Что такое синтетическое сырье
Синтетические материалы: понятие, виды и примеры
Содержание:
В Синтетические материалы это те материалы, которые сделаны из синтезированных полимеров или небольших молекул. Соединения, используемые для изготовления этих материалов, происходят из нефтехимии или нефтехимии.
Для изготовления волокон разных типов используются разные химические соединения. Большинство синтетических материалов состоит из химикатов, получаемых из полимеров, поэтому они прочнее и устойчивее.
Синтетические материалы составляют почти половину всех материалов, используемых во всех областях текстильных технологий. Существуют разные методы производства этих материалов, но наиболее распространенным является токарная обработка расплава. В этом процессе высокие температуры используются для изменения и формования формы и размеров волокон или синтетических материалов.
Это возможно, поскольку натуральные волокна чувствительны к элементам и со временем разрушаются; это означает, что они поддаются биологическому разложению. Натуральные волокна также подвержены повреждениям от вредителей, которые на них питаются, как и в случае с молью, питающейся хлопком, шерстью и шелком.
В последнее время наблюдается бум изобретения новых синтетических материалов. С помощью технологий ученые открыли новые синтетические пути для соединения небольших молекул в большие полиэфирные цепи с правильными свойствами для конкретных целей.
Примером этого являются полипропиленовые волокна, которые используются в коврах, или разновидности полиэтилена, которые используются для изготовления пластиковых бутылок. Им также удалось разработать невероятно сильные вещества, такие как кевлар.
Виды синтетических материалов и характеристики
Биопластики
Пластмассы не разлагаются, поэтому они являются серьезным источником загрязнения окружающей среды. Кроме того, большинство пластмасс получают из сырой нефти, которая не возобновляется.
Но технологии сделали возможным преобразовать возобновляемые ресурсы в пластмассы и синтетические каучуки. Эти вещества устойчивы, потому что они экономят ископаемые ресурсы, и, хотя они еще не поддаются биологическому разложению, это большой шаг вперед для науки.
Нейлон
Это семейство синтетических полимеров, которое было впервые произведено в 1935 году; это было первое синтетическое волокно массового производства. Это было связано с необходимостью замены азиатского шелка и конопли в парашютах во время Второй мировой войны. В то время из него шили шины, палатки, пончо и другие военные принадлежности. Его даже использовали для изготовления бумажных денег в Соединенных Штатах.
Он легко воспламеняется, горит, а не плавится. Довольно эластичный; Он очень прочный, очень хорошо противостоит насекомым, животным, грибам и многим химическим веществам.
Он имеет множество коммерческих применений в синтетических волокнах, таких как напольные покрытия и резиновые арматуры; Он также используется при моделировании автомобильных деталей, особенно моторного отсека, а также в электрооборудовании, зубных щетках, коврах, нейлоне и тканях для одежды.
Твердый нейлон также используется для изготовления щеток для волос и механических деталей, таких как винты и шестерни. Нейлоновые смолы используются в упаковке некоторых пищевых продуктов; особенно в пакетах для духовки и в упаковке для колбасы и мяса.
Пластиковые компаунды
Так называют пластмассы, армированные различными волокнами, чтобы сделать их более эластичными и прочными. Примером могут служить смеси полимеров и углерода, которые создают легкий материал, который используется для транспортировки вещей с эффективным использованием топлива.
Полиэстер
Помимо одежды, многие ткани из полиэстера используются в домашней обстановке и постельном белье. Полиэстер можно найти в рубашках, брюках, куртках, шляпах, простынях, одеялах, подушках, наполнителях, мягкой мебели и полотенцах. Промышленный полиэстер используется для усиления шин, ремней безопасности и пластика с высокой впитывающей способностью.
Этот материал также используется для изготовления бутылок, каноэ, кабелей и голограмм, среди прочего. Кроме того, он используется в качестве отделки деревянных изделий, таких как гитары, пианино и интерьеры яхт.
Самовосстанавливающийся материал
Эти разрабатываемые новые материалы обладают способностью устранять повреждения, которые в других случаях можно было бы считать непоправимыми. Их обнаружили в начале 2000-х.
Углеродное волокно
Это прочный и легкий армированный пластик, содержащий углеродное волокно. Углеродное волокно может быть дорогим в производстве, но оно широко используется в автомобилестроении, авиакосмической промышленности, гражданском строительстве, спортивных товарах и других технических приложениях.
Он жесткий, но в то же время пластичный и обладает хорошей устойчивостью к высоким температурам.
Кевлар
Кевлар также используется в производстве шин для велосипедов, парусных лодок и пластиков для музыкальных барабанов.
Лайкра
Умные реактивные полимеры
Синтетические каучуки и гели могут изменять свою форму в ответ на внешние раздражители; это означает, что они реагируют на изменения в окружающей среде. Эта возможность очень полезна, поскольку может помочь вам в разработке других интеллектуальных материалов, таких как датчики и сигнализация. Когда к этому уравнению добавляется технология самовосстановления, результаты могут найти важное применение во многих отраслях промышленности.
Эти материалы могут быть чувствительны к изменениям температуры, влажности, pH, интенсивности света, а также магнитных и электронных полей. Они могут изменить его цвет, прозрачность или даже форму.
Они используются в биомедицинской инженерии, гидрогелях и биоразлагаемой упаковке.
Акрил
Он был разработан в 1940-х годах. Он прочный, легкий и теплый, поэтому его обычно используют в свитерах, в качестве обивки мебели, в коврах, а также для покрытия обуви и перчаток.
Он такой мягкий, что на ощупь похож на шерсть; После правильной процедуры его можно использовать для имитации других тканей, например, хлопка. Иногда его используют вместо более дорогого кашемира.
Акрил очень прочный и прочный. Очень хорошо принимает цвет, не вызывает проблем при стирке и обычно гипоаллергенен. Что касается одежды, то ее обычно используют при изготовлении чулок, шарфов и шапок. Кроме того, он используется в нитках для вязания, особенно крючком.
Синтетическая резина
Истоки синтетического каучука восходят к концу девятнадцатого века из-за необходимости создать вариант натурального каучука, который мог бы удовлетворить потребности автомобильной промышленности.
Синтетический каучук превосходит натуральный, потому что его состав позволяет ему быть более управляемым и деформироваться без потери эластичности.
Клеи
Клеи могут быть животного, растительного или синтетического происхождения. Последний основан на полимерах, полученных из нефти, а также на синтетическом каучуке или полиуретановых клеях.
В свою очередь, клеи можно разделить по составу на однокомпонентные и двухкомпонентные.
Полимерная глина
Он выполняет функции земляной глины, только состоит в основном из поливинилхлорида (ПВХ). Он присутствует на рынке в течение короткого времени, но его низкая стоимость и возможности позволяют использовать его все шире по сравнению с традиционной глиной.
Силиконовый
Синтезированная композиция силикона была разработана в 1938 году. Это очень универсальный продукт для повседневного использования в таких отраслях, как электроника, строительство, фармацевтика или мебель. Наибольшая вероятность заключается в том, что его можно нагревать до высоких температур без деформации и потери своих свойств.
Термопласты
Термопласты представляют собой комбинацию пластмасс, полученных из сырой нефти вместе с кислородом, водородом и углеродом. Его основная способность заключается в том, что их можно плавить, чтобы впоследствии они могли принять желаемую форму.
Он применяется в автомобильной промышленности для разработки фар, водонепроницаемых изделий, таких как занавески для душа или дождевика, или для изготовления труб.
Ссылки
11 городов Кундинамарки, которые стоит посетить
Список синтетических материалов: описание, свойства, преимущества и недостатки
Синтетическая ткань – это основа текстильного производства на данный момент. Просто посмотрите вокруг: вся одежда, мягкая мебель, постельное делается именно из синтетики! А что это такое и какими бывают синтетические материалы – знают единицы. Ниже вы узнаете все о том, что называют синтетической тканью и какой она бывает.
Гетероцепные виды
Гетероцепные виды синтетических тканей получили свое название, благодаря составу макромолекул. За исключением углерода, в них присутствует азот, кислород, сера и другие элементы.
Производятся путем расплава смолы, поэтому при горении не разлагаются.
Широкую распространенность получили из-за возможности растягиваться при нормальных температурах.
Полиэфирные (полиэстер)
Производятся из полиэтиленгликольтерефталат. Наиболее известная ткань на основе этой смолы – полиэстер, которая используется для одежды. Обладают свойством сохранять до половины прочностных характеристик, при нагреве до 185 градусов.
Растворяются, как в сильных кислотах, так и в щелочах (при нагреве). Имеет следующие преимущества:
Полиуретановые
Искусственный материал, по качествам напоминающий резину. Наиболее известная полиуретановая ткань – лайкра, которую часто добавляют в хлопок и лен для повышения эластичности.
Полиамидные
Из полиамидных тканей наиболее известен – нейлон. Наиболее часто встречаются полиамидные лосины, спортивные шорты и кофты, предназначенные для спорта.
Материал не термостоек и может выдержать до 100 градусов тепла, после чего теряет свои свойства. Для военных целей были разработаны огнеупорные типы тканей, сохраняющие качества даже при 600 о С.
Растворяется в любых минеральных кислотах (примеры: борная, угольная, мышьяковая), трихлоэтане, фенольном растворителе и т.д. Почти не впитывает влагу и быстро ее отдает.
Карбоцепные виды
К карбоцепным тканями относится синтетика, имеющая в макромолекуле только углерод. Производится, как правило, из насыщенных гелевых раствором на основе ацетона. Их них обычно изготавливаются монолитные фигуры.
Полиакрилонитрильные
Из полиакрилонитрита изготавливаются бытовые ткани, так как акриловое волокно очень напоминает шерсть. Изделия получаются мягкими и приятными на ощупь.
Из недостатков: высокая электростатичность.
Полиолефиновые
Сюда входят некоторые полиэтилены и полипропилены. Материал чрезвычайно легкий (плотность меньше, чем у воды), поэтому подходит для непотопляемых тросов.
Среди прочих преимуществ:
Единственный минус: низкая термостойкость. Уже при 110 градусах полиолефиновые волокна теряют свои свойства.
Поливинилхлоридные
ПВХ можно встретить в сантехнике и электрокоммуникациях. Обладает средними качествами по прочности и эластичности, поэтому мало подходит для одежды.
Минус: под воздействием воды дает усадку. Длительное пребывание в воде может привести к порче.
Поливинилспиртовые
Волокна, изготовленные на основе поливинилового спирта. Ткани обладают антисептическим свойством, поэтому их можно использовать для стерильных помещений.
Синтетика: насколько экологичен материал
Многие люди не разбираются в понятиях «натуральный» и «экологичный». Но это не одно и то же. Натуральная ткань производится из природного сырья, а экологичный материал — это безопасный для природы и людей. И так получается, что не все натуральные ткани экологичны. При этом синтетический материал изготавливают из сырья, а производство является безотходным. Многие эко-вещи, сшитые из синтетики, намного безопаснее, чем, например, вещи из натурального хлопка, при выращивании которого используются тонны гербицидов. Поэтому надо всегда искать золотую середину.
Первое синтетическое волокно было получено в 1890 году во Франции, но со временем производство совершенствуется, появляются новые методы – рассмотрим виды, материалы и основные принципы технологии синтеза.
Свойства
Главный элемент состава – волокна. Они являются исходным сырьем, применяются в смешанном и обычном типе. Их качество влияет на процесс создания изделия. Важно знать все технические характеристики – длину, толщину. Тонкая нить способствует образованию пиллинга, а длинная делает пряжу прочной, ровной. Различия бывают по химическому составу и структуре.
Классифицируются они следующим образом:
Искусственные. Их образуют из природных соединений целлюлозного происхождения (дерево, солома). Получают вискозу и ацетат. Они хорошо пропускают воздух и всегда остаются сухими, но сильно мнутся.
Синтетические – это переработанные отходы нефти, каменного угля и природного газа. Имеют способность пропускать воду.
Вещи из таких материалов обладают следующими преимуществами:
Легкие, не впитывают влагу, быстро сохнут.
Низкая стоимость за счет дешевого сырья.
Долговечность и износостойкость, специальные технологии обеспечивают стойкость цвета.
Простая стирка, ткань быстро сохнет.
Используется для изготовления:
Каждый год появляется всё новое сырье, его характеристики зависят от компонентов. Выделяют следующие группы:
1. Гетероцепная – углерод и водород.
Полиуретановые
Создаются химическим методом из растворов, сплавов. Применяют в строительстве, декоре, шьют различную обувь, спортивные вещи, полотно для мебели.
Способность растягиваться в несколько раз, возвращаясь в начальное состояние.
Износостойкие, упругие, дышащие.
При высокой температуре теряют эластичность.
Стирку следует проводить без отжима, при минимальном режиме.
Полиамидные
Органическое сырье (нефть уголь, газ), капрон, нейлон. Применяют в медицине, автопроме, производстве рыболовных сетей, туристического снаряжения. Потребители, которые не совсем понимают, что такое синтетика, и какая это ткань, полагают, что такие изделия имеют лишь слабые стороны, но это не так.
Прочные, не теряют форму.
Не склонны к гниению.
Влага не впитывается.
Стирка должна проходить в деликатном режиме без отжима и сушки с использованием специальных моющих средств.
Полиэфирные
Получается путем переработки нефтяных продуктов и использованной тары. Продукция становится более выгодной из-за низких цен – лавсан, полиэстер. Это самые распространенные и востребованные синтетические волокна (и ткани) в промышленности.
Технология. 5 класс
Конспект урока
Технология, 5 класс
Урок 10. Искусственные и синтетические материалы
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:
Натуральные материалы – это материалы, используемые для производства потребительских благ, добываемые в природе.
Натуральное сырьём – это все добытые вещества, используемые человеком и сохранившие в предмете труда свои природные свойства и состав.
Материалы, получаемые в процессе создания или построения сложных молекул из более простых, называются синтетическими, а сам процесс – синтезом.
Основная и дополнительная литература по теме урока:
1. Технология. 5 класс: учеб. пособие для общеобразовательных организаций / [В.М. Казакевич, Г.В. Пичугина, Г.Ю. Семенова и др.]; под ред. В.М. Казакевича. — М.: Просвещение, 2017.
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Все предметы, окружающие нас, изготавливаются из материалов. Материалы, используемые для производства потребительских благ, добываемые в природе, называются натуральными.
Природные материалы, которые перед использованием на производстве подверглись предварительной обработке и подлежат дальнейшей переработке, называются сырьём.
Например, сырьём лесоперерабатывающей промышленности являются брёвна, полученные из спиленных деревьев. Сырьё для производства шерстяной пряжи является шерсть, состриженная с животных.
Все добытые вещества, используемые человеком и сохранившие в предмете труда свои природные свойства и состав, называются натуральным сырьём.
На ранних этапах человеческого существования люди использовали крайне ограниченное число материалов. Это были материалы, имеющиеся в природе — камни, дерево, глина, шкуры животных.
Со временем люди научились производить материалы, по свойствам превосходящие природные продукты. Это были такие новые материалы, как керамика и различные металлы.
Было обнаружено, что свойства материалов могут изменяться в результате термической обработки или добавления к ним различных субстанций.
Материалы, которые созданы человеком на основе соединения природных материалов и не существуют в природе, называются искусственными материалами.
Для получения искусственных материалов природные компоненты подвергают технологической обработке.
При производстве стекла – происходит нагрев кварцевого песка до состояния плавления.
При производстве кирпича происходит обжиг заготовки из специальной глиняной смеси;
При производстве древесно-стружечные или древесноволокнистые плиты происходит прессование щепы или стружки деревьев.
При производстве искусственного шёлка происходит растворение целлюлозы в специальном растворе, после чего из полученного вещества формируют нити.
Со временем учёные поняли, что существует соответствие между структурными элементами, составляющими материал, и им самим. Эти знания стали доступными примерно 100 лет назад, и в значительной степени были обусловлены тем, что люди научились оценивать характеристики материала.
Все это привело к тому, что появились десятки тысяч различных материалов с весьма специфическими свойствами, что позволило удовлетворять самые сложные потребности современного общества.
Производство материалов, которые делают наше существование более комфортным, связаны с тем, что становятся доступным всё новые и новые технологии.
На уроках химии вы узнаете, что все вещества состоят из атомов и молекул. С помощью химических реакций их можно перестраивать. Изменение порядка приводит к образованию нового вещества. Такие реакции называются синтезом, а получаемые материалы синтетическими.
Синтез в химии – это процесс создания или построения сложных молекул из более простых.
Сырьём для производства этих материалов являются нефтепродукты, уголь, газ.
Часто материалы полученные искусственным или синтетическим путём обобщают и называют химическими.
Современные технологии производства синтетических материалов коснулись всех сфер жизнедеятельности человека. Вы встречаетесь с этой продукцией ежедневно и повсеместно.
Полиэтилен, синтетический материал, из которого изготавливают плёнку, бутылки, крышки.
Органическое стекло. Из него изготавливают небьющееся прозрачные экраны, художественно-декоративные изделия.
Полистирол используют для изготовления одноразовой посуды.
Но лучшим примером производства синтетических материалов может служить текстильная промышленность. Синтетические ткани изготавливаются из полимеров, полученных благодаря химическим реакциям.
Как правило, из синтетических тканей производят спортивную одежду или вещи, необходимые для использования в экстремальных ситуациях.
Производство синтетического волокна аналогично процессу получения искусственного: получение прядильного раствора, формирование волокон, отделка. Искусственное волокно за счёт того, что получается из природного материала имеет более высокую стоимость, поэтому оно менее популярно, чем синтетическое.
Синтетические материалы имеют ряд преимуществ. В отличие от природных материалов, синтетическая ткань обладает незначительным весом. Одежда из такого материала менее подвержена износу и хорошо сохраняет стойкость цвета. Практически все синтетические материалы не впитывают в себя много влаги, и сушка не занимает много времени. Низкая цена материала за счёт невысокой стоимости исходного продукта.
Производство синтетических материалов постоянно развивается. Учёные-химики постоянно синтезируют новые виды волокон с заданными свойствами. Некоторые материалы, полученные на основе этих волокон, в несколько раз превосходят прочность стали.
Таким волокном, например, является кевлар. Из него делают лёгкие прочные надувные лодки и бронежилеты.
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля
Задание 4. Выделите зелёным цветом минеральное сырьё (материалы), синим цветом – продукцию химического производства.