загрузка...
загрузка...
На головну

МОДУЛЬ ІІ ПОЛІМЕРНІ МАТЕРІАЛИ ТА ОСНОВИ ТЕХНОЛОГІЇ ЇХ ВИРОБНИЦТВА І ВИРОБІВ ІЗ НИХ

  1. Безтраншейні технології будівництва газопроводів
  2. Будівельні матеріали та вироби з них
  3. В УМОВАХ КРЕДИТНО-МОДУЛЬНОЇ СИСТЕМИ ОРГАНІЗАЦІЇ НАВЧАЛЬНОГО ПРОЦЕСУ
  4. Введение в модуль 1 страница
  5. Введение в модуль 2 страница
  6. Введение в модуль 3 страница
  7. Введение в модуль 4 страница

Терпе́нами называют углеводороды - продукты биосинтеза общей формулы (C5H8)n, с углеродным скелетом, формально являющимся производным изопрена СН2=С(СН3)-СН=СН2. В больших количествах терпены содержатся в хвойных растениях, во многих эфирных маслах. Терпены - основной компонент смол и бальзамов, Например, скипидар получают из живицы деревьев хвойных пород. Эфирные масла обнаруживаются в различных частях растений: корне, стволе, листьях, цветах, плодах. Они имеют сильный приятный запах, что и обуславливает их применение.

Кислородные производные терпенов обычно называют терпеноидами.

По своим физическим свойствам терпены - это бесцветные жидкости, нерастворимые в воде и легче её. Кипят при температурах от 140 до 190 °С.

Терпены классифицируют по числу изопреновых звеньев, образующих углеродный скелет молекулы:

· Монотерпены (терпены) C10H16,

· Сесквитерпены (полуторатерпены) C15H24,

· Дитерпены C20H32, (C10H16)2 ,

· Тритерпены, C30H48, (C10H16)3 ,

· Тетратерпены C40H64, (C10H16)4 ,

· Политерпены (C5H8)n, где n > 8.

Они могут быть алифатическими и моно-, би- и трициклическими

Алифатические терпены и терпеноиды

К ним можно отнести мирцен и гераниол.

Мирцен (2-метил-6-метиленоктадиен-2,7) содержится в масле хмеля

Гераниол (транс-3,7-диметилоктадиен-2,7-ол-1) содержится как главная составная часть в эфирном масле листьев герани и обуславливает их запах. Содержится он также в розовом масле.

Алифатические терпены, как и вообще терпены, построены по так называемому «изопреновому правилу»: молекулу каждого соединения можно разделить (мысленно) на 2 скелетных остатка изопрена. Натуральный каучук в этом смысле является политерпеном.

Моноциклические терпены и терпеноиды

Ментол, терпенеол, лимонен

Этот ряд соединений называют ментановыми терпенами, так как их можно рассматривать как производные ментана (1-изопропил-4-метилциклогексан). Сам ментан в природе не встречается, но его спирт - ментол, составляет главную часть мятного масла. При восстановлении ментол даёт ментан, при окислении - ментон (входит в мятное масло).

ментан ментол ментон

α-Терпенеол - кристаллическое вещество, обладающее запахом сирени. При дегидратации α-терпенола может быть получен лимонен.

В нём имеется асимметрический атом углерода. Из (+)-лимонена почти нацело состоит эфирное масло померанцевой корки, он входит в состав лимонного, тминного, укропного масел. (-)-Лимонен находится в масле сосновой хвои.

Бициклические терпены

α-Пинен - является составной частью скипидара. Скипидар получают перегонкой смолы хвойных деревьев. Остатком перегонки смолы является канифоль.

α-Пинен используют как растворитель и для получения через ряд превращений технически важного продукта - камфоры.

Камфора применяется в медицине и в значительных количествах в производстве целлулоида и бездымного пороха (стабилизатор).

К группе терпенов относятся также природные вещества - каротины -природные пигменты с формулой С40Н56.

Эти соединения представлены соответственно α-, β- и γ-каротинами.

Из α-каротина в живом организме образуется витамин А1.

