Курсовая: Полистирол - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Полистирол

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 346 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

26 Министерство образования Российской Федерации и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего професси о нального образования “ Алтайский Государственный Технический Университет им. И.И. Ползунова ” Реферат. По дисциплине «органическая химия» на тему: «Полистирол (поливинилбензол) » Выполнил а студентка гр. ПКМ-71 : Бархатова Л. Н. Проверил а старший преподаватель кафедры ФиТКМ : Арсентьева С.Н. Подпись: Барнаул 2008 г. Содержание Введение, общая характеристика и классификация полимеров 1. Историческая справка 2. Описание полистирола 3. Основные свойства 3.1. Физические свойства 3.2. Химические свойства 4. Получение 5. Надмолекулярная струк тура, конформация, конфигурация 6. Способы отверждения 7. Применение в промышл енности Заключение Список литературы Введение Обща я характеристика и классификация полимеров Полимером называется органическое вещество, длинные молеку лы к о торого построены из одинаковых много кратно повторяю щихся звеньев – м о номеров. Размер молекулы полимера определяется степенью полимери зации n , т. е. числом звеньев в цепи. Если n = от 10 до 20, вещества представляют с о бой легкие масла. С возрастанием n увеличива ется вязкость, вещество стан о вится воскообразным, наконец, при n=1000 образуется твердый полимер. Степень полимеризации неограниченна: она может быть 10 4 , и тогда длина молекул достига ет микрометров. Молекулярная масса полимера равна прои з ве дению молекулярной массы мономера и степени полимеризации. Обычно она находится в пределах от 10 3 до 3 Ч 10 5 . Столь большая длина молекул пр е пятствует их правильной упаковке, и структура полимеров варьирует от аморф ной до частично кристаллической. Доля кристалличности в зна чительной мере опр е деляется геометрией цепей. Чем ближе укла дываются цепи, тем более кр и сталличным полимер становит ся. К ристалличность даже в лучшем с лучае ок а зывается несовершенной [1] . Аморфные полимеры плавятся в диапазоне температур, зави сящем не только от их природы, но и от длины цепей; кристалли ческие имеют точку плавления. По происхождению полимеры делят ся на три группы: синтетические полимеры (искусственные) , природные органические и природные неорган и ческие полимеры. Синтетические полимеры получаются путем ступенчатой или цепной полимеризации низкомолекулярных полимеров. Природные неорганические полимеры – это например расплав магмы, оксид кремния. Природные органические полимеры образуются в результате жизн е деятельности рас тений и животных и содержатся в древесине, шерсти, коже. Это протеин, целлюлоза, крахмал, шеллак, лигнин, латекс. Обычно природные полимеры подвергаются операциям выде ления очистки, модификации, при которых структура основных цепей остается н е изме н ной. Продуктом такой переработки явля ются искусственные полимеры. Примерами являются натураль ный каучук, изготовляемый из латекса, целл у лоид, представляю щий собой нитроцеллюлозу, пластифицированную камф а рой для повышения эластичности. Природные и искусственные полимеры сыграли большую роль в с о временной технике, а в некоторых областях остаются неза менимыми и до сих пор, например в целлюлозно-бумажной про мышленности. Однако резкий рост производства и потребления органических материалов произошел за счет синтетических поли меров – материалов, полученных синтезом из ни з комолекуляр ных веществ и не имеющих аналогов в природе. Развитие хими ческой технол огии высокомолекулярных веществ – неотъемлемая и сущес т венная часть современной НТР . Без полимеров уже не может обойтись ни одна отрасль техн и ки, тем более новой. По химической структуре полимеры делятся на линейные, разветв ленные, сетчатые и пространственные. Молек у лы линейных поли меров химически инертны по отношению друг к другу и связаны между собой лишь силами Ван-дер-Ваальса. При нагревании вя з кость таких полимеров уменьш а ется и они способны обратимо переходить сначала в высокоэластическое, а з а тем и в вязкотекучее состояния (рис унок 1). Поскольку единственным следствием нагрева является изменение пл а стичности, линейные полимеры называют термопластичными. Не следует думать, что термин «ли нейные» обозначает