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.

Синтетичний каучук 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 механічна технології 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 технологія характеризується 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.

29. Сировинна база виробництва. Класифікація сировини. Мінеральна сировина.

Сировина — це природні або інші матеріали, які економічно вигідно переробляти в готову продукцію.

Сировина одержують або з природних ресурсів, або в якості сировини використовують відпрацьовані в процесі експлуатації виробу, придатні для подальшого використання.

Природними ресурсами називають елементи природи (матеріальні і енергетичні), які застосовуються людиною у виробничій діяльності для отримання готової продукції.

До матеріальних відносять водні ресурси, а також рослини, тварин, корисні копалини; до енергетичних — енергію Сонця, вітру, води, теплову енергію надр (гейзери, теплоту нижніх шарів земної кори та ін.)

За характером поновлювальності природні ресурси поділяють на групи.

1. Вичерпні непоновлювані (кам’яне вугілля, нафта, рудні корисні копалини).

2. Вичерпні відновлювані (грунт, рослинність, тваринний світ).

3. Невичерпні (теплова та світлова енергія Сонця, енергія води, вітру, припливів і відливів, водні ресурси в цілому та ін.)

Важливою складовою частиною природних ресурсів є корисні копалини — матеріали, які добуваються з надр Землі.

За складом розрізняють рудні і нерудні корисні копалини.

Рудними корисними копалинами називають речовини, що видобуваються з надр Землі, які є сировиною для отримання металів або металевих сплавів. До них відносяться магнезит, червоний залізняк, сидерит, з яких отримують чавун, сталь або чисте залізо.

Нерудні корисні копалини застосовуються для отримання будь-яких продуктів неметаллического характеру. Це нафта, кам’яне вугілля, вапняк, мармур, мергелі та інші корисні копалини.

Слід зазначити, що корисні копалини є складовою частиною природних ресурсів, утворюючи матеріальні ресурси, з яких можна або витягувати енергію (природний і попутний газ, кам’яне вугілля, частково нафта), або отримувати сировину для виробництва різної продукції. Потрібно пам’ятати, що корисна копалина стає сировиною тільки після його видобутку і часткової переробки (наприклад, багато руди потребують збагачення; здобуте корисна копалина необхідно доставити до місця виробництва, подрібнити і т. д.). Важливо відзначити, що сировиною для одержання деяких видів продукції є готова продукція інших виробництв, наприклад з металів отримують сплави, які в свою чергу використовують для виготовлення машин і устаткування.

Існує кілька класифікацій сировини.

За складом сировину поділяють на:

1) мінеральне (утворено неорганічними речовинами, іноді з домішкою органічних, наприклад кам’яне вугілля);

2) органічне — складається з органічних речовин, але може включати як домішки і неорганічні речовини. Органічна сировина поділяють на рослинне (насіння злакових та олійних рослин тощо) і тварина (м’ясо та шкури тварин, шерсть та ін.) До органічного сировині можна віднести нафту, природні та попутні гази, але ці сполуки та їх суміші добувають з надр і вони можуть утворюватися як з рослинних, так і з тварин організмів або мати неорганічне походження (за однією з теорій походження нафти).

Мінеральна сировина (як і корисні копалини) ділять на рудних і нерудних.

За характером джерела сировину поділяють на первинне і вторинне.

Первинним сировиною називають такі речовини, які вперше використовуються у виробничому циклі. Так, первинним сировиною є кокс, руда і флюси в доменному процесі, переробний чавун при варінні стали, целюлоза, одержувана з деревини ялинових рослин, застосовувана у виробництві паперу.

Вторинною сировиною називаються речовини, які містяться у відпрацьованих виробах, що використовуються для отримання нової продукції. Так, використаний папір (газети, книги і інша макулатура) є сировиною для отримання нового паперу спеціального призначення і додається до целюлози, застосовуваної вперше; залізний лом вносять в переробний чавун при варінні сталі, з сала (різні обрізки, відходи) тварин одержують мило та т. д. Вторинна сировина є додатковим джерелом, що дозволяє економити корисні копалини та інші джерела первинної сировини.

Вторинна сировина буває мінеральних і органічних.