Меню
Головна
 
Головна arrow Маркетинг arrow Теоретичні основи товарознавства і експертизи
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Матеріали виготовлення непродовольчих товарів

Хімічний склад сировини і матеріалів, використовуваних для виробництва непродовольчих товарів, має свої особливості. Ці властивості докладно вивчають студенти, які проходять підготовку з технологічних і інженерних спеціальностей, працівники промислових підприємств і сервісних організацій по ремонту і пошиву одягу, ремонту електропобутових, електронних товарів, автотранспортних засобів, хімічної чистки та ін.

Як правило, при вивченні товарознавства непродовольчих товарів характеристика складу наводиться на рівні конкретних матеріалів. Непродовольчі товари виготовляються з мінеральних (скло, кераміка, метали, мінеральні в'яжучі речовини та ін) і органічних (пластмаси, деревина, гума, волокнисті речовини рослинного і тваринного походження) матеріалів.

У промисловому матеріалознавстві матеріали діляться на металеві і неметалеві. Металеві матеріали діляться на матеріали чорної металургії (сталі, чавуни, феросплави та сплави на основі заліза, леговані кольоровими металами, у кількості, яка перевершує стали) і матеріали кольорової металургії (алюміній, цинк, свинець, олово, нікель і сплави на їх основі, а також благородні метали).

Неметалеві матеріали: скло, кераміка, деревина, волокнисті матеріали рослинного і тваринного походження. Частина матеріалів має природне походження (деревина, рослинні і тваринні волокна, шкури, пісок, камінь, глина та ін), частина - штучне (пластичні маси, скло, кераміка та ін).

Металеві матеріали використовуються для виготовлення металлохозяйственных (посуд, ножові вироби, столові прилади і приладдя, прилади, що полегшують домашню працю, інструменти, садово-городній інвентар) і ювелірних товарів, будівельних матеріалів (прилади для вікон і дверей, конструкційні елементи, кріпильні вироби), є основним конструкційним матеріалом, використовуваним при виробництві транспортних засобів (велосипедів, мопедів, мотоциклів, автомобілів, човнів і катерів). Метали - хімічні елементи, що характеризуються в твердому стані внутрішньою кристалічною будовою. Вони мають характерний блиск, непрозорі, при деформаціях пластичні, характеризуються значною теплопровідністю та електропровідністю.

Чорні метали і їх сплави. Залізо - один з найпоширеніших у природі металевих елементів. Технічно чисте залізо являє собою сріблясто-білий тугоплавкий пластичний метал, що володіє достатньо високою міцністю. Проте із-за високої вартості очищення металу від домішок застосування заліза у виробництві споживчих товарів обмежена. Тому в більшості випадків для виробництва використовуються головним чином залізовуглецеві сплави сталі і чавуни.

Сталі містять вуглецю не більше 2,14%, а чавуни - понад 2,14%.

Сталі за хімічним складом поділяються на вуглецеві і леговані.

Вуглецеві сталі крім вуглецю містять у невеликих кількостях тільки неминучі домішки - кремній, марганець, сірку і фосфор. В леговані сталі входять, крім того, добавки кольорових металів: хрому, нікелю, молібдену, ванадію, вольфраму та ін Хімічний склад істотно впливає на властивості сталі та її застосування у виробництві. Зі збільшенням концентрації вуглецю зростають твердість і крихкість сталі. Тому практичне використання знаходять тільки стали, що містять не більше 1,3% вуглецю, так як при більшій їх кількості крихкість металу зростає настільки, що знижується надійність виробів в експлуатації.

Кремній підвищує твердість і покращує пружні властивості металу. Зокрема, його включають до складу сталей (до 2%), використовуваних для виробництва пружин і ресор для транспортних засобів.

Марганець збільшує твердість і міцність сталі, її зносостійкість. Тому з марганцевої сталі виготовляють пилки особливо високої якості, добре чинять опір стирання.

Сірка і фосфор - шкідливі домішки. Сірка викликає червоноламкість (розтріскування металу при механічній обробці в гарячому стані), погіршує пластичність, знижує корозійну стійкість сталі. Фосфор зумовлює хладноломкость сталі, тобто розтріскування при механічному впливі в умовах зниженої температури.

Хром збільшує твердість і зносостійкість сталі. При вмісті хрому понад 13% сталь набуває стійкість до корозії. З такої порівняно недорогий нержавіючої сталі виготовляють ножі та столові прилади.

Нікель зміцнює сталь, підвищує її ударну в'язкість і знижує хладноломкость. При спільному введенні значної кількості хрому і нікелю сталь набуває жароміцність і високу корозійну стійкість в кислому середовищі. Тому хромонікелеві сталі застосовують для виробництва посуду і столових приладів.

