Где применяют синтетические материалы и на каких свойствах основано применение
Разновидности синтетических материалов
Синтетические материалы ⭐ — это материалы на основе полимеров, способные под влиянием повышенных температуры и давления принимать заданную форму и сохранять ее в обычных условиях. Полимеры состоят из больших молекул, каждая из которых представляет собой особое соединение молекул-мономеров. Полимеры в пластмассе связывают все ее компоненты: наполнители, пластификаторы, отвердители, красители, катализаторы (ускорители) и др.
Пластмассы в мире применяют относительно недавно. Но представить себе современную жизнь без пластмасс уже невозможно, настолько полезными оказались их свойства. Например, свам — стекловолокнистый анизотропный материал — по прочности не уступает стали и в 3 раза легче ее. Изоляционные синтетические материалы — поропласты, пенопласты — настолько хорошо сохраняют тепло, поглощают шум, что позволяют делать стены и перегородки в десятки раз тоньше, чем из кирпича или камня. А органическое стекло — полиметилакрилат — пропускает самую полезную часть спектра солнечного излучения — ультрафиолетовую — гораздо лучше, чем обычное.
Большинство полимеров получают искусственным путем в результате реакций синтеза — полимеризации или поликонденсации. Схема реакции полимеризации пМ—>Мп (побочные продукты не выделяются), а поликонденсации — пМ —> Мп + R (с выделением низкомолекулярных побочных продуктов — воды, аммиака, спирта, хлорида водорода и др.). Полимерные материалы имеют аморфную и кристаллическую составляющие структуры (больше аморфную). С увеличением доли кристаллической составляющей улучшается износостойкость материала, а с увеличением доли аморфной составляющей — эластичность.
По степени обратимости состояний в результате нагрева и охлаждения синтетические материалы делятся на:
- термореактивные
- термопластичные
Термопластичные материалы сохраняют начальные свойства после расплавления и затвердевания, а термореактивные при нагревании необратимо разрушаются.
Промышленное значение имеют такие виды пластмасс: полиамидная, полистирольная и полиэтиленовая крошка, мелкодисперсные порошки из полиамида, поливинилбутираля и полиэтилена низкого давления, синтетические (конструкционные) клеи, эпоксидные композиции. В авторемонтном производстве наибольшее применение получили пластмассы на основе полиамида, полиэтилена и фторопласта; волокнит, составы на основе эпоксидных смол, синтетические клеи и герметики.
Поликапроамид — представитель полиамидных смол, который поставляют в виде гранул. Материал является стойким к щелочам, маслам, ацетону, спирту, бензину и др. Он применяется для изготовления подшипников и зубчатых колес и для нанесения износостойких и декоративных покрытий на металлические поверхности. При температуре ниже нуля становится жестким.
Полиэтилен — относительно твердый термопластичный полимер с температурой плавления 120—130 °С. Он эластичен даже при низкой температуре, применяется для изготовления труб и защитных покрытий, а также как изоляционный и упаковочный материал.
Фторопласт (температура плавления 327 °С) — продукт полимеризации этилена, в котором все атомы водорода замещены фтором. По химической стойкости превосходит все известные металлы, в том числе золото и платину. Низкий коэффициент трения и высокая износостойкость позволяют длительно эксплуатировать его при температуре до 250 °С. Область применения фторопласта ограничена практически нулевой адгезией к металлам.
Волокнит представляет собой пресс-материал, состоящий из фенольно-формальдегидной смолы, волокнистого наполнителя (например, хлопковой целлюлозы) и различных добавок. Из него изготовляют крышки и корпусные детали. Стекловолокнит по сравнению с целлюлозным волокнитом имеет более высокие механические и электроизоляционные свойства. Его наполнителем является стекловолокно или стеклолента. Применяют для изготовления деталей автомобилей с повышенной прочностью и теплостойкостью, например, шестерен распределительного вала.
Широкое применение в ремонте получили полимерные композиции на основе эпоксидных смол, которые содержат в своих молекулах эпоксидные группы СН2—С, обладающие высокой реакционной способностью. Сырьем для производства смол служат газы — продукты нефтепереработки. Наиболее часто применяют смолы марок ЭД-16 и ЭД-20. Эпоксидные смолы обладают высокой адгезией к металлам и хорошо сочетаются с другими синтетическими смолами. При взаимодействии с аминами и кислотами эти смолы твердеют и приобретают значительную теплостойкость и прочность. Эпоксидные смолы до твердения растворяются в ацетоне, толуоле и других растворителях.
Эпоксидные композиции включают, как правило, четыре вида компонентов: эпоксидную смолу, пластификатор, наполнитель и отвердитель. Пластификаторы обеспечивают снижение хрупкости, повышение ударной вязкости и стойкости к температурным колебаниям. В качестве пластификаторов применяют дибутил-фталат (ДБФ), триэтиленгликоль (ТЭГ-1), синтетический (карбоксилированный) каучук (СНК-10-10) и тиокол. Наполнители снижают стоимость композиции, играют важную роль в сближении коэффициентов термического расширения композиции и покрываемого материала, в повышении механической прочности, модуля упругости и теплостойкости шва, в изменении вязкости и уменьшении усадки. Например, чугунный порошок, закись железа, тальк, кварцевая и слюдяная мука изменяют в необходимых пределах значения коэффициента термического расширения покрытия, а графит и дисульфид молибдена уменьшают скорость его изнашивания. Непосредственно перед употреблением в композицию вводят отвердитель. В качестве отвердителей применяют полиэтиленполиамин (ПЭПА), аминофенол (АФ-2) и фторид бора (BF3). Последний отвердитель переводит композицию в твердое состояние даже при отрицательной температуре. Нехватка отвердителя удлиняет процесс отверждения, а избыток вызывает хрупкость материала.
Особенности применения
Применение полимерных материалов в авторемонтном производстве обеспечивает снижение массы деталей, сокращает трудоемкость и затраты на ремонт изделий. При восстановлении деталей используют такие положительные свойства пластмасс:
- небольшую плотность — пластмассы в среднем в два раза легче алюминия и в 5—8 раз легче черных металлов;
- повышенную химическую стойкость к действию агрессивных сред (влаги, кислот, щелочей), что в ряде случаев позволяет отказаться от применения коррозионностойких сталей и цветных металлов;
- высокие антифрикционные и фрикционные свойства (малый или, наоборот, большой коэффициент трения, хорошую износостойкость и высокую способность к приработке), поэтому они применяются в узлах трения и фрикционных муфтах;
- хорошие диэлектрические свойства — пластмассы являются основными электроизоляционными и конструкционными материалами в электропромышленности;
- шумопоглощающие и звукоизолирующие свойства;
- вибростойкость — пластмассы обладают способностью гасить динамические колебания при знакопеременных нагрузках, что способствует повышению долговечности деталей и узлов автомобилей.
Однако пластмассы по сравнению с металлами быстро стареют, имеют малую теплопроводность и небольшую прочность.
Источник
Полистирол PS, GPPS, ПСЭ, ПСС, ПСМ, MIPS, HIPS(всего полистирола 20 видов).
Основные свойства:
*твердость; *ударопрочность и поверхностная устойчивость;
*диэлектрическими свойствами и неплохой морозостойкостью (до -40°C);
Используется широко в бытовой сфере деятельности человека, а также строительной индустрии, электроники, облицовочные и декоративные материалы, медицинское направление.
Полиамид: Aerotex ткань по внешнему виду выглядит как хлопок, хотя состоит из 100% полиамида. TACTEL® – название ряда высокотехнологичных тонковолокнистых полиамидных нитей, изобретенного и производимого фирмой «Дюпон». MERYL® – марка полиамидного микроволокна на основе «найлон-66». Полиамид имеет следующие свойства:
*высокую прочность; *износоустойчивость; *низкий вес;
*однородность; *не садятся при стирке и не мнутся; *эластичность;
Внимание!
Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к
профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные
корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.
*высыхает она в три раза быстрее, чем одежде из хлопка;
*высокой воздухоёмкости; *стойкость к деформации под воздействием тепла; *хорошие электрические и огнеупорные качества.
Используется в составе большинства тканей и чулочных изделий, трикотажные изделия, спецодежды, швейных ниток, галантерейных изделий
в строительстве в качестве антикоррозионных покрытий для защиты металлов и бетонов, в медицине.
Полипропиленовое волокно: геркулон, ульстрен, найден, мераклон, спектра, дайнема, текмилон. и др. Наиболее часто встречаемое обозначение: РР. Основные свойства:
*высокую устойчивость к отбеливателям, кислотам, солям, органическим растворителям; *высокое сопротивление к бактериям, насекомым и плесени; * обладает хорошими теплоизоляционными свойствами;
*по эластичности, устойчивости к изгибам, как правило, превосходит полиамидные волокна, но уступает им по стойкости к истиранию;
*высокую износоустойчивость, и после стирки быстро сохнет.
Используются в качестве фильтрующих, укрывающих материалов. Пленочные и фибриллированные волокна используются в качестве упаковочного шпагата и мягкой тары. Полипропиленовое волокно так же используют для выпуска ковров, одеял, тканей для верхней одежды, трикотажа и прочее.
Полиэфир, второе название Полиэстер, Fleece, Microfleece, Polartec, Powerstretch,Windbloc,Windstopper, Technopile лавсан, дакрон, тревира, полиэстер, терилен, тетерон, элана, тергаль, и др. Обозначение: РЕ.
Основные свойства:
*устойчивы к действию растворителей, микроорганизмов, моли, плесени, коврового жучка; *устойчив в процессе носки, не мнется; *легко стирается и гладится; *быстро сохнет, что связано с очень низкой гигроскопичностью; *стойки к действию светопогоды; *по термостойкости превосходят большинство натуральных и химических волокон; *теплый; *при малом весе, хорошо «дышит»;*эластичен,
Используется в производстве многих видов одежды, в том числе и для химической промышленности, для производства искусственного меха, ковров, успешно применяют в медицине (синтетические кровеносные сосуды, хирургические нити).
Поливинилспиртовые волокна: винил, Милан, винило, куралон, виналон и др.
Основные свойства:
*обладают высокой прочностью и устойчивостью к истиранию и изгибу;
*отличной устойчивостью к действию света, микроорганизмов, пота, различных реагентов (кислот, щелочей, окислителей).
Используются Винол используется при выработке тканей для белья и верхней одежды. Водорастворимые штапельные волокна служат вспомогательным (удаляемым) компонентом в смесях с др. волокнами при получении ажурных изделий, тонких тканей, гипюра. Сверхпрочные поливинилспиртовые нити применяются в качестве армирующего компонента в композитах, Мтилан используется в медицине.
Поливинилхлоридные волокна: ПВХ-волокна, хлорин, саран, виньон, ровиль, тевирон и др.
Основные свойства
*обладают высокой химической стойкостью; *очень низкой тепло- и электропроводностью;*негорючи; *устойчивы к действию микроорганизмов; *характерна высокая усадка.
Используются для производства фильтровальных и негорючих драпировочных тканей, нетканых материалов, теплоизоляционных материалов, используемых при низких температурах. Для изготовлении лечебного белья, в производстве тканей повышенной плотности, рельефных тканей, ковров, искусственной кожи, пушистых трикотажных изделий и др.).
Полиуретановые волокна: эластан. спандекс, лайкра, вайрин, эспа, неолан, спанцель, ворин, линел, дорластан и др.
Основные свойства:
*высокое удлинение и способность к быстрому восстановлению в исходное состояние;*устойчивы к действию в масла, кислот, щелочей;*обеспечивают превосходную облегаемость; *легкость и удобство, сохраняют форму в течение длительного времени.
Из тканей с эластаном изготовляют практически все виды одежды.
Полиакрилонитрильные волокна: акрил, нитрон, панакрил, орлон, акрилан, кашмилон, куртель, дралон, и др. AMICOR® – марка акрилового волокна, с антибактериальным эффектом, предотвращающего развитие бактерий, моли, микроорганизмов за счёт эффективного действия частиц триклозана
Основные свойства:
*прочность; *термопластичность; *светостойкость;*устойчивы к действию кислот и щелочей;*растворители, применяемые для стирки и чистки одежды, не влияют на прочность волокна;*по своим механическим свойствам полиакрилонитрильные волокна очень близки к шерсти.
Полиакрилонитрильные волокна применяют для изготовления верхнего трикотажа, ковров, плательных и костюмных тканей, пряже, пластика, органического стекла, а также меха на трикотажной и тканевой основе, ковровых изделий, одеял и тканей технического назначения.
Стекловолокно (стеклоткань) — волокно из тонких стеклянных нитей. Основные свойства:
*не бьётся;*не ломается;*легко гнётся без разрушения; *большую прочность.
Это позволяет ткать из него стеклоткань, изготавливать гибкие световоды и применять во множестве других отраслей техники.
Стеклопластики — лёгкие материалы с заданными свойствами, имеющие широкий спектр применения.
Основные свойства:
*теплопроводностью дерева;* прочностью стали;*биологической стойкостью;* влагостойкостью и атмосферостойкостью полимеров,
До недавнего времени стеклопластики использовались преимущественно в самолётостроении, кораблестроении и космической технике. Из стеклопластиков производят следующие изделия: оконные и другие профили, бассейны, купели, водные аттракционы, лодки, каноэ, таксофонные кабины, кузовные панели и обвесы для грузовых и легковых автомобилей, электронепроводящие лестницы и штанги для работ в опасной близости от конструкций под напряжением. Фиберглас, Плексиглас (англ. Fiberglass), используется для промышленных применений, в автомобильной индустрии, в быту.
Оптическое волокно используется в качестве среды передачи на телекоммуникационных сетях различных уровней: от межконтинентальных магистралей до домашних компьютерных сетей.
Волоконные материалы в стоматологии — используются для изготовления адгезивных мостовидных протезов и шинирования зубов. Основные свойства:
*Высокопрочные;*Легкие.
Металлическое волокно используют для изготовления текстильных изделий и их отделки (напр., парчовые ткани, трикотаж с люрексом, нетканые материалы, войлок, антистатические ткани и ковры, галуны, шнуры, воинские знаки различия, шитье золотом и серебром, елочные украшения). В производстве бумаги и картона, сетки и войлоки-для фильтрации жидкостей и газов (в т.ч. агрессивных и горячих); войлоки – прокладочные и уплотнит. материалы, в электро- и радиотехнике.
Основные свойства:
*высокопрочные ;*термостойкие; *теплопроводные свойства.
Синтетическая бумага – бумагоподобный материал, получаемый из синтетических, полимеров.
Основные свойства:
*термо – и химстойкостью;* прочностью в сухом и мокром состояниях;
*оптическими и электроизоляционными свойствами;* эластичность.
Используют для различных видов этикеток и упаковки, часто на синтетической бумаге печатают карты: географические, туристические, топографические, игральные.
Синтетический каучук – К настоящему времени разработано более 10 видов синтетических каучуков и не менее 500 их различных модификаций. Основные свойства: * Он менее эластичен, чем натуральный каучук; *его свойства очень мало зависят от температуры; * физиологически безвреден; * Гомогенные и ячеистые полиуретановые эластомеры проявляют отличную износостойкость, высокую химическую стойкость и не подвергаются быстрому старению.
Используют от машиностроения до обувной промышленности, но все же значительная их доля идет на изготовление шин.
Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему
учебному проекту
Узнать стоимость
Источник
В XIX-XX веке потребности человечества в сфере текстильной промышленности росли, а производство натуральных тканей зависело от сбора урожая. Сельское хозяйство с трудом справлялось с объемами, лен, хлопок и шерсть поднимались в цене при нехватке сырья.
На помощь натуральным в XX веке приходят синтетические волокна. Первый материал под названием неопрен был произведен в США, он не пропускал влагу. Чуть позже в Германии изобрели капрон, из которого плели канаты и изготавливали женские чулки. Далее, с развитием технологий в США, в 1960 году был придуман эластан, он же спандекс и стрейч. На этом эксперименты не останавливались, и синтетические волокна начинали смешивать с натуральными, тем самым предавая прочность и удешевление. Из 100% полиэстера научились изготавливать настолько приятные ткани по тактильным ощущениям, что их порой не отличить от натуральных.
