Неорганический полимер - асбест.

Асбест (греч. буквально — неразрушимый) — собирательное название группы тонковолокнистых минералов из класса силикатов (рис. 6.16.). В природе минералы асбеста имеют пространственную структуру в виде тончайших гибких волокон. Применяется асбест в самых различных областях: в строительстве, автомобильной промышленности, текстильном производстве, ракетостроении.

По составу асбест — это природный магниевый гидросиликат, содержащий также окислы других элементов. Существует ряд разновидностей асбеста, но промышленное значение имеют два основных вида, имеющие, в частности, следующий состав (в зависимости от месторождения составы могут быть и несколько другими):

- хризотиловый асбест 3MgO 2SiO₂ 2H₂O;

- крокидолит 2Na₂O 2MgO (2–6) Fe₂O₃ (16–17)SiO₂ (2–3)H₂O.

В составе асбеста также присутствуют примеси — оксиды алюминия, марганца, титана, хрома, никеля, кобальта и другие, их больше в хризотиловом асбесте. Именно они и придают хризотиловому асбесту желтый или бронзовый цвет. Другие виды асбестов имеют белый, серый, темный, серо-синий цвета. Некоторые характеристики минералов:

.

 

Рис. 6.16. Фото волокон асбеста и минерала тремолит Сa₂Mg₅Si₈O₂₂(OH)₂.

 

Блеск: шелковистый; прозрачность: просвечивающий, непрозрачный.

Твердость: 2.

Плотность: 2,5 — 3,3 г/см³.

Излом: хрупкий, расщепляющийся.

Сингония: в основном моноклинная.

Форма кристаллических выделений: волокнистая.

Спайность: весьма совершенная параллельно оси с (направление волокнистости).

Агрегаты: волокнистые.

Сопутствующие минералы: серпентин, оливин, тремолит, магнетит, лёллингит, сфалерит, арсенопирит

Асбест — высокотермостойкий материал, обладающий жаро- и огнестойкостью. Его основные термические характеристики следующие:

- удаление свободно-сорбированной (гигроскопической) влаги 100–120^oС;

- удаление структурно-связанной (кристаллизационной воды) при

350–450^оС;

- разрушение структуры кристалла при 600–750^оС;

- температура плавления хризотил-асбеста — 1450–1550°C, крокидолита — 1150–1200^оС;.

- прочность на разрыв - более 3000 МПа;

- плотность - 2,4-2,6 г/см³;

- коэффициент трения - 0,8;

- щелочестойкость pH = 9,1-10,3;

- удельная поверхность - 20 м²/г.

Основными видами материалов, производимых на основе асбеста, являются:

1. порошкообразный асбест;

2. асбестовые бумаги (точнее — картоны), получаемые методами отлива по бумажной технологии;

3. асбестовые пряжа, шнуры, жгуты, ткани;

4. асбопластики, в том числе фрикционные материалы (т.е. материалы для тормозных накладок);

5. асбоцементные изделия.

В производстве бумаг и картонов используется фракция с длиной волокон до 8 мм. Фракция, состоящая из волокон длиной более 12 мм, применяется в производстве текстильных материалов. В промышленной теплоизоляции применяют асбопухшнур, асбестоизвестковые изделия, вулканит, ньювель, совелит, а так же сухие смеси на основе распушенного асбеста, затворяемые водой на месте производства работ и наносимые на изолируемые поверхности в виде мастик. Материалы на основе асбеста:

Пеноасбест. Получается путём первоначальной тонкой механической распушки первых сортов асбеста мягкой текстуры с последующей дополнительной диспергацией волокна химическими реагентами. В результате получают один из самых лёгких теплоизоляционных материалов со средней плотностью 25-60 кг/м³ и теплопроводностью 0.028-0.45 Вт/мК. Предельная температура применения 400°С.

Асбокартон (ГОСТ 2850-95). Содержание асбеста 98-99%. Размер листа 1000x800 мм. Толщина от 2 до 6мм. Выдерживает температуру до 500°С. Гарантийный срок хранения - 10 лет со дня изготовления.

Асбестовая ткань (ГОСТ 6102-94). Используется для пошива жароизоляционной одежды, теплоизоляции печей и нагревательных приборов. Температура рабочей среды до 500°С. Ткань марки АТ-4 (ГОСТ 6102-78Е) соответствует требованиям "Правил пожарной безопасности в РФ ПБ-01-93" и относится к первичным средствам пожаротушения небольших очагов при воспламенении веществ, горение которых не может происходить без доступа воздуха.

Асбестовый шнур (ГОСТ 1779-83). Используется в тепловых агрегатах и теплопроводящих системах при температуре до 400°С. Рабочая среда: газ, пар, вода. Поступает в бухтах. Масса 1 бухты 17-22кг. Гарантийный срок хранения - 5 лет со дня изготовления.

Асбест сухой (ГОСТ 12871-93). Применяется для теплоизоляции печей и нагревательных приборов, обмуровки паровых котлов, газовых турбин. Поставляется в мешках. Масса 1 мешка около 50кг.

Асбест и изделия на его основе применяются практически без ограничений в России и Канаде. Следует знать, что асбест не является экологически безопасным материалом. Волокна асбеста сохраняют свою устойчивость в организме человека. Попадая в лёгкие при дыхании частички асбеста, повреждают лёгочную ткань, что вызывает ряд тяжёлых заболеваний. Следует соблюдать все необходимые правила безопасности при работе с асбестом. 

