Презентация "Новые вещества и материалы" по химии – проект, доклад

Новые вещества и материалы

Презентация по химии Ученицы 11 класса Закатаевой Тани

В последние десятилетия появилось множество материалов с полезными свойствами. Среди новых материалов,которые вошли в нашу жизнь можно назвать: полиуретан пенополиуретан углеродопласты

Полиуретан

Полиуретаны — гетероцепные полимеры, макромолекула которых содержит незамещённую и/или замещённую уретановую группу —N(R)—C(O)O—, где R = Н, алкилы, арил или ацил. В макромолекулах полиуретанов также могут содержаться простые и сложноэфирные функциональные группы, мочевинная, амидная группы и некоторые другие функциональные группы, определяющие комплекс свойств этих полимеров. Полиуретаны относятся к синтетическим эластомерам и нашли широкое применение в промышленности благодаря широкому диапазону прочностных характеристик.

13 ноября 1937 года немецкий химик Отто Байер получил на свое новое изобретение официальный патент под номером 728981. Его новым изобретением и был полиуретан — продукт реакции изоцианата и полиола, который спустя десятки лет приобрел тысячи разновидностей и нашел множество применений во всех сферах деятельности человека.

Получение

Полиуретан получают в результате химической реакции двух основных компонентов, известных как полиолы и изоцианаты. Часто используется термин диизоцианаты. Это составы, содержащие двойные группы изоцианата. Полиолы и изоцианаты вступают в реакцию в присутствии соответствующих катализаторов и добавок, образуя различные типы и сорта полиуретана. Добавки обычно используются для защиты физической целостности материала, окрашивания и огнестойкости.

Пенополиуретаны

ПЕНОПОЛИУРЕТАНЫ - пенопласты, полимерная матрица которых включает уретановые, мочевинные, изоциануратные и др. характерные для полиуретанов структуры. Эластичные пенополиуретаны (поролон)-типичные поропласты; наибольшее содержание открытых ячеек имеют губки из сетчатых (ретикулированных) пенополиуретанов. В структуре жестких и полужестких пенополиуретанов преобладают замкнутые ячейки.

Для получения пенополиуретанов применяют в заданных соотношениях компоненты, образующие уретаны -гидроксилсодержащие простые (реже-сложные) полиэфиры и органические ди- и(или) полиизоцианаты, в т.ч. блокированные. При изготовлении эластичных пенополиуретанов пенообразователем служит обычно вода, которая реагирует с группами NCO изоцианата с выделением СО, (реакция ускоряется третичными аминами). Пенообразователи жестких пенополиуретанов главным образом CCl3F, CHCl2F, CHClF2, CClF3 (часть хладонов иногда заменяют на CH2Cl2). Для обеспечения надлежащих скоростей вспенивания и отверждения во вспениваемую композицию добавляют аминные катализаторы, спирт и(или) амин (регулятор роста цепи). Ячеистую структуру образующегося пенополиуретана регулируют с помощью неионогенных ПАВ. Кроме того, во вспениваемую композицию могут быть добавлены антипирены, молотое или рубленое стекловолокно, пигменты или красители (неокрашенные пенополиуретаны бесцветны).

УГЛЕРОДОПЛАСТЫ

УГЛЕРОДОПЛАСТЫ(карбопласты, углепластики) - пластмассы, содержащие в качестве наполнителя углеродные волокна (в виде непрерывного жгута, ленты, или короткого рубленого волокна). Связующими для таких материалов служат синтетические полимеры, например эпоксидные, полиэфирные, феноло-формальдегидные смолы, полиимиды, кремнийорганические полимеры (полимерные углеродопластам), синтетические полимеры, подвергнутые пиролизу (коксованные углеродопласты), и так называемый «пиролитический углерод» (пироуглеродные углеродопластам).

Изделия из углеродопластов можно формовать всеми способами, применяемыми при переработке слоистых пластических масс. Наиболее распространён следующий метод: углеродный наполнитель пропитывают расплавом или раствором связующего(например, в спирте, в углеводородах), подсушивают, получая полуфабрикат (препрег), из которого выкраивают заготовки, собирают из них по форме изделия пакет и прессуют, как правило, на гидравлических прессах, в автоклавах или пресскамерах. Препрег в виде пропитанной ленты или жгута используют также при получении изделий намоткой. Коксованные углеродопласты получают пиролизом полимерных углеродопластов при 300—1500 °С или 2500—3000 °С. При изготовлении пироуглеродных углеродопластов наполнитель, не пропитанный связующим, выкладывают по форме изделия, помещают в печь, в которую пропускают обычно метан. При 1100 °С и давлении он разлагается, и образующийся «пиролитический углерод» осаждается на углеродных волокнах, связывая их.

