Эластомеры: самолет аэроплан

Содержание:

1. Полимеры
2. Поличеры и полимерные материалы
3. Заключение

 

По этой ссылке вы сможете научиться выбирать тему и правильно оформлять рефераты:

 

Как выбрать тему реферата и как правильно написать и оформить

 

Посмотрите похожие темы, возможно, они вам могут быть полезны:

 

Белое движение, его военачальники и их судьбы

Значение физической культуры и спорта в жизни человека

Роль олигополии в российской экономике

Совершенствование методов контроля пищевой безопасности молока и молочных продуктов

 

Введение:

В 1950-х годах прошлого века конструкторы пытались использовать стекловолокно для покрытия передней части авиационного двигателя. Они нагреваются в среднем до 100-300°С. После этого армированный пластик использовали в проектах по созданию баллистических ракет "Полярис" и "Минитмен", а в дальнейшем стали применять в авиации.

"Главным достоинством стеклопластика является его малый вес, что позволяет снизить массу различных типов самолетов на 21-35 %", - сказал профессор Роман голофский.

Кстати, использование таких полимеров, как герметики, позволило самолету подняться на высоту более 10 километров.

Лакокрасочные материалы играют особую роль в конструкции самолета: защита от атмосферных воздействий и агрессивных сред, морозостойкость, гашение вибраций, терморегуляция. Например, на основе пластифицирующего полиуретана краска придает обшивке самолета морозостойкость от минус 40 до минус 60°С, полиакриловый лак-обычно применяется для микрожидкостных покрытий.

Полимеры

Полимеры наиболее активно используются сегодня при создании самолетов для малой авиации. Легкие, двух - или четырехместные самолеты и вертолеты, где доля композитных материалов может достигать 80% от массы самолета. Это связано, во-первых, со стоимостью изготовления такого самолета, а во-вторых, с его летными характеристиками.

Примером может служить австрийская компания "Даймонд", дополнительный, экстремальный самолет в Германии. Практически все мировые производители самолетов этого типа переходят на использование ПКМ, причем уже давно. Как в гражданской, так и в военной "большой" авиации процент использования полимеров все еще значительно ниже", - сказал он, имея в виду проект создания производства спортивных самолетов высшего пилотажа в России.

Крупные производители перешли на использование PCMS в своей продукции. Уже есть такие пионеры, как Dreamliner и Airbus A380. Уже доказанные полимеры приносят прибыль. Кроме того, они создали технологическую базу для производства новых самолетов с большей долей композиционных материалов. Отечественный МС-21 также синтетичен как минимум на 40 процентов, обещает ОАК.

В авиастроении доля полимера в 2005 году составляла около 15% от общего веса самолета, сейчас она составляет около 20. К 2020 году доля полимерных ингредиентов будет увеличена до 25%. В целом менее чем за десятилетие аэрокосмическая отрасль увеличила спрос на полимеры более чем в 5 раз, - говорит Армен Даниелян, директор по стратегическому развитию компании Partners business profile (GGI).

Полимеры характеризуются легкостью, разнообразием композиций и широким спектром технических характеристик, что позволяет им широко применяться в авиационной промышленности. Детали, изготовленные на основе полимерных материалов, в среднем на треть легче своих металлических аналогов с такой же прочностью.

Полимерные молекулы представляют собой обширный класс соединений, Главной особенностью которых является гибкость их большой молекулярной массы и высокая конформация цепи. Можно с уверенностью сказать, что все характерные свойства таких молекул, а также возможности их применения, связанные с этими свойствами, обусловлены описанными выше особенностями.

В нашем урбанизированном и быстро развивающемся мире спрос на полимерные материалы резко возрос. Независимо от того, хотим ли мы делать игрушки или космические корабли, мы также не можем обойтись без полимеров, потому что мы не можем обойтись без них - заводов, электростанций, котлов, учебных заведений, приборов, которые окружают нас дома и на работе, современных компьютеров, автомобилей и т. д. Но хотелось бы увидеть полимер нужной формы и внешнего вида? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим еще один аспект технологии получения полимеров-их переработку, которая и является предметом данной работы.

