|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
テクノロジーの歴史、テクノロジー、私たちの周りのオブジェクト
プラスチック。 発明と生産の歴史
ディレクトリ / テクノロジーの歴史、テクノロジー、私たちの周りのオブジェクト プラスチック (プラスチック塊) またはプラスチックは、合成または天然の高分子化合物 (ポリマー) をベースとした有機材料です。 合成ポリマーをベースとしたプラスチックは、非常に広く使用されています。 「プラスチック」という名前は、これらの材料が熱と圧力の影響下で、冷却または硬化後に所定の形状を形成および維持できることを意味します。 成形プロセスには、塑性変形可能な (延性) 状態からガラス状 (固体) 状態への移行が伴います。
プラスチックの普及は、現代の特徴の XNUMX つです。 実質的にすべての天然繊維、樹脂、および材料は、現在では人工的な代替物を持っています. 自然界には見られない特性を持つ他の多くの物質が作成されています。 そして、これはどうやら、壮大な大変動の始まりにすぎず、過去の偉大な物質革命、つまり青銅と鉄の発展に匹敵する重要性を持っています。 原則として、プラスチックはいくつかの成分を含む複雑な有機化合物です。 材料の基本的な特性を決定するそれらの中で最も重要なのは、人工樹脂です。 あらゆるプラスチックの製造は、この樹脂の調製から始まります。 一般に、樹脂は固体と液体の中間に位置します。 一方では、それらは固体の性質の多くを持っていますが、非常に流動的です。つまり、形状を簡単に変えることができます. 内部構造に関しては、樹脂も別の位置を占めています。ほとんどの固体のように固い結晶格子を持っていません。 それらには明確な融点がなく、加熱すると徐々に柔らかくなり、粘性のある液体になります。 特性が非常に近いゴムと同様に、樹脂はポリマーです。つまり、その分子は、膨大な数の同一の（多くの場合、構造が非常に単純な）単位で構成されています。 人工（合成）樹脂は、縮合反応と重合反応のXNUMX種類の化学反応によって得られます。 縮合反応中、XNUMX つ以上の物質が相互作用すると、新しい物質が形成され、副生成物 (水、アンモニアなど) が引き続き放出されます。 例えば、フェノール樹脂は、フェノールとホルムアルデヒドから得られます。ホルムアルデヒドに含まれるメチレン基によって、いわばXNUMX分子のフェノールが架橋され、水が放出されます。 次に、これらの、すでに二重になっている分子が互いに結合します。 最終的に、線形または三次元構造の大きな分子が得られます。 重合反応では、同じ物質の分子が相互作用します。 互いに結合して、それらは新しい物質、つまり副産物を分離することなくポリマーを形成します。 ゴムの章ですでに述べたように、分子内に二重結合または三重結合を持つ炭素原子を持つすべての有機物質は重合反応が可能です。 樹脂は、プラスチックのすべての構成部分を結合する、または時々言われるように、接着し、可塑性およびその他の貴重な品質 (硬度、耐水性、機械的および電気的絶縁特性) を与えます。 多くの種類のプラスチックの樹脂に加えて、重要な場所（質量の50〜70％）は、有機物質と無機物質の両方であるいわゆるフィラーによって占められています。 有機フィラーの中で、セルロースが最も重要であると考えられています（紙、布、またはリンターの形で使用されます-綿の櫛;それらは樹脂溶液に含浸され、乾燥およびプレスされます）。 無機フィラーには、マイカ、スレート、タルク、アスベスト、ガラスクロス、グラファイトなどがあります。 原則として、フィラーは樹脂よりもはるかに安価であり、適切な選択をすれば、フィラーを導入してもプラスチックの特性はほとんど損なわれません。 時には、厳選されたフィラーを導入することで、プラスチックの品質が向上することさえあります。 また、特殊な添加剤や可塑剤を使用して改善することもできます。 前者は、たとえ少量であっても、プラスチックに新しい特性を与えます (たとえば、金属を追加すると、誘電体から導電性プラスチックができます)。 そして可塑剤は、樹脂と一緒に溶液を形成し、それを柔らかくし、追加の可塑性を与えます。 