Общие характеристики и свойства
Обладают положительными и отрицательными свойствами. В некоторых отраслях без них просто немыслимо обойтись.
К хорошим качествам относятся:
- не мнутся, их практически не нужно гладить;
- после стирки быстро сохнут;
- обладают хорошей прочностью;
- материалы из полиэстера стоят дешево;
- они гипоаллергенные;
- в меньшей степени линяют и выгорают.
Отрицательные:
- уступают натуральным по тактильным ощущениям;
- волокна не пропускают воздух, что парой дает парниковый эффект;
- электризуются (некоторые пропитывают антистатиком, благодаря ему статическое напряжение пропадает);
- низкие теплозащитные свойства.
Разновидность синтетических волокон
Рассмотрим некоторые подробнее:
- Полиамидные — сырьем служит нефть, газ и уголь. Из этого вида получают нейлон и капрон. Изготавливают чулки, носки, термобелье, туристические снаряжения.
- Полиэфирные — переработки нефти и вторичных ее продуктов. Получаемые волокна, это полиэстер и лавсан, которые используются в изготовлении тканей для одежды, мебели.
- Поливинилспиртовые. К этому виду относятся такие материалы, как винол, куралон. Из полученных полотен изготавливают искусственный мех, футболки, туники, кофты.
- Полиолефиновые — образуются благодаря таким сплавом, как геркулон, мераклон. Из этого вида волокон изготавливают трикотаж.
Отличие искусственных материалов, от синтетических
Искусственные ткани изготавливаются из натуральных волокон, таких как вискоза (древесина, эвкалипт, бамбук). Такие полотна являются натуральными, они приятны к телу, греют и дышат. Синтетические ткани — это разные виды по структуре и плетению, но состоящие из перерабатываемых нефтепродуктов, угля и природного газа.
Какие бывают виды
Ткани из полиэстера нашли широкое применение во многих спектрах человеческой жизни. Это одежда, текстиль для дома, шторы, спецодежда, мебель. Во многих отраслях текстильной промышленности они незаменимы.
Одежные
- Ткань барби — это двухсторонний креп, плотность варьируется от 240 до 330 г/м2. В составе имеется спандекс, который предает эластичность. Шьют из барби платья, юбки, женские костюмы и брюки.
- Шелк армани — состоит из 97% ПЭ и 3% спандекса. Это легкая, но в то же время непрозрачная ткань, с матовым, шелковым блеском. Подходит для пошива платьев, юбок, блузок и ночнушек.
- Софтшелл — курточный мембранный материал, который не пропускает ни ветер, ни влагу, но при этом дышит. Изготавливают из него куртки, комбинезоны, брюки.
- Флис — нетканая материя с ворсом, с обеих сторон. Применяется для пошива шапок, толстовок, теплых спортивных костюмов, для пледов. А также в качестве подкладки, для утепления одежды.
Постельные принадлежности
- Полисатин — применяется для пошива комплектов постельного белья. Состоит из 100% полиэстера, не мнется и после стирки быстро сохнет. Комплекты имеют низкую цену, при этом они достаточно красочно выглядят. По тактильным ощущениям напоминают холодок, в жаркое время года тело прилипает к поверхности, так как она почти не дышит.
- Велсофт — это трикотажный материал с густым ворсом с обеих сторон. Применяется для халатов, одеял и пледов. А также используют и для пошива чехлов мягкой мебели.
Шторные
- Органза — синтетическая материя имеет жесткую структуру, держит форму и является полупрозрачной. Применяется как тюль, а также ее используют для оформления свадьбы и других праздничных мероприятий.
- Блекаут — шторная, теневая ткань, которая не пропускает свет солнца. В составе 100% полиэстер, материал долго не выгорает под лучами солнца, быстро сохнет после стирки, так как почти не впитывает в себя влагу.
С подробным описанием, а также с множеством видов вы можете ознакомиться в рубрике «Синтетические ткани» .
Уход
За тканями, состоящими, из полиэстера легко ухаживать. Стирка осуществляется при температуре в 40°, режим повседневная. Сушка производится в вентилируемых местах. Изделия из синтетики быстро сохнут, что дает им преимущества, перед натуральными.
Источник