В широком смысле переработку полимеров можно считать своеобразной инженерной специальностью, которая занимается превращением полимерных материалов в необходимый конечный продукт. Большинство методов, применяемых в настоящее время в технологии переработки полимеров, являются модифицированными аналогами методов, применяемых в керамической и металлообрабатывающей промышленности. Действительно, необходимо разобраться во всех тонкостях переработки полимеров, чтобы заменить обычные традиционные материалы другими, обладающими улучшенными свойствами и внешним видом.

Около 50 лет назад процесс переработки полимеров в готовую продукцию был очень ограничен. В настоящее время существует множество процессов и методов, основными из которых являются каландрирование, литье, прямое прессование, литье под давлением, экструзия, воздушная штамповка, холодная штамповка, термоформование, вспенивание и др. в ней я попытался дать общий обзор этих важных процессов. Для более детального ознакомления с этими и другими процессами вопросы, связанные с постельными, электронными и термическими герметиками и клеями, такими как погружение и закручивание покрытий, также выходят за рамки этого резюме.

Прежде чем рассматривать, как и как перерабатывать полимеры в конечные продукты, нам нужно понять, что такое полимеры, что они собой представляют, где их можно использовать, то есть роль полимеров из полимеров очень важна, и нам нужно понять необходимость их переработки.

Поличеры и полимерные материалы

Полимеры - это органические вещества, в которых длинные молекулы состоят из одинаковых повторяющихся звеньевых мономеров. По происхождению полимер делится на три группы.

Натуральные продукты образуются в результате жизнедеятельности растений и животных, они содержатся в древесине, шерсти и коже. Это белок, целлюлоза, крахмал, шеллак, лигнин и латекс.

Природные полимеры обычно подвергаются операциям разделения, очистки и модификации, при которых структура основной цепи не изменяется. Продуктом такой обработки является искусственный полимер. Примером может служить натуральный каучук, изготовленный из латекса, целлулоида, который пластифицируется камфарой для повышения эластичности нитроцеллюлозы.

Природные и искусственные полимеры сыграли большую роль в современных технологиях, а в целлюлозно-бумажной промышленности в некоторых областях, например, даже сегодня незаменимы, однако резкий рост производства и потребления органических материалов обусловлен синтезом синтетических полимеров - аналогов из низкомолекулярных веществ, причем для материалов, не имеющих по существу никакого значения.

Развитие химических технологий получения полимерных веществ является неотъемлемой и неотъемлемой частью современных технологий. Отрасли техники, особенно новые, не могут обойтись без полимеров. По химическому строению полимер делится на линейный, разветвленный, сетчатый и пространственный.

Молекулы линейных полимеров химически инертны друг к другу и связаны только силой Ван-дер-Ваальса. При нагревании вязкость таких полимеров снижается, они могут обратимо переходить сначала в высокоэластичное, а затем и в слизисто-жидкое состояние.

Линейные полимеры называются термопластами, так как единственным эффектом нагрева является изменение пластичности. Термин "линейный" не следует считать прямым, но, напротив, его можно отличить по зубчатой или спиральной конфигурации, что придает таким полимерам механическую прочность.

Поскольку Ван-дер-Ваальсова связь легко разрушается под действием реагента, термопластичный полимер может не только плавиться, но и растворяться.

Разветвленные (привитые) полимеры более долговечны, чем линейные. Управляемое разветвление цепи является одним из основных промышленных методов изменения свойств термопластичных полимеров.

Сетчатая структура характеризуется тем, что цепи соединены между собой, что значительно ограничивает движение и приводит к изменению как механических, так и химических свойств. Обычная резина мягкая, но при вулканизации серой образуются ковалентные связи s-0, что повышает прочность. Полимеры способны приобретать сетчатую структуру, например, под воздействием света и кислорода происходит старение за счет снижения эластичности и эксплуатационных характеристик. Наконец, если молекулы полимера содержат реакционную группу, то при нагревании они соединяются набором прочных поперечных связей, и полимер сшивается. Таким образом, нагревание вызывает реакцию, которая резко и необратимо изменяет свойства материала, который приобретает прочность и высокую вязкость, становится нерастворимым и неплавящимся. Из-за высокой реакционной способности молекул, которые появляются при повышении температуры, такие полимеры называют термореактивными.

Во время цепной полимеризации молекулярная масса увеличивается практически мгновенно, промежуточные продукты нестабильны, реакция чувствительна к присутствию примесей и обычно требует высокого давления. Неудивительно, что такой процесс невозможен в естественных условиях,и все природные полимеры формировались по-разному. Современная химия создала новый инструмент-реакцию полимеризации. Реакции полимеризации проводятся только в сложных установках специализированных производств, а потребители получают термопластичные полимеры в готовом виде.