Свойства

эластичность (относительное удлинение при разрыве в 2 раза больше, чем у резины), высокая прочность (превышает прочность резины в 2,5 раза), кислотостойкость и стойкость ко многим растворителям позволяет широко использоват полиуретан в типографиях (валки для типографских станков), химическом производстве, на складах химической продукции; стойкость к высокому давлению (до 105 МПа) дает возможность изготавливать высокопрочные манжеты, втулки, кольца, сальники, эластичные вкладыши; повышенная твердость (до 98 ед. по шкале Шора) с большим запасом прочности – качество, дающее возможность использования полиуретана взамен металлов. Полиуретановые ведущие звездочки для машин на гусеничном ходу во многих случаях успешно заменяют металлические; низкая теплопроводность, сохранение упругости при низких температурах и рабочий температурный интервал от -50°С до 110°С позволяет использовать колеса, гуммированные полиуретаном и полиуретановые покрытия в складах-холодильниках, в горячих цехах, (допустимо кратковременное повышение окружающей температуры до 120-140°С), а также для задач теплоизоляции; высокие диэлектрические свойства позволяют изготавливать из полиуретана не только гидро- , термо-, но и токоизолирующие покрытия; стойкость к микроорганизмам и плесени и химическая инертность полиуретана позволяют использовать его в пищевой и медицинской промышленности (безопасные нетоксичные покрытия, конвейерные ленты, катетеры и трубки, даже имплантанты).

Категории и сферы использования

Эластичные пенопласты Жесткие пенопласты Эластомеры Лакокрасочные материалы Карбопласты

Эластичные пенопласты

Использование эластичных пенопластов обеспечивает наибольший рынок для полиуретанов. У этих материалов высокая ударная вязкость, и они используются как амортизационный набивочный материал при изготовлении мебели. Они также используются в изготовлении матрацев и амортизирующих подушек для мягкой мебели. Полужёсткие интегральные пенополиуретана применяются для изготовления автомобильных приборных панелей и облицовки дверей. Другое применение включает подложку ковровых покрытий, упаковку, губки, резиновые швабры и внутреннюю набивку.

Жесткие пенопласты

Жёсткие или сшитые пенополиуретаны используются как изоляция в холодильниках, морозильниках и холодильных камерах и для производства изоляции в форме изоляционных плит и ламинированных панелей. Ламинированные панели широко используются как кровельный материал в строительстве. При изоляции зданий пенополиуретановая изоляция часто наносится методом напыления.

Эластомеры

Эластомеры - материалы, которые могут быть растянуты, но в конечном счете возвращаются к своей первоначальной форме. Они применяются в случаях, которые требуется прочность, гибкость, сопротивление абразивному износу. Термопластичные полиуретановые эластомеры могут прессоваться и формироваться. Это позволяет их использовать как практичный материал для изготовления автомобильных частей, лыжных ботинок, колес роликовых коньков, кабельной изоляции и других изделий. Когда эти эластомеры прядут в волокна, они используются в производстве гибкого материала, называемого спандексом. Спандекс используется, в производстве чулочно-носочных изделий. бюстгальтеров, корда шлангов, купальников, и другой спортивной одежды.

Лакокрасочные материалы

Лакокрасочные материалы из полиуретана хорошо противодействуют растворителям и имеют значительную износостойкость. Эти материалы используются для поверхностных покрытий, где требуется сопротивление износу, эластичность, быстрое высыхание, хорошая адгезия и стойкость к химическому воздействию, например в кегельбанах и танцевальных залах. Лакокрасочные полиуретановые материалы на водной основе используются для покраски самолетов, автомобилей и другого промышленного оборудования.

Карбопласты

Карбопласты-прочные,жесткие,термически и химически устойчивые электро- и теплопроводные материалы с небольшой плотностью и низкими коэффициентами линейного расширения и трения. Из них изготовляют детали летательных аппаратов,судов,автомобилей,спортинвентарь и др.

Спасибо за внимание!