Өнгөрсөн, одоо, ирээдүйн утаснууд. Зам сонгох нь тийм ч амар ажил биш. Химийн утас ба утаснууд Химийн шилэн нэхмэл бус материал

Хэрэглээ: физиологийн шингэнд уусдаг органик бус утас үйлдвэрлэхэд зориулагдсан. 1260°С-т 24 цагийн турш ил гарсан үед вакуум бүтэц нь 3.5% ба түүнээс бага агшилттай, агшилтын хэмжээ 3.5%-иас дээш нэмэгддэг органик бус утаснуудыг тайлбарлав. Шилэн утас нь 24 цагийн турш 1500°С-т ил гарсан үед 3.5% ба түүнээс бага агшилттай байдаг ба жин %-ийг агуулж болно: SrO 53.2-57.6, Al 2 O 3 30.4-40.1, SiO 2 5.06-10.1. Шинэ бүтээлийн техникийн даалгавар нь ажлын хэсгийн агшилтыг багасгах явдал юм. 2 с. болон 15 z.p. f-ly, 4 таб.

Шинэ бүтээл нь органик бус исэлээс хиймэл утастай холбоотой юм. Шинэ бүтээл нь ийм утаснаас хийсэн бүтээгдэхүүнтэй холбоотой юм. Органик бус фиброз материалыг сайн мэддэг бөгөөд олон зориулалтаар өргөн ашигладаг (жишээлбэл, дулааны болон дуу чимээ тусгаарлагчийг задгай хэлбэрээр, дэвсгэр эсвэл хуудас хэлбэрээр, вакуум хэлбэртэй хэлбэрээр, вакуум хэлбэртэй картон хэлбэрээр) цаас, олс, утас эсвэл нэхмэл хэлбэрээр; барилгын материалын арматурын утас, тээврийн хэрэгслийн тоормосны дэвсгэрийн бүрэлдэхүүн хэсэг болгон). Эдгээр хэрэглээний ихэнх хэсэгт органик бус фиброз материалыг ашигладаг шинж чанарууд нь халуунд тэсвэртэй, ихэвчлэн химийн хатуу орчинд тэсвэртэй байхыг шаарддаг. Органик бус фиброз материал нь шилэн эсвэл талст хэлбэртэй байж болно. Асбест нь органик бус фиброз материал бөгөөд түүний нэг хэлбэр нь амьсгалын замын өвчинд нөлөөлдөг. Зарим төрлийн асбестыг өвчинтэй холбодог учир шалтгааны механизм нь тодорхойгүй хэвээр байгаа ч зарим судлаачид механизм нь механик бөгөөд бөөмийн хэмжээтэй холбоотой гэж үздэг. Чухал тоосонцрын хэмжээтэй асбест нь биеийн эсүүдэд нэвтэрч, улмаар эсийг удаан хугацаагаар, олон удаа гэмтээх замаар эрүүл мэндэд сөргөөр нөлөөлдөг. Энэ механизм үнэн эсэхээс үл хамааран зохицуулагчид амьсгалын замын фракц бүхий аливаа органик бус фиброз бүтээгдэхүүнийг эрүүл мэндэд хортой гэж ангилахыг, ийм ангиллыг батлах нотлох баримт байгаа эсэхээс үл хамааран зохицуулагчид өгсөн. Харамсалтай нь, органик бус утас хэрэглэдэг олон төрлийн хэрэглээнд орлуулагч байдаггүй. Тиймээс хамгийн бага аюул (хэрэв байгаа бол) үзүүлэх органик бус утас шаардлагатай бөгөөд тэдгээрийг аюулгүй гэж үзэх бодит шалтгаанууд бий. Биеийн шингэнд хангалттай уусдаг, хүний ​​биед байх хугацаа нь богино байдаг органик бус эслэгийг бий болгох гэсэн судалгааны нэг чиглэлийг санал болгосон; Энэ тохиолдолд хохирол гарахгүй, эсвэл ядаж багасгах байсан. Асбесттой холбоотой өвчний эрсдэл нь түүнд өртөх хугацаанаас ихээхэн хамаардаг тул энэ санаа үндэслэлтэй юм шиг санагдаж байна. Асбест нь маш уусдаггүй. Байгаль дахь завсрын шингэн нь давсны (физиологийн) уусмал учраас утаснуудыг давсны уусмалд уусгах нь чухал ач холбогдолтой болохыг эртнээс хүлээн зөвшөөрсөн. Хэрэв утас нь физиологийн давсны уусмалд уусдаг бол ууссан бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь хортой биш бол утас нь уусдаггүй утаснаас илүү аюулгүй байх ёстой. Бие дэх эслэгийн оршин суух хугацаа богино байх тусам түүний гэмтэл бага байх болно. Ийм утаснуудын жишээг өргөдөл гаргагчийн өмнө нь гаргасан Олон улсын патентын мэдүүлэг WO93/15028 ба WO94/15883-т тусгасан бөгөөд тэдгээр нь 1000°С ба 1260°С-ийн температурт давсны уусмалд уусдаг утаснуудыг тайлбарласан болно. Судалгааны өөр нэг чиглэл нь биеийн шингэн дэх фиброз шинж чанараа алддаг усжуулсан утаснууд нь утаснуудын хэлбэр, хэмжээ гэмтлийн шалтгаан болсон тохиолдолд "аюулгүй" утас руу хүрэх өөр нэг замыг төлөөлдөг болохыг харуулж байна. Энэ замыг Европын патентын өргөдөл N 0586797 ба N 0585547-д тайлбарласан бөгөөд цахиургүй найрлагаар хангах зорилготой бөгөөд кальцийн алюминат (нэг нь жингийн 50/50% хөнгөнцагааны исэл/кальцилагдсан шохой, нөгөө нь) хоёр найрлагыг дүрсэлсэн байдаг. 5% CaSO 4 болон 2% бусад ислийг нэмсэн 63 /30 жингийн% хөнгөн цагааны исэл/шалтжуулсан шохой агуулсан). Ийм утас нь амархан чийгшүүлж, утаслаг шинж чанараа алддаг. Шөрмөсөн чулуу нь чийгшүүлдэггүй бөгөөд биеийн шингэн дэх фиброз бүтцийг тодорхойгүй хугацаагаар хадгалж байдаг. Стронцийн алюминатын найрлага нь хайлуулж үлээлгэх үед утас үүсгэдэггүй, харин цахиур зэрэг нэмэлт бодисууд нь хайлуулж үлээлгэх үед утас үүсгэдэг болохыг тогтоожээ. Ийм утас нь кальцийн алюминаттай адил чийгшүүлж, өндөр температурт хэрэглэх боломжийг харуулж байна. Эдгээр утаснуудын заримын вакуум хэлбэрээр үүссэн хэлбэрүүд (хэлбэр) нь 1260 ° C-д 24 цагийн турш өртөхөд 3.5% ба түүнээс бага агшилтыг харуулдаг; Зарим нь 1400°С-т 24 цагийн турш 3.5% ба түүнээс бага агшилттай байдаг бол зарим нь 1500°С-т 24 цагийн турш 3.5% ба түүнээс бага агшилтыг харуулдаг. Ийм утаснууд нь дээр дурдсан бүтээгдэхүүнүүдэд хэрэгтэй чийгшүүлсэн өндөр температурт утас өгдөг. Үүний дагуу энэхүү шинэ бүтээл нь 1260°С-т 24 цагийн турш ажиллахад вакуум цутгамал (хэлбэр) нь 3.5% ба түүнээс бага агшилттай органик бус утас, SrO, Al 2O 3 агуулсан эслэг, хангалттай хэмжээний эслэг үүсгэдэг. эслэг үүсгэх нэмэлтүүд боловч агшилтыг 3.5% -иас дээш нэмэгдүүлэхэд хангалтгүй (тийм ч их биш). Шилэн тэжээлт нэмэлт нь SiO 2 агуулсан байх ба SrO, Al 2 O 3 ба SiO 2 бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь эслэгийн найрлагын жингийн 90-аас доошгүй хувийг (илүү зохимжтой бол жингийн 95-аас доошгүй хувийг) бүрдүүлдэг. Энэхүү шинэ бүтээлийн хамрах хүрээг дараах тайлбарын дагуу хавсаргасан зүйлд тодорхой тусгасан болно. Дараах хэлэлцүүлэгт давсны уусмалд уусдаг эслэгийг дурьдвал энэ нь доор тайлбарласан аргаар хэмжихэд давсны уусмалд уусах чадвар нь 10 ppm (ppm)-ээс их байх ба илүү тохиромжтой эслэг гэдгийг ойлгох хэрэгтэй. уусах чадвар. Туршилтын үр дүнг 1, 2, 3-р хүснэгтэд үндэслэн доор тайлбарлав. 1-р хүснэгтэд ердийн аргаар хайлуулж, үлээлгэсэн хэд хэдэн найрлагыг үзүүлэв. ""-ээр тэмдэглэсэн эдгээр найрлага нь хүссэн хэмжээгээр эслэгжүүлээгүй боловч бөмбөрцөг хэлбэрийн нунтаг үүсгэсэн. Эдгээр найрлага бүрийн хувьд дүн шинжилгээ хийсэн найрлагыг wt-ээр харуулав. % (рентген флюресценцийн шинжилгээгээр олж авсан). Хэрэв дугаар өгсөн бол<0,05", это означает, что соответствующий компонент не мог быть обнаружен. Благодаря природе рентгеновских флуоресцентных измерений (которые чувствительны к окружающей среде) общее количество материала, обнаруживаемого этим анализом, может доходить до 100% или превышать 100%, и в данной патентной заявке (в том числе в описании, формуле изобретения и реферате) эти числа не были нормализованы до 100%. Однако для каждой композиции указывается общее количество анализируемого материала и можно видеть, что отклонение от 100% является небольшим. В столбце, названном "Относительный мас. процент", указаны мас. % SrO, Al 2 O 3 и SiO 2 по отношению к сумме этих компонентов. За исключением случаев, когда контекст дает иные указания, любые проценты, указанные в данной заявке, являются процентами, полученными рентгеновским флуоресцентным анализом, а не абсолютными процентами. Таблица 2 показывает (в том же порядке, что и в Таблице 1) данные усадки и растворимости для волокнообразующих композиций. Растворимость выражена как части на млн. В растворе, как измерено описанным ниже способом. Все указанные выше композиции и включая линию A Таблиц 1 и 2 включительно содержат 2,76 мас.% или менее SiO 2 . Можно видеть, что большинство этих композиций не образовывали волокна. Некоторые из этих волокон включают в себя Na 2 O в количествах 2,46 мас.% или более для содействия образованию волокна, но обнаруживают плохие характеристики усадки при температурах более 1000 o C (т.е. имеют усадку более 3,5% при измеренной температуре). Одно волокно (SA5 (2,5% K 2 O/SiO 2)), содержащее 1,96% K 2 O и 2,69% SiO 2 , имеет приемлемую усадку при 1260 o C. Таким образом, можно видеть, что "чистые" алюминаты стронция не образуют волокон, тогда как посредством добавления волокнообразующих добавок, например, SiO 2 и Na 2 O, могут быть образованы волокна. Характеристики усадки полученных волокон зависят от примененных добавок. Волокна, представленные ниже линии A и выше и включая линию В, имеют содержание SrO менее 35 мас.% и имеют плохие характеристики усадки. Волокна, показанные ниже линии В, имеют содержание SrO более 35 мас.% и, в случае измерения, обнаруживают приемлемую усадку при 1260 o C. Волокно линии С содержит 2,52 мас.% CaO и это, по-видимому, вредит характеристикам при 1400 o C. Волокна, представленные ниже линии D и выше и на линии E, имеют содержание Al 2 O 3 более 48,8 мас.%, что, по-видимому, неблагоприятно влияет на характеристики волокон при 1400 o C. Волокно ниже линии E имеет содержание SiO 2 14,9 мас.%, что, по-видимому, плохо для характеристик при 1400 o C (см. ниже для показателя при 1500 o C). Дальнейший ограниченный диапазон композиций (показанных жирным текстом в столбце 1400 o C) проявляет тенденцию к приемлемой усадке при 1400 o C. Эти композиции лежат ниже линии C и выше и на линии D Таблиц 1 и 2. Два волокна, указанных в этом диапазоне, которые не удовлетворяют требованию усадки 3,5%, могут быть просто неправильными результатами. Волокна, лежащие ниже линии C и выше линии D и на линии D, были отобраны по относительному мас.% SrO (как определено выше), и можно видеть, что композиции с относительным мас.% SrO, большим, чем 53,7%, и меньшим, чем 59,6%, имеют тенденцию к приемлемым усадкам при 1500 o C. Волокно в этой области, которое не имеет приемлемой усадки при 1500 o C, является волокном с высоким содержанием SiO 2 (12,2 мас.% SiO 2), что подтверждает неблагоприятное действие слишком большого содержания SiO 2 упомянутое выше. Два волокна (SA5a и SA5aII) обнаруживают приемлемую усадку при 1550 o C. Кроме того, можно видеть, что некоторые из этих волокон проявляют очень высокие растворимости и, таким образом, могут обеспечивать применимые трудно перерабатываемые (устойчивые) волокна, которые будут растворяться в жидкостях тела. Все волокна показали гидратацию при введении в водные жидкости. Действительно, они имели тенденцию к некоторой гидратации при образовании предварительных заготовок, которые были использованы для испытания усадки. После 24 часов испытания растворимости в жидкостях физиологического типа гидратация была очень явной. Гидратация имеет форму видимого растворения и переосаждения кристаллов на поверхности волокон, что приводит к потере их волокнистой природы. Для некоторых из композиций при изготовлении вакуумных предварительных заготовок для испытаний использовали диспергирующий и смачивающий агент (Troy EX 516-2 (Trade markof Troy Chemical Corporation)), который является смесью неионогенных поверхностно-активных веществ и химически модифицированных жирных кислот. Это было попыткой уменьшить время экспонирования с водой и, следовательно, степени гидратации. Из таблицы 3 можно видеть (Таблица 3 показывает тот же тип информации, что и Таблица 2), что композиции, в которых использовали диспергирующий агент (указанный как "troy"), имели тенденцию к более высокой усадке, чем идентичная композиция без диспергирующего агента. Предполагается, что это может быть обусловлено частичным гидратационным "смыканием" волокон вместе, так что любое отдельное волокно должно иметь усадку против растяжения поддерживающих волокон вдоль его длины: такое растяжение может приводить к утончению волокна скорее, чем к продольной усадке. В случае использования диспергирующего агента волокна свободны для усадки вдоль их длины. Далее подробно описаны способы измерения усадки и растворимости. Усадку измеряли посредством предложенного ISO стандарта ISO/TC33/SC2/N220 (эквивалент British Standard BS 1920, part 6.1986) с некоторыми модификациями с учетом малого размера образцов. Способ в кратком изложении содержит изготовление вакуумно отлитых предварительных заготовок, с использованием 75 г волокна в 500 куб. см 0,2% раствора крахмала, в приспособлении 120х65 мм. Платиновые штифты (приблизительно 0,5 мм в диаметре) помещали отдельно в 4 углах в виде прямоугольника 100х45 мм. Самые большие длины (L1 и L2) и диагонали (L3 и L4) измеряли с точностью 1 5 мкм, используя передвижной микроскоп. Образцы помещали в печь и доводили до температуры на 50 o C ниже температуры испытания при скорости 300 o C/час и при скорости 120 o C/час для последних 50 o C до температуры испытания и оставляли в течение 24 часов. Величины усадки даны в виде среднего из 4 измерений. Следует отметить, что хотя это стандартный способ измерения усадки волокна, он имеет присущую ему изменчивость, заключающуюся в том, что конечная плотность предварительной заготовки может меняться в зависимости от условий отливки. Кроме того, следует отметить, что волоконный материал будет обычно иметь более высокую усадку, чем предварительная заготовка, изготовленная из того же самого волокна. Поэтому цифру 3,5%, упоминаемую в данной заявке, следует толковать как более высокую усадку в конечном полотне из этого волокна. Растворимость измеряли согласно следующему способу. Волокно сначала нарезали с использованием сита 10 меш. и сферический порошок удаляли ручным просеиванием также через сито 10 меш. Устройство для испытания растворимости содержало вибрационную термостатную водяную баню и раствор для испытаний имел состав, приведенный в табл. 4. Вышеуказанные вещества разбавляли до 1 литра дистиллированной водой для образования солевого раствора, подобного физиологическому раствору. 0,500 г, "равных" 0,003 г нарезанного волокна, взвешивали в пластиковую пробирку центрифуги и добавляли 25 мл (см 3) указанного выше солевого раствора. Волокно и солевой раствор встряхивали тщательно и вводили в вибрационную термостатную водяную баню, поддерживаемую при температуре тела (37 o C 1 o C). Скорость вибратора устанавливали при 20 оборотов/мин. После 24 часов пробирку центрифуги удаляли, всплывающую жидкость декантировали и жидкость пропускали через фильтр (мембрана из фильтровальной бумаги из нитрата целлюлозы 0,45 микрон [типа WCN из Whatman Labsales Limited]) в прозрачный пластиковый флакон. Затем жидкость анализировали одним из двух способов. Первым используемым способом было атомное поглощение с применением машины Thermo Jarrell Ash Smith - Hiefje II. Условия работы были такие же, какие установлены в более ранних Международных Патентных заявках заявителя WO93,15028 и WO 94/15883. Для SrO условия работы были следующими:

