Наиболее значимая изюминка новых материалов приобретаемых на базе разных полимеров,— сравнительная простота их превращения в готовые изделия в стадии вязкотекучего состояния, в которой самый быстро проявляются их пластические особенности. Эта свойство легко формироваться (в определенных условиях, так или иначе связанных с нагревом), а после этого при обычной температуре стойко сохранять купленную форму и дала пластическим весам их наименование.
С позиций переработки полимеров их возможно (но, очень условно) поделить на две главные группы: термопласты, к каким относятся материалы, меняющие под влиянием нагревания лишь собственную пластичность, но сохраняющие структуру, и термореактивные пластики, в которых под действием нагревания линейные молекулы как бы сшиваются, образуя сложные пространственные конструкции.
Природный полимер — янтарь. Смолка сохранила очертания насекомого, которому, возможно, много тысяч лет.
К термопластам относятся практически все пластические веса, каковые получаются сращиванием мономеров в долгие цепочки способом полимеризации. Назовем кое-какие распространенные пластические веса этого рода. Среди них выделяется полиэтилен, либо политен, что недаром именуют «королем пластиков». Если не считать пористых и пенообразных пластиков, политен — самая легкая пластическая масса. Его удельный вес слабо отличается от удельного веса льда, что разрешает ему плавать на поверхности воды. Он только стоек по отношению к едким кислотам и щелочам и наряду с этим прочен, легко сгибается, не теряет гибкости кроме того при шестидесятиградусном морозе. Политен поддается сверлению, обточке, штамповке, — словом, любым видам обработки на тех станках, каковые используются для обработки металла. Нагретый до 115-120°, политен делается мягким и пластичным, и тогда прессованием либо литьем под давлением из него возможно изготовлять любых видов посуду — от флаконов для духов до огромных бутылей для щелочей и кислот. В нагретом виде политен легко поддается раскатке, в узкие пленки, каковые помогают для завертывания продуктов, опасающихся сырости. упругости и Сочетание прочности делает политен эргономичным материалом для изготовления бесшумных шестерен, труб и вентиляционного оборудования для химических фабрик, клапанов, прокладок.
К распространенным термопластам относится кроме этого и поливинилхлорид (довольно часто его не совсем верно именуют полихлорвинилом). На его базе изготовляются два главных вида пластических весов: твёрдые целлулоидоподобного типа — так именуемые мягкие пластикаты и винипласты.
Ко мне же примыкают полистирол — полезный изолятор для специальной радиоаппаратуры и высокочастотных устройств, — напоминающий по внешнему виду бесцветное стекло, и полиметилметакрилат (органическое стекло).
К термопластам относятся пластические веса, изготовляемые из соответствующим образом переработанных природных полимеров (к примеру, нитроцеллюлоза, приобретаемая обработкой хлопковой целлюлозы смесью азотной и серной кислот, и ацетилцеллюлоза), и, в виде исключения, полиамидные смолы, приобретаемые методом поликонденсации и так называемой «ступенчатой», либо многократной, полимеризации.
Молекулы большинства полимеров — весьма долгие, узкие и эластичные цепи атомов. Полезные особенности полимеров связаны с этими изюминками молекулярного строения. На рисунке — схемы молекул мономера (1), полимеров (2,3),-цепи атомов которых легко вытягиваются и перемещаются относительно друг друга (2) либо вытягиваются в прочные ориентированные нити (3), схема пространственных молекул, сшитых отдельными мостиками и образующих жёсткие пластмассы (4).
Отличие между этими главными группами материалов очень велика. Изделия из термопластов возможно раздробить и снова переработать. Для изготовления из них тех либо иных изделий активно используется литье под давлением. Изделие затвердевает в охлаждаемой пресс-форме в пара секунд; в следствии производительность современных литьевых автомобилей весьма громадна: за день они смогут выпустить от 15 до 40 тыс. изделий среднего размера и пара сотен тысяч небольших.
