- •Товароведение химической продукции технического назначения
- •Предисловие
- •Глава 1. Основные понятия химической технологии
- •1 Обще сведения о химико-технологическом процессе
- •1.2 Классификация химико-технологических процессов
- •1.3 Равновесие в химико-технологических процессах
- •1.4 Понятие о скорости химико-технологических процессов
- •1.5 Материальный и энергетический балансы
- •Глава 2. Технология производства и потребительские свойства минеральных кислот
- •2.1 Общие сведения о неорганических кислотах
- •2.2 Технология производства и потребительские свойства серной кислоты
- •2.3 Технология производства и потребительские свойства азотной кислоты
- •2.4 Технология производства и потребительские свойства фосфорной кислоты
- •2.5 Технология производства и потребительские свойства соляной кислоты
- •Глава 3. Технология производства и потребительских свойства минеральных удобрений
- •3.1 Значение минеральных удобрений для нтенсификации сельскохозяйственного производства
- •3.2 Классификация удобрений
- •3.3 Качество минеральных удобрений
- •3.4 Технология производства и потребительские свойства азотных удобрений
- •3.5 Технология производства и потребительские свойства фосфорных удобрений
- •1)Обработка природного фосфата фосфорной кислотой 2) сушка полученной пульны 3) получение пастообразной массы двойного суперфосфатат
- •4)Измельчение двойного муперфосфата 5)классификация двойного суперфосфата
- •3.6 Технология производства и потребительские свойства калийных удобрений
- •1)Измельчение сильвинита 2) обработка сельвинита маточным раствором
- •3) Отделение щелока от осадка NaCl
- •4) Охлаждение щелока 5) выделение кристаллов хлорида калия
- •6) Сушка хлорида калия
- •3.7. Технологии производства и потребительские свойства комплексных удобрений
- •3.7.1. Сложные удобрения.
- •3.8 Упаковка, хранение и транспортировка минеральных удобрений (гост 23954-80)
- •Глава 4. Технология переработки и потребительские свойства продукции топливной промышленности
- •4.1 Общие сведения о топливе, основные характеристики топлива, определяющие его качество
- •4.2 Технология переработки и потребительские свойства продукции переработки твердого топлива
- •4.2.1 Состав, свойства и классификация ископаемых углей
- •4.2.2 Способы переработки твердого топлива
- •4.2.3 Некоторые продукты коксования. Требования к качеству согласно госТам
- •4.2.4 Условия поставки, хранения и транспортировки твердого топлива
- •4.2.5 Перспективы использования твердого топлива
- •4.3 Технология переработки и потребительские свойства продукции переработки жидкого топлива
- •4.3.1 Значение нефти и нефтепродуктов в народном хозяйстве
- •4.3.2 Состав, свойства и классификация нефтей
- •4.3.3 Добыча нефти, подготовка ее к переработке, способы переработки нефти и нефтепродуктов
- •4.3.4 Классификация нефтепродуктов
- •4.3.5 Характеристика моторных топлив. Требования к качеству согласно госТам
- •4.3.6 Котельное топливо. Основные показатели качества согласно госТам
- •4.3.7 Получение товарных бензинов для двигателей внутреннего сгорания
- •4.3.8 Условия поставки, хранения и транспортировки жидкого топлива. Правила безопасности
- •4.3.9 Перспективные виды топлива, альтернативные жидкому
- •4.4 Технология переработки и потребительские свойства газового топлива
- •4.4.1 Состав и свойства газового топлива
- •4.4.2 Правила приема, маркировки, упаковки, транспортировки и хранения газового топлива
- •Глава 5. Основы технологии и потребительские свойства полимерных материалов
- •5.1. Общие сведения о полимерных материалах
- •5.2 Методы синтеза высокомолекулярных соединений.
- •5.3 Технология производства и потребительские свойства пластических масс.
- •5.3.1 Классификация и свойства пластмасс.
- •5.3.2 Полимеризационные пластмассы.
- •5.3.3 Поликонденсационные пластмассы
- •5.4 Технология производства и потребительские свойства каучука и резины.