α-Каротин содержится в моркови и обусловливает её окраску, в листьях многих растений.

Отсутствие в пище витамина А1 или соответствующего ему провитамина - α-каротина - вызывает ксерофтальмино (слепота из-за высыхания роговицы глаз), а недостаток - к куриной слепоте (ухудшение сумеречного зрения). Витамин А1 является также витамином роста. Находится он в молоке, сливочном масле, желтке яиц, рыбьем жире и т.д.

В прямой связи с терпенами находятся также стероиды, желчные кислоты и гормоны.

Эфирные масла растений в значительной степени состоят из моно-, сескви- и дитерпенов и их производных.

Примером политерпена может служить натуральный каучук и его производное - резина.

Загальна характеристика полімерів. Слово "полімер" означає багато сегментів. Цей термін охоплює всі речовини, молекули яких побудовані із множини елементів або ланцюгів. Ці елементи включають в себе як окремі атоми, так і невеликі групи атомів, які з'єднані хімічними зв'язками. Багато полімерів утворюються при взаємодії двох різних мономерних ланцюгів або хімічних з'єднань. Відмінні ознаки полімерів від НМС.

Класифікація полімерів. Велика різноманітність полімерів та їх властивостей робить не можливою їх єдину класифікацію. Залежно від мети полімери класифікують за різними ознаками. Найбільш важливе значення має класифікація за походженням (природні, штучні та синтетичні) та хімічним станом (органічні, елементоорганічні, неорганічні). За поводженням при нагріванні полімери поділяють на термопластичні та термореактивні.

3. Характеристика полімерів і матеріалів на їх основі. Природні полімери (білки, нуклеїнові кислоти, полісахариди). Штучні полімери (ацетати, нітрати, ксантогенати целюлози та прості ефіри). Синтетичні полімери (поліетилен, поліпропілен, полівінілхлорид, полістирол тощо)

3. Структура полімерів і матеріалів на їх основі.

1. Просторова структура макромолекул полімеру. Макромолекули є основною структурною одиницею ВМС. Вони можуть формувати різну структуру полімеру залежно від їх просторового розташування. За цією ознакою полімери поділяють на лінійні, розгалужені, сітчасті (пласкі, просторові).

2. Фізична структура полімерів. Внутрішня і між молекулярна взаємодія макромолекул полімеру. Під фізичною структурою розуміють стійке розташування атомів, молекул та більш складних молекулярних утворень, обумовлене фізичною взаємодією. Для полімерів можна виділити два рівня, на яких вивчається фізична структура: 1 - відноситься до макромолекули та обумовлений внутрімолекулярними нехімічними взаємодіями; 2 - до конденсованого стану полімеру і визначається міжмолекулярними взаємодіями.

3. Надмолекулярна структура полімерів. Під надмолекулярною структурою розуміють взаємне розташування в просторі макромолекул та їх агрегатів. Залежно від способу і порядку в укладці макромолекул виникають різні по будові та складності елементи надмолекулярної структури. Від надмолекулярної структури залежать фізичні, хімічні та фізико-хімічні властивості полімерів. Основні елементи надмолекулярної структури: глобули, пачки, фібрили.

4. Механічні властивості полімерних матеріалів

1. Загальні поняття про деформацію. Деформація обумовлена змінами в будові та розташуванні молекул, що проходять під дією зовнішніх сил. Деформації бувають відновлюваними та невідновлюваними. При відновлювальній деформації початковий стан та розміри тіла повністю відновлюються після зняття навантаження. Деформація вважається не відновлюваною, якщо тіло після зняття навантаження не повертається в початковий стан. Пружна, еластична та пластична деформації. Полімерам притаманні всі види деформацій, тобто під дією навантажень вони зазнають різних змін. Загальна та повна деформація полімерів.

2. Деформація аморфних та кристалічних полімерів. Склоподібний стан аморфних полімерів. Характеристика склоподібного стану. Деформації в області склоподібного стану. Розвиток деформацій склоподібних полімерів під впливом напруг.