прямолинейные, наоборот, для них более ха рактерна зубчатая или спиральная конфигурация, что придает таким полимерам механическую прочность. Термопластичные полимеры можно не только плавить, но и раств о рять, так как связи Ван-дер-Ваальса легко рвутся под дей ствием реагентов. Разветвленные (привитые) полимеры более прочны, чем ли нейные. Контролируемое разветвление цепей служит одним из основных промы ш ленных методов модификации свойств термопластичных полимеров. Рисунок 1 – Схематическая диаграмма вязкости термопластичных п о лимеров в зависимости от температуры: Т 1 – температура перехода из сте к лообразного в высоко эл а стичное состояние, Т 2 – температура перехода из высокоэластичного в вязкотекучее состо я ние Сетчатая структура характерна тем, что цепи связаны друг с другом, а это сильно ограничивает движение и приводит к изме нению как механич е ских, так и химических свойств. Обычная ре зина мягка, но при вулканизации серой образ уются ковалентные связи типа S-ноль , и прочность растет. Пол и мер может приобрести сетчатую структуру и спонтанно, например, под де й ствием света и кислорода произойдет старение с потерей эластичности и р а бо тоспособности. Наконец, если молекулы полимера содержат реакционн о способные группы, то при нагревании они соединяются множеством поп е речных прочных связей, полимер оказывается сшитым, т. е. приобретает пр о странс т венную структуру. Таким образом, нагрев вызывает реакции, резко и необратимо изменяю щие свойства материала, который приобретает про ч ность и вы сокую вязкость, становится нерастворимым и неплавким. Вслед ствие большой реакционной способности молекул, проявляющей ся при п о вышении температуры, такие полимеры называют тер мореактивными. Н е трудно представить, что их молекулы активны не только по отношению друг к другу, но и к поверхностям ино родных тел. Поэтому термореактивные п о лимеры, в отличие от термопластичных, обладают высокой адгезионной сп о собностью даже при низких температурах, что позволяет использовать их в качестве защитных покрытий, клеев и связующего в композици онных мат е риалах. Термопластичные полимеры получают по реакции полимери зации, пр о текающей по схеме (рис унок 2). Рисунок 2 – Реакции образования полимеров: а) – полимеризация, б) - полико н денсация При цепной полимеризации молекулярная масса нарастает почти мгн о венно, промежуточные продукты неустойчивы, реакция чувствительна к присутствию примесей и требует, как правило, высоких давлений. Неудив и тельно, что такой процесс в естествен ных условиях невозможен, и все пр и родные полимеры образова лись иным путем. Современная химия создала н о вый инстру мент — реакцию полимеризации, и благодаря ему большой класс термопл а стичных полимеров. Реакция полимеризации реализует ся лишь в сложной а п паратуре специализированных производств, и термопластичные полимеры п о требитель получает в готовом виде. Реакционноспособные молекулы термореактивных полимеров могут образоваться бол ее простым и естественным путем – посте пенно от моном е ра к димеру, потом к тримеру, тетрамеру и т. д. Такое объединение моном е ров, их «конденсацию», называют ре акцией поликонденсации; она не требует ни высокой чистоты, ни давлений, но сопровождается изменением химич е ского сост а ва, а часто и выделением побочных продуктов (обычно водяного пара) (рис унок 2). Именно эта реакция реализуется в природе; она мо жет быть легко ос у ществлена за счет лишь небольшого нагрева в самых простых условиях, вплоть до домашних. Такая высокая технологичность термореа к тивных полимеров предоставляет ши рокие возможности изготовлять разли ч ные изделия на нехимиче ских предприяти ях, в том числе на радиозаводах [1] . Независимо от вида и состава исходных веществ и способов получения материалы на основе полимеров можно классифици ровать следующим обр а зом: пластмассы, волокниты, слоистые пластики, пленки, покрытия, клеи. 1. Историческая справка Промышленность ластмасс зародилась на рубеже XX века. Легко п о лимеризующийся стирол и его стеклообразный твердый полимер сразу же привлекли внимание. Основы химии и техноло гии производства полистирола заложили Остромысленский и Штау-дингер. Последний предложил цепной механизм образования макромолекул полистирола. Первый патент на получение полистирола (способом термической с понтанной