人工材料に基づくプラスチックの生産の始まりは、1830 世紀の最初の 1863 分の XNUMX にさかのぼります。 XNUMX 年、最初のプラスチックの XNUMX つであるカンプチュリコンがイギリスで製造されました。 この層状の素材のベースはジュート生地で、その上にゴム、砕いたコルク、その他の成分の混合物が巻かれていました。 しかし、ゴムの価格が高いため、このプラスチックの生産は普及していません。 XNUMX 年、イギリス人のウォルトンはゴムをリノキシンに置き換え、リノリウムの生産を開始しました。 木材や大理石よりもはるかにゆっくりと消されるため、これまで床材として広く使用されてきました。 セルロースをベースとしたセルロイドの発明により、プラスチックが広く使用されるようになりました。 セルロース、または繊維は、木材やその他の植物材料の基礎を形成します。 その分子は膨大な数の構造的に単純な単位で構成されています。 精製された形では、それは無色、不融性、不溶性の物質です。 1845年、セルロース（脱脂綿）を硝酸と硫酸で処理すると、ピロキシリンとして知られる硝酸エステルが形成されることが発見されました. この物質は非常に危険で、乾燥すると大きな力で爆発します。 しかし、濡れていても全く危険ではないことが後でわかりました。 疑問が生じました: 水がピロキシリンの爆発力を奪う場合、その特性に影響を与える別の方法があるかもしれません. 湿ったニトロセルロースを樟脳と混合すると、ローラーで加工、プレス、成形できるプラスチックが得られることがわかりました。 1869年、ヘイス兄弟はこの方法でセルロイドを入手し、1872年から商業的に生産され始めました。 セルロイドは強度が高く、美しく、どんな色にも染めることができ、透明なフィルムとしても使用できました。 このプラスチックはすぐに普及しました。 彼らはそれから写真を作り始めました-そしてフィルム、櫛、箱、子供のおもちゃ、ボタン、ベルト。 しかし、セルロイドには XNUMX つの重要な欠点がありました。それは可燃性であり、非常に簡単に発火することが判明しました。 1872 年、ドイツの化学者バイエルは、塩酸の存在下でフェノールをホルムアルデヒドと結合させることにより、新しい樹脂状物質を合成しました。 当時は安価なホルムアルデヒドがなかったため、この発見は産業上の応用には至りませんでした。 フェノール-ホルムアルデヒド樹脂の工場生産が確立され始めたのは 1908 世紀の初めになってからで、特に 500 年に英国の研究者 Baekeland が同じ原材料からフェノール樹脂を製造する方法を発見した後です。加熱すると不溶性および不溶性になる能力。 それらは非常に技術的な重要性を獲得しています。 これらの樹脂をベースにしたプラスチックは、発明者のベークライトにちなんで名付けられました。 フェノールホルムアルデヒド樹脂の原料は、フェノール（炭酸）とホルマリン（ホルマリンはホルムアルデヒドガスの水溶液で、ホルムアルデヒドはメチルアルコールを大気中の酸素で600～XNUMX度の温度で酸化することで人工的に得られます）です。 まず第一に、これらの樹脂は、電気絶縁用のシェラックである天然樹脂の代替品として使用され始めました。 しかし、シェラックや他の天然樹脂にはない多くの特性があることがすぐに判明しました。 フェノプラストは、広大な応用分野を急速に征服し始め、長い間、プラスチックの中で主導的な地位を占めてきました。 それらから作られた製品は、耐熱性、耐水性、非常に高い機械的強度、および優れた絶縁特性によって際立っていました。 それらは、プラグ、ソケット、カートリッジ、およびその他の電気機器の製造に広く使用されただけでなく、過酷な環境で使用されるバット、タンク、およびパイプの材料として化学産業でも使用されました。 これらのプラスチックのフィラーは通常、木粉でした。 その後、フェノール樹脂に基づいて、getinaks、textolite などの機械工学で広く使用されているプラスチックが得られるようになりました。 それらからの製品は、樹脂を含浸させた布、紙、または合板をホットプレスすることによって得られます。 このようにして、非常に強くて軽い部品 (ギアやベアリングなど) を作ることができ、金属製の部品をうまく置き換えることができます。 