3. Деформація кристалічних полімерів. Кристалічний фізичний стан полімерів. Наявність кристалітів. Закономірності деформацій полімерів у склоподібному та кристалічному стані (здатність до холодного витягування тобто до великих відновлювальних деформацій, утворення та ріст шийки, явище орієнтаційного керування).

5. Механічні властивості полімерних матеріалів (продовження)

1. Механізм руйнування полімерів. Вплив на матеріал повторно-поперемінних навантажень може визвати утворення тріщин. Стомленість і витривалість. Енергія яка накопичена в зразку витрачається в двох напрямках: на утворення нової поверхні і на процеси переміщення структурних елементів на шляху руху тріщини. Теорія крихкого руйнування.

2. Особливості руйнування у високоеластичному стані .Механізм руйнування полімерів у високоеластичному стані. Виникнення перенапруг у вершині тріщин. Стадії процесу руйнування.

3. Деструкція полімерів. Визначення деструкції. Впливи зовнішнього середовища (температури повітря, світла, ультрафіолетового, радіаційного та іонізуючого випромінювання, механічних напруг) на полімер та процеси, які проходять в ньому під їх впливом. Види деструкції (термодеструкція, механодеструкція, фотодеструкція, фотоліз, хімічний вплив).

6. Механічні властивості полімерних матеріалів (продовження)

Теоретичний підхід до описування міцності полімерів. Міцність - це властивість матеріалу опиратися руйнуванню під дією механічних навантажень. Це важлива технічна характеристика полімеру. Для оцінювання конкретного зусилля, яке полімер може витримати, не руйнуючись, розраховують теоретичну міцність. У полімерах значення реальної та теоретичної міцності різне. Міцність, визначена експериментально, в багато разів менша. Ця різниця обумовлена наявністю в реальній будові дефектів.

Показники, які характеризують міцність полімерних матеріалів. При вивченні механічних властивостей полімерних матеріалів найбільше розповсюдження отримали дослідження їх розтягування. При розтягуванні міцність може виражатися такими показниками: розривне навантаження, руйнуюче зусилля (межа міцності), абсолютне та відносне видовження, модуль пружності, робота розриву.

Вплив орієнтації макромолекул і навколишнього середовища на міцність полімерів. Всі орієнтовані полімери мають одну і ту ж властивість. Їх міцність і модуль пружності при розтягуванні набагато більші ніж у неорієнтованих полімерів. Орієнтовані полімери отримують у результаті орієнтованого витягування вихідних неорієнтованих волокон і ниток. Окрім орієнтації макромолекул на показники міцності суттєво впливає структура полімеру (із зростанням молекулярної маси міцність збільшується до визначеної межі, яка відповідає повному формуванню надмолекулярної структури, після чого змінюється несуттєво).

МОДУЛЬ ІІ ПОЛІМЕРНІ МАТЕРІАЛИ ТА ОСНОВИ ТЕХНОЛОГІЇ ЇХ ВИРОБНИЦТВА І ВИРОБІВ ІЗ НИХ

7. Текстильні матеріали та основи технології їх виробництва і виробів із них

1. Загальна класифікація текстильних матеріалів. Стандартна та прейскурантна класифікація текстильних матеріалів. Класифікація текстильних матеріалів за основними класифікаційними ознаками (призначенням, сировинним складом, способом виробництва, способом обробки).

2. Вихідні напівфабрикати для виробництва різних видів текстильних матеріалів. До вихідних напівфабрикатів відносятьтекстильні нитки, від будови і властивостей яких залежить якість і призначення готових виробів. Залежно від способу отримання нитки поділяють на прядені і непрядені. Прядені (пряжу) отримують з коротких волокон, з'єднаних між собою скручуванням. Непрядені отримують під час під час розмотування коконів , формування хімічних волокон, розрізування на вузькі смужки полімерних плівок або фольги.

3. Основи технології виробництва тканин. Значення підготовчих операцій ткацького виробництва. Процеси формування системи ниток основи (перемотування, снування, шліхтування, заправлення основи в ткацький верстат) та процеси підготовки пряжі (ниток ) утоку (перемотування, зволожування). Класифікація ткацьких верстатів. Ткацтво.

