Лекция 29. Технология создания новых материалов

Одно из важнейших направлений, определяющих развитие всех отраслей промышленности, строительства, медицины и сферы услуг – это новые материалы. Изменения укладов жизни человечества связаны с открытием и освоением производства новых материалов. Материалы – это ступени нашей цивилизации, а новые материалы – это трамплин для прыжка в будущее, меняющий облик нашего бытия.

По экспертным оценкам в ближайшие 20 лет 90% материалов будут заменены принципиально новыми, что приведет к революции в различных областях техники. О перспективности работ по новым материалам свидетельствует и тот факт, что почти 22% мировых патентов выдаются на изобретения в этой области. Об этом же говорит и динамика роста мировых рынков основных видов новых материалов до 2000 года. Особенно заметен прогресс в разработке производстве неорганических материалов – это керамика, материалы для микроэлектроники и пр.

Наряду с давно известными, апробированными материалами технический прогресс производства требует создания новых материалов, обладающих уникальными свойствами. Кроме того, в связи с истощением природных ресурсов возникает необходимость в замене старых, традиционных материалов новыми и более доступными.

Современные технологии позволяют получить металлы с самыми разными свойствами – жаропрочные, высокотвердые, кислотоустойчивые и т.д.

В XX в. наряду с традиционными материалами появились новые – полимерные и синтетические. Они находят все большее применение, потеснив традиционные материалы.

Полимеры – это неорганические и органические соединения, построенные из макромолекул, которые состоят из множества малых основных молекул, – мономеров.

Процесс их образования зависит от множества факторов. Вариации и комбинации этих факторов позволяют получить множество разновидностей полимерной продукции с различными свойствами.

Классификация:

1) По происхождению полимеры делятся на природные, искусственные и синтетические.

Природные полимеры (биополимеры) – это, например, натуральный каучук, крахмал, целлюлоза, белки, нуклеиновые кислоты. Без некоторых из них невозможна жизнь на нашей планете.

Искусственные полимеры – это химически модифицированные природные полимеры, например, ацетил-целлюлоза, нитроцеллюлоза, резина.

Синтетические органические полимеры – полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид, капрон, лавсан, каучуки; синтетические неорганические полимеры – стекловолокно, керамические волокна. Больше 99% всех полимеров и пластмасс делают из нефти, газа или угля.