Молібден, ванадій і вольфрам надають стали високу твердість і червоностійкість, тобто здатність зберігати твердість при нагріванні червоного. Ці так звані швидкорізальні сталі використовуються для виготовлення металорізальних інструментів і різців.

Вуглецеві сталі залежно від вмісту вуглецю поділяють на конструкційні (де вуглецю не більше 0,75%) і інструментальні (де вуглецю 0,7-1,3%).

Конструкційні сталі використовуються для виготовлення посуду, приладів для вікон і дверей, кріпильних виробів, нагрівальних та освітлювальних приладів і т. д.

Інструментальні сталі застосовуються у виробництві інструментів, ножів, ножиць та ін. В залежності від вмісту шкідливих домішок (сірки і фосфору) розрізняють вуглецеві сталі звичайної якості, якісні і високоякісні.

Для сталі звичайної якості вміст шкідливих компонентів або зовсім не обмежується (група А), або концентрація кожного з них повинна бути не більше 0,07% (групи Б та В). У якісних сталях вміст сірки і фосфору не повинен перевищувати 0,04%. Особливо сильно обмежений вміст сірки (не більше 0,02%) і фосфору (не більше 0,03%) в сталях високоякісних, з яких виготовляють деталі, що піддаються термічній обробці.

Негативний вплив на властивості сталі надає кисень, він викликає червоноламкість, знижує пластичність і в'язкість металу. Тому в процесі отримання сталь розкислюють добавками марганцю, кремнію, алюмінію.

За ступенем розкислення розрізняють сталь спокійну (сп), полуспокойную (пс) і киплячу (кп). Спокійна сталь безкисневі повністю, полуспокойная - дещо менше, а кипляча - не повністю, і при розливанні з неї виділяється окис вуглецю (сталь "кипить"). Спокійна сталь - щільна, однорідна за складом, відрізняється високими механічними властивостями. Полуспокойная сталь за будовою і властивостями займає проміжне положення між спокійної і киплячої сталлю. У киплячій стали багато дрібних раковин, які знижують її міцнісні показники, але вище вихід металу, який дешевше; дрібні раковини при прокатці заварюються. Крім того, кипляча сталь відрізняється високою пластичністю, так як містить мінімальну кількість кремнію і марганцю (киплячу сталь розкислюють тільки алюмінієм). Тому для виготовлення виробів з листової сталі методом холодного штампування (сталева посуд, корпуси побутової газової апаратури, гасниць, керогазів, холодильників та ін), краще кипляча сталь, а для виготовлення деталей, що піддаються при експлуатації значним навантаженням (інструменти, ножі, деталі побутових машин і т. д.), застосовують спокійну або полуспокойную сталь.

Леговані сталі поділяються за призначенням на конструкційні, інструментальні і з особливими властивостями. Конструкційні сталі застосовуються у виробництві відповідальних деталей машин, коли потрібно поєднання високої міцності, твердості і зносостійкості з пластичністю і в'язкістю. З легованих інструментальних сталей виготовляють такі металообробні інструменти, як свердла, ножівкові полотна, напилки, мітчики, плашки. До сталей з особливими властивостями відносять корозійно-стійкі (нержавіючі), жаростійкі, зносостійкі і т. п. Для товарів народного споживання (посуду, ножів, столових приладів, лез для безпечних бритв і т. д.) використовують головним чином нержавіючі сталі.

Чавун - сплав заліза з вуглецем (вміст більше 2,14%) та іншими елементами. Його виробляють з виплавкою залізних руд у доменних печах.

Чавуни за призначенням підрозділяють на передельные, ливарні, високоміцні, ковкие, леговані. Для виробництва товарів народного споживання (посуду, замків, м'ясорубок, пічних приладів, радіаторів центрального опалення тощо) використовують головним чином сірий ливарний чавун. Вироби з чавуну дешевше аналогічних виробів зі сталі або кольорових металів, однак він крихкий, що необхідно мати на увазі при зберіганні, транспортуванні і експлуатації чавунних виробів.

Маркування сірого ливарного чавуну складається з букв і чисел: 00 СЧ, СЧ 12-28, СЧ 38-60. Букви позначають "сірий чавун", перше число - межа міцності при розтягуванні, а друге - при вигині в кгс/мм Механічні властивості чавуну марки СЧ 00 стандартом не нормуються.

Кольорові метали і сплави - найбільш часто вживані у виробництві непродовольчих товарів: алюміній, мідь, цинк та їх сплави, а також нікель, хром, олово, срібло, золото і платина.