8. Текстильні матеріали та основи технології їх виробництва і виробів із них (продовження)

1. Основи технології виробництва трикотажних полотен. Трикотажні полотна виробляють способом в'язання з пряжі і ниток. Трикотажем називають в'язане полотно, що складається з петель, з'єднаних між собою утворених однією або багатьма нитками. Петля - зігнута в процесі в'язання нитка певної форми. Підготовчі операції до в'язання Технологія виготовлення колірних (поперечнов'язаних) та основов'язаних полотен. Характерні особливості та властивості трикотажних полотен.

2. Основи технології виробництва нетканих полотен. Нетканими називають полотна, виготовлені із одного чи кількох видів текстильних матеріалів або їх сполучення з не текстильними матеріалами, із закріпленою структурою окремих елементів, крім тканих і трикотажних полотен, а також повсть. Виробництво нетканих полотен складається з таких основних операцій: полотноформування, зв'язування певним способом волокон, ниток й інших структурних елементів, обробка нетканих полотен. Технологія виготовлення нетканих полотен. Класифікація нетканих полотен за видами сировини, способом виготовлення, призначенням.

9. Шкіряні матеріали та основи технології їх виробництва

1. Види шкіряної сировини. Шкіра - продукт переробки дерми, якій зберегли волокнисту структуру, а хімічні та фізичні властивості змінили залежно від призначення. Види шкіряної сировини (шкури домашніх тварин, морських тварин, оленів, рептилій , плазунів тощо).

2. Основи технології виробництва натуральних шкір Процеси та операції шкіряного виробництва. Підготовчі операції (міздріння, знезолення, двоїння, м'якшення, пікелювання). Дублення та його види (жирове, хромове, рослинне, комбіноване, алюмінієве тощо). Оздоблювальні операції (промивання, жирування, сушіння фарбування, шліфування, лощіння, пресування, нарізання мерії).

3. Штучні шкіряні матеріли, характеристика основних видів Штучні шкіряні матеріли - волокнисті матеріали покриті композиціями готових полімерів. Для виготовлення використовують різні основи: тканини (Т), неткані матеріали (НТ), трикотажні полотна (ТР), папір тощо. Для просочування і покриття використовують різноманітні полімерні матеріали та їх композиції. Штучні шкіряні матеріли класифікують за видом основи та покриття, характером покриття (монолітні, пористі, пористо-монолітні), за характером поверхні (гладкі, ворсові, лакові, замшевидні тощо).

4. Синтетична шкіряні матеріли, характеристика основних видів Синтетична шкіряні матеріли - матеріали, що мають розгалужену пористу структуру, сформовану з поліуретану методом коагуляції. Види синтетичних шкіряних матеріалів та їх класифікація (за призначенням, за характером поверхні тощо).

10. Пластичні маси та основи технології їх виробництва і виробів із них

1. Загальні властивості пластичних мас. Пластичні маси м'які, мають малу теплопровідність, високі діелектричні властивості, гарний зовнішній вигляд. фізико-механічні властивості різноманітні, тому з них виготовляють жорсткі, пружні, гнучкі, шкіроподібні матеріали.

2. Склад пластичних мас. За складом всі пластичні маси поділяють на прості і складні (композиційні). Їх відмінності. Склад композиційних пластичних мас: сполучна речовина, наповнювачі, пластифікатори, барвники, стабілізатори (інгібітори) тощо.

3. Класифікація пластичних мас. Пластичні маси класифікують за рядом ознак: за складом (прості та композиційні), за природою сполучної речовини (на основі видозмінених природних матеріалів і на основі синтетичних смол), за фізико-механічними властивостями (жорсткі, напівжорсткі, м'які), за термічними властивостями (термопластичні, термореактивні), за типом хімічної реакції (полімеризаційні, поліконденсаційні) тощо.

4. Основи технології виробництва виробів із пластичних мас. Принципи переробки пластичних мас у вироби: у в'язкотекучому стані, у високоеластичному стані, у твердому стані, безпосередньо із рідкого полімеру.