Реакционноспособные молекулы термореактивных полимеров могут образовываться более простым и естественным способом: от мономеров до димеров, затем тримеров, тетрамеров и т. д. Он не требует высокой чистоты или давления, но сопровождается изменением химического состава, которое часто вызвано выделением побочных продуктов (обычно водяного пара). Эта реакция реализуется по своей сути и может быть легко осуществлена легким нагревом в самых простых условиях вплоть до домашних. Высокая технология получения этого термореактивного полимера предоставляет широкий спектр возможностей для изготовления различных изделий на нехимических предприятиях, в том числе и на радиозаводах.

Независимо от вида и состава исходного вещества и способа производства, материалы на основе полимеров, пластмасс, волокон, слоистых пластиков, пленок, покрытий, клеев, эти изделия находят наиболее широкое применение. Необходимо показать, насколько велик спрос на полимерные материалы в наше время и, как следствие, важность их переработки. В противном случае проблема будет просто необоснованной.

Пластик

Слово "пластик" происходит от греческого слова, означающего материал, который может быть спрессован или сформирован в любую форму по вашему выбору. Согласно этой этимологии, пластиком можно назвать даже глину, но на самом деле пластиком называют только изделия из синтетических материалов. Американское общество испытаний и материалов определяет, что такое пластик: "это представитель широкого спектра разнообразных материалов, полностью или частично сформированных."

Известно, что это пластик сотен людей. В таблице 1 приведены основные виды и отдельные представители каждого вида. Следует отметить, что в настоящее время не существует единого способа описания всего многообразия пластики в силу ее обилия.

Таблица 1. Основные типы пластиков

Тип	Типичные представители	Тип	Типичные представители
Акриловые пластики Аминопластики	Полиметилметакрилат (ПММА) Полиакрилонитрил (ПАН) Мочевиноформальдегидная смола Меламиноформальдегидная смола	Полиэфиры	Ненасыщенные полиэфирные смолы Полиэтилснтерефталат (ПЭТФ) Полиэтилснадипат
Целлюлозы	Этилцеллюлоза Ацетат целлюлозы Нитрат целлюлозы	Полиолефины Стирольные пластики	Полиэтилен (ПЭ) Полипропилен (ПП) Полистирол (ПС)
Эпоксидные пластики	Эпоксидные смолы	Сополимер стирола с акрилонитрилом
Фторопласты	Политетрафторэтилен (ПТФЭ) Поливинилиденфторид	Сополимер акрилонитрила со сти­ролом и бутадие­ном (АБС)
Фенопласты	Фенолоформальдегидная смола Фенолофурфуроловая смола	Виниловые пластики	Поливинилхлорид (ПВХ) Поливинилбутираль
Полиамидные пластики (найлоны)	Поликапролактам (ПА-6) Полигексам етиленадипамид (ПА-6,6)	Сополимер винилхлорида с винилацетатом

Натуральная целлюлоза, полученная путем переработки целлулоидных искусственных полимеров, широко применявшихся в первопластике пластмасс, играла важную роль в технологии в середине XX века, особенно в пленках, но ее производство исключительной пожарной опасности (состав целлюлозы очень близок к бездымному огню) было практически нулевым.

Для развития электроники, телефонной связи и радио, создание нового электроизоляционного материала превосходного в конструктивном и технологическом отношении было актуальным. Так появился искусственный полимер, изготовленный на основе той же целлюлозы. В настоящее время только 2 - 3%мирового производства полимеров составляют целлюлозные пластики, в то время как около 75% — синтетические термопластики, причем 90% из них приходится только на целлюлозные пластики.

Пенополистирол широко применяется, например, в качестве тепло - и звукоизоляционного строительного материала. В радиоэлектронике она обеспечивает минимальные механические напряжения, создает эффект тепловыделения, выделяемого другими элементами, или временной теплоизоляции от низких температур, что приводит к образованию электрического удара.

Резина

Эластомеры обычно называют резиновыми. Воздушные шары, подошвы обуви, шины, хирургические перчатки и садовые шланги - типичные примеры эластомерных изделий. Классическим примером эластомера является натуральный каучук.