полимеризации в массе) был взят в Германии в 1911г. Там же в 1920 г. началось промышленное производство полимера. В 1936г. уже прои з водилось 6000 т/год. За пределами Германии рост производства полистирола долгое время сдерживался высокой ценой на мономер. Стимулом к бурному развитию п о служило создание в США во время второй мировой войны крупнотоннажн о го производства бутадиен-стирольного кауч ука что, естественно, привело к снижению цен на стирол. После Войны производство полистирола и сопол и меров стирола, содержащи х более 50 процентов стирола по составу (в отл и чие от бутадиен-стирольног о каучука, где стирола около 30 процентов ), ра з вивалось самостоятельно. Разработка таких эффективных продуктов ; как п е нополист и рол, ударопрочные полимеры стирола, АБС-пластики, позволила полистирольным пластикам в целом занять третье место в мировом прои з водстве пл а стмасс после полиэтилена и поливинилхлорида. В СССР производство полистирола развернулось в послевоенные г о ды. Как и в других странах, основу производства составляют процессы свобо д норадикальной полимеризации в блок е (массе), суспензии и эмульсии [2] . В настоящее время производятся практически все основные типы соп о лимеров стирола, включая сополимеры с б -метилстиролом, метилметакрил а том, ударопрочные сополимеры с каучуком, двойные и тройные сополим е ры с акрилонитрилом (включая АВС-пластики) и др. 2. Описание полистирола Полистирол – термопластичный аморфный полимер с формулой [-СН 2 -С(С 6 Н 5 )Н-] n Структурная формула: Полистирол – прозрачное стеклообразное вещество, молекулярная ма с са 30-500 тыс., плотность 1,06 г/см 3 (20 °С), температура стеклования 93 °С. Для полистирола характерно коптящее пламя с цветочным сладков а тым запахом (Этот запах корицы обычно можно обнаружить, уколов иссл е дуемый предмет раскаленной иглой ). Если к тому же предмет падае т на пол с металлическим звоном то, скорее всего полистирол [ 8 ] . Это твердое, упругое, бесцветное вещество. Фенильные группы пр е пятствуют упорядоченному расположению макромолекул и формированию кристаллических образований. Это жесткий, аморфный полимер с невысокой механической прочностью при растяжении и изгибе. Полистирол имеет ни з кую плотность, низкую термическую стойкость, обладает отличными д и электрическими свойствами и весьма низкой прочностью при ударе. Он ле г ко деформируется при относительно невысоких температурах (80°C ) . При контакте с жирами выделяет мономер стирола. Для улучшения свойств пол и стирола его модифицируют различными сополимерами и подвергают сшив а нию. Полистирол – дешёвый крупнотоннажный термопласт; характериз у ется высокой твёрдостью, хорошими диэлектрическими свойствами, влагостойк о стью, легко окрашивается и формуется, химически стоек, растворяется в ароматически и хлорированных алифатических угле водородах. Лучшими эксплуатационными свойствами обладают различные сополимеры стирола. Так, повышения теплостойкости и пр очности при растяжении (на ~ 60 пр о центов ) достигают сополимеризацией стирола с акрилонитрилом или a-метилстиролом, повышения прочности и ударной вязкости (от 5-10 до 50-100 кД ж/м 2 ) – получение м привитых сополимеров стирола с 5-10% каучука, например бутадиенового (ударопрочный полистирол), а также тройных соп о лимеров акрилонитрила, бутадиена и стирола (т. н. АБС-пластик). Заменой акрилонитрила на метилметакрилат синтезируют прозрачные тройные соп о ли меры [5 ] . 3. Основные свойства 3.1. Физические свойства Стирол горюч и взрывоопасен. Пределы взрывоопасности в смеси с воздухом при комнатной температуре от 1,1 до 6,1 объемн. %. Допу стимая концентрация п аров в воздухе не выше 0,5 мг/м система тическое вдыхание п а ров стирола в концентрации выше допустимой приводит к хроническому заб о леванию печени. Важнейшие физические свойства стирола и б -метилстирола при ведены ниже: Таблица 1 – Физические свойства стирола и б- метилстирола Стирол б- метилстирол Структурная формула Молекулярный вес 104,14 119,14 Т. кипения при 760 мм рт. ст., °C 145,2 165,38 Градиент кипения, °C/мм рт. ст. 0,049 0,052 Т. замерзания при 760 мм рт.