С термореактивными материалами дело обстоит сложнее: по окончании того как они отвердели, вернуть их в вязко-текучее состояние, при котором они имели возможность бы опять стать пластичными, фактически нереально. Исходя из этого литье из них затруднено; их в основном прессуют под нагревом, а появившиеся изделия выдерживают в форме столько времени, сколько нужно, дабы смола по всему сечению изделия перешла в неплавкое состояние. Но изделие уже не требует охлаждения.
Не смотря на то, что способ тёплого прессования пара менее производителен, чем литье под давлением, но кроме того он многократно стремительнее простых технологических процессов изготовления железных изделий. Это снабжает громадный дополнительный выигрыш при замене пластическими весами металлов. Так как многие сложные железные изделия требуют для собственной отделки долгого последовательности производственных операций. Характерным примером может служить изготовление штампов, требующих долгих упрочнений самые квалифицированных инструментальщиков. В советской автопрома на данный момент используют штампы, изготовленные из так называемых эпоксидных смол с соответствующим наполнителем. Они создаются посредством одной главной операции — отливки и одной запасного — зачистки отдельных, случайно появившихся неровностей. Промышленность близко подошла к разрешению неприятности формирования крупногабаритных изделий, к примеру корпусов машин, моторных лодок и т. д.
На примере пластической массы, приобретаемой методом ступенчатой полимеризации,— поликапролактама (так на языке химиков именуется смола-капрон) — возможно наглядно убедиться в том как условны границы, отделяющие на практике фактически пластические веса от синтетических волокон.
Смола капрон получается из лактама аминокапроновой кислоты — капролактама, которых со своей стороны добывается из фенола, бензола, фурфурола (очень перспективного сырья, образующегося, например, при переработке сельскохозяйственных отходов) и ацетилена, приобретаемого при действии воды на карбид кальция. По окончании окончания полимеризации поликапролактам производят из реактора через узкую щель. Наряду с этим он застывает в виде ленты, которая после этого размалывается в крошку. По окончании дополнительной очистки от остатков мономера и получается необходимая нам полиамидная смола. Из данной смолы, температура плавления которой высока (216-218°), изготовляют пароходные винты, вкладыши для подшипников, машинные шестерни и т. п. Но самое широкое использование полиамидные смолы находят при получении нитей, из которых делают негниющие рыбацкие сети, капроновые и нейлоновые чулки и т. д.
Нити формируются из расплава смолы, что проходит через маленькие отверстия, образуя струйки, застывающие при охлаждении в элементарные нити. Пара элементарных нитей соединяются в одну и подвергаются вытяжке и кручению.
ВМЕСТО 12 МЛН. ОВЕЦ
Синтетическая шерсть — особая ткань из синтетических материалов — не уступает по качеству натуральной шерсти, а обходится значительно дешевле. Один завод синтетической пряжи, производящий в год 30-35 тыс. Т продукции, может заменить стадо овец в 12-15 млн. голов. Это значит, что 10 таких фабрик вольно заменили бы все поголовье овец в СССР и высвободили бы из-под пастбищ как минимум 10 млн. гектаров хороших земель.
Химия оказывается самая надёжной союзницей для того чтобы решающего фактора промышленного прогресса, как автоматизация. Химическая разработка в силу серьёзной собственной особенности, очень выделенной в докладе Н. С. Хрущева на XXI съезде КПСС, то есть непрерывности, — самый эффективный и желанный объект для автоматизации. В случае, если учесть, вдобавок, что химическое производство в главных собственных направлениях — это производство многотоннажное и массовое, то возможно четко представить себе, какие конкретно расширения производства сбережения и необъятные источники труда заключает в себе химия, в особенности технология и химия полимеров.
Распознавая глубокие связи между строением наиболее значимых технических материалов-полимеров и их особенностями и обучась «конструировать» полимерные материалы по необычным «химическим чертежам», ученые-химики смогут смело сообщить: «Век материалов неограниченного выбора начался».