Значение химии в создании новых материалов, красителей и волокон

Значение химии в создании новых материалов, красителей и волокон

НА ТЕМУ:

Значение химии в создании новых материалов, красителей и волокон

Учеников 11-Б класса

Куйбышевской специализированной ООШ I-III ступеней

с углубленным изучением предметов ''Интеллект''

Евсюнина И. В. Писаренко А. В.

Содержание

|Создание новых материалов – необходимость нашей |3 |

|современности | |

|2. Металлургия |3 |

| 1.1. добыча металлов из вторичного сырья |3 |

| 1.2. порошковая металлургия |3 |

| 1.3. беспрерывное разливание стали |3 |

| 1.4. плазменная металлургия |3 |

| 1.5. особенно чистые металлы |3 |

|3. Природные красители |4 |

|4. Красители синтетические |4 |

|5. Таблица волокон |7 |

|6. Химические волокна |8 |

|7. Понятие о технологии изготовления химических |9 |

|волокон.. | |

|8. Природные волокна |10 |

| 8.1. Волокна растительного происхождения |10 |

| 8.2. Волокна животного происхождения |10 |

| 8.3. Волокна минерального происхождения |11 |

|9. Синтетические волокна |11 |

| 9.1. Полиамидные волокна |11 |

| 9.2. Полиэфирные волокна |14 |

|Список использованной литературы |16 |

1. Создание новых материалов – необходимость нашей современности.

Создание новых материалов –это существенная необходимость нашей

современности. В современных технологиях часто используют большое

давление, температуру и агрессивное действие действие химических

веществ. Материалы, которые используются, в частности в машиностроении,

недостаточно стойкие и крепкие. Поэтому аппаратура преждевременно

изнашивается, требуя частых замен и ремонтов. Новых материалов требуют и

новые отрасли техники: космическая, атомная и др. Для практических

потребностей необходимы такие материалы, как металлы, полимеры, керамика,

красители, волокна.

2. Металлургия

Из металлов самыми необходимыми и далее будут стали Техническое

переоснащение металлургической промышленности связано с переходом на

выплавку сталей в конвертерах и электропечах. Это расширяет ассортимент

изготовленных сталей. Удерживающим фактором здесь может быть дефицит

жаростойких и огнеупорных материалов.

Важным источником добычи металлов является вторичное сырье. Например,

при современном уровне рециркуляции меди ее хватит на 100 лет, а если его

довести до 90% - то на 300 лет. К тому же строительство малых

металлургических заводов, которые работают исключительно на металлоломе,

показало их высокую эффективность в эксплуатации при добычи новых

специальных видов проката.

Среди разнообразных способов обработки металлов особенное место

занимает порошковая металлургия. Она заключается в формировании изделий из

металлического порошка.

Все больше внедряется в металлургию беспрерывное разливание стали, что

не только сокращает цикл производства но и повышает качество разливки. При

обычной разливке заготовок верхняя часть слитка выходит пористой, ее нужно

отрезать и вернуть на переплавку. Беспрерывное разливание освобождает от

этой двойной работы, так как сплав образуется однородный.

Большое будущее в применении плазменной металлургии. В металургие под

влиянием плазмы происходит термическая диссоциация руды, реагирующие

вещества быстро образуют гомогенную систему. Под воздействием не только

интенсифицируется восстановление железа, но и сокращается металлургический

цикл. Плазменная металлургия дает возможность перерабатывать руды

комплексно, а это способ решения проблемы безотходного производства в

металлургии.

Как самостоятельный класс новых материалов можно рассматривать особенно

чистые металлы. В них удалось снизить содержание примесей до 1 • 10-6 — 1 •

10-7 %. До 1925 г. весь титан в мире имел 0,5 — 5 % примесей, его

технологически нельзя было обрабатывать. Сейчас добыть чистый титан,

который вытягивается в провод, а в прокате образуются листы и даже фольга.

Именно добыча чистых циркония и тантала дало возможность использовать их в

машиностроении и атомной энергетике.

3. Природные красители, органические соединения, которые вырабатываются

живыми организмами и окрашивают животные и растительные клетки и ткани. В

основном соединения желтых, коричневых , черных и красных цветов разных

оттенков, очень мало синих и фиолетовых, зеленые, как правило, отсутствуют.

До 2-ой половины XIX в. природные красители - единственные в - ва

для крашения текстильных и парфюмерных изделий, кожи, бумаги, пищевых

продуктов и др. С развитием промышленности органического синтеза, особенно

анилокрасочной пром-ти, природные красители не выдержали конкуренции с

красителями синтетическими и в основном утратили былое практическое

значение. Их применяют также в пищевой и парфюмерной промышленностях, при

исследованиях методами оптической и электронной микроскопии в цитологии и

гистохимии, в аналитической химии. Многие природные красители обладают

значительной физиологической и антибиотической активностью, вследствие чего

их часто используют как лекарственные средства. Некоторые природные

красители - регуляторы роста растений, а также сигнальные вещества,

привлекающие насекомых-опылителей и отпугивающие вредителей.