さらに、後者とは異なり、これらの部品は静かに作動し、潤滑油の破壊的な影響を受けません。 はい、それらを作ることは、金属部品よりもはるかに簡単で安価です。 ガラス糸をフィラーとして使用すると、強度が増したプラスチックが形成されます。 プラスチックのもう 1828 つの広範な種類は、カルバミド プラスチックになりました。 カルバミド樹脂の主な原料は尿素です。 尿素は、歴史上初めて人工的に合成された有機物質でした。 ドイツの化学者ヴェーラーは、XNUMX 年にシアン化カリウム、硫酸塩、およびアンモニウムからそれを入手しましたが、実用化されたのはわずか XNUMX 年後でした。 1918 年、チェコの化学者ジョンは、尿素とホルムアルデヒドから新しい樹脂を作る方法の特許を取得しました。 この樹脂は、無色、耐久性、難燃性、耐熱性、光だけでなく紫外線 (通常のガラスでは透過しない) も完全に透過し、どんな色にも簡単に染色できるなど、多くの優れた特性を備えていました。 ただし、同時に、水分を吸収するという重大な欠点がXNUMXつありました。 すぐにカルバミドプラスチックの生産が始まりました。 それらは優れた仕上げおよび装飾材料として広く普及しています。 優れた断熱性と遮音性を持つマイポールも、これらのプラスチックのファミリーに属します。 その後、多くの新しいプラスチックが合成されました。 強力な透明プラスチックは技術的に普及しており、壊れやすいガラスに取って代わることに成功しています。 これらの目的に最も適したのは、アセトン、シアン化水素酸、およびメチルアルコールから得られるポリメチルメタクリレートでした。 丈夫で軽量な有機ガラスの製造に使用されます。 ポリスチレン（エチレンとベンゼンから得られる）は、高周波絶縁に不可欠な材料となっています。 1940 年、ドイツの化学者ミュラーと、彼とは独立してソ連の科学者アンドリアノフが、最初のシリコーン プラスチックを入手しました。 これらのプラスチックの分子には、炭素とともにシリコンが含まれています。 これにより、新しいタイプのプラスチックに非常に価値のある特性が与えられます。それらは非常に耐熱性が高く (400 ～ 500 度までの温度に耐える)、水、酸、有機溶剤に耐性があります。 これらすべてにより、幅広いアプリケーションが提供されました。 長い間、化学者はエチレンの重合に失敗しました。 (エチレンは式 CH2=CH2 の軽いガスです。) この問題が部分的に解決されたのは 1937 年になってからです。始めた。 (結果は[-CH1200-CH2-]nという分子でした。)ポリエチレンが2~10%合成されたところでエチレンを溶解させ、反応を止めました。 圧力が下がると、エチレンが蒸発し、新しい反応サイクルで使用されます。 この方法は非常に高価だったので、ポリエチレンはあまり使用されませんでした。 1953 年、Zingler はポリエチレンを製造するためのより簡単な方法を開発しました。非常に低い圧力でエチレンをガソリンに溶解し、次に 10 気圧の圧力で触媒 (アルキル化三塩化チタン) の存在下で重合反応を開始しました。 . この製造方法の承認により、ポリエチレン (優れた絶縁体で、酸に強い) は、最も広く使用されているプラスチックの XNUMX つになりました。 著者：Ryzhov K.V.
▪ 人工の人間の臓器 ▪ 紡績機
タッチエミュレーション用人工皮革
15.04.2024 Petgugu グローバル猫砂
15.04.2024 思いやりのある男性の魅力
14.04.2024
▪ Sony CXD5600GF および CXD5601GG GNSS 受信機 ▪ 蚊の鳴き声
▪ 記事 物理学の歴史において注目すべき 1666 年は何ですか: 1905 年と XNUMX 年? 詳細な回答 ▪ 記事 帯域幅 80 ～ 500 MHz のディスコ コーン アンテナ。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー
www.diagram.com.ua |
面白い記事をお勧めします セクション 
他の記事も見る セクション 
科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：
このページのすべての言語