- •5.4.1 Характеристика важнейших видов каучуков.
- •5.4.2 Резина и изделия на ее основе.
- •5.5 Технология производства и потребительские свойства химических волокон.
- •5.5.1 Полимеризационные волокна.
- •5.5.2 Поликонденсационные волокна.
- •5.6 Области применения полимерных материалов.
4.4.2 Правила приема, маркировки, упаковки, транспортировки и хранения газового топлива
Газовое топливо принимается партиями. За партию принимают любое количество газового топлива, однородное по своим показателям качества и оформленное одним документом о качестве.
Упаковка, маркировка, транспортировка и хранение газового топлива осуществляется по ГОСТ 1510-84.
Газ хранят в баллонах, газгольдерах или подземных хранилищах. Баллоны изготовляют из углеродистой или легированной стали и рассчитаны на давление 10, 15, 20 МПа (100, 150 и 200 кгс/см2). Баллоны с газообразным топливом (пропаном, бутаном и др.) окрашены в красный цвет.
Газгольдеры - стационарные стальные сооружения для приема, хранения и выдачи газа в распределительные газопроводы или установки по его переработке и применению. Это цилиндрические или шаровые резервуары, рассчитанные на давление 1,8 МПа (18 кгс/см2). Они располагаются на поверхности земли на опорах, соединяясь в батареи емкостью до 20- 30 тыс. м3 каждая. В последнее время все шире применяется подземное хранение газа в выработанных и водоносных пластах, защищенных сверху газонепроницаемой породой.
Газ в основном транспортируется по трубопроводам (газопроводам), на трассе которых примерно через каждые 50 км имеются компрессорные станции, предназначенные для повышения давления газа и преодоления сопротивления газопровода. Из магистрального газопровода газ поступает на газорегуляторные станции, где установлены фильтры для очистки, одоризаторы для придания газу специфического запаха и регуляторы давления. Затем по распределительным газопроводам он разводится по потребителям или поступает на хранение в газгольдеры.
Сжиженные газы транспортируют в специально оборудованных железнодорожных или автомобильных цистернах, а также в баллонах разной емкости, которые заправляют на газонаполнительных станциях. Перед заполнением емкости газ очищают от сероводорода и других вредных примесей (для снижения коррозионного износа), а в холодное время года осушают от паров воды. В заправленном состоянии в емкости над жидкостью должно быть пространство для скопления газа, поэтому емкости заполняют не более, чем на 90 % полной вместимости.
Глава 5. Основы технологии и потребительские свойства полимерных материалов
5.1. Общие сведения о полимерных материалах
Понятие полимеров, их классификация. Вещества с молекулярной массой от нескольких тысяч до многих миллионов называются высокомолекулярным соединением (ВМС). если высокомолекулярное соединение образовано молекулами, состоящими из многократно повторяющихся одинаковых групп атомов (а)
…аааааааааааааа….,
то его называют полимером или гомополимером. Однако к полимерам часто относят все ВМС, особенно имеющие линейное строение.
В зависимости от состава различают органические, элементоорганические и неорганические полимеры. К органическим относятся полимеры, содержащие в своем составе наряду с атомами углерода атомы водорода, азота, кислорода, серы и галогенов, к элементоорганическим - содержащие в молекулах наряду с органическими неорганические фрагменты, а к неорганическим - полимеры, не содержащие в своем составе атомов углерода.
Наибольшее распространение получили органические полимеры.