Природные красители широко распространены в природе и крайне

многообразны. Часто в различных природных источниках встречаются одни и те

же или близкие по строению природные красители, поэтому наиболее

целесообразно классифицировать их по типам химических соединений:

1.алифатические; 2.алицеклические; 3. ароматические; 4.гетероцеклические.

5.азотсодержащие гетероциклы.

Производные поррола включают три важные группы красителей:

1. Красный пигмент эритроцитов крови гемоглобин - железосодержащий комплекс

протопорфирина и белка глобина.

2. Пигменты зеленых частей растений, содержащиеся в хлоропластах наряду с

каротиноидами (в соотношении 3:1), сине-зеленый хлорофилл а и желто-зеленый

хлорофилл б, играющие важную роль в процессах фотосинтеза.

3. Желчные пигменты.

Производные птеридина - широко распространенные пигменты, содержащиеся в

крыльях бабочек и птиц.

4. Красители синтетические, органические соединения, используемые для

крашения различных (преимущественно волокнистых) материалов и изделий.

Представляют собой главным образом окрашенные соединения., некоторые

бесцветные соединения, например, отбеливатели оптические, а также

соединения, из которых красители образуются после нанесения на окрашиваемый

материал. Цвет красителя обусловлен наличием в его молекуле хромофорной

системы - достаточно развитой открытой или замкнутой системы сопряженных

кратных связей и связанных с ней электронодонорных и (или)

электроноакцепторных заместителей. Кроме того, в молекулах красителей могут

содержаться заместители, придающие им различные свойства, например:

способность растворяться в водных или неводных средах; образовывать

внутрикомплексные соединения с металлами; химически связываться с

окрашиваемым материалом.

Синтетические красители должны образовывать окраски, устойчивые к

различным физико-химическим воздействиям в процессах последовательной

переработки окрашенных материалов и при их эксплуатации, например, к

обработке горячей водой и насыщение паром, к действию активного хлора,

высоких температур ( в расплавах полимеров), света, морской воды, к

погодным условиям, стирке, глажению, трению в сухом и мокром состояниях.

Эти свойства оцениваются по пятибалльной шкале, только прочность к свету -

по восьми балльной. Набор требований, предъявляемых к красителю,

определяется назначением и способом производства окрашенного материала.

Помимо устойчивости к различным воздействиям, синтетические красители

характеризуют также по ровноте окрасок, чистоте их оттенка.

Производство синтетических красителей - отрасль промышленности тонкого

органического синтеза. Синтетические красители получают в результате

проведения многостадийного химического синтеза из промежуточных продуктов,

производимых, в свою очередь, из ароматических и гетероароматических

соединений, вырабатываемых угле- и нефтехимической промышленностью. Часто

из одного промежуточного продукта получают несколько синтетических

красителей. Промежуточные продукты, кроме того, широко используют для

производства лекарственных веществ, пестицидов, ростовых веществ и многих

других продуктов. Как правило, производство промежуточных продуктов

организовано на заводах, которые вырабатывают синтетические красители.

Для промышленности синтетическим красителям характерны:

многоассортиментность (большое число марок синтетических красителей),

малотоннажность отдельных производств, многостадийность получения

большинства красителей (иногда 10 и более стадий). Это затрудняет

механизацию и автоматизацию производства и, следовательно, улучшение

экономических показателей.

Основные пути прогресса в промышленности синтетических красителей:

разработка для каждого вида крашения триад красителей (желтый - пурпурный

голубой), смешением которых по данным расчета цветности на ЭВМ можно

получить смесовые марки синтетических красителей любых цветов и оттенков ;

организация гибких производств, позволяющих с помощью небольшого числа

аппаратов повышенной мощности производить широкий ассортимент продукции;

изыскание возможностей использования одних и тех же промежуточных продуктов

для синтеза возможно большего числа синтетических красителей и применения

в качестве промеж. продуктов соединений, производимых для синтеза

лекарственных веществ, пестицидов, фотоматериалов и др..

Полученные в результате химического синтеза синтетические красители

обычно мало пригодны для непосредственного применения в крашении и особенно

в печатании. Чтобы красители были удобны в применении и для повышения

степени их использования (например, исключение мех. потерь, более полная

выбираемость из красильных ванн) из них готовят выпускные формы. Это

стандартизованные товарные формы, в которых синтетические красители

поступают потребителям; кроме красителя, взятого в строго определенной

концентрации, в их состав входят различные вспомогательные вещества. На

основе одного и того же синтетического красителя может быть приготовлено

несколько выпускных форм. Синтетические красители производят в виде

непылящих порошков, гранул и жидкостей, в виде растворов.

Применяют синтетические красители для крашения волокон и различных

текстильных материалов, кожи, мехов, бумаги, древесины и др.; растворимые в

органических средах синтетические красители - для окрашивания бензинов ,

парафина, спиртов, восков, растительных жиров, синтетических волокон при

получении их формированием в массе, пластмасс, резин. Синтетические

красители используют также в цветной и черно-белой кинематографии и

фотографии, в электрофотографии аналитической химии, в медицине (средства

диагностики, при биохимических исследованиях), в жидкостных лазерах, в

различных физических приборах в качестве полупроводников и элементов,

обладающих фотопроводимостью и некоторыми другими свойствами, как

катализаторы.