Резюме.

Полимеры - химические соединения с высокой молекулярной массой (от нескольких тысяч до многих миллионов), макромолекулы которых состоят из большого числа повторяющихся группировок - мономерных звеньев. Полимеры классифицируют по химическому составу и виду цепи, по структуре полимера, по происхождению. По основным свойствам и областям применения полимерные материалы делятся на пластические массы, каучуки, волокна химические, пластики, пленки, покрытия, клеи. Для полимеров выделяют следующие основные физико-химические свойства: механические, теплофизические, химические, электрические, технологические.

Пластические массы – материалы на основе полимеров, находящиеся в период формования изделий в вязкотекучем или высокоэластическом состоянии, а при эксплуатации в стеклообразном или кристаллическом. Тремя основными видами пластиков являются: полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид.

Видами полимеров являются синтетические эмали, лаки, компаунды. Полимеры широко применяются в медицине. Разработаны биоразлагаемые пластики.

Вопросы для самоконтроля.

1. Какие вещества являются полимерами?

2. В чём особенность химического строения полимеров?

3. Какой фрагмент химической структуры полимера называется элементарным звеном?

4. Что выражает степень полимеризации? Как степень полимеризации влияет на агрегатное состояние полимера?

5. По каким признакам классифицируют полимеры?

6. Какие основные физико-химические свойства проявляют полимеры?

7. От каких факторов зависят электрические свойства полимеров?

8. Какие полимеры относятся к пластическим массам?

9. Что происходить с термопластичными и термореактивными полимерами при их термической обработке?

10. Изобразите графические формулы строения таких полимеров как полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид. Какие свойства проявляют данные полимеры, и в каких областях они используются?

11.  Какие из полимеров являются наиболее термостойкими? Какие особенности строения полимеров определяют их свойства?

12. В чём сходство и различие наволочной и резольной фенолформальдегидных смол? В каких областях применяются фенолформальдегидные смолы?

13.  Из каких полимеров изготавливают пенопласты? Какую основную функцию выполняют пенопласты в строительстве?

14.  Какие свойства асбеста определяют его практическую значимость?

15.  Назовите виды растений, из сока которых вырабатывают каучук. В чём состоит отличие каучука от гуттаперчи?

16.  Как классифицируют синтетические каучуки? Приведите несколько примеров синтетических каучуков?

17.  Какие добавки, и для каких целей вводят в каучук?

18.  В каких условиях получают резину и в чём основные отличия резины от каучука?

19.  Какие компоненты входят в состав резины, и какие функции они выполняют?

20.  Перечислите известные Вам виды резиновых изделий, как их свойства определяют области применения?

21.  Какими основными составляющими образованы лаки, компаунды, клеи?

22.  В чём заключаются основные проблемы использования полимеров? Какими могут быть пути решения имеющихся проблем?

23. Какой химический состав имеет природный полимер асбест?

24. Какими свойствами обладает асбест и в каких технических областях применяется?

25. Перечислите правила безопасности при работе с асбестом.

 

Глава 7. Керамика.

Керамика, один из первых материалов человека,

всегда современна и интенсивно развивается.

Цели и задачи.

Цель изучения темы керамика состоит в формировании знаний по многогранной области материалов, получаемых спеканием порошков природного или технического происхождения и называемых керамическими материалами.

Задачи:

- ознакомиться с трансформацией понятия керамика и её современным определением, преимуществом керамики как конструкционного материала;

- уяснить виды исходного сырья для производства керамики: природные глины, кислородосодержащие и бескислородные технические порошки;

- понять, как свойства керамики определяют многообразие областей её применения;

- сформировать знания по видам керамики, её свойствам, областям применения, привлечь данные личного опыта.

Понятие керамики.

Само слово "керамика" пришло к нам из древнегреческого языка. Керамос — обожженная глина, керамике — гончарное искусство. Район древних Афин, где гончары производили свои товары назывался «Сerami».

Исторически под керамикой понимали изделия и материалы, получаемые спеканием глин и их смесей с минеральными добавками, которые после обжига превращаются в водостойкие и огнестойкие изделия - глиняную посуду, фарфор, фаянс, черепицу и кирпичи. В музее Иерусалима хранится знаменитая керамическая маска, созданная примерно 8500 лет тому назад и найденная в древнем Иерихоне, неподалеку от берега Мертвого моря. Радиографический анализ показал исключительную сложность технологии изготовления этой маски (фото из статьи Ю.Д. Третьякова). Глинобитные жилища, обожженные снаружи кострами, — первый пример применения керамики в качестве строительного материала (IV—III в. до н.э.). Почти 100 лет назад началось производство карбида кремния. Уже в то время термин "керамика" приобрел более широкое значение: помимо традиционных материалов, изготовляемых из глин, к ней стали относить материалы, получаемые из чистых, простых и сложных оксидов, карбидов, нитридов и т.д. Керамическая промышленность, которая традиционно производила стекло, посуду, строительные и огнеупорные материалы, стала выпускать материалы для самых современных и перспективных отраслей техники. Трансформировалось и само понятие "керамика".

---

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 1216; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!