Макромолекула каучука имеет спиральную структуру с периодом идентичности 0,913 Нм и содержит более 1000 остатков изопрена. Структура макромолекулы каучука обеспечивает его высокую эластичность – важнейшую техническую характеристику. Резина обладает удивительной способностью обратимо растягиваться до 900% своей первоначальной длины.

Тип резины - желобная Пелка, или Балата, сок растения со специфическим каучуком, который обитает на Индийском и малайском полуостровах. В отличие от каучука, молекула гуттаперчи короче и имеет транс-1,4 структуру, а период идентификации составляет 0,504 Нм.

В некоторых странах, в том числе и в Советском Союзе, отмечена превосходная техническая ценность натурального каучука, экономически целесообразные источники его получения, его отсутствие, а также ряд свойств к натуральному каучуку (маслостойкость, морозостойкость, устойчивость к атмосферным воздействиям).

В настоящее время используются некоторые синтетические эластомеры. Это полибутадиен, сополимеры бутадиена стирола, бутадиена акрилонитрила (нитрильный Каучук), полиизопрена, полихлоропрена (неопрен) и синтетического каучука на основе этиленпровета. В настоящее время разработано получение бутадиена из Бутана методом каталитического дегидрирования последнего.

Ученые добились успеха сегодня более трети производимого в мире каучука производится из синтетического каучука. Резина и каучук внесли значительный вклад в технический прогресс прошлого века. Если вы подумаете о резиновых сапогах и различных теплоизоляционных материалах, то поймете роль резины в самых важных отраслях экономики. Более половины мирового производства эластомеров тратится на производство шин. Для изготовления шин для небольших автомобилей вам понадобится около 20 кг резины различных марок и марок, а также почти 1900 кг самосвалов. Небольшие порции идут на другие виды резиновых изделий. Резина делает нашу жизнь более удобной.

Эластомеры

Все мы знаем натуральные волокна, такие как хлопок, шерсть, лен и шелк. Мы также знакомы с синтетическими тканями, такими как нейлон, полиэстер, полипропилен и акрил. Главная особенность волокна заключается в том, что его длина в сотни раз больше его диаметра. Если натуральное волокно (кроме шелка) является штапельным волокном, то синтетическое волокно можно получить в виде непрерывной пряжи или штапельного волокна.

С точки зрения потребителей, текстиль может иметь три типа ежедневного спроса: безопасный и промышленный.

Волокно повседневного спроса называется волокном, которое используется при изготовлении нижнего белья и верхней одежды. Эта группа включает волокна для изготовления нижнего белья, носков, рубашек, костюмов и т. д.

Эти волокна должны хорошо впитывать соответствующую прочность и растяжимость, мягкость, негорючесть, влагу и цвет. Типичными представителями этого класса волокон являются хлопок, шелк, шерсть, нейлон, полиэстер и акрилат.

Безопасное волокно-это волокно, используемое для производства ковра, занавеса, листового покрытия, занавеса и т. д. С точки зрения своего благополучия эти волокна Горенья имеют следующие требования: они распространяют пламя, хорошо не воспламеняются, не выделяют тепла, дыма и минимального количества токсичных газов.

Добавляя небольшое количество веществ, содержащих атомы, такие как B, N, Si, P, C1, Hg и Sb к ежедневным волокнам, они могут придать огнестойкость и превратиться в безопасные волокна. Введение модифицирующих добавок в волокна снижает их воспламеняемость и уменьшает распространение пламени Горенья, но не уменьшает выброс в него токсичных газов и дыма. Исследования показали, что ароматические полиамиды, полиимиды, полибензимидазолы и полиоксидиазолы могут быть использованы в качестве безопасных волокон.

Однако в этих волокнах Горенье, из-за того, что их молекулы содержат атомы азота, происходит выброс токсичных газов. Ароматический полиэстер не имеет этого недостатка.

Заключение

Промышленные волокна используются в качестве армирующих материалов для композиционных материалов. Эти волокна также называют структурными волокнами, поскольку они обладают высоким модулем упругости, прочностью, термостойкостью, жесткостью и долговечностью. Структурные волокна включают в себя такие продукты, как жесткие и гибкие трубы, трубки и шланги, а также композитные волокна, используемые в строительстве судов, автомобилей, самолетов и даже зданий.