Розподіл годин з дисципліни за семестрами і за видами занять згідно з робочим навчальним планом за фахами 6.050301 «Товарознавство і комерційна діяльність», 6.050302 «Товарознавство та експертиза в митній справі».

  Семестр Вид заняття     ПМК     Екзамен
аудиторні позааудиторні
  лекція       лабораторне   разом індиві- дуальне заняття зі студентом під керів- ництвом викладача     самостійна робота студента
І   +  
                 

ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛІНИ

№ з/п Назва теми Кількість годин за видами занять
аудиторні індиві-дуальні під керів-ництвом викладача Позаауд.иторні
разом лекцій сем практичні лабора-торні самостійна робота
Модуль І Структура та властивості полімерних матеріалів
Вступ. Матеріалознавство як наука.      
Загальна характеристика будови, властивостей полімерів та матеріалів на їх основі.        
Структура полімерів і матеріалів на їх основі    
Механічні властивості полімерних матеріалів      
  Модуль ІІ Полімерні матеріали та основи технології їх виробництва і виробів із них
Текстильні матеріали та основи технології їх виробництва і виробів із них    
Шкіряні матеріали та основи технології їх виробництва    
Пластичні маси та основи технології їх виробництва і виробів із них    
  Разом    

ТЕМА 1 ВСТУП. МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО ЯК НАУКА (НМКД)

1. Завдання сучасного матеріалознавства

Матеріалознавство - наука про закономірності, що визначають будову та властивості матеріалів залежно від їх складу, умов обробки та експлуатації. Ця наука вивчає зміни властивостей матеріалів в результаті виробничих та експлуатаційних впливів, прилади та методи оцінювання властивостей матеріалів тощо. Особлива увага приділяється впливу на властивості матеріалів взаємозв'язків структури, складу та властивостей матеріалів, технології їх виробництва, умов зберігання. Ця дисципліна відноситься до технічних наук і є однією з основних в циклі дисциплін, що визначають підготовку фахівців товарознавців-експертів та товарознавців-комерсантів.

На основі суспільної практики склалися і безперервно розвиваються науки про матеріали, наприклад металознавство (наука при метали), текстильне матеріалознавство (розглядає різноманітні матеріали, які застосовують у виготовленні одягу, побутових виробів).

Дана дисципліна включає дві частини: матеріалознавство; основи технології виробництва товарів народного споживання, а структура розділів цих частин наступна:

- структура матеріалів та закономірності їх формування;

- властивості матеріалів;

- матеріали та основи технології виробництва непродовольчих товарів.

Основними завданнями сучасного матеріалознавства є: впровадження в практику накопичені розробки у створення нових матеріалів та їх широкого застосування; вивчення будови, властивостей матеріалів з метою визначення властивостей готової продукції; розширити сировинну базу промисловості за рахунок використання нових видів сировини тощо

2. Речовини, сировина і матеріали

Під сировиною, як правило, розуміють різні речовини, що використовують для виробництва готових виробів. Ці речовини різні за хімічним складом та походженням. Речовина - це вид матерії, сукупність дискретних утворень, які мають масу спокою (атоми, молекули і все що з них побудовано).

Поряд з поняттям "cировина" використовують поняття "фабрикат" та "напівфабрикат". Фабрикат - це готовий продукт виробництва, а незакінчений - напівфабрикат. Ці поняття часто умовні та залежать від конкретної галузі застосування виробу. Фабрикат одного виробництва може бути напівфабрикатом іншого. Наприклад, текстильна нитка є фабрикатом прядильного виробництва, але напівфабрикатом - для ткацького.

Від природи, складу та якості сировини залежать і якість готової продукції. Наприклад, домішки заліза і кварцовому піску знижують прозорість скла та надають йому зеленуватий відтінок. Змінюючи хімічний склад та якість сировини можна отримувати вироби з необхідними властивостями. Знання природи, будови та властивостей вихідної сировини дає можливість визначати властивості та особливості готової продукції, розширяти сировинну базу для виготовлення товарі за рахунок використання нових видів сировини, що дозволяє отримувати вироби з більш високими споживними властивостями.