ст., °C – 30,628 – Пл о тность при 20 °C, г/см 3 0,90600 0,88 (25 °C ) Дипольный момент, Кл Ч м 0,37Ч10 -30 – Удельная теплоемкость при 20 °C, кДж/(кг Ч К) 1,735 2,04 Вязкость при 20 °C, Па Ч с 0,078 0,080 Поверхностное натяж е ние, Н / м 0,0322 (20 °C ) 0,0317 (25 °C ) Теплота испарения при 20 °C, кДж/моль 44,6 40,4 Термический коэф ф ициен т об ъ емного расширения при 25 °C, 1/°C 9,719Ч10 -4 11Ч10 -4 Критическая темпер а тура, °C 373 386 Критическое давление, МПа 3,93 4,84 Коэффициент прело м ления 1,54682 1,5386 Таблица 2 – Зависимость температуры кипения стирола от давления Т, кип., °C 32 ,40 45,60 53,86 60,05 65,45 69,68 76,60 82,19 Р, мм рт.ст. 10 20 30 40 50 60 70 80 Зависимость ряда физических свойств стирола от температуры дается эмпирическими уравнениями: д ля давления паров ( P -в мм рт. ст., Т-в °C ) : для плотности : для поверхностного натяжения (30-90 °C ) : Распространенные в технике три основных процесса полимериза ции стирола приводят к получению продукта, разного внешнего вида. При бло ч ной полимеризации процесс ведут путем постепенного нагревания жидкого мономера. Температурный режим подбирают таким образом, чтобы полим е ризующаяся масса все время находилась в вязкотекучем состоянии. Это о з нач а ет, что в конце процесса, когда конверсия мономера достигает значения, близкого к предель ному, температура расплавленного полис тирола должна быть по рядка 200– 230 °С. Массу продавливают через фильеры путем экст рузии и в горячем или холодном состоянии разрезают на гранулы. Путем п о вторной экструзии блочный полистирол окрашивают и ис пользуют для дал ь нейшей пер е работки в изделия. Таблица 3 – Зависимость некоторых свойств стирола от температуры Темп е ратура, °C Плотность, М г/см 3 Вязкость, Па Ч с Удельная те п лоемкость, кДж/(кг Ч К) Давл е ние, мм рт.ст. Теплота исп а рения, кДж/моль 0 10 20 25 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 0 ,9238 0 ,9150 0 ,9063 0 ,9019 0 ,8975 0 ,8887 0 ,8800 0 ,8712 0 ,8624 0 ,8537 0 ,8449 0 ,8361 0 ,8274 0 ,8186 0 ,8098 0 ,8011 0 ,7925 9,76 8,77 7,81 7,30 6,94 6,21 5,52 4,90 4,38 3,92 3,48 3,12 2,78 2,48 2,21 1,96 1,75 1,634 1,660 1,686 1,700 1,719 1,748 1,781 1,809 1,843 1,884 1,927 1,9 80 2,0 42 2,1 10 2,1 65 2,2 40 2,3 20 1,3 2,6 4,9 6,6 8,8 15,2 25,0 39,8 61,0 92,0 134 196 270 371 500 665 880 44,6 44,2 43,8 43,6 43,3 42,9 42,5 42,0 41,6 41,2 40,7 40,2 39,7 39,3 38,7 38,2 37,6 Продукты, получающиеся в результате суспензионной и эмуль сионной полимеризации, представляют собой шарообразные частицы, различающиеся размером. Суспензионный полистирол крупнее – средний размер частиц – 4 Ч 5 мм. Эмульсионный продукт – «би сер» – имеет средний размер частиц 1– 10 мкм [3]. Таблица 4 – Основные физические свойства полистирола Плотность при 20 °C, г/см 3 1,04 – 1, 965 (аморфного) 1,12 (кристаллического) Удельная теплоемкость при 20 °C, кДж/(кг Ч К) 1,258 (20 °C) 1,84 ( 100 °C) Термический коэффициент объемного расширения при 25 °C, 1/°C (1,7 – 2,1) Ч10 -4 при Т<Т ст (5,1 – 6,0) Ч10 -4 при Т>Т ст Коэффициент теплопроводн о сти, Вт/(м Ч К) 0,1165 (50 °C ) 0,1276 (100 °C) H сгорания, кДж/моль – 434Ч10 -3 H растворения, кДж/моль – 3,59 H плавления кристаллов, кДж/моль 8,373 Вязкость расплава, Па Ч с при 217 °C K =13,40 – 2,65 Ч10 -4 при Т<Т ст – 6,05Ч10 -4 при Т>Т ст Коэффициент преломления n D (в блоке) 1,59– 1,60 Коэффициент Пуассона 0,325 Диэлектрическая проница е мость 2,49– 2,55 3 . 2. Химические свойства Химические свойства стирола обусловлены высокой реакционной сп о собностью боковой винильной группы. Фенильное ядро затрагивается в пр о цессе термической полимеризации на стадии инициирования. При оки с лении стирола на воздухе происходит образование полимера, фо рмальдегида и бе н зальдегида. Полистирол относится к группе весьма инертных пластмасс. Он стоек к действию щелочей и галогеноводородных кислот. Нестоек к действию ко н центрированной азотной кислоты и ледяной уксусной кислоты. Термическая деструкция полистирола с заметной скоростью протек а ет при температурах выше 200 °С. Основным продуктом разложения являе т ся мономерный сти рол. Полистирол горюч. Для того чтобы понизить опа с ность возгорания, в него добавляют фосфорсодержащие соединения. Широкое и с пользование полистирола в быту, строительстве, пищевой индустрии диктует необходимость максимального снижения содержания в нем остаточного м о номера. По действующим нормам пищевой полистирол должен содержать м е нее 0,3% мономера [3 ] . 