгі және (немесе) координациялық валенттілік күштері арқылы байланысады.
Шығу тегі бойынша полимерлер табиғи (биополимерлер), мысалы, белоктар, нуклеин қышқылдары, табиғи шайырлар және синтетикалық, мысалы, полиэтилен, полипропилен, фенолформальдегидті шайырлар болып бөлінеді. Атомдар немесе атомдық топтар макромолекулада келесі түрде орналасуы мүмкін: ашық тізбек немесе циклдердің ұзартылған тізбегі (сызықты полимерлер, мысалы, табиғи каучук); тармақталған тізбектер (тармақталған полимерлер, мысалы, амилопектин), үш өлшемді желілер (айқаспалы байланысқан полимерлер, мысалы, өңделген эпоксидті шайырлар). Молекулалары бірдей мономер бірліктерінен тұратын полимерлер гомополимерлер деп аталады (мысалы, поливинилхлорид, поликапроамид, целлюлоза). химиялық полимер синтетикалық супрамолекулалық
Химиялық құрамы бірдей макромолекулаларды әртүрлі кеңістіктік конфигурациялы бірліктерден құрастыруға болады. Егер макромолекулалар бірдей стереоизомерлерден немесе белгілі бір периодтылықта тізбекте алмасып тұратын әртүрлі стереоизомерлерден тұрса, полимерлер стереорегулярлы деп аталады.
Макромолекулаларында мономер бірліктерінің бірнеше түрі бар полимерлер сополимерлер деп аталады. Әрбір типтегі бірлік макромолекула ішінде бірін-бірі алмастыратын жеткілікті ұзақ үздіксіз тізбектерді құрайтын сополимерлер блок-сополимерлер деп аталады. Бір химиялық құрылымның макромолекуласының ішкі (терминалды емес) буындарына басқа құрылымның бір немесе бірнеше тізбегі қосылуы мүмкін. Мұндай сополимерлер трансплантаттық сополимерлер деп аталады.
Бірліктің әрбір немесе кейбір стереоизомерлері бір макромолекула ішінде бірін-бірі алмастыратын жеткілікті ұзақ үздіксіз тізбектерді құрайтын полимерлер стереоблокты сополимерлер деп аталады.
Негізгі (негізгі) тізбектің құрамына қарай полимерлер бөлінеді: гетеротізбек, оның негізгі тізбегінде әртүрлі элементтердің атомдары бар, көбінесе көміртегі, азот, кремний, фосфор және гомотізбек, оның негізгі тізбегі салынған. бірдей атомдардан. Гомотізбекті полимерлердің ішінде ең көп таралғаны көміртекті тізбекті полимерлер, олардың негізгі тізбектері тек көміртек атомдарынан тұрады, мысалы, полиэтилен, полиметилметакрилат, политетрафторэтилен. Гетеротізбекті полимерлерге полиэфирлер (полиэтилентерефталат, поликарбонаттар), полиамидтер, мочевина-формальдегидті шайырлар, ақуыздар және кейбір кремнийорганикалық полимерлер мысал бола алады. Макромолекулаларында көмірсутек топтарымен қатар бейорганогенді элементтер атомдары бар полимерлер органоэлемент деп аталады. Полимерлердің жеке тобын бейорганикалық полимерлер құрайды, мысалы, пластикалық күкірт, полифосфонитрил хлориді.
Қасиеттер және ең маңызды сипаттамалар. Сызықтық полимерлер белгілі бір физикалық-химиялық және механикалық қасиеттерге ие. Осы қасиеттердің ең маңыздысы: жоғары берік анизотропты жоғары бағдарланған талшықтар мен қабықшаларды түзу қабілеті, үлкен, ұзақ мерзімді қайтымды деформациялардан өту қабілеті; ерігенге дейін жоғары серпімді күйде ісіну мүмкіндігі; ерітінділердің жоғары тұтқырлығы. Бұл қасиеттер жиынтығы макромолекулалардың жоғары молекулалық салмағына, тізбек құрылымына және икемділігіне байланысты. Сызықтық тізбектерден тармақталған, сирек үш өлшемді желілерге және ең соңында, тығыз торлы құрылымдарға ауысқанда, бұл қасиеттер жиынтығы азырақ және азырақ көрінеді. Жоғары айқаспалы полимерлер ерімейді, ерімейді және жоғары серпімді деформацияларға қабілетсіз.