Вихідною сировиною для виробництва різних виробів є прості та складні речовини, які характеризуються незмінним хімічним складом та визначеними властивостями.

3.Класифікація матеріалів. Матеріали як основа виготовлення виробів(товарів)

Єдиної класифікації сировинних матеріалів не існує.

Їх класифікація визначається метою, умовами її використання. Так, в металознавстві всі матеріали прийнято ділити на:

- металеві - до цієї групи відносять метали та їх сплави;

- неметалеві - до цієї групи відносять полімерні, силікатні (скло, кераміка, ситали), гума, деревина, композиційні матеріали.

У товарознавстві прийнято поділяти всі матеріали, які використовуються у виробництві товарів за рядом ознак: хімічним складом, походженням, призначенням тощо. За хімічним складом матеріали поділяють на:

· Органічні - із цієї групи найбільш широко використовують целюлозні, білкові, вуглеводні як природні, так і штучні матеріали. Природні матеріали бувають:

- рослинного походження - целюлозні (окрім каучуку)деревина, бавовна, льон, конопля, джут, кенаф тощо;

- тваринного походження - вовна, шовк, шкіра, хутро, роги, копита, кістки тощо;

Окрім того, широко застосовують синтетичні органічні матеріали: каучуки та гуми на їх основі, смоли, із яких виготовляють синтетичні волокна і пластичні маси, клеї, лаки, фарби тощо. Всі вони являють собою високомолекулярні сполуки, які отримують шляхом синтезу та модифікації природних полімерів. Синтетичні матеріали (повністю або частково) використовують для виготовлення посуду, тканин, взуття, галантерейних будівельних, фото- та радіотоварів. У вигляді плівкових покриттів чи оздоблень їх використовують для облагороджування виробів з інших матеріалів (деревини, шкіри, тканин). Їм можна легко надати необхідної форми, фактури, властивостей. До штучних целюлозних сировинних матеріалів відносять віскозні волокна, целюлозу та її похідні; нітроцелюлозу, етил -, ацетилцелюлозу. До білкових сировинних матеріалів - шкіру, хутро, вовну.

· Неорганічні - із цієї групи використовують метали та їх сплави, силікатні матеріали та мінерали.

- Метали та сплави на їх основі. Вироби із цих матеріалів характеризуються високою міцністю, електро- та теплопровідністю, вогне- та термостійкістю, великою щільністю. Недоліком цих матеріалів ( за виключенням дорогоцінних) є їх низька корозійна стійкість, погано піддаються обробці.

- Силікатні матеріали - (з'єднання кремнію з іншими оксидами) поділяють на природні та штучні. Штучні силікатні матеріали отримують шляхом обробки природної сировини. До них відносять скло, фарфор, фаянс, гончарну кераміку, ситали. Природні силікати представлені горними породами і мінералами: гранітом, польовим шпатом, кварцовим піском, глинами тощо. Ці матеріали застосовують для виробництва штучних силікатних матеріалів побутового, будівельного призначення, а також електронагрівальних приладів тощо. Загальним для цієї групи матеріалів є їх негорючість, хрупкість, твердість та стискання, теплопровідність, низька термічна стійкість

Найчастіше матеріали поділяють на групи за такими ознаками:


За структурою:

- кристалічні,

- аморфні

- молітні

- композиційні

За складом:

- металеві

- неметалеві

За походженням:

- природні

- хімічні (штучні та синтетичні)

За фізичними властивостями

- легкоплавкі

- тугоплавкі

- вогнетривкі

- термопластичні

- термореактивні

- діелектрики

- провідники

- напівпровідники тощо

За призначенням:

- конструкційні

- інструментальні

За галуззю використання:

- авіаційні;

- будівельні

- електротехнічні

- машинобудівельні тощо

За ступенем використання у виробництві:

- основні

- допоміжні

За способом виготовлення:

- лиття;

- прокатування;

- ткацтво;

- в'язання;

- шиття;

- волочіння;

- видування.


 



  64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   Наступна
загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати