Производство полимеров

Полимерами называются продукты химического соединения одинаковых молекул в виде многократно повторяющихся звеньев. К полимерам относятся: целлюлоза, каучуки, пластмассы, химические волокна, лаки, клеи, пленки, различные смолы и др. По своему происхождению полимерные материалы делятся на природные и синтетические. К природным относятся: крахмал, канифоли, белки, натуральный каучук и др. основную массу полимерных материалов, применяемых в современной промышленности, составляют синтетические полимеры. Они получаются с помощью реакций поликонденсации (с образованием побочного продукта). В зависимости от строения макромолекул различают три типа полимеров:

Методы переработки пластмасс и изготовления пластмассовых изделий зависят от отношения пластмасс к температуре. Выделяют пластмассы:

Доступность сырьевой базы, передовые технологические процессы, лежащие в основе производства полимеров, в том числе малоотходная, малоэнергоемкая и безотходная технология, возможность полной автоматизации производства, низкая трудоемкость и сравнительно низкая себестоимость, высокая производительность труда на предприятиях отрасли в сочетании с высокими физическими, химическими и механическими свойствами полимеров вызывают необходимость ускоренного развития промышленности полимеров как важного создателя материальных ценностей и источника химизации в производстве. Промышленность полимеров во всем мире развивается ускоренными темпами по сравнению с производством многих других видов продукции.

Среди полимерных материалов особое место принадлежит пластмассам.

Это материал, в состав которого в качестве основного компонента входят высокомолекулярные синтетические смолы. Их получают путем химического синтеза простейших веществ, извлекаемых из столь доступного сырья, как уголь, известь, воздух, нефть, природные газы. В зависимости от состава различают пластмассы простые (ненаполненные) и сложные (наполненные). Простые пластмассы состоят только из полимеров (иногда с добавкой пластификатора). К ним относятся полиэтилен, органические стекла и т.д. Сложные пластмассы содержат ряд компонентов в зависимости от требуемых свойств материала. Основными компонентами сложных пластмасс являются:

• связующие вещества (связывают в монолитный материал другие компоненты смеси и обуславливают основные свойства пластмасс);

• наполнители (вводят в состав пластмасс с целью улучшения физико-механических свойств и снижения расхода связующего вещества, а следовательно удешевления пластмасс);

• пластификаторы (вещества, придающие смеси повышенную пластичность);

• отверждающие вещества и катализаторы (вводятся в состав пластмасс для ускорения их перехода в твердое состояние, в котором они не плавятся и не растворяются);

• стабилизаторы (замедляют процесс старения пластмасс, но не влияют на их первоначальные свойства).

Главное преимущество использования пластмасс по сравнению с другими материалами – это простота переработки их в изделия. Достоинства пластмасс определили высокую технико-экономическую эффективность их использования и способствовали тому, чтобы в современном производстве эти материалы стали не только заменителями дорогостоящих металлов и сплавов, но и самостоятельными уникальными конструкционными материалами. Пластмассы широко применяются в народном хозяйстве: в машиностроении, приборостроении, электро- и радиотехнике, авиа- и автостроении, промышленности средств связи, в легкой, пищевой, химической промышленности, быту и т.п. Они сочетают в себе ряд ценных свойств: являются хорошими диэлектриками, теплоизоляционными материалами, могут быть оптически- и радиопрозрачными, упругими или эластичными. Они имеют низкую плотность, высокую коррозийную стойкость, легко формируются в изделия, могут заменять металлы и сплавы, имеют невысокую стоимость.

Химические волокна – это полимерные материалы, имеющие форму тел, длина которых во много раз превышает размеры их поперечного сечения. Делятся на две группы – искусственные и синтетические. Искусственные получают из природных высокомолекулярных соединений - целлюлозы, казеина и др., синтетические – из высокомолекулярных соединений, полученных путем химических реакций из мономеров. Химические волокна превосходят натуральные по прочности, они легче по весу, не подвержены гниению. Их себестоимость значительно ниже, чем натуральных. Основным сырьем для производства искусственных волокон служит целлюлоза (природный полимер, входящий в состав растительных клеток; в сухой древесине содержится 45-55% целлюлозы). Наиболее ценные ее сорта получают из хвойных деревьев. Путем химической обработки целлюлозы получают такие волокна, как вискозное и ацетатное, применяемые для производства тканей. Кроме прочего, ацетатное волокно обладает диэлектрическими свойствами. Синтетические волокна получают из синтетических высокомолекулярных смол. Большую группу составляют полиамидные волокна – капрон, нейлон, этан. Они характеризуются высокой прочностью, эластичностью, стойкостью к действию щелочи, электроизоляционной стойкостью. К группе полиэфирных волокон относится лавсан. Он используется для производства тканей, трикотажных изделий, электроизоляционных материалов. Отличается высокой механической прочностью и устойчивостью к действию повышенных температур.

Технологический процесс получения химических волокон включает следующие стадии:

• получение исходного материала (традиционные методы синтеза высокомолекулярных смол);

• приготовление прядильной массы (растворении полимера в растворителе или его расплавление, добавление красителей);

• формование волокна (на спецоборудовании путем продавливания прядильной массы через фильеры - мельчайшие отверстия 0,04мм-, далее отверждают путем охлаждения или химическим способом, наматывают на катушки);

• отделка (обработка различными реагентами, сушка, кручение, отбелка, вытягивание, термообработка, перемотка, сортировка).

Каучук – характерный представитель высокомолекулярных (полимерных) соединений. Он является составной частью резины, бывает растительного происхождения (натуральный - млечный сок гевеи бразильской) и синтетический. Наиболее широкое применении в промышленности получил синтетический каучук. Его химический состав и строение, а также физические свойства могут быть весьма разнообразны и могут сильно отличаться от свойств натурального каучука, в чем и заключается преимущество синтетических каучуков. Основным сырьем для производства синтетических каучуков являются попутные газы нефтепереработки, этиловый спирт и ацетилен. Основные методы получения – полимеризация и поликонденсация. При переработке каучуки превращаются в резину. Она характеризуется высокой эластичностью, сопротивлением к истиранию, изгибам, обладает газо- и водонепроницаемостью, высокими электроизоляционными свойствами, стойкостью к агрессивным средам. Резину получают добавлением к каучуку ряда компонентов (ингридиентов) и полученную смесь подвергают вулканизации.

ингредиенты:

Ответственной операцией является вулканизация. В процессе вулканизации при I + 130... 160°С и давлении 18-20 МПа сера химически присоединяется к молекулам каучука, «сшивая» их в трехмерную структуру, образуя резину. Резиновые изделия получают: методом шприцевания, штамповкой, литьем под давлением и др. разделяют резиновые изделия по назначению: универсальные (общего назначения – производство изделий широкого потребления) и специального назначения (производство изделий с особыми свойствами : химически стойких, тепло-, морозо-,масло- и бензостойких и т.д.).

Нефтеперерабатывающая промышленность в настоящее время занимает по праву одно из ведущих мест в народном хозяйстве. Нефть применяется в основном для получения топлива высокой эффективности. Из нефти вырабатывают смазочные и специальные масла широкого ассортимента, битумы, парафин и восковые составы, сажу, кокс для электродов. Все эти продукты находят широкое применение в машиностроении, химической, легкой и др. отраслях промышленности, а также в строительстве. Особое значение как сырье для промышленности нефтехимического синтеза имеют продукты переработки нефти. Из них получают пластмассы, синтетические волокна, каучук, моющие средства, ядохимикаты, красители, лекарственные препараты. Перспективным является использование отходов нефтепереработки для биохимического синтеза белков и некоторых заменителей пищевых продуктов. По объему потребления наибольшую значимость для народного хозяйства имеет искусственное жидкое топливо (карбюраторное «бензин», дизельное, котельное «мазут», реактивное и др.), смазочные масла. консистентные смазки. Смазочные маслаполучают перегонкой мазута под вакуумом. Применяется они во всех движущихся деталях для уменьшения трения и отвода теплоты. По назначению классифицируются на : моторные, индустриальные, турбинные, компрессорные и т.д., а по t застывания – на летние и зимние. Для обеспечения требуемого срока службы масло должно быть стойким к окислению и действию высоких температур, иметь стабильную вязкость, обладать коррозийной стойкостью и т.д. Консистентные смазкиполучают добавлением к смазочным маслам загустителей (мыла, силикатов). Это улучшает их вязкостно-температурные свойства и делает пригодными к применению в случаях, когда обычная жидкая смазка не может быть использована из-за особых условий работы и конструкции узла трения.

Дата добавления: 2014-09-29; просмотров: 816; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!