Полимерлер кристалдық және аморфты күйде болуы мүмкін. Кристалданудың қажетті шарты макромолекуланың жеткілікті ұзын бөлімдерінің заңдылығы болып табылады. Кристаллдық полимерлерде әртүрлі супрамолекулалық құрылымдар (фибрилдер, сферулиттер, монокристалдар) пайда болуы мүмкін, олардың түрі көп жағдайда полимер материалының қасиеттерін анықтайды.Кристалданбаған (аморфты) полимерлердегі супрамолекулалық құрылымдар кристалдыларға қарағанда азырақ көрінеді.
Кристалданбаған полимерлер үш физикалық күйде болуы мүмкін: шыны тәрізді, жоғары серпімді және тұтқыр. Шыны тәрізді күйден жоғары серпімді күйге ауысу температурасы төмен (бөлмеден төмен) полимерлер эластомерлер, ал жоғары температурасы бар полимерлер пластиктер деп аталады. Макромолекулалардың химиялық құрамына, құрылымына және салыстырмалы орналасуына байланысты полимерлердің қасиеттері өте кең шектерде өзгеруі мүмкін. Осылайша, 1,4.-цисполибутадиен, икемді көмірсутекті тізбектерден жасалған, шамамен 20 ° C температурада -60 ° C температурада шыны күйге айналатын серпімді материал болып табылады; Полиметилметакрилат, қаттырақ тізбектерден жасалған, шамамен 20 ° C температурада 100 ° C температурада ғана жоғары серпімді күйге айналатын қатты шыны тәрізді өнім болып табылады. Молекулярлық сутектік байланыстармен байланысқан өте қатаң тізбектері бар полимер целлюлоза әдетте ыдырау температурасына дейін жоғары серпімді күйде бола алмайды.
Полимерлердің қасиеттеріндегі үлкен айырмашылықтарды макромолекулалардың құрылымындағы айырмашылықтар бір қарағанда шамалы болса да байқауға болады. Осылайша, стереореглярлы полистирол балқу температурасы шамамен 235 ° C болатын кристалды зат болып табылады, ал стереореглярлы полистирол мүлдем кристалдануға қабілетсіз және шамамен 80 ° C температурада жұмсарады.
Полимерлер реакциялардың келесі негізгі түрлеріне түсуі мүмкін: макромолекулалар арасындағы химиялық байланыстардың түзілуі (айқаспалы байланыс деп аталады), мысалы, каучуктерді вулканизациялау және теріні илеу кезінде; макромолекулалардың бөлек, қысқарақ фрагменттерге ыдырауы, полимерлердің бүйір функционалды топтарының негізгі тізбекке әсер етпейтін төмен молекулалы заттармен реакциялары (полимер-аналогтық түрлендірулер деп аталады); бір макромолекуланың функционалды топтары арасында жүретін молекулаішілік реакциялар, мысалы, молекулаішілік циклизация. Кросс-байланыс көбінесе бұзылумен бір мезгілде орын алады. Полимер-аналогты түрлендірулердің мысалы ретінде поливинил спиртінің түзілуіне әкелетін политилацетатты сабындандыруды айтуға болады. Полимерлердің төмен молекулалы заттармен реакция жылдамдығы көбінесе соңғысының полимер фазасына диффузия жылдамдығымен шектеледі. Бұл айқаспалы полимерлер жағдайында ең айқын көрінеді. Төмен молекулалы заттармен макромолекулалардың әрекеттесу жылдамдығы көбінесе реакцияласушы бірлікке қатысты көрші бірліктердің табиғаты мен орналасуына айтарлықтай тәуелді болады. Бұл бір тізбекке жататын функционалдық топтар арасындағы молекулаішілік реакцияларға да қатысты.
Полимерлердің кейбір қасиеттері, мысалы, ерігіштік, тұтқыр ағынға қабілеттілік, тұрақтылық, макромолекулалармен әрекеттесетін қоспалардың немесе қоспалардың аз мөлшерінің әсеріне өте сезімтал. Сонымен сызықты полимерді еритіннен толық ерімейтінге айналдыру үшін бір макромолекулада 1-2 айқаспалы байланыс түзу жеткілікті.
Полимерлердің маңызды сипаттамаларына олардың химиялық құрамы, молекулалық массасы мен молекулалық массасының таралуы, макромолекулалардың тармақталу және икемділік дәрежесі, стереорегуляциялық және т.б. Полимерлердің қасиеттері осы сипаттамаларға айтарлықтай тәуелді.
Табиғи полимерлер тірі организмдердің жасушаларында биосинтез процесі кезінде түзіледі. Экстракция, фракциялық преципитация және басқа әдістерді қолдана отырып, оларды өсімдік және жануарлар материалдарынан бөліп алуға болады. Синтетикалық полимерлер полимерлеу және поликонденсациялау арқылы алынады. Карботізбекті полимерлер әдетте бір немесе бірнеше көміртегі байланыстары бар мономерлерді немесе тұрақсыз карбоциклді топтары бар мономерлерді (мысалы, циклопропаннан және оның туындыларынан) полимерлеу арқылы синтезделеді.Гетеротізбекті полимерлер поликонденсациялау арқылы, сонымен қатар құрамында мономерлердің көп полимерленуі арқылы алынады. көміртек элементінің байланыстары (мысалы, C=O , C=N, N=C=O) немесе әлсіз гетероциклді топтар.
Бүгінгі күні ауыл шаруашылығында полимерлі материалдарды қолданудың кем дегенде төрт негізгі бағыты туралы айтуға болады. Отандық тәжірибеде де, әлемдік тәжірибеде де бірінші орынды фильмдер алады. Егістіктерде перфорацияланған мульчирование пленкасын қолданудың арқасында кейбір дақылдардың өнімділігі 30%-ға дейін артады, ал пісу уақыты 10-14 күнге тездетіледі.
Құрылған резервуарларды гидрооқшаулау үшін полиэтиленді пленканы пайдалану сақталған ылғалдың жоғалуын айтарлықтай азайтуды қамтамасыз етеді. Пішендемені, сүрлемді және ірі жемді пленкамен жабу ауа райының қолайсыз жағдайында да олардың жақсы сақталуын қамтамасыз етеді. Бірақ ауыл шаруашылығында пленкалы полимерлі материалдарды қолданудың негізгі бағыты пленкалы жылыжайларды салу және пайдалану болып табылады. Қазіргі уақытта ені 16 м-ге дейін пленка парақтарын өндіру техникалық мүмкін болды және бұл негізі ені 7,5 дейін және ұзындығы 200 м дейін пленка жылыжайларын салуға мүмкіндік береді.Мұндай жылыжайларда барлық ауылшаруашылық жұмыстарды механикаландыруға болады; Оның үстіне бұл жылыжайлар жыл бойы өнім өсіруге мүмкіндік береді. Суық мезгілде жылыжайлар топыраққа 60-70 см тереңдікте көмілген полимер құбырлар арқылы қайтадан жылытылады.
Осы түрдегі жылыжайларда қолданылатын полимерлердің химиялық құрылымы тұрғысынан полиэтиленді, пластиктендірілмеген поливинилхлоридті және азырақ дәрежеде полиамидтерді қолдануды атап өтуге болады. Полиэтилен пленкалары жақсырақ жарық өткізгіштігімен, жақсы беріктік қасиеттерімен, бірақ ауа райына нашар төзімділігімен және салыстырмалы түрде жоғары жылу жоғалтуымен сипатталады. Олар тек 1-2 маусымға дұрыс қызмет ете алады. Полиамид және басқа пленкалар әлі де салыстырмалы түрде сирек қолданылады.
Ауыл шаруашылығында полимерлі материалдарды қолданудың басқа екі негізгі бағыты құрылыс, әсіресе мал шаруашылығы ғимараттары және машина жасау болып табылады.
Микробтардың арнайы культурасы пайдаланылған сульфитті ерітінділерде 38 ° C температурада арнайы ферментерлерде өсіріледі, ал аммиак сонда қосылады. Азық ақуызының шығымы 50-55%; оны шошқа мен құс тәбетімен жейді.