Простейшим органическим полимером является полиэтилен, который синтезируют из этилены реакцией полимеризации. Две молекулы этилена (мономер), соединяясь между собой, образуют одну молекулу бутилена (димер):
СН2 = СН2 + СН2 = СН2 → СН3-СН2-СН = СН2
Три молекулы этилена могут дать одну молекулу триммера, четыре- тетрамера и т.д. Если соединяется (n) молекул в одну, то образуется молекула полимера:
n (CH2 = CH2) → (- CH2- CH2 -)n
Многократно повторяющаяся в составе молекулы полимера группировка атомов называется звеном или мономерным звеном, а сама большая молекула, состоящая из звеньев, - макромолекулой. Число звеньев в макромолекуле называется степенью полимеризации. Если масса звена m y.e , а количество звеньев в макромолекуле n, то молекулярную массу полимера (М), можно представить в виде произведения:
M = n * m
В отличие от низкомолекулярных веществ, молекулярная масса которых не превышает 500 у.е. и имеет строго определенное значение для каждого соединения, молекулярная масса полимеров обычно больше 6000 у.е. и носит статистический характер. В одном и том же полимерном материале присутствуют молекулы, существенно отличающиеся по величине и соответственно по молекулярной массе. В связи с этим для характеристике полимера пользуются понятием «средняя молекулярная масса». Следует иметь в виду, что при одинаковой средней молекулярной массе разные образцы одного и того же полимера могут сильно различаться по содержанию молекул одинаковой величины.
Полимеры с молекулярной массой от 500 до 6000 у.е. называют олигомерами.
В зависимости от структуры макромолекул различают линейные, разветвленные и сшитые полимеры. В линейные полимеры мономерные звенья располагаются друг за другом в виде цепочки
…аааааааааа…
в разветвленном - макромолекулы представляют собой длинные основные цепочки с короткими ответвлениями
а в сшитом - трехмерные сетки, состоящие из отрезков цепного строения:
Полимеры с линейной и разветвленной структурой макромолекул могут находиться в кристаллическом, стеклообразном, вязко-текучем и высокоэластическом состояниях. Для них характерен высокий температурный интервал, в котором они проявляют высокоэластические свойства. Эти полимеры, предварительно набухая, практически неограниченно растворяются в подходящих растворителях, способны давать высокопрочные волокна и пленки.
Пространственные полимеры с густой сеткой поперечных связей находятся, как правило, в аморфном стеклообразном состоянии. Они нерастворимы, не набухают, не размягчаются и не плавятся при нагревании.
Для пространственных полимеров с редким расположением поперченных связей характерны как кристаллическое так и высокоэластическое состояния. Такие полимеры только набухают, но не растворяются в растворителях, только размягчаются, но не плавятся при нагревании.
Свойства пространственных полимеров зависит от числа химических связей между макромолекулами. С увеличением числа этих связей увеличивается прочность и твердость, уменьшается эластичность и способность к набуханию.
Полимеры, макромолекулы которых состоят из нескольких типов элементарных звеньев, называются сополимерами. В зависимости от характера расположения звеньев в макромолекулах различают регулярные и нерегулярные сополимеры. В регулярных сополимерах расположение элементарных звеньев (a, b) характеризуется определенной периодичностью (-abababab-, или -aabaabaab-, или -abbaabbaabbaabba и т.д.), а в нерегулярных оно случайное.
Сополимеры, в которых звенья каждого типа образуют достаточно длинные непрерывные последовательности, сменяющие друг друга в пределах макромолекулы, называются блоксополимерами (- aaaabbbbaaaabbbbaaaa-). Блоксополимеры могут быть регулярными, если длины блоков и их чередование в макромолекуле подчиняются определенной периодичности, и нерегулярными.
Если к внутренним (неконцевым) звеньям одной макромолекулярной цепи присоединены одна или несколько цепей другого строения, то такой полимер можно рассматривать как привитой сополимер
В зависимости от состава основной (главной) цепи полимеры делят на гомо- и гетероцепные.
В основной цепи гомоцепных полимеров содержатся одинаковые атомы, в гетероцепных - разные, чаще всего углерод, кремний, фосфор, азот. Из гомоцепных полимеров наиболее распространенны карбоцепные (полиэтилен, полиметилметакрилат, фторопласт и д.р.), главные цепи которых состоят только из атомов углерода. Примерами гетероцепных полимеров могут служить полиэфиры (полиэтилентерефталат, полиэтиленоксид, полиформальдегид), полиамид, мочевино-формальдегидные смолы, белки, целлюлоза, кремнийорганические полимеры.