ДАЛГАНЫ УРТ (нм) 460.7

БУЛАГИЙН ӨРГӨН, 0

ГҮЙЦЭТ, (мА) 12

FLAME, туранхай түлш

Стронцийг атом шингээх стандарт уусмал (Олдрих 970 мкм/мл)-тай харьцуулан хэмжсэн. 0.1% KCl (Sr [ppm] 9.7, 3.9 ба 1.9) нэмсэн гурван стандартыг бэлтгэсэн. Ихэвчлэн дээж дэх Sr-ийн түвшинг хэмжихийн тулд 10 ба 20 дахин шингэрүүлэлт бэлтгэсэн. Дараа нь SrO-ийг 1.183xSr гэж тооцсон. Бүх нөөцийн уусмалыг хуванцар саванд хадгалсан. Ашигласан хоёр дахь аргын хувьд (энэ нь эхний аргынхтай тохирч байгаа үр дүнг харуулсан) мэдэгдэж буй аргын дагуу индуктив хосолсон плазм-атомын ялгарлын спектроскопи ашиглан элементийн концентрацийг тодорхойлсон. Дээрх нь 24 цагийн турш 1260 ° C-д өртсөн бэлтгэлийн агшилтын эсэргүүцлийг хэлэлцэх боломжтой болгосон. Энэ нь шилэн хэрэглээний хамгийн дээд температур юм. Практикт утаснууд нь тасралтгүй ашиглалтын хамгийн их температур, хамгийн их өртөх температураар тодорхойлогддог. Ер нь аж үйлдвэрт өгөгдсөн температурт хэрэглэх утас сонгохдоо зориулалтын дагуу ашиглахад нэрлэсэн температураас өндөр тасралтгүй ашиглалтын температуртай эслэгийг сонгодог. Энэ нь температурын санамсаргүй өсөлт нь утаснуудыг гэмтээхгүй байх явдал юм. 100-150 ° C-ийн зөрүү нь нэлээд түгээмэл байдаг. Өргөдөл гаргагчид дээр дурдсан утаснуудын шинж чанарт ямар хэмжээний бусад исэл эсвэл бусад хольц нөлөөлөхийг хараахан тогтоогоогүй байгаа бөгөөд эслэг үүсгэгч нэмэлт нь SiO байвал хавсаргасан заалтууд зөвшөөрнө. 2, SrO, Al 2 O 3 ба SiO 2-аас бусад жингийн 10% хүртэл материал боловч үүнийг хязгаарлалт гэж үзэж болохгүй. Дээрх тайлбар нь хайлмал хийцтэй утаснуудад хамаарах хэдий ч энэ шинэ бүтээл нь зөвхөн үлээлгэхээс гадна хайлмалаас утас үүсэх зургийн болон бусад аргуудыг (технологи) багтаасан бөгөөд бусад аргаар хийсэн утаснуудыг багтаасан болно.

Нэхэмжлэх

1. SrO ба Al 2 O 3 агуулсан органик бус эслэг нь 1260 oС-т 24 цагийн турш барихад вакуум эслэгийг 3.5% ба түүнээс бага агшилттай, эслэг нь SrO, Al зэрэг стронцийн алюминатын найрлагатай байдаг. 2 O 3 ба эслэг үүсгэхэд хангалттай, гэхдээ агшилтыг 3.5% -иас дээш нэмэгдүүлэх тийм ч том биш, SiO 2 байгаа тохиолдолд SiO 2-ийн хэмжээ жингийн 14.9% -иас бага байна. 2. 1-р зүйлийн дагуу органик бус эслэг бөгөөд эслэг үүсгэгч нэмэлт нь SiO 2, SrO, Al 2 O 3, SiO 2 бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь эслэгийн найрлагын жингийн 90-аас доошгүй хувийг эзэлдэгээрээ онцлог юм. 3. 2-р зүйлийн дагуу органик бус эслэг бөгөөд SrO, Al 2 O 3 болон SiO 2 бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь эслэгийн найрлагын жингийн 95-аас доошгүй хувийг эзэлдэгээрээ онцлог юм. 4. Өмнөх заалтуудын аль нэгийнх нь дагуу органик бус эслэг бөгөөд энэ нь жингийн 35% ба түүнээс дээш SrO агуулсан гэдгээрээ онцлог юм. 5. Өмнөх заалтуудын аль нэгийн дагуу органик бус эслэг нь SrO 41.2 - 63.8 жин, Al 2 O 3 29.9 - 53.1 жин агуулсан гэдгээрээ онцлог юм. 6. 5-р зүйлийн дагуу органик бус эслэг бөгөөд энэ нь жингийн 2.76% -иас дээш SiO 2 агуулагддагаараа онцлог юм. 7. 1400°С-т 24 цагийн турш барихад вакуум угсармал нь 3.5% ба түүнээс бага агшилттай байдгаараа онцлогтой, өмнөх зүйлийн аль нэгнийх нь дагуу органик бус эслэг. Al 2 O 3-ийн хэмжээ 48.8 масс% буюу түүнээс бага байна. 9. Өмнөх заалтуудын аль нэгийн дагуу органик бус эслэг бөгөөд 1500 ° C-т 24 цагийн турш вакуум бүтэц нь 3.5% ба түүнээс бага агшилттай байдаг 10. 9-р зүйлийн дагуу органик бус эслэг бөгөөд энэ нь массаар тодорхойлогддог. SrO нэмэх Al 2 O 3 нэмэх SiO 2-ийн нийт хэмжээтэй харьцуулахад % SrO нь жингийн 53.7% -иас дээш жингийн 59.6% -иас бага хооронд байна. 11. 10-р зүйлд заасны дагуу органик бус эслэг, түүний онцлог нь, жин. %:

SrO - 53.2 - 57.6

Al 2 O 3 - 30.4 - 40.1

SiO 2 - 5.06 - 10.1

12. Өмнөх зүйлийн аль нэгийнх нь дагуу органик бус эслэг бөгөөд энэ нь жингийн 2.46% -иас бага хэмжээгээр Na 2 O агуулдаг гэдгээрээ онцлог юм. 13. 1550°С-т 24 цагийн турш вакуум угсармал нь 3.5% ба түүнээс бага агшилттай байдгаараа онцлогтой. %:

SrO - 53.2 - 54.9

Al 2 O 3 - 39.9 - 40.1

SiO 2 - 5.06 - 5.34

15. Давсны уусмалд уусдаг эслэг гэдгээрээ онцлог. 16. Өмнөх бүлгүүдийн аль нэгийнх нь дагуу органик бус эслэг бөгөөд энэ нь усжуулсан, давсны уусмалд уусдаг эслэг гэдгээрээ онцлог юм. 17. Хайлмалаас утас гарган авах арга нь хайлмалд голчлон SrO ба Al 2 O 3 агуулагддаг ба түүнд бага хэмжээний SiO 2 нэмж утас үүсгэдэг гэдгээрээ онцлог.

Өмнө дурьдсан зүйлсээс гадна байгалийн органик бус нэгдлүүдийн утаснууд байдаг. Тэдгээрийг байгалийн болон химийн гэж хуваадаг.