5. Таблица волокон

|Волокно |Формула |Свойства |Применение |

|Хлопок |(CH6H10O5)n |Гигиенично, имеет |Изготовление |

|(хлопчатобумажная | |высокую прочность, |разного вида |

|ткань) | |стойкость к стиранию, |одежды, полотенец,|

| | |стирке, воздействию |носовых платков, |

| | |света, но не обладают |тканей для обивки |

| | |необходимой |мебели, портьер, а|

| | |упругостью, т. е. |также марли, |

| | |вытягивается и сильно |технической ткани |

| | |мнется. |различного |

| | |Устойчиво к кислотам и|назначения, тарной|

| | |щелочам. |и упаковочной |

| | | |ткани, летних |

| | | |одеял, покрывал и |

| | | |скатертей. |

|Шерсть | ----------- |Обладает свойствами |Изготовление |

| | |извитости, длины, |различной ткани, |

| | |прочности, |трикотажа, ковров,|

| | |растяжимости, |валяльно-войлочных|

| | |упругости, жесткости, |изделий, |

| | |пластичности, |высококачественног|

| | |эластичности, |о бобрика, одеял, |

| | |гигроскопичности, |пледов. |

| | |цвета, блеска. Не | |

| | |устойчиво к кислотам и| |

| | |щелочам. | |

|Натуральный шелк | ----------- |Обладает свойствами |Изготовление |

| | |большой |платьев, сорочек, |

| | |гигроскопичности, |подкладок, плащей,|

| | |легкой |костюмов, пальто, |

| | |накрашиваемости, |галстуков, |

| | |приятного умеренного |предметов женского|

| | |блеска. Обладает |туалета, |

| | |хорошими механическими|галантерейных |

| | |свойствами. |изделий, а также |

| | |Малоустойчиво к |платков, скатертей|

| | |действию щелочей, |и покрывал. |

| | |более устойчиво к | |

| | |действию минеральных | |

| | |кислот и органических | |

| | |растворителей. К | |

| | |действию света | |

| | |устойчивость шелка | |

| | |невелика. | |

|Вискозное |(C6H10O5)n |Высокая гигиеничность,|Выработка шелковых|

| | |гигроскопичность. |и штапельных |

| | |Большая потеря |тканей, |

| | |прочности в мокром |трикотажных |

| | |состоянии, легкая |изделий, тканей |

| | |сминаемость, |различного |

| | |недостаточная |назначения из |

| | |устойчивость к трению |смесей вискозного |

| | |и низкий модуль |волокна с хлопком |

| | |упругости, особенно в |или шерстью, а |

| | |мокром состоянии. |также др. |

| | |Малоустойчиво к |химическими |

| | |щелочам и кислотам, |волокнами. |

| | |более устойчиво к | |

| | |органическим | |

| | |растворителям. | |

|Ацетатное | |Высокая эластичность |Изготовление |

| |OCOCH3 |(низкая сминаемость), |товаров широкого |

| |(C6H7)---- OCOCH3|приятно на ощупь, |потребления |

| | |мягко, пропускает |(верхней одежды, |

| |OCOCH3 |ультрафиолетовые лучи; |дамского нижнего |

| | |прочность при разрыве |белья, |

| | |невысока, невысокая |подкладочных и |

| | |термостабильность, |плательных |

| | |низкая устойчивость к |тканей). |

| | |истиранию и высокая |Ацетатное |

| | |электризуемость. |штапельное |

| | |Волокно малоустойчиво к|волокно применяют|

| | |действию даже |для изготовления |

| | |разбавленных растворов |тонких сукон и |

| | |щелочей и кислот; |некоторых |

| | |растворяется в |трикотажных |

| | |некоторых органических |изделий. |

| | |растворителях. | |

|Лавсан | |Высокая термостойкость.|Используется при |

| | |Растворяется в фенолах,|изготовлении |

| |(-C-C6H4-C-CH2-CH|частично (с |транспортерных |

| |2-O-)n |разрушением) в |лент, приводных |

| | |концентрированных |ремней, веревок, |

| | |серной и азотной |канатов, парусов,|

| | |кислотах; полностью |рыболовных сетей |

| | |разрушается при |и тралов, бензо- |

| | |кипячении в |и нефтестойких |

| | |концентрированных |шлангов, |

| | |щелочах. Устойчиво к |электроизоляционн|

| | |действию ацетона, |ых и |

| | |четыреххлористого |фильтрованных |

| | |углерода, дихлорэтана и|материалов, в |

| | |др. растворителей, |качестве шинного |

| | |микроорганизмов, моли, |корда. Применяют |

| | |плесени, коврового |в медицине. |

| | |жучка. Невысоки |Текстильная нить |

| | |устойчивость к |идет на |

| | |истиранию и |изготовление |

| | |сопротивление |трикотажа, тканей|

| | |многократным изгибам, |типа тафты, |

Страницы: 1, 2