Что относятся к синтетическим материалам
Виды синтетических тканей: свойство, применение и характеристики
В XIX-XX веке потребности человечества в сфере текстильной промышленности росли, а производство натуральных тканей зависело от сбора урожая. Сельское хозяйство с трудом справлялось с объемами, лен, хлопок и шерсть поднимались в цене при нехватке сырья.
На помощь натуральным в XX веке приходят синтетические волокна. Первый материал под названием неопрен был произведен в США, он не пропускал влагу. Чуть позже в Германии изобрели капрон, из которого плели канаты и изготавливали женские чулки. Далее, с развитием технологий в США, в 1960 году был придуман эластан, он же спандекс и стрейч. На этом эксперименты не останавливались, и синтетические волокна начинали смешивать с натуральными, тем самым предавая прочность и удешевление. Из 100% полиэстера научились изготавливать настолько приятные ткани по тактильным ощущениям, что их порой не отличить от натуральных.
Общие характеристики и свойства
Обладают положительными и отрицательными свойствами. В некоторых отраслях без них просто немыслимо обойтись.
К хорошим качествам относятся:
Разновидность синтетических волокон
Рассмотрим некоторые подробнее:
Отличие искусственных материалов, от синтетических
Искусственные ткани изготавливаются из натуральных волокон, таких как вискоза (древесина, эвкалипт, бамбук). Такие полотна являются натуральными, они приятны к телу, греют и дышат. Синтетические ткани — это разные виды по структуре и плетению, но состоящие из перерабатываемых нефтепродуктов, угля и природного газа.
Какие бывают виды
Ткани из полиэстера нашли широкое применение во многих спектрах человеческой жизни. Это одежда, текстиль для дома, шторы, спецодежда, мебель. Во многих отраслях текстильной промышленности они незаменимы.
Одежные
Постельные принадлежности
Шторные
За тканями, состоящими, из полиэстера легко ухаживать. Стирка осуществляется при температуре в 40°, режим повседневная. Сушка производится в вентилируемых местах. Изделия из синтетики быстро сохнут, что дает им преимущества, перед натуральными.
Ткани это мое все! Я училась в Московском Государственном Текстильном институте имени А. Н. Косыгина, на кафедре материаловедения и товарной экспертизы. Работала на швейном производстве технологом и вот я в декрете, жду ребеночка:). Благодаря знакомству я стала автором статей о тканях и безумно этому рада! Надеюсь вам нравится мой труд!
Список синтетических материалов: описание, свойства, преимущества и недостатки
Синтетическая ткань – это основа текстильного производства на данный момент. Просто посмотрите вокруг: вся одежда, мягкая мебель, постельное делается именно из синтетики! А что это такое и какими бывают синтетические материалы – знают единицы. Ниже вы узнаете все о том, что называют синтетической тканью и какой она бывает.
Гетероцепные виды
Гетероцепные виды синтетических тканей получили свое название, благодаря составу макромолекул. За исключением углерода, в них присутствует азот, кислород, сера и другие элементы.
Производятся путем расплава смолы, поэтому при горении не разлагаются.
Широкую распространенность получили из-за возможности растягиваться при нормальных температурах.
Полиэфирные (полиэстер)
Производятся из полиэтиленгликольтерефталат. Наиболее известная ткань на основе этой смолы – полиэстер, которая используется для одежды. Обладают свойством сохранять до половины прочностных характеристик, при нагреве до 185 градусов.
Растворяются, как в сильных кислотах, так и в щелочах (при нагреве). Имеет следующие преимущества:
Полиуретановые
Искусственный материал, по качествам напоминающий резину. Наиболее известная полиуретановая ткань – лайкра, которую часто добавляют в хлопок и лен для повышения эластичности.
Полиамидные
Из полиамидных тканей наиболее известен – нейлон. Наиболее часто встречаются полиамидные лосины, спортивные шорты и кофты, предназначенные для спорта.
Материал не термостоек и может выдержать до 100 градусов тепла, после чего теряет свои свойства. Для военных целей были разработаны огнеупорные типы тканей, сохраняющие качества даже при 600 о С.
Растворяется в любых минеральных кислотах (примеры: борная, угольная, мышьяковая), трихлоэтане, фенольном растворителе и т.д. Почти не впитывает влагу и быстро ее отдает.
Карбоцепные виды
К карбоцепным тканями относится синтетика, имеющая в макромолекуле только углерод. Производится, как правило, из насыщенных гелевых раствором на основе ацетона. Их них обычно изготавливаются монолитные фигуры.
