8 клас 08.03.2024 Штучні і синтетичні конструкційні матеріали. Гума.

 8 клас 08.03.2024

ТЕМА: Штучні і синтетичні конструкційні матеріали. Гума.

I. Актуалізація опорних знань

1. Які конструкційні матеріали вам відомі?

2. Які конструкційні матеріали належать до природних?

II. Вивчення нового матеріалу

    З кожним роком завдяки науковим розробкам впроваджуються нові конструкційні матеріали. Матеріал, який створений людиною і схожий на природний, нази­вають штучним. Людина навчилася одержувати нові матеріали шляхом переробки й перетворення натуральної сировини. Так, згодом почали  видобувати метали з руд, виплавляти скло з піску, виготовляти гуму з латексу, видобутого із зібраного соку тропічних дерев-каучуконосів. 

    Штучно виготовлені матеріали, які складаються з двох і більше компонентів і проявляють сукупність властивостей, притаманних кожному компоненту, називають композиційними матеріалами, або композитами. З них виготовляють деталі для газового та нафтового обладнання, побутової, авіаційної техніки, електроарматуру.

Із м'яких пластмас виготовляють штучну тканину, хутро, шкіру, фото-і кіноплівку тощо. Із синтетичної гуми виготовляють водо­непроникні костюми, а з нейлону і акрилу - міцні й дешеві тканини.

Гума – також  штучний матеріал, який отримують із каучуку. Вулканізований каучук називають гумою.Сирий каучук має низьку міцність і дуже липкий, особливо при нагріванні, а на морозі стає твердим і ламким. Тому для виготовлення різних виробів у сирому вигляді каучук непридатний. Свої цінні властивості каучук набуває при вулканізації, тобто при нагріванні з сіркою. При процесі вулканізації з каучуку, сірки і наповнювача. При 130—160°С каучук взаємодіє з сіркою і молекули його зв'язуються між собою атомами сірки. Гума – це еластичний матеріал, одержуваний вулканізацією каучуку

   

У 1834 році німецький хімік Фрідріх Людерсдорф (Friedrich Ludersdorf) і американський хімік Натаніель Хейвард (Nathaniel Hayward) виявили, що додавання сірки до каучуку зменшує або навіть зовсім усуває липкість виробів з каучуку. Через деякий час він винайшов новий матеріал - гуму. Цей процес був названий вулканізацією. Відкриття гуми призвело до широкого її застосування: до 1919 року було запропоновано вже більше 40 000 різних виробів з гуми. 

Гума як технічний матеріал відрізняється від інших матеріалів високими еластичними властивостями, що сполучаються з високим опором розриву, стиранню, газо- і водонепроникністю, хімічною стійкістю, цінними діелектричними властивостями, малою питомою вагою й ін. Завдяки сукупності цих властивостей гума знайшла широке застосування в різних галузях промисловості для виготовлення тисяч видів виробів. 

Гума використовується для амортизації поштовхів, ударів, коливань, для газонепроникних і гнучких конструкцій, для хімічного захисту деталей машин, для електроізоляції, гумометалевих і гумотканинних деталей, для різних гумових клеїв та багатьох інших цілей. 

Залежно від призначення і від технічних вимог в експлуатації гуми поділяють: 

- загального призначення (застосовують у виробництві шин, ременів, рукавів, транспортерних стрічок, взуття та інших виробів масового застосування); 

- спеціальні (озоностійкі, морозостійкі, струмопровідні, з підвищеною теплостійкістю, газонепроникністю, електричним опором, стійкі проти дії агресивних хімікатів і рідких середовищ (олія, нафта) та інших спеціальних призначень). 

 Понад половину виробленої гуми витрачають на автомобільні шини. Крім шин, із гуми виробляють взуття, одяг, рукавички, труби, ластики, тенісні м'ячі , прокладки клапанів для герметизації трубопроводів і двигунів.

    

    

    Відходи гуми, як і пластмас, не руйнуються в природних умовах. На жаль, більша частина їх потрапляє в навколишнє середовище. Утилізацію гумових відходів здійснюють спалюванням (після подрібнення) і термічним розкладом у спеціальних агрегатах1. У першому випадку отримують теплову енергію (теплота згоряння гуми приблизно така сама, що й вугілля), а у другому — добувають мономери для виробництва каучуку. При спалюванні гуми на повітрі утворюється багато токсичних речовин.

Гумові відходи також використовують як поглиначі при очищенні стічних вод, у виробництві ізоляційних матеріалів, будівництві, шляховому господарстві тощо.

     Так чи ні ? Дай відповіді на запитання.

1.Чи вірите ви, що у Голландії каучук добувають з кульбаби, молочаю і навіть фікусу.

( ні, дійсно можна отримати каучук із соку цих рослин, але в Голландії поки що працюють над виведення такого виду кульбаби, щоб з неї можна було отримувати достатню кількість каучуку і вони навіть вважають, що перші шини з кульбаби вони виготовлять через 5 років)

2.Чи вірите ви, що перші автомобільні шини були білими, або жовто-білими. Лише у 1912 році вони набули чорного кольору, так як виробники стали додавати сажу, як стабілізуючий компонент.

(так, саме тому Бібендум – один з самих давніх і всесвітньо відомих торгівельних знаків, символ компанії Мічелін є білим, а не чорним.)

3.Чи вірите ви, що південноамериканські індіанці для отримання гумових калош занурювали ноги у сік гевеї і очікували доки він застигне. ( так)

4.Чи вірите ви, що прообразом жувальної гумки у племен майя був каучук. Отриманий із соку гевеї. (так)

5.Чи вірите ви, що сучасна гумка містить близько 20% синтетичного каучуку в основі якого лежить нафта. (так)

6. Чи вірите ви, що процес вулканізації був названий на честь бога Вулкана. Бо згідно міфології вогонь та сірка (головні складові утворення гуми) були головними атрибутами бога Вулкана. (так)

   

Витрати каучука становить на: 1 корабель – 68 т, 1 танк – 800 кг, 1 літак – 600 кг, 1 автомашину – 240 кг, 1 плащ – 0,97 кг.

III. Запитання  для самоконтролю  

1. Як і з чого виготовляють гуму?

2.Охарактеризуйте властивості гуми..

3. Які основні види гуми ви знаєте.

IV. Домашнє завдання

Опракцювати теоретичний матеріал.

За матеріалами з інтернету підготуйте повідомлення: 

а) про походження назви «каучук»; 

б) про історію відкриття гуми; 

в) про винайдення лінолеума. (на вибір). 

Це обов'язкова творча робота. Оцінена буде в 12 балів за змістовний і цікавий матеріал.

 Відповіді надсилайте на ел. адресу    irina.кеfala@gmail.com 

Не забувайте вказувати число виконаної роботи, прізвище і клас..