4. Получение полистирола Основным методом производства стирола в технике до сих пор являе т ся каталитическое дегидрирование этилбензола при высоких температурах. Этилбензол, в свою очередь, получают каталитическим жидкофазным алк и лированием бензола этиленом на безводном AlCl 3 в мягких условиях. Выход полупродукта и мономера в обоих процессах близок к 90 % от теории. На и бол ь шую сложность вызывает очистка конечного, продукта от этилбензола и п о бочных веществ (бензола, толуола и др.), которая производится многосту пенчатой ректификацией смеси [3] . Исследования, проводящиеся крупнейшими фирмами-произво дителями стирола, позволяют постепенно совершенствовать техно логию его производства. Применяются три типа реакторов дегидрирования – адиабат и ческие с неподвижным слоем катализатора, трубчатые изотермические и секционные. Поиски новых путей синтеза стирола, по-видимому, не являются с о вершенно безнадежными. Так, опубликовано сообщение о пуске в Испании уст а новки производства стирола мощностью 79,4 тыс. т/год, работающей по сл е дующей схеме: этилбензол в мягких условиях окисляется в гидроперекись этилбензола, которая затем взаимодействует с пропиленом в присутствии нафтената молибдена, образуя метилфенилкарбинол и окись пропилена. М е тилфенилкарбинол выделяют и дегидратируют в стирол. Таким образом, у с тановка производит стирол, и окись пропилена (50 % от выпуска стирола). Хотя запатентовано много других способов получения стирола, включая прямой пир о лиз нефти, проблема выделения продукта из смеси компонентов с близкой температурой кипения до сих пор остается неодолимым препятс т вием для промышленного внедрения. Правда, и в этом; направлении возмо ж ны принципиально новые решения, например, японская фирма «Тогау» с о общила о разработке высокоэффективного процесса экстрактивной ректиф и кации стирола из фракций, образующихся при пиролизе бензина в этиле н и содер жащих обычно до 30– 35 % стирола, около 52 % ксилола и его изо меров, а также этилбензол и другие компоненты. Конкретные детали процесса неи з вестны, но авторы утверждают, что при производстве мощностью 20 тыс. т/год себесто и мость стирола, получаемого в этом процессе, будет на 30 – 40 % ниже обы ч ной [3] . Товар ный стирол обычно содержит 99,6– 99,7 % основного продукта и в большинстве случаев используется для проведения полимеризации без к а кой-либо предварительной очистки. В лабораторных условиях, когда к во с производимости результатов предъявляют высокие требования, стирол оч и щают в а куум-перегонкой. Стирол весьма плохо растворяет воду (таблица 5 ), так что специальной очистки от нее при радикальной полимеризации обычно не требуется. Для проведения ионной полимеризации стирол осушают, и с пользуя сла бо щелочные осушающие реагенты – окись кальция, силикагель, сер нокислый или хлористый кальций [7] . Ярко выраженная склонность стирола к спонтанной (термической) п о лимеризации, протекающей по радикальному механизму, часто заставляет Таблица 5 – растворимость воды в стироле и стирола в воде Температура, °C Растворимость в о ды, вес % Растворимость стирола, вес % 25 40 60 80 0,07 0,10 0,14 0,18 0,031 0,040 0,051 0,062 применять при его хранении ингибиторы типа гидрохинона (или n - mpem - бутилпирокатехина). Ингибиторы препятствуют также окислению ст и рола на воздухе и накоплению в нем перекисей, однако они эффективны при темп е ра турах ниже 100 °С [3 ] . Полимеризация стирола. Процесс состоит из трех стадий. Вначале в некоторых из многих молекул, содержащихся в реакционном сосуде, благ о даря повышенной температуре и присутствию катализатора расщепляются дво й ные связи. Иными словами, эти молекулы активируются (первая стадия пол и меризации). Затем активные частицы активируют следующие молекулы ст и рола, соединяются с ними, образуя цепь (следующая стадия). Рост цепи прекращается, если соединяются две растущие цепи или если к растущей цепи присоединяется другой остаток, например фрагмент катал и затора. Эта стадия называется обрывом цепи. 5. Структура полистирола Первичные ламели имеют значительную поверхностную энергию, п о этому происходит их агрегация, приводящая к образованию монокресталов - более сложных надмолекулярных образований. При кристаллизации из ра с плава или концентрированного раствора полимера наиболее общего типа вторичного кристаллического образования является сферолит (рис унок 3 ), име ю щий кольцевую или сферическую форму и достигающую гигантских размеров