Данная классификация полимеров может быть продолжена путем выбора других классификационных признаков.
Свойства полимеров. В силу высокой молекулярной массы, цепного строения и гибкости макромолекул полимерные материалы обладают специфическим комплексом физико-химических и механических свойств, важнейшими из которых являются: химические свойства, плотность, теплопроводность, термостойкость и другие.
Химические свойства полимеров обусловлены, в основном, ковалентной природой связей между атомами, образующими молекулы полимеров, что приводит к высокой стойкости этих материалов по отношению к воде, растворам солей, кислотам и щелочам.
Многие полимеры обладают хорошей прозрачностью и светостойкостью, что позволяет использовать их для остекления транспортных средств, часов, изготовления поделочного стекла. Прозрачные пленки широко применяются в сельском хозяйстве.
Большинство полимеров характеризуется высокими диэлектрическими свойствами, что позволяет широко использовать их в электронной и радиоэлектронной промышленности, электротехнике и т.д.
Плотность большинства полимеров колеблется от 0,9 до 2,1 г/см3. Они в среднем в 2-3 раза легче алюминия и в 5-8 раз легче стали.
Теплопроводность большинства полимеров на 2-3 порядка меньше теплопроводности стали, меди и других металлов.
Термостойкость полимеров варьирует в широких пределах. При достижении определенной для каждого материала температуры он начинает разлагаться с образованием различных макромолекулярных продуктов. Полиэтилен на воздухе разлагается с образованием СО, СО2, Н2О и низкомолекулярных органических соединений. При разложении поливинилхлорида образуется хлористый водород.
Классификация полимеров. Для удобства изучения влияния состава, структуры на свойства полимеров их целесообразно классифицировать по различным признакам (составу, форме макромолекул, фазовому состоянию, полярности, отношению к нагреву).
По происхождению полимеры различают природные (биополимеры), например, белки, нуклеиновые кислоты, смолы природные, и синтетические - полиэтилен, поливинилхлорид.
По отношению к нагреву все полимеры подразделяются на термопластичные и термоактивные.
Термопластичные при нагревании плавятся, при охлаждении затвердевают; этот процесс обратим, т.е. никаких дальнейших химических превращений материал не претерпевает. Структура макромолекул таких полимеров линейная или разветвленная. Представителями термопластов является полиэтилен, полистирол, полиамиды и др.
Термоактивные полимеры на стадии образования имеют линейную структуру и при нагревании размягчаются, затем в результате протекания химических реакций затвердевают (образуется пространственная структура) и в дальнейшем остаются твердыми. Отвержденное состояние полимера называют термостабильным. Примером термоактивных смол могут служить фенолформальдегидная, глифталевая и другие смолы.
По составу полимеры подразделяются на органические, элементоорганические, неорганические.
Органические полимеры составляют наиболее обширную группу соединений. Если основная молекулярная цепь таких соединений образована только углеродными атомами, то они называются карбоцепными полимерами. Углеродные атомы соединены с атомами водорода или органическими радикалами:
В основной цепи гетероцепных полимеров, кроме углерода, присутствуют атомы других элементов, которые существенно изменяют свойства полимера. Например, атомы кислорода способствуют повышению гибкости цепи, что приводит к увеличению эластичности полимеров (волокон, пленок), атомы фосфора и хлора повышают огнестойкость, атомы фтора, даже в виде радикалов, сообщают полимеру высокую химическую стойкость.
Элементоорганические полимеры содержат в состав основной цепи неорганические атомы кремния, титана, алюминия и других элементов, которые сочетаются с органическими радикалами. Органические радикалы придают материалу прочность и эластичность, а неорганические атомы сообщают повышенную теплостойкость. В природе таких соединений не встречаются. Строение элементоорганических полимеров имеет следующий вид
К неорганическим полимеров относятся силикатные стекла, керамика, слюда, асбест. В составе этих соединений нет углеродного скелета. Их основу составляют окислы кремния, магния, алюминия и др.