Дәстүр бойынша көптеген спорттық шаралар шөпті корттарда өткізіледі. Футбол, теннис, крокет... Өкінішке орай, спорттың қарқынды дамуы, қақпадағы немесе тордағы ең жоғары жүктемелер шөптің бір жарыстан екіншісіне өсіп үлгермеуіне әкеледі. Ал бағбандардың ешбір айласы мұны жеңе алмайды. Әрине, мұндай жарыстарды, айталық, асфальт бетінде өткізуге болады, ал дәстүрлі спорт туралы не деуге болады? Көмекке синтетикалық материалдар келді. Қалыңдығы 1/40 мм (25 микрон) полиамидті пленканы ені 1,27 мм жолақтарға кесіп, созып, бүктейді, содан кейін шөпке еліктейтін жеңіл, көлемді массаны алу үшін біріктіреді. Өрттің алдын алу үшін полимерге алдын ала өртке қарсы заттар қосылады, ал электр ұшқындарының спортшылардың аяғының астына түсіп кетпеуі үшін антистатикалық агент қолданылады. Дайындалған негізге синтетикалық шөп төсеніштері жабыстырылады - содан кейін шөп алаңы немесе футбол алаңы немесе басқа спорт алаңы дайын. Ал ойын алаңының жекелеген бөліктері тозғандықтан, оларды бірдей технология мен бірдей жасыл түспен жасалған жаңа төсеніштермен ауыстыруға болады.
Бұл сала біздің елімізде өндірілетін барлық дерлік материалдардың, соның ішінде полимерлердің негізгі тұтынушысы болуы ғажап емес. Полимерлі материалдарды машина жасауда қолдану адамзат тарихында бұрын-соңды болмаған қарқынмен өсуде. Мысалы, 1976 жылы 1. Еліміздің машина жасау саласы 800 мың тонна пластмасса, ал 1960 жылы небәрі 116 мың тонна пластмасса тұтынса, бір қызығы, осыдан он жыл бұрын елімізде өндірілген барлық өнімнің 37-38 пайызы республикаға жіберілетін. машина жасау пластмассалары, ал 1980 жылы пластмассаларды пайдаланудағы машина жасау үлесі 28%-ға дейін төмендеді. Бұл жерде мәселе қажеттіліктің азаюында емес, халық шаруашылығының басқа салаларында полимер материалдарын ауыл шаруашылығында, құрылыста, жеңіл және тамақ өнеркәсібінде одан да қарқынды қолдана бастағанында.
Соңғы жылдары кез келген салада полимерлі материалдардың қызметі біршама өзгергенін атап өткен жөн. Полимерлерге көбірек жауапты міндеттер жүктеле бастады. Машиналар мен механизмдердің салыстырмалы түрде кішігірім, бірақ құрылымдық жағынан күрделі және маңызды бөліктері полимерлерден жасала бастады және сонымен бірге полимерлер машиналар мен механизмдердің үлкен өлшемді дене бөліктерін өндіруде көбірек қолданыла бастады. елеулі жүктемелер. Полимерлерге тән тағы бір сала, олардың кез келген басқа материалдардан артықшылығы айқын көрінеді - бұл ішкі және сыртқы әрлеу аймағы.
Полимерлі материалдарды машина жасауда қолданудың тағы бір саласы, ерекше атап өтуге тұрарлық, металл кескіш құралдар өндірісі болып табылады. Күшті болаттар мен қорытпаларды қолдану кеңейген сайын өңдеу құралдарына қатаң талаптар қойылады. Мұнда да пластмасса құрал жасаушы мен станокшыға көмекке келеді. Бірақ өте жоғары қаттылықтағы қарапайым пластиктер емес, тіпті алмаспен де бәсекелесуге батылы бар. Қаттылықтың патшасы, гауһар, тағынан әлі түсірілген жоқ, бірақ жағдай жақындап келеді. Кейбір оксидтер (мысалы, текше цирконийлер тұқымынан), нитридтер, карбидтер бүгінде қаттылықты, сонымен қатар ыстыққа төзімділікті көрсетеді. Мәселе мынада, олар әлі де табиғи және синтетикалық алмаздарға қарағанда қымбатырақ, сонымен қатар олардың «корольдік кемшілігі» бар - олар негізінен нәзік. Осылайша, олардың жарылып кетуіне жол бермеу үшін мұндай абразивтің әрбір дәнін көбінесе фенол-формальдегидті шайырлардан жасалған полимерлі қаптамамен қоршау керек. Сондықтан бүгінде абразивті құралдардың төрттен үш бөлігі синтетикалық шайырлар арқылы шығарылады.