до 1см. В радикальных или сферических сферолитах каркас форм и руется из ленточных , кристаллических образований направленных от центра к периф е рии [6] . Рис унок 3 – Надмолекулярная структура полимеров: г) сферолитная лента (изота к тический полистирол) Полученные обычным способом поливинилхлорид, поливинилфторид и поли стирол обладают гораздо меньшей степенью кристалличности и име ют более низкие температуры плавления; у этих полимеров физиче ские свойства сильно зависят от стереохимической конфигурации. Полистирол, полученный методом свободнорадикальной полимери зации в растворе, является атактич е ским. Этот термин означает, что если ориентировать углеродные атомы пол и мерной цепи, придав ей , правильную зигзагообразную форму, то фенильные б о ковые группы окажутся распределенными случайным образом по одну и по др у гую сторону вдоль цеп и (как это показано на рисунке 4 ). При полимери зации стирола в присутствии катализатора Циглера образуется изотактич е ский пол и стирол, отличающийся от атактиче- ского полимера тем, что в его цепях все ф е нильные группы распо ложены по одну или по другую сторону цепи. Свойства атактическо го и изотактического полимеров различаются вес ь ма существенно. Атактический полимер можно формовать при значительно более низких температурах, и он растворим в большинстве растворителей н а много лучше изотактического. Существует много других типов стереорегуля р ных полимеров, один из которых назван синдиотакти ческим; в цепях этого полимера боковые группы расположены по переменно то по одну, то по другую сторону цепи, как это пок а зано на рисунке 4 [5] . Рисунок 4 – Конфигурации атактического, изотактического и синди о тактического пол и стирола [5] 6 . Способы отверждения, температура стеклования Температура стеклования (Т ст ) соответствует температуре, при которой возникае т подвижность сегментов полимерных цепей. В таблице 6 приведены значения температур стеклования полистирола . Эти данные показывают влияние скорости нагревания от Т ст . Таблица 6 – Температура стеклования полистирола [3] Т ст полистирола, °C Скорость нагревания, град/мин 89 – 100 101 108 113 – – 106 – ~0,1 ~0,1 ~1 10 10 10 16 20 40 40 Форму изделия из термопласта получают в результате развития в п о лимере пластической или высокоэластичной деформации под действием да в ления при нагреве полимера. При переработке реактопластов формирование изделия обеспечивают путем сочетания физических процессов формирования с химическими реакциями отверждения полимеров. При этом свойства изд е лий определяют скорость и полнота отверждения. Неполное использование при отверждении реакционных способностей полимера обусловливает нест а бильность свойств изделия из реактопластов во времени и протекание дес т рукционных процессов в готовых изделиях. Низкая вязкость реактопластов при формировании приводит к снижению неравномерности свойств, увел и чению скорости релаксации напряжений и меньшему влиянию деструкции при переработке на качество готовых изделий из реактопластов. В зависимости от способа переработки отверждение совмещается с формованием изделия (при прессовании), происходит после оформления и з делия в полости формы (литьевое прессование и литье под давлением реа к топластов) или при термической обработке сформованной заготовки (при формовании крупногабаритных изделий, например, листов гетинакса, сте к лотекстолита и др.). Полное отверждение реактопластов требует в некоторых случаях н е скольких часов. Для увеличения съема продукции с оборудования окончател ь ное отверждение может производиться вне формующей оснастки, так как устойчивость формы приобретается задолго до завершения этого процесса. По этой же причине изделие извлекают из формы без охлаждения. При переработке полимеров (особенно термопластов) происходит ор и ентация макромолекул в направлении течения материала. Наряду с различ и ем в ориентации на разных участках неоднородных по сечению и длине и з делий возникает структурная неоднородность и развиваются внутренние н а пряж е ния. Наличие температурных перепадов по сечению и длине детали ведет к еще большей структурной неоднородности и появлению дополнительных напряжений, связанных с различием скоростей охлаждения, кристаллизации, р е лаксации, и различной степенью отверждения. Неоднородность свойств материала (по указанным причинам) не всегда допустима и часто приводит к браку (по нестабильности физических свойств, размеров, короблению, растрескиванию). Снижение неоднородности молек у лярной структуры и внутренних напряжений удается достигнуть термич е ской обработкой готового изделия. Однако более эффективно использ о вание методов направленного регулирования структур в процессах перер а ботки. Для этих целей в полимер вводят добавки, оказывающие влияние на проце с сы образования надмолекулярных структур и способствующие пол у чению м атериалов с желаемой структурой [ 9] . 