Нарийн ширхэгт силикат эрдэс болох асбест нь байгалийн органик бус утаснуудад хамаардаг. Асбестын утас нь галд тэсвэртэй (шөрмөсөн чулуу хайлах цэг нь 1500 ° C хүрдэг), шүлт ба хүчилд тэсвэртэй, дулаан дамжуулдаггүй.

Шөрмөсөн чулууны анхан шатны утаснууд нь техникийн утас болгон нэгтгэгддэг бөгөөд энэ нь өндөр температур, ил галыг тэсвэрлэх чадвартай тусгай хувцас үйлдвэрлэхэд техникийн зориулалтаар ашигладаг утаснуудын үндэс болдог.

Химийн органик бус утас нь шилэн утас (цахиур) ба металл агуулсан гэж хуваагддаг.

Цахиурын утас буюу шилэн утас нь хайлсан шилнээс 3-100 микрон диаметртэй, маш урт урттай энгийн утас хэлбэрээр хийгдсэн байдаг. Тэдгээрээс гадна 0.1-20 микрон диаметртэй, 10-500 мм урттай шилэн шилэн утас үйлдвэрлэдэг. Шилэн материал нь шатдаггүй, химийн тэсвэртэй, цахилгаан, дулаан, дуу чимээ тусгаарлагч шинж чанартай байдаг. Энэ нь улс орны эдийн засгийн янз бүрийн салбарт техникийн хэрэгцээнд зориулж тууз, даавуу, тор, нэхмэл бус даавуу, утаслаг даавуу, хөвөн ноос үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.

Металл хиймэл утаснууд нь метал утсыг аажмаар зурах (зурах) замаар утас хэлбэрээр үйлдвэрлэгддэг. Зэс, ган, мөнгө, алтан утсыг ингэж авдаг. Хөнгөн цагаан судал нь хавтгай хөнгөн цагаан туузыг (тугалган цаас) нимгэн тууз болгон хайчилж хийдэг. Металл утаснуудад өнгөт лак түрхэх замаар өөр өөр өнгө өгч болно. Металл утаснуудад илүү их хүч чадал өгөхийн тулд тэдгээрийг торго эсвэл хөвөн утсаар ороосон байна. Утаснууд нь нимгэн хамгаалалтын синтетик хальсаар хучигдсан тохиолдолд тунгалаг эсвэл өнгөт хосолсон металл утаснууд - метлон, люрекс, алунит үүсдэг.

Дараах төрлийн металл утас үйлдвэрлэгддэг: бөөрөнхий металл утас; тууз хэлбэрийн хавтгай утас - хавтгайрсан; эрчилсэн утас - цагаан тугалга; хавтгайрсан, торго эсвэл хөвөн утсаар эрчилсэн - судалтай.

Металл утаснаас гадна металжуулсан утас үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь металл бүрээстэй хальсны нарийн тууз юм. Металл утаснаас ялгаатай нь металжуулсан утас нь илүү уян хатан, хайлдаг.

Металл болон металлжуулсан утаснууд нь үдшийн даашинз, алтан хатгамал, даавуу, сүлжмэл эдлэл, эд ангиудыг гоёл чимэглэлийн өнгөлгөөнд зориулж даавуу, сүлжмэл эдлэл үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Ажлын төгсгөл -

Энэ сэдэв нь:

Шилэн утаснуудын талаархи ерөнхий мэдээлэл. Шилэн материалын ангилал. Шилэн утаснуудын үндсэн шинж чанарууд ба тэдгээрийн хэмжээст шинж чанарууд

Хувцасны үйлдвэрлэлд олон төрлийн материалыг ашигладаг бөгөөд эдгээр нь сүлжмэл даавуу, нэхмэл бус материал, байгалийн болон хиймэл .. эдгээр материалын бүтцийн талаархи мэдлэг, тэдгээрийн шинж чанарыг тодорхойлох чадвар, ойлгох .. хамгийн том Оёдлын үйлдвэрлэлийн хэмжээ нь нэхмэл материалаар хийсэн бүтээгдэхүүн юм.

Хэрэв танд энэ сэдвээр нэмэлт материал хэрэгтэй бол эсвэл хайж байсан зүйлээ олоогүй бол манай ажлын мэдээллийн санд байгаа хайлтыг ашиглахыг зөвлөж байна.

Хүлээн авсан материалыг бид юу хийх вэ:

Хэрэв энэ материал танд хэрэгтэй болсон бол та үүнийг нийгмийн сүлжээн дэх хуудсандаа хадгалах боломжтой.

жиргэх

Энэ хэсгийн бүх сэдвүүд:

Лекц 1
Оршил. Шилэн материал 1. "Оёдлын үйлдвэрлэлийн материал судлал" хичээлийн зорилго, зорилт. 2. тухай ерөнхий мэдээлэл

хөвөн утас
Хөвөн гэдэг нь нэг наст хөвөнгийн ургамлын үрийг бүрхсэн утаснуудын нэр юм. Хөвөн бол чийгийг их хэмжээгээр хэрэглэдэг халуунд дуртай ургамал юм. Халуун газар ургадаг. Изв

Амьтны гаралтай байгалийн утас
Амьтны гаралтай байгалийн утас (ноос, торго) -ийг бүрдүүлдэг гол бодис нь байгальд нийлэгжсэн амьтны уураг болох кератин ба фиброин юм. Молекулын бүтцийн ялгаа

Байгалийн торго
Байгалийн торго нь хүүхэлдэй үүсэхээс өмнө хүр хорхойг буржгарлах үед торгоны хорхойн булчирхайгаас ялгардаг нимгэн тасралтгүй утас гэж нэрлэгддэг. Аж үйлдвэрийн гол үнэ цэнэ нь гаршуулсан ялам торго юм.

B. Химийн утас
Химийн утас үйлдвэрлэх санаа нь 19-р зууны төгсгөлд биелэлээ олжээ. химийн хөгжлийн ачаар. Химийн утас олж авах үйл явцын прототип нь торгоны утас үүсэх явдал байв

хиймэл утас
Хиймэл утаснууд нь целлюлоз болон түүний деривативаар хийсэн утаснууд юм. Эдгээр нь наалдамхай, триацетат, ацетат утас, тэдгээрийн өөрчлөлтүүд юм. Вискозын эслэг нь целлюлозоор хийгдсэн байдаг

Синтетик утас
полиамид утаснууд. Хамгийн өргөн хэрэглэгддэг капрон эслэгийг нүүрс, газрын тос боловсруулах бүтээгдэхүүнээс гаргаж авдаг. Микроскопоор полиамид утаснууд байдаг

Нэхмэлийн утаснуудын төрлүүд
Даавуу эсвэл сүлжмэл даавууны үндсэн элемент нь утас юм. Бүтцийн дагуу нэхмэлийн утаснууд нь утас, нарийн төвөгтэй утас, монофиламент гэж хуваагддаг. Эдгээр хэлхээг анхдагч гэж нэрлэдэг

Ээрэх үндсэн үйл явц
Цуглуулж, анхан шатны боловсруулалт хийсний дараа байгалийн утаснуудын ширхэгт масс нь ээрмэлийн үйлдвэрт ордог. Энд харьцангуй богино утаснаас тасралтгүй бат бөх утас үйлдвэрлэдэг - утас. Энэ х

Нэхэх
Даавуу гэдэг нь нэхмэлийн машин дээр харилцан перпендикуляр хоёр утас нэхэх замаар үүссэн нэхмэл даавуу юм. Даавуу үүсэх процессыг нэхэх гэж нэрлэдэг.

Даавууны өнгөлгөө
Нэхмэлийн машинаас гаргаж авсан даавууг барзгар даавуу эсвэл барзгар гэж нэрлэдэг. Эдгээр нь янз бүрийн хольц, хольц агуулсан, муухай дүр төрхтэй, хувцас үйлдвэрлэхэд тохиромжгүй байдаг.

Хөвөн даавуу
Цэвэрлэх, бэлтгэх явцад хөвөн даавууг хүлээн авах, ангилах, дуулах, хэмжээсийг арилгах, цайруулах (цайруулах), мерсеризаци хийх, нойрмоглох зэрэгт ордог. Цэвэрлэгээ ба

маалинган даавуу
Маалинган даавууг цэвэрлэх, бэлтгэх ажлыг ихэвчлэн хөвөн үйлдвэрлэхтэй ижил аргаар хийдэг боловч илүү болгоомжтой, хэд хэдэн удаа давтан хийдэг. Энэ нь цагаан хэрэглэлтэй холбоотой юм

Ноосон даавуу
Ноосон даавууг самнасан (чулуу) ба даавуугаар хуваадаг. Тэд бие биенээсээ гадаад төрхөөрөө ялгаатай. Самнасан даавуу нь нимгэн, нэхэх тодорхой загвартай. Даавуу - илүү зузаан

Байгалийн торго
Байгалийн торгоны цэвэрлэгээ, бэлтгэлийг дараах дарааллаар гүйцэтгэдэг: хүлээн авах, ангилах, дуулах, буцалгах, цайруулах, цайруулсан даавууг сэргээх. Хэзээ

Химийн шилэн даавуу
Хиймэл болон синтетик утаснаас хийсэн даавуу нь байгалийн хольцгүй байдаг. Тэдгээр нь ихэвчлэн амархан угаадаг бодис, тухайлбал боолт, саван, эрдэс тос гэх мэтийг агуулж болно.

Даавууны утаслаг найрлага
Хувцас үйлдвэрлэхэд байгалийн (ноос, торго, хөвөн, маалинган даавуу), хиймэл (вискоз, полиноз, ацетат, зэс-аммиак гэх мэт), синтетик (лавса) даавуугаар хийсэн даавуу.

Эд эсийн фиброз найрлагыг тодорхойлох арга
Органолептик гэдэг нь мэдрэхүйн эрхтнүүд болох хараа, үнэр, хүрэлцэх эрхтнүүдийн тусламжтайгаар эд эсийн ширхэглэг найрлагыг бий болгох арга юм. Нэхмэлийн харагдах байдал, түүний хүрэлцэх байдал, үрчлээг үнэл

Даавуу нэхэх
Нэхмэл ба нэхэх утаснуудын байршил, тэдгээрийн хамаарал нь даавууны бүтцийг тодорхойлдог. Даавууны бүтцэд дараахь зүйлс нөлөөлдөг гэдгийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй: даавууны нугас ба нэхэх утаснуудын төрөл, бүтэц.

Даавууны өнгөлгөө
Даавууны өнгөлгөө нь зузаан, хөшүүн чанар, хөшиг, үрчлээ, амьсгалах, усны хамгаалалт, гялбаа, агшилт, галд тэсвэртэй байдал зэрэг шинж чанаруудад нөлөөлдөг.

Даавууны нягтрал
Нягт нь эд эсийн бүтцийн чухал үзүүлэлт юм. Даавууны жин, элэгдэлд тэсвэртэй байдал, агаар нэвтрүүлэх чадвар, дулаанаас хамгаалах шинж чанар, хөшүүн чанар, нэвчих чадвар нь нягтралаас хамаарна. Тус бүр

Эд эсийн бүтцийн үе шатууд
Нэхэх үед сүлжмэл ба сүлжмэлийн утаснууд бие биенээ нугалж, үүний үр дүнд долгион хэлбэрээр байрладаг. нугасны болон сүлжмэлийн утасны гулзайлтын зэрэг нь тэдгээрийн зузаан ба хөшүүн чанараас хамаарна.

Даавууны гадаргуугийн бүтэц
Урд талын бүтцээс хамааран даавууг гөлгөр, овоолсон, овоолсон, эсгий гэж хуваадаг. Гөлгөр даавуу нь тодорхой сүлжмэл загвартай (бүдүүн калико, чинц, атлас) даавуу юм. -ийн явцад

Даавууны шинж чанар
Төлөвлөгөө: Геометрийн шинж чанар Механик шинж чанар Физик шинж чанар Технологийн шинж чанар Төрөл бүрийн утас, утсаар хийсэн даавуу

Геометрийн шинж чанарууд
Үүнд: даавууны урт, түүний өргөн, зузаан, масс. Даавууны уртыг нугалах утаснуудын чиглэлд хэмжих замаар тодорхойлно. Зүсэхээс өмнө даавууг тавихдаа тухайн хэсгийн урт

Механик шинж чанар
Хувцасыг ашиглах явцад, мөн даавууг боловсруулах явцад янз бүрийн механик стресст өртдөг. Эдгээр нөлөөн дор эдүүд сунаж, нугалж, үрэлтийг мэдэрдэг.

Физик шинж чанарууд
Эд эсийн физик шинж чанарыг эрүүл ахуйн, дулаанаас хамгаалах, оптик, цахилгаан гэж хуваадаг. Эрүүл ахуй нь хэнд ихээхэн нөлөөлдөг эд эсийн шинж чанар гэж тооцогддог

Даавууны элэгдэлд тэсвэртэй
Даавууны элэгдэлд тэсвэртэй байдал нь хор хөнөөлтэй хүчин зүйлсийг тэсвэрлэх чадвараараа тодорхойлогддог. Хувцасыг ашиглах явцад гэрэл, нар, чийг, сунах, шахах, мушгирах зэрэгт нөлөөлдөг.

Даавууны технологийн шинж чанар
Хувцасны үйлдвэрлэл, ашиглалтын явцад даавууны ийм шинж чанарууд илэрдэг бөгөөд үүнийг хувцасны загвар гаргахдаа анхаарч үзэх хэрэгтэй. Эдгээр шинж чанарууд нь технологид ихээхэн нөлөөлдөг

Жийргэвчний материал
5. Наалдамхай материал. 1. Даавууны нэр төрөл Түүхий эдийнхээ төрлөөр бүх төрлийн даавууг хөвөн, цагаан хэрэглэл, ноос, торго гэж хуваадаг. Торгонууд нь

Наалдамхай материал
Цэгтэй полиэтилен бүрээстэй хагас хатуу флизелин даавуу нь нэг талдаа өндөр даралтын полиэтилен нунтагаар бүрсэн хөвөн даавуу (бүдүүн калико эсвэл мадаполам) юм.

Хувцасны материалын сонголт
Хувцасны үйлдвэрлэлд янз бүрийн материалыг ашигладаг: даавуу, сүлжмэл болон нэхмэл бус даавуу, давхардсан, хальсан материал, байгалийн болон хиймэл үслэг эдлэл, байгалийн ба хиймэл.

Бүтээгдэхүүний чанар
Хувцас болон бусад хувцас үйлдвэрлэхэд даавуу, сүлжмэл болон нэхмэл бус даавуу, хальсан материал, хиймэл арьс, үслэг эдлэлийг ашигладаг. Эдгээр материалын нийлбэрийг төрөл гэж нэрлэдэг

Хувцасны материалын чанар
Сайн хувцас хийхийн тулд өндөр чанартай материал ашиглах хэрэгтэй. Чанар гэж юу вэ? Бүтээгдэхүүний чанар нь тохиромжтой байдлын түвшинг тодорхойлдог шинж чанаруудын нэгдэл гэж ойлгогддог

Материалын зэрэг
Үйлдвэрлэлийн эцсийн шатанд байгаа бүх материалыг хяналтанд оруулна. Үүний зэрэгцээ материалын чанарын түвшинг үнэлж, хэсэг бүрийн зэрэглэлийг тогтооно. Анги гэдэг нь бүтээгдэхүүний чанарын зэрэглэлийг хэлнэ.

Даавууны зэрэг
Даавууны зэрэглэлийг тодорхойлох нь маш чухал юм. Даавууны зэрэг нь чанарын түвшинг үнэлэх цогц аргаар тодорхойлогддог. Үүний зэрэгцээ физик, механик шинж чанарын үзүүлэлтүүдийн нормоос хазайх,

Эд эсийн гадаад үзэмжийн гажиг
согог Гэмтлийн төрөл Тодорхойлолт Согог үүсэх үйлдвэрлэлийн үе шат Засо

ОХУ-ын Шинжлэх ухааны гавьяат зүтгэлтэн, техникийн шинжлэх ухааны доктор, профессор Г.Е.Кричевскийн нийтлэл

Оршил

Одоогийн байдлаар хамгийн өндөр хөгжилтэй орнууд технологийн 6-р дараалалд шилжиж, хөгжиж буй орнууд түүнийг дагаж байна. Энэхүү амьдралын хэв маяг (үйлдвэрлэлийн дараах нийгэм) нь шинэ, дэвшилтэт технологи, юуны түрүүнд нано, био, мэдээллийн, танин мэдэхүй, нийгмийн технологид суурилдаг. Соёл иргэншлийн хөгжлийн энэхүү шинэ парадигм нь хүний ​​үйл ажиллагааны бүхий л салбарт нөлөөлж, өмнөх үеийн бүх технологид нөлөөлдөг. Сүүлийнх нь алга болдоггүй, харин ихээхэн өөрчлөгдөж, шинэчлэгдсэн байдаг. Гэхдээ хамгийн чухал нь чанарын өөрчлөлт нь шинэ технологиуд бий болж, арилжааны түвшинд шилжих, эдгээр технологийн бүтээгдэхүүн, өөрчлөгдсөн уламжлалт технологийг соёл иргэншсэн хүний ​​өдөр тутмын амьдралд нэвтрүүлэх явдал юм (анагаах ухаан, бүх төрлийн тээвэр, барилга. , хувцас, дотоод засал, гэр ахуйн хэрэгсэл, спорт, арми, харилцаа холбооны хэрэгсэл гэх мэт).

Кричевский Г.Е. - Профессор, Техникийн шинжлэх ухааны доктор, ОХУ-ын Гавьяат ажилтан, ЮНЕСКО-гийн шинжээч, РИА, МЯА-ны академич, МСУХ-ны Төрийн шагналын эзэн, ОХУ-ын Нанотехнологийн нийгэмлэгийн гишүүн.

Энэхүү тектоник, технологийн шилжилт нь шилэн үйлдвэрлэлийн салбарыг тойрч гараагүй бөгөөд үүнгүйгээр бүх төрлийн нэхмэл эдлэл төдийгүй уламжлалт болон уламжлалт бус хэрэглээний олон техникийн бүтээгдэхүүн (нийлмэл материал, эмнэлгийн имплант, дэлгэц гэх мэт) үйлдвэрлэх боломжгүй юм. боломжтой.

Өгүүллэг

Шилэн утаснуудын түүх бол анхдагч оршихуйгаас орчин үеийн аж үйлдвэрийн дараах нийгэм хүртэлх хүн төрөлхтний түүх юм. Амьдрал, соёл урлаг, спорт, шинжлэх ухаан, технологи, анагаах ухааныг хувцас, гэрийн дотоод засал, техникийн нэхмэл эдлэлгүйгээр төсөөлөхийн аргагүй. Гэхдээ бүх төрлийн нэхмэл эдлэл нь эслэггүйгээр байдаггүй бөгөөд тэдгээр нь зөвхөн түүхий эд болдог боловч үүнгүйгээр бүх төрлийн нэхмэл болон бусад эслэг агуулсан материалыг үйлдвэрлэх боломжгүй юм.

Олон мянган жилийн тэртээ палеолитын төгсгөлөөс (МЭӨ ~ 10-12 мянган жил), 18-р зууны эцэс хүртэл хүн зөвхөн байгалийн (ургамал, амьтны) утаснуудыг ашигладаг байсан нь сонирхолтой юм. . Зөвхөн аж үйлдвэрийн анхны хувьсгал (технологийн 2-р дараалал - 19-р зууны дунд үе), мэдээжийн хэрэг шинжлэх ухаан, юуны түрүүнд хими, химийн технологийн дэвшил нь химийн утаснуудын эхний үеийг (гидратжуулсан целлюлоз) бий болгосон. зэсийн аммиак ба наалдамхай). Энэ мөчөөс өнөөг хүртэл химийн утаснуудын үйлдвэрлэл нь тоон үзүүлэлтээр (100 жилийн дотор байгалийн утаснуудын үйлдвэрлэлийг гүйцэж түрүүлсэн), чанарын хувьд хэд хэдэн байр сууринд (хэрэглэгчийн шинж чанар мэдэгдэхүйц сайжирсан) маш хурдацтай хөгжиж байна. Шилэн утаснуудын товч түүхийг 1-р хүснэгтэд үзүүлснээр химийн утаснуудын түүх гурван үе шатыг туулж, сүүлчийнх нь хараахан дуусаагүй, гурав дахь залуу үеийн химийн утаснуудын үе шатыг туулж байна. түүний үүсэх. ЖИЖИГ НЭР ХЭМЖЭЭНИЙ ЧИГЛЭЛ

Орос (хуучин ЗХУ) болон олон улсын нэр томъёоны зөрүүтэй байна. Зөвлөлт, Оросын нэр томъёоны дагуу утаснууд нь байгалийн (ургамлын, амьтны) ба химийн (хиймэл ба синтетик) гэж хуваагддаг.

"Биднийг хүрээлж буй бүх зүйл химийн элемент, бодисоос бүрддэг биш гэж үү?" Гэсэн асуултыг өөрөөсөө асууцгаая. Тиймээс тэдгээр нь химийн шинж чанартай тул байгалийн утаснууд нь бас химийн шинж чанартай байдаг. Энэхүү "хими" гэсэн нэр томъёог санал болгосон Зөвлөлтийн гайхамшигтай эрдэмтэд бол юуны түрүүнд химийн технологичид байсан бөгөөд энэ нэр томъёонд тэдгээрийг байгальд (биохими) бус харин химийн технологи ашиглан хүн үйлдвэрлэдэг гэсэн утгыг илэрхийлсэн. Эхний ээлжинд энэ нэр томъёонд химийн технологи давамгайлж байна.

Олон улсын нэр томьёо нь байгалийн (байгалийн) - гайхамшигт, хүний ​​гараар хийсэн (хүний ​​гараар хийсэн) - хиймэл утаснаас ялгаатай бүх хиймэл болон синтетик утас (полимер) юм. Энэ тодорхойлолт миний бодлоор илүү зөв юм. Полимер хими, эслэг үйлдвэрлэх технологи хөгжихийн хэрээр энэ чиглэлийн нэр томьёо ч мөн хөгжиж, боловсронгуй болж, улам нарийн төвөгтэй болж байна. Полимер ба полимер бус утас, органик, органик бус, нано хэмжээст утас, генийн инженерчлэлээр гаргаж авсан нано хэсгүүдээр дүүргэсэн утас гэх мэт нэр томъёог ашигладаг.

3G шилэн үйлдвэрлэлийн дэвшилтэй нэр томъёог уялдуулах ажил үргэлжилнэ; Энэ нь бие биенээ ойлгохын тулд утас үйлдвэрлэгчид болон хэрэглэгчид хоёулаа дагаж мөрдөх ёстой.

Шинэ, гурав дахь үеийн өндөр хүчин чадалтай утас (HEF)

Гадаадын уран зохиолд ийм шинж чанартай гурав дахь үеийн утаснуудыг HEV - өндөр үзүүлэлттэй утас (HPF - Өндөр гүйцэтгэлийн утас) гэж нэрлэдэг бөгөөд шинэ полимер утаснуудын хамт нүүрстөрөгч, керамик болон шинэ төрлийн шилэн утаснууд орно.

Гурав дахь шинэ үеийн утаснууд нь 20-р зууны сүүлчээр үүсч, 21-р зуунд үргэлжлүүлэн хөгжиж байгаа бөгөөд уламжлалт болон шинэ хэрэглээнд (сансар огторгуй, автомашин, бусад тээврийн хэрэгсэл) гүйцэтгэлийн шинж чанарт тавигдах шаардлага нэмэгдсэнээр тодорхойлогддог. , анагаах ухаан, спорт, цэрэг, барилга). Эдгээр хэрэглээний талбарууд нь физик, механик шинж чанар, дулаан, гал, био, хими, цацрагийн эсэргүүцэл зэрэгт өндөр шаардлага тавьдаг.

1, 2-р үеийн байгалийн болон химийн утаснуудын хувьд энэ багц шаардлагыг бүрэн хангах боломжгүй юм. Полимерийн хими, физик, хатуу биетийн физик, үүний үндсэн дээр тэсрэх тэсрэх бодис үйлдвэрлэх чиглэлээр гарсан дэвшил аврах ажилд ирдэг.

Шинэ технологиор гаргаж авсан шинэ химийн бүтэц, физик бүтэцтэй (нийлэгжүүлсэн) полимерууд байдаг. Шилэн утаснуудын хими, физик, тэдгээрийн шинж чанаруудын хоорондын хамаарал, шалтгаан, үр дагаврын холбоог бий болгох нь урьдчилан тодорхойлсон шинж чанар бүхий 3-р үеийн утас үүсэх үндэс суурь бөгөөд юуны түрүүнд өндөр суналтын бат бэх, үрэлт, гулзайлтын, даралт, уян хатан чанар, дулааны болон гал тэсвэрлэх чадвар.

Шилэн утаснуудын түүхийг харуулсан 1-р хүснэгтээс харахад утаснуудын хөгжил нь өмнөх төрлийн утаснууд шинээр гарч ирэхэд алга болдоггүй, харин үргэлжлүүлэн ашиглагдаж байгаа боловч ач холбогдол нь буурч, утаснуудын хөгжилд хүргэдэг. шинээр нэмэгддэг. Энэ бол түүхийн диалектикийн хууль бөгөөд тэргүүлэх чиглэлийг өөрчлөх замаар бүтээгдэхүүнийг нэг технологийн горимоос нөгөөд шилжүүлэх явдал юм. Өнөөг хүртэл бүх төрлийн байгалийн утас, 1, 2-р үеийн химийн утаснууд ашиглагдаж байгаа боловч 3-р үеийн шинэ утаснууд хүчээ авч эхэлж байна.

Синтетик утас, эслэг үүсгэгч полимер үйлдвэрлэх нь орчин үеийн ихэнх органик бага ба өндөр молекулт бодисуудын нэгэн адил газрын тос, хийн хими дээр суурилдаг. Зураг 1-ийн схемд байгалийн хий, газрын тосны анхан шатны болон дэвшилтэт боловсруулалтын олон тооны бүтээгдэхүүнийг шилэн үүсгэгч полимер, 2, 3-р үеийн утаснуудыг харуулав.

Таны харж байгаагаар газрын тос, байгалийн хийг гүн боловсруулснаар хуванцар, хальс, утас, эм, будагч бодис болон бусад бодисыг гаргаж авах боломжтой.

ЗХУ-ын үед энэ бүгдийг үйлдвэрлэж, ЗСБНХУ нь утас, будагч бодис, хуванцар үйлдвэрлэлээрээ дэлхийд тэргүүлэгч (2-5) байр эзэлдэг. Харамсалтай нь одоогийн байдлаар Европ, Хятад бүхэлдээ Оросын хий, нефтийг хэрэглэж, манай түүхий эдээс маш олон үнэт бүтээгдэхүүн, тэр дундаа утас үйлдвэрлэдэг.

Химийн утас гарч ирэхээс өмнө байгалийн утас (хөвөн) нь 0.1-0.4 Н/текс бат бэхийн шинж чанар, 2-5 Н/текс уян хатан модуль бүхий техникийн хэд хэдэн салбарт ашиглагдаж байсан.

Анхны наалдамхай ба ацетат утаснууд нь байгалийнхаас ихгүй хүч чадалтай (0.2-0.4 Н/текс) байсан боловч 20-р зууны 60-аад он гэхэд тэдний бат бэхийг 0.6 Н/текс, хугарлын суналтыг 13% хүртэл нэмэгдүүлэх боломжтой болжээ. (сонгодог технологийн шинэчлэлийн улмаас).

Фортисан эслэгийн хувьд нэгэн сонирхолтой шийдэл олдсон: эластомер ацетат эслэгийг гидратжуулсан целлюлоз болгон саванжуулж, 0.6 Н/текс бат бэх, 16 Н/текс уян хатан модулийг олж авсан. Энэ төрлийн эслэг нь 1939-1945 оны хооронд дэлхийн зах зээлд гарч байсан.

Өндөр бат бэхийн үзүүлэлтүүд нь эслэг үүсгэгч полимерүүдийн (үнэрт полиамид, полибензоксазол гэх мэт) полимер гинжин хэлхээний өвөрмөц химийн бүтцээс гадна тусгай, эмх цэгцтэй физик супрамолекулын бүтэц (шингэн болор төлөвөөс ээрэх) ачаар хүрдэг. ), шинэ төрлийн полиэтилен утаснуудын нэгэн адил өндөр молекул жинтэй (молекул хоорондын холболтын нийт энерги) улмаас.

Полимер материал, эслэгийг устгах механизмын талаархи орчин үеийн санаанууд нь полимерийн үндсэн гинж дэх химийн холбоо ба макромолекулуудын (устөрөгч, ван дер Ваальс, гидрофобик, ион) хоорондын молекул хоорондын бондуудын бат бөх байдлын харьцаа хүртэл буурдаг. , гэх мэт), хүч чадлыг нэмэгдүүлэх тоглоом нь гинжин хэлхээний өндөр бат бэх нэг ковалент холбоо ба макромолекулуудын хоорондох нийт молекул хоорондын бондуудын өндөр бат бэх гэсэн хоёр тал дээр явагддаг.

Полиамид ба полиэстр материалтай утаснууд 1938 онд дэлхийн зах зээлд (DuPont) гарч ирсэн бөгөөд өнөөг хүртэл уламжлалт нэхмэл эдлэл болон технологийн олон салбарт асар том байр эзэлсээр байна. Орчин үеийн полиамид утаснуудын бат бэх нь 0.5 Н/текс, уян хатан модуль нь 2.5 Н/текс, полиэстр материалтай утаснууд нь ижил хүч чадалтай, уян хатан модуль нь 10 Н/текс илүү байдаг.

Одоо байгаа технологийн хүрээнд эдгээр утаснуудын бат бөх чанарыг цаашид нэмэгдүүлэх боломжгүй байв.

Бат бөх шинж чанар бүхий шингэн талст төлөвөөс үүссэн пара-арамидын утаснуудын нийлэгжилт, үйлдвэрлэлийг 20-р зууны 60-аад оны үед DuPont эхлүүлсэн.

Өнгөрсөн зууны сүүлийн хэдэн арван жилд ~ 5 гПа (~ 3 Н/текс) бат бэх, уян хатан модуль нь 800 гПа (~ 400 Н/текс) бүхий нүүрстөрөгчийн утас, шинэ үеийн шилэн утас (хүч чадал ~ 4 гПа, 1.6 Н/текс), уян хатан модуль 90 гПа (35 Н/текс), керамик утас (бат чадал ~3 гПа, 1 Н/текс), уян хатан модуль 400 гПа (~100 Н/текс).

Хүснэгт 1 Шилэн утаснуудын түүх

*Барааны дугаар.**	*Элэнгийн төрөл**	*Ашиглах хугацаа**	Технологийн дараалал	Хэрэглээний талбар
I	БАЙГАЛИЙН - БАЙГАЛИЙН
1а	Хүнсний ногоо: хөвөн, маалинган даавуу, олсны ургамал, рами, сисал гэх мэт.	10-12 мянган жилийн өмнө эзэмшсэн; өнөөг хүртэл хэрэглэж байсан	Үйлдвэрийн өмнөх бүх технологийн болон бүх үйлдвэрлэлийн технологийн	Хувцас, гэр, спорт, анагаах ухаан, арми, технологийн хувьд хязгаарлагдмал гэх мэт.
1б	Амьтад: ноос, торго
II	ХИМИЙН БОЛОВСРОЛ - ХҮНИЙ
1	1-р үе
1а	Хиймэл: усжуулсан целлюлоз, зэс аммиак, наалдамхай	19-р зууны сүүлч - 20-р зууны 1-р хагасаас өнөөг хүртэл	1-6-р технологийн горимууд	Хувцас, гэр, спорт, анагаах ухаан, технологи хязгаарлагдмал
1б	Ацетат
2	2-р үе
2а	Хиймэл: лиоцелл (устай целлюлоз)	20-р зууны 4-р улиралаас өнөөг хүртэл	4-6-р технологийн горимууд	Хувцас, эм гэх мэт.
2б	Синтетик: полиамид, полиэфир, нийлэг, поливинил хлорид, поливинил спирт, полипропилен	20-р зууны 30-70-аад оноос өнөөг хүртэл		Хувцас, гэр, цахилгаан хэрэгсэл гэх мэт.
3	3-р үе
3а	Синтетик: үнэрт (пара-, мета-) полиамидууд, өндөр молекул жинтэй полиэтилен, полибензоксазол, полибензимидазол, нүүрстөрөгч		5-6-р технологийн горимууд	Технологи, анагаах ухаан
3б	Органик бус: шинэ төрлийн шилэн утас, керамик	20-р зууны сүүл - 21-р зууны эхэн үе	6-р технологийн горим	Техник
3v	Нано хэмжээст болон нано дүүргэсэн утаснууд

Гадаадын уран зохиолд химийн утаснуудын 3-р үеийг зөвхөн өндөр үр ашигтай (HEW) төдийгүй олон үйлдэлт, ухаалаг гэж нэрлэдэг. Эдгээр болон бусад нэр томъёо, нэр томъёо нь яг таг биш, маргаантай, ямар ч тохиолдолд шинжлэх ухаан биш юм. Учир нь одоо байгаа бүх байгалийн болон химийн утаснууд нь мэдээжийн хэрэг нэг хэмжээгээр өндөр үр дүнтэй, олон талт үйлдэлтэй бөгөөд тэнэг биш юм. Наад зах нь хөвөн, маалинган даавуу, ноосны байгалийн утаснуудыг ав, тэгвэл нэг ч химийн утас нь тэдний өндөр эрүүл ахуйн шинж чанараас давж чадахгүй (тэд амьсгалж, хөлсөө шингээдэг, маалинга нь биологийн идэвхит хэвээр байна). Бүх утаснууд нь нэг биш, хэд хэдэн функцтэй (олон функцтэй). Таны харж байгаагаар дээрх нэр томъёо нь маш дур зоргоороо байдаг.

VEV-ийн физик, механик шинж чанарууд

Шинэ үеийн утас (дугуйны утас, нисэх онгоцны нийлмэл материал, пуужин, автомашин, барилга байгууламж) ашиглах үндсэн чиглэлүүд нь утаснуудын шинж чанар, юуны түрүүнд физик, механик шинж чанарт өндөр шаардлага тавьдаг тул бид үүнийг хийх болно. VEV-ийн эдгээр шинж чанаруудын талаар илүү дэлгэрэнгүй авч үзье.

Шилэн хэрэглээний шинэ салбарт ямар физик, механик шинж чанарууд чухал вэ: суналтын бат бэх, элэгдлийн бат бэх, шахалтын бат бэх, мушгирах хүч. Үүний зэрэгцээ утас нь утас агуулсан бүтээгдэхүүний ашиглалтын нөхцөлд тохирсон давтагдах (мөчлөгт) хэв гажилтын нөлөөг тэсвэрлэх нь чухал юм. 2-р зурагт физик, механик шинж чанар (суналтын бат бэх, уян хатан байдлын модуль) -д тавигдах шаардлагуудын ялгааг маш тодорхой харуулж байгаа бөгөөд энэ нь утаснуудын хэрэглээний гурван чиглэлийг ногдуулдаг: уламжлалт нэхмэл эдлэл, уламжлалт техникийн нэхмэл эдлэл, технологийн хэрэглээний шинэ чиглэл.

Эндээс харахад шинэ болон уламжлалт хэрэглээний утаснуудын бат бөх чанарт тавигдах шаардлага ихээхэн нэмэгдэж байгаа бөгөөд энэ хандлага нь шилэн хэрэглээг өргөжүүлэх тусам үргэлжлэх болно. Үүний тод жишээ бол шинжлэх ухааны зөгнөлт зохиолчид төдийгүй инженерүүдийн аль хэдийн яригдаж эхэлсэн сансрын цахилгаан шат юм. Мөн энэ төслийг зөвхөн 3-р үеийн нан утас, аалзны торгон утас (ган утаснаас илүү бат бөх) материалаар хийсэн хүнд даацын кабель ашиглан хэрэгжүүлэх боломжтой.

Зураг 2

Зураг 2-ын тайлбар: Уян хатан чанар ба суналтын бат бэхийн модулийг ижил нэгжээр үнэлдэг. Уян хатан байдлын модуль нь уян хатан хэв гажилтыг эсэргүүцэх чадвараар тодорхойлогддог материалын хатуу байдлын хэмжүүр юм. Шилэн утаснуудын хувьд энэ нь ачаалал ба суналтын хоорондох анхны шугаман хамаарал гэж тодорхойлогддог. Den (denier) - утаснуудын шугаман нягтыг хэмжих нэгж (ширхэг) = Текс дэх 1000 метрийн масс - утас (утас) -ын шугаман нягтыг хэмжих нэгж (системээс гадуур) = г / км .

Хүснэгт 2-т тэсрэх бодис зэрэг янз бүрийн утаснуудын физик, механик шинж чанарын харьцуулсан шинж чанарыг харуулав.

Хүснэгт 2. Төрөл бүрийн утаснуудын физик механик шинж чанарын харьцуулсан үзүүлэлт

Физик болон механик шинж чанарыг нэг үзүүлэлтээр биш, харин дор хаяж хоёр үзүүлэлтийн хослолоор үнэлэх ёстой гэдгийг санах нь зүйтэй. янз бүрийн хэлбэрийн хэв гажилтын нөлөөн дор хүч чадал, уян хатан байдал.

Тиймээс, 2-р хүснэгтийн өгөгдлөөс харахад ган утас нь уян хатан чанараараа ялдаг боловч тодорхой нягтралаар (маш хүнд) алддаг. Дүүргэгч дэх бүх үзүүлэлтийг харгалзан та утас ашиглах чиглэлийг сонгож болно. Тиймээс сансрын лифтний кабель нь зөвхөн супер бат бөх төдийгүй хөнгөн байх ёстой.

Сум нэвтэрдэггүй хантаазны даавуу нь хөнгөн, уян хатан байх ёстой бөгөөд сумны кинетик энергийг чийгшүүлэх чадвартай байх ёстой (тэсрэлтийн энерги, өөрөөр хэлбэл энергийг тараах чадвараас хамаарна). Уралдааны машинд зориулсан нийлмэл материал нь цохилтод тэсвэртэй, нэгэн зэрэг хөнгөн байх ёстой; суудлын бүс нь өндөр уян хатан чанар бүхий өндөр бат бөх утасаар хийгдсэн байх ёстой.

Хоёр ба түүнээс дээш үзүүлэлтийг хослуулсан утаснуудын физик-механик шинж чанарт тавигдах шаардлагыг үргэлжлүүлж болно. Энэхүү шинж чанар, хүчин зүйлийн багцыг утас агуулсан бүтээгдэхүүний ашиглалтын нөхцөл дээр үндэслэн хэрэглэгч томъёолдог. Физик болон механик шинж чанарт тавигдах шаардлага байнга нэмэгдэж байгаа дугуйны утаснуудын жишээн дээр утаснуудын үеийн өөрчлөлтийг авч үзье.

Анхны машинууд гарч ирэхэд (1900) хөвөн утсыг дугуйны утас болгон ашигладаг байсан; 1935-1955 онд район наалдамхай утас гарч ирснээр. тэд хөвөнг бүрэн сольсон. Хариуд нь полиамид утас (янз бүрийн төрлийн нейлон) нь наалдамхай утаснуудыг сольсон. Гэвч өнөөдөр сонгодог полиамид утас ч гэсэн бат бөх чанараараа автомашины үйлдвэрлэлийн шаардлагад нийцэхгүй байна, ялангуяа хүнд даацын тээвэр, агаарын тээврийн дугуйны хувьд. Тиймээс өнөөдөр полиамид утсыг ган утсаар сольсон.

Арилжааны полиамид ба полиэстр материалтай утаснуудын хамгийн их хүч нь ~ 10 г/ден (~ 1 ГПа, ~ 1 Н/текс) хүрдэг. Дунд зэргийн өндөр хүч чадал, уян хатан чанарыг хослуулсан нь эвдрэлийн өндөр энерги (эвдрэх ажил) ба давтан цочролын хэв гажилтанд өндөр эсэргүүцэл үзүүлдэг. Гэсэн хэдий ч полиамид ба полиэстр материалтай утаснуудын эдгээр шинж чанарууд нь зарим шинэ шилэн хэрэглээний шаардлагыг хангаж чадахгүй байна.

Жишээлбэл, полиамид ба полиэстр материалтай утаснууд нь өндөр хүчдэлийн үед хөшүүн чанар ихэсдэг тул тэдгээрийг баллистикийн эсрэг бүтээгдэхүүнд ашиглахыг зөвшөөрдөггүй.

Үүний зэрэгцээ полиэстр материалтай утас нь өндөр бат бэх загас барих хэрэгсэлд (олс, олс, тор гэх мэт) маш тохиромжтой байдаг, учир нь тэдгээр нь харьцангуй өндөр хүч чадал, гидрофобик чанараар тодорхойлогддог (усанд нордоггүй); полиэфир утаснаас хийсэн олс нь 1000-2000 м хүртэл гүнд өрөмдлөгийн машинд ашиглагддаг бөгөөд 1.5 тонн хүртэл ачааллыг тэсвэрлэх чадвартай.

Өндөр хүч чадал, уян хатан байдлын өндөр модулийн хослолыг гурван бүлэг тэсрэх бодисоор хангадаг: 1. арамид, өндөр молекул жинтэй полиэтилен, бусад шугаман полимер, нүүрстөрөгчийн утас дээр суурилсан; 2. органик бус утас (шил, керамик); 3. гурван хэмжээст торон бүтцийг бүрдүүлдэг термостат полимер дээр үндэслэсэн.

Шугаман полимер дээр суурилсан VEV

VEV-ийн эхний бүлэг нь шугаман (1D хэмжээст) полимер дээр суурилдаг бөгөөд тэдгээрийн хамгийн энгийн нь полиэтилен юм.

1930 онд Штаудингер шугаман полимерээр хийсэн материалын дээд молекулын бүтцийн хамгийн тохиромжтой загварыг санал болгож, үндсэн гинжин хэлхээний дагуу уян хатан байдлын өндөр модуль (11000 кг / мм2), ван дер Ваалсаар холбогдсон макромолекулуудын хооронд ердөө 45 кг / мм2 байна. хүч.

Зураг 3. Staudinger-ийн дагуу шугаман полимерийн хамгийн тохиромжтой физик бүтэц.

Эндээс харахад (Зураг 3) бүтцийн бат бөх чанарыг шилэн тэнхлэгийн дагуух макромолекулын гинжин хэлхээний суналт, өндөр чиг баримжаагаар тодорхойлно.

Шилэн утас үйлдвэрлэх технологи (ээрэх уусмал ба хайлмалын төлөв байдал, зурах нөхцөл) нь макромолекулын нугалаа үүсэхгүй байхаар хийгдсэн байх ёстой. Уусмал дахь макромолекулуудын тодорхой химийн бүтэцтэй эслэг үүсгэгч полимерууд нь блок (шингэн талст) болгон нэгтгэсэн сунасан, чиглэсэн бүтэц үүсгэдэг. Ийм төлөв байдлаас утаснууд үүсэхэд, өндөр зэрэглэлийн зураасаар бэхлэгдсэн бол Staudinger-ийн дагуу хамгийн тохиромжтой бүтэцтэй ойролцоо бүтэц үүсдэг (Зураг 3). Энэхүү технологийг анх DuPont (АНУ) компани полипарарамид ба полифенилентерефталамид дээр суурилсан кевлар утас үйлдвэрлэхэд нэвтрүүлсэн. Эдгээр өндөр бат бэх утаснуудад анхилуун үнэрт цагиргууд нь амидын бүлгүүдээр холбогддог.

Гинжин дэх циклүүд нь уян хатан чанарыг хангадаг бөгөөд амидын бүлгүүд нь суналтын бат бэхийг хариуцдаг молекул хоорондын устөрөгчийн холбоог үүсгэдэг.

Үүнтэй төстэй технологийн дагуу (уусмал дахь шингэн-талст төлөв, хэвлэх явцад өндөр суналт, VEVs-ийг янз бүрийн компаниуд янз бүрийн полимерээс янз бүрийн худалдааны нэрээр үйлдвэрлэдэг: Технора (Тайжин, Япон), Вектран (Гелан, АНУ), Тверлана, Терлон (ЗХУ, Орос), Могелан-HSt болон бусад.

Нүүрстөрөгчийн утас ба графены давхаргууд

Байгальд хоёр хэмжээст том молекул байдаггүй. Урвал дахь монофункциональ молекулууд нь жижиг хэмжээтэй молекулуудыг өгдөг; хоёр функцтэй шугаман (1D хэмжээст) полимер өгдөг; Гурван ба түүнээс дээш үйлдэлтэй урвалжууд нь 3 хэмжээст, торон хөндлөн холбоос бүхий бүтэц (термопластик) үүсгэдэг. Зөвхөн нүүрстөрөгчийн атомууд үүсэх чадвартай бондын чиглэлийн тодорхой геометр нь давхаргат молекулуудад хүргэдэг. Графен, нүүрстөрөгчийн атомын гексон, хавтгай сүлжээ нь ийм бүтцийн анхны жишээ юм.

Нүүрстөрөгчийн утас нь ихэвчлэн хурцадмал дор органик утас (целлюлоз, полиакрилонитрил) -ийг өндөр температурт боловсруулах (хагарах) замаар олж авдаг. Нэг хэмжээст давхаргууд нь шилэн тэнхлэгтэй параллель чиглэсэн байдаг бат бөх, уян хатан утас олж авдаг.

3D торон бүтэц

3D сүлжээний бүтэцтэй полимеруудыг термопластик гэж нэрлэдэг, учир нь тэдгээр нь полифункциональ мономеруудын термокаталитик конденсацийн урвалд үүсдэг.

3D термопластикийг утас хэлбэрээр авч болно. Дулааны эсэргүүцэлтэй тул ийм утас нь өндөр бат бэх чанараараа ялгаатай байдаггүй. Ийм утаснуудын жишээ бол меламин-формальдегид ба фенол-альдегидийн полимер дээр суурилсан утас юм.

Органик бус 3D хэмжээст торон бүтэц (шил ба керамик) ба тэдгээрт суурилсан утаснууд, түүнчлэн металлын исэл ба карбидууд нь өндөр бат бэх, уян хатан чанар, дулааны болон галд тэсвэртэй байдаг.

• Ноосон эслэгийн гол полимер болох кератин нь мөн торлогтой ховор хөндлөн холбоос бүхий байгалийн полимер юм. Өвөрмөц уян шинж чанараараа ялгаатай (шахалтын эсэргүүцэл). Шугаман целлюлозын полимерийг ховор хөндлөн холбоосуудаар холбосон нь эслэг болон эд эсийг бутлахад эсэргүүцэх чадварыг өгдөг бөгөөд энэ нь целлюлозын утаснууд анхандаа байдаггүй. Гэсэн хэдий ч энэ нь суналтын бат бэх ба элэгдлийг (~15%) бууруулдаг.

  Зураг 4-10-д EEW-ийн харьцуулсан физик, механик шинж чанарыг харуулав.

Хүснэгт 3-т байгалийн болон химийн утаснуудын үндсэн үзүүлэлтүүдийг харуулав.

Зураг 4. Уламжлалт утас ба ERW-ийн ачаалал сунгах муруй.

Зураг 5. EEV-ийн тусгай хүч ба уян хатан байдлын модулийн хоорондын хамаарал.

Зураг 6. HEV-ийн хүч чадал/эзэлхүүнээс бат бэхийн массын хамаарал.

Зураг 8. Эпокси матриц дахь HEV дээр суурилсан нийлмэл материалын ачаалал-суналтын муруй.

Зураг 9. ЭБХ-ийн километрээр хугарлын урт.

Зураг 10. VEV. Ашиглалтын үндсэн чиглэлүүд.

Хүснэгт 3. Байгалийн ба хиймэл утаснуудын гүйцэтгэлийн үндсэн үзүүлэлтүүд (Hearle).

№	шилэн төрөл	Нягт г/см3	Чийгшил, чийгшил 65%	Хайлах цэг, ° С	Хүч чадал, N/tex	Уян хатан байдлын модуль, N/tex	Завсарлагааны ажил, Ж/г	Хугарлын суналт, %
1	Хөвөн	1,52	7	185*	0,2–0,45	4–7,5	5–15	6–7
2	Маалинган даавуу	1,52	7	185*	0,54	18	8	3
3	Ноос	1,31	15	100**/300*	0,1–0,15	2–3	25–40	30–40
4	Байгалийн торго	1,34	10	175*	0,38	7,5	60	23
5	Вискоз	1,49	13	185*	0,2–0,4	5–13	10–30	7–30
6	Полиамид	1,14	4	260***	0,35–0,8	1,–5	60–100	12–25
7	Полиэфир	1,93	0,4	258	0,45–0,8	7,–13	20–120	9–13
8	Полипропилен-шинэ	0,91	0	165	0,6	6	70	17
9	n-арамид	1,44	5	550*	1,7–2,3	50–115	10–40	1,5–4,5
10	м-арамид	1,46	5	415*	0,49	7,5	85	35
11	Вектран	1,4	< 0,1	330	2–2,5	45–60	15	3,5
12	HMPE	0,97	0	150	2,5–3,7	75–120	45–70	2,9–3,8
13	PBO	1,56	0	650*	3,8–4,8	180	30–90	1,5–3,7
14	Нүүрстөрөгч	1,8–2,1	0	>2500	0,4–3,9	20–370	4–70	0,2–2,1
15	шил	2,5	0	1000–12000****	1–2,5	50–60	10–70	1,8–5,4

хүснэгтийн үргэлжлэл. 3

16	Керамик	2,4–4,1	0	>1000	0,3–0,95	55–100	0,5–9	0,3–1,5
17	Химид тэсвэртэй	1,3–1,6	0–0,5	170–375*****	0–0,65	0,5–5	15–80	15–35
18	халуунд тэсвэртэй	1,25–1,45	5–15	200–500****	0,1–1,3	2,5–9,5	10–45	8–50

• - устгах; ** - зөөлрүүлэх; *** - Nylon 66, Nylon 6 - 216 ° -ийн хувьд; **** - шингэрүүлэх;

***** - температурын сэрээ

VEV-ийн эдийн засаг

Өнгөрсөн зууны 50-аад оны үед полиамид ба полиэстр материалтай утаснууд нь шинэ шинж чанартай нэхмэл эдлэлийн элбэг дэлбэг бүтээгдэхүүнээр өлсөж байсан хэрэглэгчдийн хувьд "гайхамшиг" байсан юм. Дэлхийн хамгийн том химийн концерн болох DuPont (АНУ) ийм төрлийн утас үйлдвэрлэсний дараа хөгжингүй капиталист орнуудын химийн бүх тэргүүлэх фирмүүд тэдний араас гүйж, өөр өөр нэрээр ийм утас үйлдвэрлэж эхлэв.

ЗСБНХУ-ын химийн үйлдвэрүүд ч мөн адил зогссонгүй, энэ нь нэг төрлийн полиамид шилэн болох поликапроамид дээр суурилсан капрон юм. Энэхүү технологийг Германаас 1945 онд нөхөн төлбөрт зориулан экспортолж, энэ эслэгийг үйлдвэрлэдэг Германы үйлдвэрүүдийг Перлон нэрээр задлахад Зөвлөлтийн нэрт полимер судлаач профессор Захар Александрович Роговин оролцож байжээ. ЗХУ-ын хэсэг эрдэмтэн, инженерүүдийн хамт тэрээр ЗХУ-ын янз бүрийн хотуудад (Клин, Калинин (Тверь)) хэд хэдэн үйлдвэрт капрон үйлдвэрлэх ажлыг эхлүүлсэн.

Полиэтилен терефталатад суурилсан полиэфир утасыг ЗХУ-д Лавсан брэндийн нэрээр их хэмжээгээр үйлдвэрлэж байсан нь Шинжлэх ухааны академийн өндөр модулийн нэгдлүүдийн лабораторийн товчлол юм. Эдгээр хоёр утас нь олон тоннын гол утас болсон бөгөөд одоо ч дэлхий дээр хэвээр байна. Эдгээр утаснууд нь хувцас, гэрийн нэхмэлийн үйлдвэрлэл, техникийн салбарт дангаараа эсвэл бусад утастай холилдон маш өргөн хэрэглэгддэг.

2010 оны дэлхийн хэмжээний эслэгийн үйлдвэрлэл, хэрэглээний тэнцвэрийг Зураг 11-д үзүүлэв.

Зураг 11.

Зураг 12.

Полиэфир. 2000 - 19.1 сая тонн;

2010 он - 35 сая тонн;

2020 он - 53.4 сая тонн.

Хөвөн. 2000 - 20 сая тонн;

2010 он - 25 сая тонн;

2020 он - 28 сая тонн.

Зураг 13.

Зураг 14.

Зураг 15.

Зураг 16.

Зураг 17.

Зураг 18.

VEV-ийн эдийн засагт шилжихээсээ өмнө полиамид ба полиэфир утас үйлдвэрлэх үнэ, хөрөнгө оруулалтын бодлогыг хэрхэн бий болгосон талаар хэлье. Зах зээлд гарч ирэх эхэн үед (20-р зууны 30-40-аад оны үед) полиамид ба полиэстр материалтай утас нь хөвөн, тэр ч байтугай ноосны байгалийн утаснаас хэд дахин илүү үнэтэй байв. Зураг нь эсрэгээрээ байгаа бөгөөд эдгээр утаснуудын үйлдвэрлэлийн зардлын бодит харьцаатай тохирч байгаа үед үүнд итгэхэд бэрх юм. Гэхдээ энэ нь зах зээлд гарч болзошгүй масс бүтээгдэхүүн гарч эхлэхэд тохирсон үнийн бодлого байсан. Энэхүү үнийн бодлого нь их хэмжээний орлогыг шинэ төрлийн утас, түүний дотор EVW үйлдвэрлэлийг хөгжүүлэх, сайжруулах дараагийн судалгаанд чиглүүлэх боломжийг олгодог. Одоогийн байдлаар полиамид болон полиэстр материалтай утаснуудыг олон улс орны олон компани их хэмжээгээр үйлдвэрлэдэг. Ийм өрсөлдөөн, эдгээр утаснуудын их хэмжээний эргэлт нь үнэд нэлээд ойртоход хүргэсэн.

EW эдийн засгийн хувьд өөр, илүү төвөгтэй нөхцөл байдал бий. DuPont нь анхилуун үнэрт полиамидын чиглэлээр судалгаа хийж эхэлсэн бөгөөд тэдгээрээс Кевлар утас (n-полиарамид дээр үндэслэсэн) бий болгоход хүргэсэн бөгөөд эхлээд тэдгээрийг дугуйны зах дээр төвлөрүүлжээ.

Хүнд ба өндөр хурдны тээврийн хэрэгсэл, хүнд нисэх онгоцны дүр төрх нь өндөр бат бэх утас шаарддаг; Зөвхөн хөвөн ба наалдамхай утас нь эдгээр шаардлагыг хангаагүй төдийгүй илүү бат бөх полиамид ба полиэстр материалтай утаснууд байв.

Утасны бат бөх чанарыг нэмэгдүүлснээр дугуйны ашиглалтын хугацааг (" миль") пропорциональ нэмэгдүүлж, утас үйлдвэрлэхэд шаардагдах утаснуудын хэрэглээг хэмнэсэн.

Кевлар болон бусад өндөр бат бэх VEV-ийг тусгай дугуй (уралдааны машин, хүнд чиргүүл) хийхэд ашигладаг. Хэрэглээний зах зээлийн онцлогоос шалтгаалан VEV-ийг цөөн тооны үйлдвэрлэгчид илүү нарийн төвөгтэй технологи (олон үе шаттай синтез, үнэтэй түүхий эд, хэвний нарийн төвөгтэй технологи, өндөр таталтын харьцаа, чамин уусгагч, бага хэвлэх хурд) ба мэдээж өндөр үнээр . Гэхдээ VEV ашигладаг технологийн салбарууд (нисэх онгоц, пуужингийн шинжлэх ухаан) нь утас, гэр ахуйн нэхмэл эдлэл үйлдвэрлэхэд хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй өндөр үнээр утас хэрэглэх боломжтой байдаг.

Хамгийн их хэрэглэгддэг тэсрэх бодисын үйлдвэрлэл жилд ~ 10 мянган тонн, өндөр мэргэшсэн 100 тонн ба түүнээс бага (Зураг 19) хүрдэг.

Зураг 19.

Үл хамаарах зүйл бол өндөр молекул жинтэй полиэтилен дээр суурилсан VEV, учир нь түүхий эд нь өөрөө (этилен) болон полимер хоёулаа сайн мэддэг харьцангуй энгийн технологи ашиглан үйлдвэрлэгддэг. Зөвхөн полимержих үе шатанд өндөр молекул жинтэй полимер үүсэхийг баталгаажуулах шаардлагатай бөгөөд энэ төрлийн шилэн эсийн маш сайн физик, механик шинж чанарыг тодорхойлдог. Дэлхийн зах зээл дээрх EV-ийн үнэ өндөр боловч зах зээлийн нөхцөл байдлаас (түүхий эд) олон хүчин зүйлээс (эслэгийн нарийн чанар, бат бөх, утаснуудын төрөл гэх мэт) ихээхэн ялгаатай байдаг. Тиймээс янз бүрийн эх сурвалжаас бид үнийн томоохон хэлбэлзлийг олж авдаг (Хүснэгт 4). Тиймээс нүүрстөрөгчийн утаснуудын үнэ 18 DS / кг-аас 10,000 DS / кг хооронд хэлбэлздэг.

EV-ийн үнийн өөрчлөлтийн динамикийг урьдчилан таамаглах нь том тоннын даацтай уламжлалт утаснаас (жилд хэдэн арван сая тонн үйлдвэрлэдэг) хамаагүй хэцүү бөгөөд их хэмжээний цахилгаан машин үйлдвэрлэхэд хөрөнгө оруулах нь маш эрсдэлтэй бизнес юм. Цахилгаан автомашины хамгийн багтаамжтай зах зээл бол цахилгаан автомашин үйлдвэрлэх технологийг сайжруулах ажлыг хурдасгах шинэ үеийн нийлмэл материалыг үйлдвэрлэх, ашиглах явдал юм.

Одоогийн байдлаар VEV үйлдвэрлэх шинэ үйлдвэр баригдаагүй байгаа боловч тэдгээрийг одоо байгаа үйлдвэрүүд дээр тусгай туршилтын үйлдвэр, шугам дээр үйлдвэрлэж байна.

Мэдээжийн хэрэг арми, спорт, анагаах ухаан (суулгац), барилга байгууламж, мэдээжийн хэрэг нисэх онгоц, нисэх онгоцууд нь EW-ийн бодит бөгөөд боломжит хэрэглэгчид юм. Тиймээс шинэ үеийн хөнгөн, удаан эдэлгээтэй нийлмэл материалуудын ачаар онгоцны жинг 100 кг-аар бууруулснаар нэг онгоцонд жилд 20,000 DS шатахуун зарцуулдаг.

Бүх шинэлэг зүйлд хөрөнгө оруулалтын эрсдэл байдаг ч эрсдэлгүй бол амжилтанд хүрдэггүй. Зөвхөн оюутны төсөлд л бизнес төлөвлөгөөг нарийн тооцоолж болно. Цаас бүх зүйлийг тэсвэрлэх болно.

Дэлхийд алдартай автомашины компанийг үндэслэгч Соичиро Хонда энэ талаар маш сайн хэлжээ: “Амжилтанд олон удаа туршилт, алдаа гаргаснаар хүрч болно гэдгийг санаарай. Жинхэнэ амжилт бол таны шаргуу хөдөлмөрийн 1%, бүтэлгүйтлийн 99% үр дүн юм." Мэдээжийн хэрэг, энэ бол хэтрүүлсэн үг боловч үнэнээс хол биш юм.

Хүснэгт 4 Полиэфир техникийн утастай харьцуулахад янз бүрийн EEV-ийн үнэ

№№	Шилэн материалын төрөл	Үнэ DS/кг
1	2	3
1.	Полиэфир	3
2.	Өндөр модультай полимер утас
	n-арамид	25
	м-арамид	20
	өндөр молекул жинтэй полиэтилен	25
	Вектран	47
	Зилон (полибензоксазол PBO)	130
	Тенсилон (SSPE)	22–76
3.	нүүрстөрөгчийн утас
	PAN утаснуудад суурилсан	14–17
	нефтийн давирхайд суурилсан (уламжлалт)	15
	нефтийн давирхайд суурилсан (өндөр модуль)	2200
	исэлдсэн нийлэг утаснууд дээр үндэслэсэн	10

Үргэлжлэл хүснэгт 4

1	2	3
4.	Шилэн утас
	Цахим төрөл	3
	S-2 төрөл	15
	Керамик
	SiC төрөл зүйл: Nicolan NI, Tyrinno Lox-M, ZM	1000–1100
	Стохометрийн төрөл	5000–10000
	Хөнгөн цагааны төрөл	200–1000
	борын төрөл	1070
5.	Дулаан, химийн тэсвэртэй
	PEEK	100–200
	Термопластик базофил	16
	Термопластик Kynol	15–18
	PBI	180
	PTFE	50

ОХУ-д орчин үеийн төрлийн утас (полиэфир, полиамид, нийлэг, полипропилен, мэдээжийн хэрэг VEV) үйлдвэрлэх нь утас үйлдвэрлэх байгалийн түүхий эд (газрын тос, хий) асар их нөөцтэй тул туйлын үндэслэлтэй юм. олон тооны үйлдвэрүүдийг (газрын тос, хий боловсруулах, нэхмэл эдлэл, усан онгоцны үйлдвэрлэл, автомашины үйлдвэрлэл) шинэчлэх хэрэгцээ их байна. Дэлхийн тэн хагас нь (АНУ, Канад, Латин Америкийг эс тооцвол) манай түүхий эдээр энэ бүхнийг хийж, нэмүү өртөг өндөртэйгөөр бидэнд зардаг. Шинэ үеийн химийн утас үйлдвэрлэх нь дотоодын аж үйлдвэрийг хөгжүүлэх зүтгүүрийн үүрэг гүйцэтгэж, ОХУ-ын үндэсний аюулгүй байдлын чухал хүчин зүйлүүдийн нэг болж чадна.

Лавлагаа:

• Г.Е.Кричевский. Нано, био, химийн технологи, шинэ үеийн утас, нэхмэл, хувцас үйлдвэрлэх. М., Известия хэвлэлийн газар, 2011, 528 х.
• Өндөр хүчин чадалтай утаснууд. Hearle J.W.S. (ред.). Woodhead Publishing Ltd, 2010, p.329.

цэргийн нэхмэл эдлэл. E Wilusz, АНУ-ын армийн Натик Цэргийн төв, АНУ. Нэхмэлийн Woodhead Publishing Series. 2008, 362 рубль

• PCI утаснууд. Үргэлж өөрчлөгдөж буй дэлхийн төлөв байдлын бага хурал дахь утаснуудын эдийн засаг. www.usifi.com/…look_2011pdf

Шилэн утаснуудын нэрний товчлол

Англи	орос
Нүүрстөрөгчийн HS	нүүрстөрөгч
HPPE	өндөр бат бэх полиэтилен
Арамид	арамид
E-S-Glass	шил
Ган	ган
Полиамид	полиамид
PBO	полибеносексазол
полипропилен	полипропилен
Полиэфир	полиэфир
Керамик	керамик
Бор	бор дээр суурилсан
Кевлар 49,29,149	арамид
Номекс	м-арамид
Ликра	эластомер полиуретан
Teflon	политетрафторэтилен
Хөнгөн цагаан	хөнгөн цагааны нэгдлүүд дээр үндэслэсэн
Пара-арамид	п-арамид
м-арамид	м-арамид
Динема	өндөр молекул жинтэй полиэтилен HMPE
Котон	хөвөн
Акрил	нийлэг
Ноос	ноос
Нейлон	полиамид
Целлюлоз	хиймэл целлюлоз
PP	полипропилен
PPS	полифенилен сульфид
PTFE	политетрафторэтилен
Цэрмэл	полиарамидимид
PEEK	полиэтеркетон
PBI	полибензимидазол
P-84	полиарид
Вектран	үнэрт полиэфир

Холбогдох материалууд

• "Манай вэбсайт дахь Зохиогчийн бусад материалууд":

19-р зуун шинжлэх ухаан, технологийн чухал нээлтүүдээр тэмдэглэгдсэн. Техникийн огцом өсөлт нь үйлдвэрлэлийн бараг бүх салбарт нөлөөлж, олон процесс автоматжуулж, чанарын шинэ түвшинд шилжсэн. Техникийн хувьсгал нь нэхмэлийн үйлдвэрлэлийг тойрч гарсангүй - 1890 онд химийн урвалаар хийсэн эслэгийг Францад анх гаргаж авсан. Химийн утаснуудын түүх энэ үйл явдлаар эхэлсэн.

Химийн утаснуудын төрөл, ангилал, шинж чанар

Ангиллын дагуу бүх утас нь органик ба органик бус гэсэн хоёр үндсэн бүлэгт хуваагддаг. Органик утаснуудад хиймэл болон синтетик утаснууд орно. Тэдний хоорондох ялгаа нь хиймэл материал нь байгалийн материалаас (полимер) бүтээгдсэн боловч химийн урвалын тусламжтайгаар бий болдог. Синтетик утас нь синтетик полимерийг түүхий эд болгон ашигладаг бол даавууг олж авах үйл явц нь үндсэндээ ялгаатай биш юм. Органик бус утаснууд нь органик бус түүхий эдээс гаргаж авсан эрдэс утаснуудын бүлэгт багтдаг.

Хиймэл утаснуудын түүхий эд болгон усжуулсан целлюлоз, целлюлоз ацетат, уургийн полимер, синтетик утаснуудад карбогинжин ба гетерогинжин полимер зэргийг ашигладаг.

Химийн утас үйлдвэрлэхэд химийн процессыг ашигладаг тул утаснуудын шинж чанар, ялангуяа механик шинж чанарыг үйлдвэрлэлийн процессын янз бүрийн параметрүүдийг ашиглан өөрчлөх боломжтой.

Байгалийн утастай харьцуулахад химийн утаснуудын үндсэн ялгах шинж чанарууд нь:

• өндөр хүч чадал;
• сунгах чадвар;
• суналтын бат бэх, янз бүрийн хүч чадлын урт хугацааны ачаалал;
• гэрэл, чийг, бактерийн эсэргүүцэл;
• атираа эсэргүүцэл.

Зарим тусгай төрөл нь өндөр температур, түрэмгий орчинд тэсвэртэй байдаг.

ГОСТ химийн утас

Бүх Оросын ГОСТ-ийн дагуу химийн утаснуудын ангилал нь нэлээд төвөгтэй байдаг.

ГОСТ-ийн дагуу хиймэл утас ба утаснуудыг дараахь байдлаар хуваана.

• хиймэл утас;
• хүйн даавуунд зориулсан хиймэл утас;
• техникийн бүтээгдэхүүний хиймэл утас;
• татлагад зориулсан техникийн утас;
• хиймэл нэхмэлийн утас.

Синтетик утас ба утаснууд нь дараахь бүлгүүдээс бүрдэнэ: нийлэг утас, хүйн ​​даавуунд зориулсан синтетик утас, техникийн бүтээгдэхүүн, хальс ба нэхмэлийн синтетик утас.

Бүлэг бүр нэг буюу хэд хэдэн дэд зүйл агуулдаг. Дэд зүйл бүр каталогид өөрийн гэсэн кодтой байдаг.

Химийн утас авах, үйлдвэрлэх технологи

Химийн утас үйлдвэрлэх нь байгалийн утаснаас ихээхэн давуу талтай:

• нэгдүгээрт, тэдний үйлдвэрлэл улирлаас хамаардаггүй;
• хоёрдугаарт, үйлдвэрлэлийн үйл явц нь өөрөө нэлээд төвөгтэй боловч хөдөлмөр бага шаарддаг;
• Гуравдугаарт, энэ нь урьдчилан тогтоосон параметртэй утас авах боломж юм.

Технологийн үүднээс авч үзвэл эдгээр процессууд нь нарийн төвөгтэй бөгөөд үргэлж хэд хэдэн үе шатаас бүрддэг. Нэгдүгээрт, түүхий эдийг гаргаж аваад дараа нь тусгай ээрэх уусмал болгон хувиргаж, дараа нь утас үүсгэж, дуусгах болно.

Шилэн утас үүсгэх янз бүрийн техникийг ашигладаг.

• нойтон, хуурай эсвэл хуурай-нойтон зуурмаг ашиглах;
• металл тугалган хайчлах хэрэглээ;
• хайлмал эсвэл тархалтаас зурах;
• зураг зурах;
• тэгшлэх;
• гель хэвлэх.

Химийн утас хэрэглэх

Химийн утас нь олон салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Тэдний гол давуу тал нь харьцангуй бага зардал, урт хугацааны үйлчилгээ юм. Химийн утаснаас хийсэн даавууг тусгай хувцас оёход, автомашины үйлдвэрлэлд дугуйг бэхжүүлэхэд идэвхтэй ашигладаг. Төрөл бүрийн техникт синтетик эсвэл эрдэс утаснаас хийсэн нэхмэл бус материалыг ихэвчлэн ашигладаг.

Нэхмэлийн химийн утас

Газрын тос, нүүрс боловсруулах хийн бүтээгдэхүүнийг химийн гаралтай нэхмэлийн утас үйлдвэрлэхэд (ялангуяа синтетик утас үйлдвэрлэхэд) түүхий эд болгон ашигладаг. Тиймээс найрлага, шинж чанар, шаталтын аргаар ялгаатай утаснууд нийлэгждэг.

Хамгийн алдартай нь:

• полиэфир утас (лавсан, кримплен);
• полиамид утас (нейлон, нейлон);
• полиакрилонитрил утас (нитрон, акрил);
• эластан эслэг (ликра, дорластан).

Хиймэл утаснуудаас хамгийн түгээмэл нь наалдамхай ба ацетат юм. Вискозын утаснуудыг целлюлозоос олж авдаг - гол төлөв гацуур. Химийн процессоор дамжуулан энэхүү эслэгийг байгалийн торго, ноос эсвэл хөвөнтэй төстэй болгож болно. Ацетат эслэгийг хөвөнгийн үйлдвэрлэлийн хаягдлаас гаргаж авдаг тул чийгийг сайн шингээдэг.

Химийн эслэг нэхмэл бус материал

Нэхмэл бус материалыг байгалийн болон химийн утаснаас авах боломжтой. Ихэнхдээ нэхмэл бус материалыг дахин боловсруулсан материал, бусад үйлдвэрлэлийн хог хаягдлаас үйлдвэрлэдэг.

Механик, аэродинамик, гидравлик, электростатик эсвэл эслэг үүсгэх аргаар бэлтгэсэн фиброз суурь нь бэхлэгдсэн байна.

Нэхмэл бус материал үйлдвэрлэх гол үе шат бол дараахь аргуудын аль нэгээр олж авсан утаслаг суурийг холбох үе шат юм.

1. Химийн бодис эсвэл цавуу (наалдамхай)- үүссэн торыг шингээсэн, бүрсэн эсвэл усан уусмал хэлбэрээр холбогч бүрэлдэхүүнээр цацаж, түрхэх нь тасралтгүй эсвэл хуваагдмал байж болно.
2. Дулааны- энэ арга нь зарим синтетик утаснуудын термопластик шинж чанарыг ашигладаг. Заримдаа нэхмэл бус материалыг бүрдүүлдэг утаснуудыг ашигладаг боловч ихэнх тохиолдолд хайлах температур багатай (хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг) бага хэмжээний ширхэгийг ээрэх үе шатанд нэхмэл бус материалд зориудаар нэмдэг.

Химийн шилэн үйлдвэрлэлийн байгууламжууд

Химийн үйлдвэрлэл нь хэд хэдэн салбарыг хамардаг тул химийн үйлдвэрийн бүх байгууламжийг түүхий эд, хэрэглээнээс хамааран 5 ангилалд хуваадаг.

• органик бодис;
• органик бус бодисууд;
• органик синтезийн материал;
• цэвэр бодис, химийн бодис;
• эм, эмнэлгийн бүлэг.

Зориулалтын төрлөөс хамааран химийн шилэн үйлдвэрлэлийн байгууламжийг үндсэн, ерөнхий үйлдвэр, туслах гэж хуваадаг.