Алюміній - білий сріблястий метал з малою щільністю, високою корозійною стійкістю до атмосферних впливів і прісній воді, нетоксичний, пластичний, з високою тепло - і електропровідністю. Міцність і твердість алюмінію поступається чорним металам. Крім того, він не стійкий в кислому і лужному середовищі, тому алюмінієвий посуд не використовується для маринадів, солінь, кисломолочних продуктів. З алюмінію виготовляють пакувальний матеріал (фольгу), електричні проводи, деталі побутових холодильників, посуд. Однак для цих цілей найчастіше застосовують не технічно чистий алюміній, а його сплави, які класифікують за способом переробки у вироби на деформуються і ливарні. Деформуючі сплави, переробляються методом тиску, бувають не зміцнюються і зміцнюються термічною обробкою. Незміцнювані сплави набагато міцніше технічно чистого алюмінію, але зате вони мають високі пластичність і корозійну стійкість. Тому їх використовують для виготовлення баків пральних машин (замість нержавіючої сталі) і посуду (бідонів, каструль, чайників, кавників і ін), методом глибокої витяжки. Ці сплави можуть бути отримані сплавом алюмінію з марганцем (марки АМц) або з магнієм (марки АМг).

Найбільш поширеним упрочняемым сплавом алюмінію є дюралюмин. Для його отримання алюміній сплавляють з міддю, магнієм, марганцем. За механічними властивостями воно наближається до вуглецевої конструкційної сталі, але має понижену корозійну стійкість. Для захисту від корозії його покривають (плакируют) чистим алюмінієм. Це забезпечує достатню корозійну стійкість виробів з дюралюмина, хоча їх міцність при цьому дещо зменшується. У виробництві товарів народного споживання дюралюмин використовують в основному в якості конструкційного матеріалу при виготовленні меблів з металевим каркасом і спортивного інвентарю.

Ливарні сплави алюмінію отримують найчастіше на основі системи алюміній - кремній. Їх називають силуминами і використовують для відливання деталей складної конструкції, для яких не обов'язкові високі механічні властивості (художньо-декоративні вироби, дверні ручки, чайники). Для виробів з більш високими показниками (замків, м'ясорубок, посуду, столових приладів, деталей інструментів) використовують сплави, що містять зміцнюючі добавки (мідь, марганець, магній). Сплав, виготовлений з брухту і відходів, називається вторинним ливарним сплавом алюмінію. Сплав, що містить не більше 0,15% свинцю, 0,015% миш'яку і 0,3% цинку, називається харчовим і застосовується для виготовлення виробів, які контактують в процесі експлуатації з їжею (посуду, столових приладів, м'ясорубок, шинковок, соковижималок).

Мідь - рожево-червоний метал, важкий, еластичний, з дуже високими тепло - і електропровідністю. Вона добре протистоїть корозії на повітрі, але у вологому середовищі й в атмосфері, забрудненого промисловими викидами, швидко тьмяніє, покривається зеленим нальотом, при цьому утворюються дуже токсичні сполуки міді. Мідь широко використовують для виготовлення електричних проводів, шнурів, контактів і т. д. На її основі отримують численні сплави, об'єднані у дві групи - латунь і бронзу.

Латуні являють собою сплави міді з цинком; до нікелевим латуням відносяться мельхіор і нейзильбер. Звичайні латуні можуть містити до 50% цинку, який суттєво впливає на механічні властивості сплаву. По мірі збільшення до певної межі концентрації цинку зростає міцність сплаву при збереженні достатньої пластичності.

Тому з латуні методом глибокої витяжки зазвичай виготовляють вироби складної конфігурації (чайники, кавники, самовари, мисливські гільзи тощо).

Мельхіор (сплав міді з 18-20% нікелю) і нейзильбер (містить крім міді 13,5% нікелю і 18-22% цинку) за зовнішнім виглядом нагадують срібло, мають високу корозійну стійкість і пластичність. Використовують нікелеві латуні для виготовлення столового посуду, столових приладів, художньо-декоративних та ювелірних виробів.

Бронзи - це сплави міді з іншими елементами. Найбільш поширені олов'яні бронзи. Вони володіють гарними ливарними властивостями і малою усадкою при затвердінні і охолодженні. Тому з олов'яної бронзи виготовляють литтям складні по конфігурації виробу: свічники, декоративно-художні вироби (статуетки, барельєфи, плакати), дверні ручки, крани, вентилі та ін Зазвичай вміст олова в бронзі не перевищує 11%. Поряд з оловом бронза може містити 5-10% цинку (для здешевлення), 3-5% свинцю (для зменшення крихкості) і до 1% фосфору (для поліпшення оброблюваності різцем).

Цинк - світло-сірий з синюватим відтінком метал, легкоплавкий і крихкий. Використовують його головним чином для нанесення захисних покриттів на сталеву посуд (відра, корита, тази та ін), цвяхи, прилади для вікон і дверей, пральні дошки і т. д. Цинкові покриття володіють високими захисними властивостями, так як утворюють щільну захисну плівку при підвищеній вологості. Слід, однак, пам'ятати, що при впливі на оцинковані вироби розчинів кислот, лугів або гарячої води утворюються токсичні речовини. При легуванні цинку алюмінієм отримують сплави з хорошими ливарними властивостями, але малої міцності. Для підвищення міцнісних показників у цинкові сплави вводять до 3,5% міді. Ці сплави використовують переважно для відливання складних за формою деталей швейних, обчислювальних і друкарських машин, замків, ручок ножів і виделок.

Нікель - сріблястий з жовтуватим відтінком метал, дуже пластичний, важкий, з досить високими механічними властивостями. Після полірування нікель сильно блищить, має приємний зовнішній вигляд. Крім того, він відмінно протистоїть корозії на повітрі, у воді і розчинах кислот. Тому нікель використовують переважно в якості захисно-декоративних покриттів столових приладів, приладів для вікон і дверей, інструментів, посуду, велосипедів, металевих меблів і т. д. Як конструкційний матеріал нікель у виробництві товарів народного споживання не застосовують. Однак на нікелевій основі отримують сплави, деякі з них знаходять застосування при виготовленні електротоварів. Це в першу чергу ніхром - сплави нікелю з хромом. Вони відрізняються високим електричним опором і окалиностойкостью. Застосовуються для виготовлення електронагрівальних елементів електроплиток, прасок, чайників і т. п.

Хром - твердий, тугоплавкий сріблясто-блакитний метал з дуже високою корозійною стійкістю. Застосовують хром для отримання захисно-декоративних покриттів, які забезпечують підвищену зносостійкість деталей інструментів, приладів для вікон і дверей, автомашин, велосипедів, мотоциклів, годинників і т. д.

Олово - сріблястий легкоплавкий метал, дуже м'який і пластичний. Він характеризується високою корозійною стійкістю і нешкідливістю, тому використовується в якості покриттів латунної і сталевого посуду, чавунних м'ясорубок, консервних банок, кришок для консервації і т. д. Однак олов'яних покриття (посуд) легко дряпається, стирається і обсипається при мінусовій температурі, що необхідно враховувати при організації транспортування, зберігання та експлуатації виробів, покритих оловом. Легкоплавкость олова обумовлює його застосування для паяння у вигляді технічно чистого металу або у складі олов'яно-свинцевого припою.

Благородні (дорогоцінні) метали та сплави використовують для виробництва ювелірних, художньо-декоративних та електронних товарів. До цієї групи відносяться срібло, золото, платина і метали платинової групи - паладій, рутеній, родій, іридій, осмій. Для побутових ювелірних виробів використовують в основному срібло, золото, платину.

Срібло володіє високою електропровідністю і теплопровідністю, пластичністю, відбивною здатністю, щільністю 10 500 кг/м3. Воно стійке до дії води, соляної і органічних кислот, але розчиняється в азотній кислоті. Срібло використовують для захисно-декоративних покриттів, виготовлення ювелірних виробів, припоїв, світлочутливих матеріалів, контактів електроприладів і інших цілей.

Золото - метал яскраво-жовтого кольору, з сильним блиском, важкий (щільність 19 320 кг/м3), але при цьому м'який і пластичний. Золото характеризується високою хімічною міцністю до дії атмосфери, води при високих і низьких температурах, до кислот, лугів, проте розчиняється в "царській горілці" (суміш соляної і азотної кислот), бромної та хлорній воді. Ювелірні видання виготовляють не з чистого золота внаслідок його м'якості, а із сплавів золота з міддю, сріблом, паладієм (біле золото).

Платина - білий метал з сіруватим відтінком, має високі щільність (21 500 кг/м3) і температуру плавлення. Володіє високою твердістю, але меншою пластичністю. Для підвищення міцності її сплавляють з металами платинової групи: родієм, іридієм, паладієм, а також золотом, сріблом, міддю. У ювелірній справі застосовується платина 950 проби для виготовлення прикрас, а також в якості оправи діамантів, оскільки у платини однаковий з алмазом коефіцієнт лінійного розширення, при цьому діамант в оправі з платини дасть кращий блиск.

Неметалеві матеріали. Керамічні матеріали - це неорганічні мінеральні матеріали, одержувані з отформованного мінеральної сировини шляхом спікання при високих температурах (1200-2500°С). Структура кераміки складається з кристалічною, склоподібної (аморфної) і газової фази. Кристалічна фаза є основою кераміки, її кількість складає до 100%. Вона являє собою різні хімічні сполуки і тверді розчини. Склоподібна фаза знаходиться в кераміці у вигляді прошарків скла. Її кількість становить до 40%. Вона знижує якість кераміки. Газова фаза являє собою гази, що знаходяться в порах металу.

З керамічних матеріалів виготовляють будівельні матеріали (наприклад, цеглу, черепицю, облицювальну плитку), господарські товари (наприклад, посуд), художньо-декоративні вироби.

Мінеральні в'яжучі матеріали являють собою склад сполучених з водою солей і кам'янистих або волокнистих наповнювачів. Як кам'янистих заповнювачів застосовуються гравій, щебінь, пісок, шлак, пемза; волокнистих - азбест, деревна тирса, стружка, макулатура, солома, очерет та ін.

По виду в'яжучого речовини розрізняються безобжиговые матеріали на основі повітряних в'яжучих речовин (вапна, гіпсу та каустичної магнезиту) і на основі гідравлічних в'яжучих (цементу). Матеріали на основі повітряних в'яжучих речовин тверднуть на повітрі або в спеціальних автоклавах не володіють високою міцністю, водо - та хімічною стійкістю, застосовуються в сухих умовах.

Матеріали на основі гідравлічних в'яжучих речовин тверднуть у вологому середовищі або в камерах. Вони мають високу міцність, водо і хімічну стійкість, по механічної міцності перевершують матеріали на основі повітряних в'яжучих речовин.

Матеріали на основі повітряної вапна (силікатні) отримують при затвердінні повітряної суміші вапна (5-8%) і кварцового піску (92-95%). При виробництві вапна з водою і піском в барабанах, а потім з маси вологістю 7-9% формують вироби у металевих формах під тиском 15-20 МПа. При цьому частинки вапна і зерна піску зближуються, що сприяє їх хімічної взаємодії.

Затвердіння відбувається шляхом водотермической обробки в автоклавах під тиском 8-10 МПа при температурі 175°С через 8-10 год. При взаємодії гідрату окису (гідрооксиду) кальцію з SiО2 утворюється гідросилікат кальцію. Кристали гидросиликата кальцію, зростаючись між собою і з зернами кварцу, надають виробам міцність, водо - і морозостійкість. Залишилася у вільному стані гідроокис кальцію, реагуючи з вуглекислим газом повітря, утворює на поверхні виробу карбонатні плівку, що також сприяє підвищенню міцності, водо - та морозостійкості.

Матеріали на основі гіпсу утворюються в результаті твердіння гіпсових в'яжучих з заповнювачами (від 3 до 40%). В якості заповнювачів використовують шлак, пемзу, макулатуру, солому та ін

Матеріали на основі магнезіальних в'яжучих створюють із суміші в'яжучих з органічними заповнювачами (стружкою, тирсою) в співвідношенні 1:3 і більше. Заповнювачі надають виробам високі тепло - і звукоізоляційні властивості. Затвердіння матеріалів відбувається в спеціальних камерах під дією температури. При цьому утворюються кристали гідрату окису магнію і оксихлорид магнію, зростаються між собою і надають виробам міцність на стиск (від 20 до 60 МПа).

Матеріали на основі портландцементу виходять в результаті затвердіння суміші цементу з мінеральними волокнистими або камневидными заповнювачами. Основними з них є азбестоцементні листи і каміння з розчинів і бетонів.

Азбестоцементні матеріали утворюються із суміші азбесту (від 8 до 21% маси сухої суміші), портландцементу і води. Азбест (гідросилікат магнію - 3МдО-2SiО2-Н2О) являє собою гірську породу волокнистої будови.

Матеріали з розчину і бетону являють собою суміші портландцементу з водою, піском і гравієм або щебенем. Суміш цементу з водою та піском називається розчином, а суміш цементу з піском, щебенем або гравієм - бетоном. Заповнювачі зменшують усадку, запобігають утворенню тріщин, скорочують витрату в'яжучого і знижують вартість виробів. Вони утворюють каркас, який цементується в'язкою речовиною, внаслідок чого підвищується міцність.

Скло - твердий аморфний термопластичний матеріал, одержуваний переохолодженням розплаву різних оксидів. До складу скла входять стеклообразующие кислотні оксиди (SiО2, Al2O3, В2О та ін), а також основні оксиди (К2О, CaO, Na2О та ін), що надають йому спеціальні властивості і забарвлення. Оксид кремнію SiO2 є основою практично всіх стекол і входить в їх склад у кількості 50-100%.

Зі скла виготовляються будівельні матеріали (віконні, вітринні стекла, облицювальні плитки, склопластики, блоки, вата-утеплювач), господарські товари (склотара, посуд, дзеркала та ін), технічні вироби (оптичні, світло - і електротехнічні, хіміко-лабораторні, приладові скла та ін).

Склад скла може бути виражений загальною формулою трисиликата - r 2 o·RO-6SiO2. З одновалентних оксидів до складу скла входять Na2О, К2О, Li2O та ін; з двовалентних - CaO, MgO, ZnO, РbО, ВаО і ін, а також такі оксиди, як А12О3, Ва2О3. Скла являють собою складні системи, що складаються не менше ніж з п'яти оксидів.

Основними є SiCb - 72-75%, СаО - 8,5-9,5 і Na2O - 13-15%, а крім того, оксиди фосфору, бору, алюмінію та ін. Назви скла залежать від вмісту в них тих чи інших оксидів: натрій-кальцій-силікатне, свинцеві (кришталеві), барієвий кришталь і т. д.

Для отримання виробів з необхідними властивостями з урахуванням їх призначення змінюють хімічний склад скла. Наприклад, при заміні натрію окису калію скло набуває більш яскравий блиск, чистий відтінок, з такого скла виробляють сортовий посуд методом видування. При введенні в калієво-вапняне скло оксидів свинцю, що мають підвищений коефіцієнт заломлення, отримують вироби, які характеризуються поряд з блиском своєрідною грою світла і підвищеною щільністю. Ці вироби називають кришталевими. Кришталеві скла широко застосовують для виготовлення посуду, а також оптичних виробів. Приблизний склад стекол залежно від виду побутових виробів наведено в табл. 7.1.

В окремих випадках виробляють барієвий кришталь (замість РbО він містить ВаО). Сучасні промислові скла містять не менше п'яти компонентів, а спеціальні - значно більше.

Ситалли - полукристаллический матеріал з малим тепловим розширенням, одержуваний з скла спеціального складу шляхом керованої термічної обробки. Крім основних компонентів, в шихту вводять добавки, що сприяють спрямованої кристалізації. Склад шихти для отримання ситалів, %: SiO2 - 73-75, А12О3 - 12-36, Li2O - 2-15; TiO2 - 3-7, К2О - 4. Вагове відношення Li2O до А12О3 може змінюватися в межах від 0,1 до 0,6. Отриману скломасу піддають тепловій обробці але спеціальним режимом: спочатку при температурі від 650 до 800 °С, а потім - від 800 до 1175°С (до досягнення коефіцієнта термічного розширення менше 15 х 10-7).

Від скла ситалли різняться кристалічною будовою, а від кераміки - меншими розмірами кристалів. У зв'язку з цим вони характеризуються високою міцністю, твердістю, термічною стійкістю та електроізоляційної здатністю. Ці властивості тим вище, чим більше вміст кристалічної фази.

Таблиця 7.1

Хімічний склад скла

Оксиди

Зміст оксидів в склі, %

для видувних виробів

для пресованих виробів

для кухонного посуду (жароміцної)

для кришталевих виробів

SiO2

73-75

73-74

59

59

N2O

13,5-15,5

13,5-15,5

-

До 4,0

K2O

1,5-2,5

1,0-2,0

-

14,0-15,5

СаО

6,5-8,5

7,0-8,0

10,0

До 1,0

MgO

1,0-2,0

2,0-2,5

4,0

-

Al2O3

0,3-0,5

0,5-2,0

17,5

До 1,0

Fe2O3

Не більше 0,03

Не більше 0,03

Не більше 0,1

Не більше 0,01

ZnO

-

-

2,5

До 1,0

ВаО

-

-

1,5

-

B2O3

-

-

5,2

0,5-1,0

ТіО2

-

1,0

-

РbО

-

18-24

Ситалли протистоять ударів в 20 разів краще, ніж бетон, і мають високий опір стиранню - в 25 разів вище, ніж віконне скло. Вони мають щільність 2,5-2,6 г/см3, міцність на стиск від 450 до 500 МПа і на вигин біля 60 МПа. Витримують перепади температур від 20 до 700-800 °С. При додаванні барвників отримують ситалли різних кольорів, які широко застосовують у будівництві, виробництві побутової посуду.

Пластичні маси являють собою матеріали, що мають в основі своїй полімери - високомолекулярні сполуки, утворені великим числом (від грец. poly - багато) однакових угруповань, іменованих елементарними ланками, частинами (від грец. meres - частина).

Полімери бувають органічні, неорганічні і элементоорганические. Органічні можуть бути природними (целюлоза, каучук, білки) і синтетичними. Синтетичні полімери отримують полімеризацією або поліконденсацією низькомолекулярних речовин, які називаються мономерами (від грец. monos - один). Полимеризационные полімери утворюються при взаємодії мономерів з подвійними або потрійними зв'язками, поліконденсаційні - в результаті з'єднання мономерів, що містять дві і більш функціональні групи (-NH2, -COOH, -ВІН і ін).

За складом розрізняють пластмаси однорідні і неоднорідні. Однорідні (ненаполненные) пластмаси складаються тільки з полімеру або містять розчинений в полімері пластифікатор, який надає підвищену еластичність і (або) пластичність, світло - і морозостійкість, знижені жорсткість і крихкість. До складу неоднорідних (наповнених) пластмас входять полімер, наповнювачі, стабілізатори та інші добавки. Полімер у цьому випадку виконує роль сполучного.

Наповнювачі вдосконалюють властивості пластмас і зменшують їх вартість. Вони можуть бути порошковими, волокнистими (з волокнами бавовни, скляними), шаруватими - папір, тканини, деревний шпон.

Пластифікатори підвищують пластичність, знижують крихкість і розширюють температурний интерват існування композиції у високоеластому стані; вони повинні добре поєднуватися з полімерними зв'язуючими, мати низьку летючість і не повинні мігрувати на поверхню ("выпотевать") в процесі експлуатації і зберігання.

В якості пластифікаторів використовують ефіри карбонових і фосфорних кислот та інші сполуки. Найбільш поширеними пластифікаторами є ефіри фталевої кислоти і аліфатичних спиртів (фталати), такі як дибутил - і діоктилфталат.

Стабілізатори захищають полімерне сполучне від старіння в процесі зберігання і експлуатації. Основні види стабілізаторів: термостабілізатор - системи, що гальмують процеси термодесструкции; антиоксиданти, які є інгібіторами окислювальних процесів; антиозонаты - добавки, що сповільнюють процеси озонного старіння; фотостабилизаторы - добавки, що гальмують процеси фотоокислительной деструкції; антирады - системи, що уповільнюють перебіг процесів, викликаних дією іонізуючих випромінювань.

Роль стабілізаторів у розглянутих процесах відіграють похідні фенолів та ароматичних амінів, сажі, інших речовин, а для утворення на певній стадії переробки пластмас сітки поперечних зв'язків між макромолекулами в пластмасові композиції вводять зшиваючі агенти - отверджувачі (поліфункціональні сполуки, наприклад диамины, гліколі, аминоспирты, кислоти тощо), в якості яких можуть застосовуватися ініціатори, прискорювачі та активатори полімеризації.

Для отримання матеріалів з бажаною структурою в пластмасові композиції вводять структуроутворювачі - добавки, що роблять вплив на процеси формування надмолекулярних структур, таких як тонкодисперсні порошкоподібні оксиди та карбіди металів, деякі солі органічних кислот, а також поверхнево-активні речовини.

Таким чином, формуються пінопласту з закритими порами (об'ємна маса від 0,03 до 0,3 г/см3) і поропласти з відкритими порами (об'ємна маса понад 0,3 г/см3).

Полимеризационные смоли і пластмаси на їх основі - полімери та сополімери (сополімери отримують при спільної полімеризації різних за хімічним складом мономерів, наприклад, сополімер етилену та пропілену цієї групи - СЕП) переважають у світовому випуску пластмас. До полимеризационным відносять полімери на основі етилену і його похідних, а також полиформальдегид (поліетилен (ПЕ) високого (ПЕВТ), низького (ПЕНД), середнього (ПЭСД); поліпропілен (ПП), полівінілхлориду (ПВХ) - вініпласт, пластикат, перхлор); полістирол (ПС), поліакрилату (поліметилметакрилат і полиак-рилонитрил), полиформальдегид (полиметиленоксид).

Поліконденсаційні смоли і пластмаси на їх основі в залежності від числа активних груп мономеру бувають термопластичні (поліаміди, поліуретани, поліетилентерефталат, полікарбонат) і термореактивні (pheno - і аминоальдегидные, алкідні, епоксидні та інші смоли): поліаміди (ПА), поліуретани (ПУ), поліетилентерефталат (ПЕТФ, лавсан), полікарбонат, фенопластові (фенолфор-мальдегидные смоли), амінопласти (аминоальдегидные смоли) бувають двох різновидів - сечовиноформальдегідні (карбамідні) і меламиноформальдегидные (меламины); алкідні і епоксидні смоли.

Деревні матеріали використовуються в якості палива, матеріалу для виготовлення будівельних виробів, сировини для виробництва паперу і картону, матеріалу для виготовлення меблів.

Хімічний склад деревини визначається складом речовин, що знаходяться в оболонках і порожнинах клітин. В оболонках клітин містяться в основному вуглець, кисень, водень, азот і в незначній кількості мінеральні речовини. Елементарний склад деревини незалежно від породи приблизно однаковий (у %): вуглець - 49,5; кисень - 44,2; водень - 6,3 і азот - 0,12. До мінеральних речовин належать солі лужноземельних металів - кальцію, калію, натрію, магнію та ін. Їх кількість в залежності від породи деревини коливається в межах від 0,2 до 3,5%. Найбільша кількість золи утворюється при спалюванні кори та листя. Деревина молодих дерев при згоранні дає більше золи.

Хімічні елементи, що входять до складу деревини, утворюють складні органічні речовини, які містяться в оболонці і порожнини клітин. Основними речовинами, складовими оболонку клітин, є целюлоза, геміцелюлоза, лігнін. В порожнині клітин присутні також дубильні і фарбувальні речовини, смоли і ефірні олії.

Таблиця 7.2

Зміст основних речовин, що становлять оболонку клітин деревини

Породи

Зміст, %

целюлози

геміцелюлози

лігніну

Хвойні

48-56

23-26

26-30

Листяні

46-48

26-35

19-28

Кількість органічних речовин у деревині в межах річного шару і по висоті стовбура приблизно однаково. У ядрової деревини порівняно з заболонної в 2-2,5 рази більше целюлози, геміцелюлози, дубильних речовин і менше лігніну.

Дубильні речовини (таніди) в основному знаходяться в корі і листі. Таніди - похідні багатоатомних фенолів. Вони розчиняються у воді і окислюються, володіють терпкими властивостями. При взаємодії з сполуками заліза, хрому та інших металів утворюють забарвлені шари, що використовують при протравнім фарбуванні деревини. Більше танидов в ядрової деревині і менше - в заболонної. По висоті стовбура зміст поступово зменшується. Найбільша кількість дубильних речовин - в деревині дуба, верби, ялини, каштана, евкаліпта, горіха та інших порід, а в деревині берези їх немає.

Фарбувальні речовини присутні в деревині, корі, листках, коренях дерева. Кількість їх збільшується з віком дерева в більш жаркому кліматі, більше їх в ядрової деревини; в деревині ялини, берези, осики та деяких інших порід фарбувальних речовин мало.

Смоли містяться в клітинах і порожнинах деревини хвойних порід як в рідкому, так і твердому стані. З рідких смолистих речовин основною є живиця, яка легко розчиняється в ефірі і бензолі і використовується в лакофарбовій промисловості.

До смол відносяться також камеді, присутні у воді в розчиненому вигляді, і чумацькі соки деяких рослин - каучуку і гутаперча, що застосовуються у виробництві гуми, клеїв, а також в текстильній, кондитерської та фармацевтичної промисловості.

У рідких смолах багато ефірних масел. Скупчення смоли на окремих ділянках ускладнює обробку деревини. Наприклад, при наявності в деревині фенольних речовин може оздоблення поліефірними лаками, сповільнюється висихання олійних лаків (до 10-30 днів), а утворені при цьому покриття мають малу твердість і відшаровуються.

Ефірні масла, що містяться в деревині, є сировиною лаків. До них відносяться камфорна олія, що отримується з камфорного лавра і використовується для отримання камфори, і ялицеве масло, извлекаемое з хвої та шишок ялиці.

Деякі хімічні речовини, які знаходяться в деревині, істотно впливають на твердіння висихаючих масел і поліефірних лаків, застосовуваних для лицьового обробки деревини.

Волокнисті матеріали натурального походження складаються з непряденых ниток матеріалу або довгих тонких смужок нитки. Волокна є сировинним матеріалом для прядіння ниток, мотузок як частина композитних матеріалів, а також для виробництва паперу та повсті.

До натуральним волокнам відносяться волокна, що утворюються біологічним шляхом (в організмі рослини, тварини) або в ході геологічних процесів.

Залежно від походження волокна діляться на рослинні, тваринні, мінеральні. Рослинне волокно являє собою в основному целюлозу, часто з лігніном, наприклад льон, пенька, джут, льон, рамі, сизаль. Такі волокна використовують при виробництві тканини для одягу. Деревне волокно в основному йде на виробництво паперу, а також деревно-волокнистих плит. Волокно тваринного походження являє собою довгі білкові ланцюжки: павутина, кетгут, сухожилля, шерсть, волосся і г. д. Мінеральне волокно - азбест. Це єдине що залягає довге мінеральне волокно.

 
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Схожі тими

Класифікація продовольчих або непродовольчих товарів по однорідним групам
Ремонт і технічне обслуговування непродовольчих товарів
Функціональні показники непродовольчих товарів
Пально-мастильні матеріали
Уніфіковані форми первинних облікових документів з оформлення переміщення і передачі в експлуатацію матеріальних запасів
Розвантаження товарів
Роздільне зберігання товарів підвищеного і зниженого споживчого попиту
Оцінка якості виготовлення деталей
 
Предмети
Банківська справа
БЖД
Бухоблік і аудит
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика і естетика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Політологія
Політекономія
Право
Психологія
Соціологія
Страхова справа
Товарознавство
Філософія
Фінанси