7 . Применение в промышленности Существуют 2 основных вида полистирола полистирол общего назн а чения (GPPS) , ударопрочный полистирол (HIPS) Прозрачный полистирол (GPPS - General Purpose PolyStyrene) — неударопрочный материал. Используется в основном для внутреннего осте к ления, служит экономичной альтернативой оргстеклу. HIPS (High Impact Polystyrene) обладает повышенной ударопрочн о стью, благодаря добавкам из бутадиенового или других специальных кауч у ков, которые обладают ударной вязко стью до 60-70 кДж/м 2 . Его область применения довольна широка – наружная реклама, торговое оборудов ание, детали холодильников и так далие . Полистирол общего назначения (GPPS) Материал используется в основном для внутреннего остекления, сл у жит экономичной альтернативой оргстеклу. Основные преимущества: влагоустойчивы, долговечны легкость в о б работке , обладают великолепной оптической прозрачностью – 94 % , имеют хорошую гладкую поверхность , имеют низкую плотность , устойчивы к х и мическим воздействиям , обладают высокой жесткостью. Экструдированный полистирол изготовляется в виде прозрачных, м о лочных, дымчатых, цветн ых листов. Изготавливаются антибликовые и дек о ративные листы с разнообразной фактурой. По специальному заказу листы полистирола могут производиться без УФ – стабилизации. Такие листы мо ж но использовать в контакте с пищевыми продуктами, поскольку они отвеч а ют всем действующим правилам использования материала в контакте с пр о дуктами п и тания. Прозрачный полистирол – хрупкий, ломкий и неударопрочный. В связи с этим возникают осложнения при хранении и транспортировке изделий из него. Помимо этого, для достижения необходимого светорассеивания прих о дится использовать листы с рифленой поверхностью, что зачастую не соо т ветствует современному дизайну. Существенным недостатком ПС явл я ется и его низкая устойчивость к воздействию УФ-излучения. Однако пол и стирол явл я ется очень экономичным материалом. Типичное применение: декоративные перегородки и ширмы защитное покрытие изображений остекление душевых кабин ценники подставки пр о изводство светильников все виды остекления внутри помещения и др. Полистирол ударопрочный ( HIPS ) Ударопрочный полистирол высококачественный листовой материал, прои зводится для процессов термо – или вакуумного формования. HIPS и с пользуется в производстве наружной рекламы, деталей холодильников, са н техники, игрушек, пищевой упаковки и тому подобное . Поверхность мат е риала может быть глянцевой, матовой, гладкой или тисненой, с зеркал ь ной поверхностью, различных цветов. Возможно изготовление листов методом соэкструзии. Это позволяет соединить два слоя различных цветов или доб а вить верхний слой с глянцевой поверхностью. Ударопрочный полистирол обладает определенной эластичностью и тем самым расширяет возможность его использования при изготовлении св е тотехнических изделий сложной конфигурации с глубокой вытяжкой. Коэ ф фициент светопропускания (35– 38 %) и белизна полностью соответствуют с у ществующим в России стандартам на светотехнические изделия. Основные преимущества: повышенная ударопрочность слабая чувств и тельность к надрезам легкость морозостойкость до – 40°С влагостойкость о т личная формуемость легкость в обработке химическая стойкость к кисл о там и щелочам В своем «родном» состоянии полистирол представляет собой довол ь но хрупкий материал, непригодный для многих задач. Поэтому в производс т ве в исходное сырье добавляют специальные добавки, повышающие ударную прочность и гибкость, и таким образом получают ударопрочный полистирол. Одной из разновидностей ударопрочного полистирола является фреоносто й кий полистирол, применяемый в производстве холо дильного оборудования. Структура поверхности: матовая с обеих сторон или с одной стороны гля н цевая (верхний глянцевый слой получают путем соэкструзии с полистиролом обшего назначения), тисненная. При необходимости лист с одной стороны обрабатывается коронным разрядом, на лист наносится защитная термофо р му е мая пленка. При наружном применении добавляется УФ-стабилизатор, обе с печивающий защиту от пожелтения под воздействием УФ-излучения. Полистирол светотехнический является одной из разновидностей уд а ропрочного полистирола, полностью заменяет акриловое стекло при изгото в лении конструкций с внутренней подсветкой. В отличие от оргстекла имеет только одну глянцевую поверхность. Высокая популярность светотехнич е ского полистирола обуславливается большей ударной прочностью (по сра в нению с акрилом), легкостью обработки, стойкостью к окружающей ср е де и меньшей стоимостью. Ударопрочный полистирол является более экономичным вариантом по сравнению с оргстеклом из-за низкой плотности, а так же возможностью применения более тонких (2-3 мм) листов благодаря повышенной удар о прочности по сравнению с оргстеклом (3-5 мм), что обеспечивает экономию в 2 раза, из расче та на 1 кв. м. светорассеивателя [7] . Катушки, кассеты и бобины для магнитофонной ленты, цоколи ради о ламп, облицовочные плиты, шкалы приборов, скобы и хомуты для кре п ления кабелей, аккумуляторные банки, ручки инструментов и приборов, пленки, абажуры, детали клемм, футляры, принадлежности для бритья, игрушки, п о суда, плитки для отделки мебели, пудреницы, крышки для банок и бутылок, коробки, детали электри ческих выключателей, авторучки – этот перечень и з делий из полистирола можно было бы продолжать еще долго. Пр и менение полистирола очень разнообразно - от пленки в конденсаторах то л щиной 0,02 мм до толстых плит из пенополистирола, используемых в качестве изоляц и онного материала в холодильной технике [8] . Заключение Изучение полимеров, их физических, химических свойств, а так же взаимодействие различных пол имеров друг с другом, приводит к появлению новых соединений, которые соответствовали бы нужным свойствам. Напр и мер, можно создавать ударопрочные соединения, или соединения сочета ю щие несколько нужных свойств, например ударопрочность, морозостойкость, сто й кость к воздействию солнечных лучей. Так изучение полистирола одного из известных полимеров привело к его повсеместному использованию. Мы порой даже не задумываемся из чего сделан тот, или иной предмет окружающий нас. Все чаще натуральные мат е ри а лы, например дерево, заменяется пластмассам, который гораздо дешевле, и и з носа стойкий. Можно сделать один большой вывод: нужно изучать новые материалы, во-первых , натуральных материалов осталось не так уж и много, во-вторых , изуч ая полимеры можно создавать сое динения которые в разы превосходят натуральные, а в третьих , полимеры стали использоваться в промышленн о сти относительно недавно и есть возможность открывать что-то новое. Список литературы 1. Арзамасом Б.Н. Материаловедение – Москва: Машиностроение, 1986. – 456 с. 2. Беккер Х. Органикум: Пер. с нем. – 2-й том. – М.: Мир, 1992 – 474 с. 3. Малкин А.Я.Полистирол. Физ. хим. о сновы получения и перер а ботки. – М.: Химия , 1975 – 263 с. 4. Пол Д., Ньюмен С. , Полимерные смеси: Пер с англ./под редакц и ей Д.Пола, С.Ньюмена. 1-й том, – М.: Мир , 1981 – 541 с. 5. Дж.Робертс, М.Касерио. Основы органической химии. том 2 -й. – М. : Мир , 1978 – 345 с. 6. Л екционный материал по органичес кой химии. 7. Turkavkaz [Электронный ресурс] / Полимер – Спектр; В. Сим о нов; ред. А. Маркин; Майкоп.: Адыгейский государственный университет, 2005. Режим доступа: http://www. poli . turkavkaz . ru , свободный. Туркавказ, Turkavkaz . 8. Alhimik [Электронный ресурс] / Кунсткамера, Химия для люб о знательных. Основы химии и занимательные опыты; Гроссе Э., Вайсмантель X .; ред. L.Alikberova; М.: МИТХТ им. М.В. Лом о носова, 2006 . Режим доступа: http://www.alhimik.ru , свободный. Алхимик, Alhimik . 9. Mixport [Электронный ресурс] / Рефераты, Химия, Полимеры; А. Лебедев; ред. И. Водонов; М.: Российский химико-технологический униве р ситет (РХТУ) им. Д.И.Менделеева, 2008. Режим доступа: http://www. mixport .ru , свободный. Микспорт, Mixport.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Тамаде на заметку: тост "за здоровье" печень расценивает как издевательство.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru