27. Природний і синтетичний каучук. Хімічний склад. Формула. Сировина для виготовлення. Гума. Склад гуми. Класифікація гуми.
Каучуки— це еластичні матеріали, з яких методом вулканізації (нагріванням із сіркою) дістають гуму. Із каучуків виготовляють покришки і камери для коліс літаків, автомобілів і велосипедів, їх застосовують для електроізоляції, виробництва промислових товарів і медичних приладів.
Натуральний (природний) каучук за хімічним складом є високомолекулярним ненасиченим вуглеводнем складу (C5H8)n де n становить від 1 000 до 3 000. Натуральний каучук — полімер ізопрену:
Його добувають із молочного соку каучуконосних рослин, головним чином із гевеї (Бразилія). Бразилія — батьківщина каучуку.
Синтетичнийкаучук у промисловому масштабі вперше добуто у 1932 р. в Росії за способом С. В. Лебедєва. Його добувають полімеризацією дивінілу. Процес полімеризації, який відбувається за наявності каталізатора (металічного натрію), можна представити схемою:
nСН2=СН—СН=СН2 −> (-СН2-СН=СН-СН2-)n.
Бутадієн-1,3 Синтетичний каучук (полібутадієн)
Сировиною для виробництва синтетичного каучуку за способом Лебедєва є етиловий спирт. Тепер розроблено метод добування бутадієну каталітичним дегідруванням бутану.
Однак бутадієновий каучук поступається перед натуральним як за еластичністю, так і за зносостійкістю. Тепер освоєно виробництво ізопренового каучуку стереорегулярної будови (у ньому метильні групи розміщено у чітко визначеному порядку), аналогічного за будовою натуральному каучуку. Добуто також і бутадієновий каучук стереорегулярної будови, це так званий дивініловий каучук. Каучуки стереорегулярної будови — ізопреновий і дивініловий — близькі за властивостями до натурального каучуку, а дивініловий за стійкістю до стирання навіть перевершує його.
Для поліпшення якості натуральних і синтетичних каучуків їх перетворюють на гуму.
Гума(від латів. resina - смола) - еластичний мате-риал, що утворюється в результаті спеціальної обработки (вулканізація) суміші каучуку, вулканізуючих речовин (агентів) і різних добавок (інгредієнтів).
Вулканізація- це процес хімічного взаимодей-ствия каучуку з агентами або його перетворення на гуму під дією іонізуючого випромінювання, Як агенти використовується сірка, селен, органічні переки-си, тиурам (органічні сірчисті сполуки). При максимально можливому насиченні каучуку сіркою (близько 30%) утворюється твердий матеріал - ебоніт.
Інгредієнти вводяться до складу гуми для улучше-ния її фізико-хімічних властивостей. До них відносяться прискорювачі (активатори), Противостарители (антиокси-данты), пом'якшувальні засоби (пластифікатори), наповнювачі і барвники.
Прискорювачі (полисульфиды, оксиди цинку, магнію та ін.) вводяться до складу гумової суміші для зміни режимів вулканізації і властивостей вулканізаторів, Про-тивостарители -для уповільнення процесів старіння гуми, пом'якшувальні засоби (парафін, вазелін, бітуми, стеариновая кислота, рослинні олії, дибутилфталат) об-легчают переробку гуми, збільшують еластичність і морозостійкість, барвники (мінеральні або орга-нические) використовуються для забарвлення
гуми. Наполни-тели вводяться до складу гуми для підвищення її меха-нических властивостей
(вуглецева і біла сажа (кремне-кислота), окисел цинку та ін.) або здешевлення її вартості (крейда, тальк, барит, гумовий регенерат) у вигляді порошку або тканин - корд, азбестова тканина та ін.
Гумі властиві висока еластичність, чому способ-ствуют звивиста (зигзагоподібна) форма молекул Каучуку, мала стисливість, стійкість до стирання і хімічних реагентів, газо- і водонепроникність, хороші електроізоляційні властивості, невелика щільність, здатність до великих деформацій при порівняно низькій напрузі, причому такі дефор-мации майже повністю обратимы.
Недоліком гуми є різко виражена залежність механічних властивостей від температури при підвищених температурах вона втрачає міцність, а при знижених - стає крихкою (переходить в стеклообразное стан).
Крім того, під дією кисню, озону і дру-гих окислюючих реагентів гума старіє, тобто становится крихкою і ламкою, покривається мережею тріщин, що обмежує термін її експлуатації.
Гума застосовується в основному для виробництва шин (понад 50%), гумових технічних виробів (близько 22%), кабелів, герметиків, клеїв, одягу, обу-ви та ін.
Розрізняють гуми загального і спеціального назначе-ния. До гум загального призначення відносяться вулканиза-ты натурального, бутадієну, бутадієн-стиролового, ізопрена, этиленпропиленового, хлоропренового і деяких інших каучуків Спеціальні гуми под-разделяются на маслобензостойкие, термостійкі (ин-тервал робочих температур від - 60 до +250°C), морозостойкие (температура склування - 75°C і нижче), светоозоностойкие, зносостійкі, електротехнічні (електроізоляційні і електропровідні) та ін.
По структурі гуми підрозділяються на монолітні і пористі, у тому числі губчасті і мікропористі, по складу - наповнені і ненаповнені (каучуків не менше 95-98%), по агрегатному состоянию-на пасто-образные і тверді, у тому числі м'які, еластичні, середній твердості, тверді, високій твердості і жест-кие (эбониты).
У маркіровці гуми відбиваються її тип в зависи-мости від теплового старіння (Т07, Tl0, Т12, Т15, Т17, Т20, Т22, Т25), клас - залежно від міри набу-хания після перебування в спеціальній
нафтовий жид-кости (K1, К2, КЗ, К4, К5, К6, К7), а також дополни-тельная інформація про твердість, межу міцності, морозо- і маслостойкости, опір розриву та ін.
28. Основні поняття щодо технології, промисловості та галузей промисловості. Технологія. Механічна технологія, хімічна технологія. Промисловість. Галузь промисловості. Виробництво, типи виробництва, виробничий процес, класифікація технологічних процесів.
Технологія(технос — мистецтво, ремесло та логос — наука) дослівно з грецької — наука про ремесла, наука про промисловість (виробництво). Класичне її визначення — це наука про способи і процеси отримання та перероблення продуктів природи, сировини, матеріалів у предмети споживання і засоби виробництва. Сучасний рівень виробництва та кон’юнктури ринку вкладають новий зміст у поняття «технологія», розглядаючи її як науку про найбільш економічні способи і процеси виробництва сировини, матеріалів та виробів.
Фізична і механічнатехнології розглядаються як процес перероблення сировини і матеріалів зі зміною розмірів, форми, фізичних і механічних властивостей, але, як правило, без зміни внутрішньої побудови та складу речовини (наприклад, виготовлення металевих чи дерев’яних деталей методом обробки різанням).
Хімічна технологіяхарактеризується змінами не тільки фізичних властивостей, а й агрегатного стану, хімічного складу та внутрішньої побудови речовини (наприклад, унаслідок коксування вугілля отримують бензол, нафталін, водень, метан, етилен та інші продукти; з газу метану отримують водень, етилен, метиловий спирт та інші продукти).
Промисловість- технічно найдосконаліша галузь матеріального виробництва, основа індустріалізації економіки, яка має вирішальний вплив на розвиток продуктивних сил; сукупність підприємств з виробництва електроенергії, знарядь праці для галузей економіки, видобутку сировини, палива, заготівлі лісу, переробки продукції, випущеної промисловістю або виробленої сільським господарством, видобуток і переробка сировини, виробництво товарів і послуг.
Галузь промисловості— сукупність споріднених підприємств, продукція яких має однакове економічне призначення, характеризується однотипністю використовуваної сировини, технологічних процесів, технічної бази, професійного складу кадрів і умов праці (електроенергетична, паливна, чорна та кольорова металургія, хімічна і нафтохімічна, машинобудівна, металообробна, лісова, деревообробна, легка, харчова та інші).
Виробництво - процес створення матеріальних і суспільних благ, необхідних для існування і розвитку. Створюючи певні блага люди вступають у зв'язки і взаємодію – виробничі відносини. Тому виробництво є завжди суспільним.
Процес виробництва за своєю структурою складається з 4-х фаз:
власне виробництво
основне виробництво
виробнича інфраструктура
соціальна інфраструктура
розподіл
обмін
споживання
Типи виробництва - типом виробництва є сукупність ознак, що визначають організаційно-технічну характеристику виробничого процесу, здійснюваного на одному або багатьох робочих місцях у масштабі ділянки, цеху, підприємства. Тип виробництва багато в чому визначає форми спеціалізації і методи організації виробничих процесів.
Виробничий процес - систематичне та цілеспрямоване змінювання в часі та просторі кількісних та якісних характеристик засобів виробництва і робочої сили для отримання готової продукції з вихідної сировини згідно із заданою програмою[1][2]. Це складний комплекс первинних процесів: основних, допоміжних і обслуговуючих підрозділів підприємства, що забезпечують своєчасний випуск заданої продукції.
Основні процеси — це технологічні процеси, в ході яких відбуваються зміни геометричних форм, розмірів і фізико-хімічних властивостей продукції.
Допоміжні процеси — це процеси, які забезпечують безперебійний перебіг основних процесів (виготовлення і ремонт інструментів і оснащення, ремонт устаткування, забезпечення всіма видами енергій (електроенергією, теплом, парою, водою, стисненим повітрям і т. д.)).
Обслуговуючі процеси — це процеси, пов'язані з обслуговуванням як основних, так і допоміжних процесів, котрі не створюють продукцію (зберігання, транспортування, технічний контроль і тощо).
Класифікація технологічних процесів
Технологічні процеси класифікуються за такими ознаками:
за властивостями сировини, які змінюються в процесі її перероблення (фізичні, механічні та хімічні);
за способом організації;
за напрямом рухів теплових і сировинних потоків;
за агрегатним станом складових сировини;
за тепловим ефектом;
за основними рушіями (чинниками), які спричиняють і прискорюють технологічні процеси.
В залежності від умов виробництва і призначення технологічні процеси поділяють: одиничний технологічний процес, уніфікований технологічний процес.
Уніфікований технологічний процес – це технологічний процес, що відноситься до групи виробів, що характеризується єдністю конструкцій та технологічних ознак. Уніфікований технологічний процес Поділяється на типовий і груповий.
Типовий технологічний процес – це процес виготовлення групи виробів з подібними конструкторськими та технологічними ознаками. Цей процес характеризується подібністю змісту та послідовності більшості технологічних операцій і переходів.
Груповий технологічний процес – це технологічний процес виготовлення групи виробів з різними конструктивними, але спільними технологічними ознаками.
Робочий технологічний процес – виконується по робочій технологічній або конструкторській документації.
Тимчасовий технологічний процес – використовується на протязі обмеженого періоду.
Стандартний технологічний процес – процес, який виконується стандартом.
Комплексний технологічний процес – процес в склад якого входять не тільки технологічні операції, а й операції по переміщенні, транспортуванні, контролю та очищені заготовок по ходу технологічного процесу.