Бұл машина жасаудың қосалқы секторларына полимерлі материалдарды енгізудің негізгі тенденцияларының кейбір мысалдары ғана. Автомобиль өнеркәсібі қазір басқа қосалқы секторлар арасында пластмассаларды пайдаланудың өсуі бойынша бірінші орында. 10 жыл бұрын автомобильдерде әртүрлі пластмассалардың 7-ден 12-ге дейін түрі қолданылса, 70-жылдардың аяғында бұл сан 30-дан асты. стирол пластмассалары, поливинилхлоридтер және полиолефиндер алады. Олар әлі де олардан біршама төмен, бірақ полиуретандар, полиэфирлер, акрилаттар және басқа полимерлер белсенді түрде қуып жетеді.
Қазіргі уақытта белгілі бір модельдердегі полимерлерден жасалған автомобиль бөлшектерінің тізімі бір беттен артық болады. Корпустар мен кабиналар, құралдар мен электр оқшаулауы, ішкі әрлеу және бамперлер, радиаторлар мен тіректер, шлангілер, орындықтар, есіктер, капот. Оның үстіне, шетелде бірнеше түрлі компаниялар толығымен пластиктен жасалған көліктерді шығаруды бастағанын хабарлады. Автомобиль өнеркәсібі үшін пластмассаларды қолданудың ең тән тенденциялары, жалпы алғанда, басқа қосалқы салалардағыдай. Біріншіден, ол материалдарды үнемдейді: үлкен блоктар мен тораптарды қалдықсыз немесе аз қалдықты қалыптау. Екіншіден, жеңіл және жеңіл полимерлі материалдарды қолданудың арқасында автомобильдің жалпы салмағы азаяды, яғни оны пайдалану кезінде жанармай үнемделеді. Үшіншіден, біртұтас блок ретінде жасалған пластик бөлшектердің блоктары құрастыруды айтарлықтай жеңілдетеді және еңбекті үнемдейді.
Айтпақшы, дәл осындай артықшылықтар авиация өнеркәсібінде полимерлі материалдарды кеңінен қолдануды ынталандырады. Мысалы, ұшақтың қанатының тақтайшасын жасау кезінде алюминий қорытпасын графит пластмассамен ауыстыру бөлшектердің санын 47-ден 14-ке дейін, бекіткіштерді 1464-тен 8 болтқа дейін азайтуға, салмақты 22%-ға, ал өзіндік құнын 25%-ға азайтуға мүмкіндік береді. Бұл ретте өнімнің қауіпсіздік көрсеткіші 178% құрайды. Тікұшақ қалақтары мен реактивті қозғалтқыштың желдеткіш қалақтарын алюмосиликатты талшықтармен толтырылған поликонденсациялық шайырлардан жасау ұсынылады, бұл беріктік пен сенімділікті сақтай отырып, ұшақтың салмағын азайтады. No 2047188 ағылшын патентіне сәйкес, ұшақтардың немесе тікұшақ роторларының қалақтарының мойынтірек беттерін қалыңдығы небәрі 0,65 мм полиуретан қабатымен жабу олардың жаңбыр эрозиясына төзімділігін 1,5-2 есе арттырады. Бірінші ағылшын-француздық дыбыстан жылдам жолаушылар ұшағы Конкорд құрастырушыларының алдына қатаң талаптар қойылды. Атмосферамен үйкеліс ұшақтың сыртқы бетін 120-150°С-қа дейін қыздыратыны есептелді, сонымен бірге оның кем дегенде 20 000 сағат бойы эрозияға ұшырамауы талап етілді. Мәселенің шешімі ұшақ қорғанысын жұқа фторопластикалық пленкамен жабу арқылы табылды.