Полиакрилонитрильные
Из полиакрилонитрита изготавливаются бытовые ткани, так как акриловое волокно очень напоминает шерсть. Изделия получаются мягкими и приятными на ощупь.
Из недостатков: высокая электростатичность.
Полиолефиновые
Сюда входят некоторые полиэтилены и полипропилены. Материал чрезвычайно легкий (плотность меньше, чем у воды), поэтому подходит для непотопляемых тросов.
Среди прочих преимуществ:
Единственный минус: низкая термостойкость. Уже при 110 градусах полиолефиновые волокна теряют свои свойства.
Поливинилхлоридные
ПВХ можно встретить в сантехнике и электрокоммуникациях. Обладает средними качествами по прочности и эластичности, поэтому мало подходит для одежды.
Минус: под воздействием воды дает усадку. Длительное пребывание в воде может привести к порче.
Поливинилспиртовые
Волокна, изготовленные на основе поливинилового спирта. Ткани обладают антисептическим свойством, поэтому их можно использовать для стерильных помещений.
Синтетика: насколько экологичен материал
Многие люди не разбираются в понятиях «натуральный» и «экологичный». Но это не одно и то же. Натуральная ткань производится из природного сырья, а экологичный материал — это безопасный для природы и людей. И так получается, что не все натуральные ткани экологичны. При этом синтетический материал изготавливают из сырья, а производство является безотходным. Многие эко-вещи, сшитые из синтетики, намного безопаснее, чем, например, вещи из натурального хлопка, при выращивании которого используются тонны гербицидов. Поэтому надо всегда искать золотую середину.
Первое синтетическое волокно было получено в 1890 году во Франции, но со временем производство совершенствуется, появляются новые методы – рассмотрим виды, материалы и основные принципы технологии синтеза.
Свойства
Главный элемент состава – волокна. Они являются исходным сырьем, применяются в смешанном и обычном типе. Их качество влияет на процесс создания изделия. Важно знать все технические характеристики – длину, толщину. Тонкая нить способствует образованию пиллинга, а длинная делает пряжу прочной, ровной. Различия бывают по химическому составу и структуре.
Классифицируются они следующим образом:
Искусственные. Их образуют из природных соединений целлюлозного происхождения (дерево, солома). Получают вискозу и ацетат. Они хорошо пропускают воздух и всегда остаются сухими, но сильно мнутся.
Синтетические – это переработанные отходы нефти, каменного угля и природного газа. Имеют способность пропускать воду.
Вещи из таких материалов обладают следующими преимуществами:
Легкие, не впитывают влагу, быстро сохнут.
Низкая стоимость за счет дешевого сырья.
Долговечность и износостойкость, специальные технологии обеспечивают стойкость цвета.
Простая стирка, ткань быстро сохнет.
Используется для изготовления:
Каждый год появляется всё новое сырье, его характеристики зависят от компонентов. Выделяют следующие группы:
1. Гетероцепная – углерод и водород.
Полиуретановые
Создаются химическим методом из растворов, сплавов. Применяют в строительстве, декоре, шьют различную обувь, спортивные вещи, полотно для мебели.
Способность растягиваться в несколько раз, возвращаясь в начальное состояние.
Износостойкие, упругие, дышащие.
При высокой температуре теряют эластичность.
Стирку следует проводить без отжима, при минимальном режиме.
Полиамидные
Органическое сырье (нефть уголь, газ), капрон, нейлон. Применяют в медицине, автопроме, производстве рыболовных сетей, туристического снаряжения. Потребители, которые не совсем понимают, что такое синтетика, и какая это ткань, полагают, что такие изделия имеют лишь слабые стороны, но это не так.
Прочные, не теряют форму.
Не склонны к гниению.
Влага не впитывается.
Стирка должна проходить в деликатном режиме без отжима и сушки с использованием специальных моющих средств.
Полиэфирные
Получается путем переработки нефтяных продуктов и использованной тары. Продукция становится более выгодной из-за низких цен – лавсан, полиэстер. Это самые распространенные и востребованные синтетические волокна (и ткани) в промышленности.
Мир больше не сможет существовать без мягкой, пушистой микрофибры или жесткой водоотталкивающей ПВХ. Синтетическая ткань стала частью комфортной жизни, изменив облик цивилизации до неузнаваемости. Но, несмотря на достоинства и безусловное удобство в быту, у ее использования есть ограничения.
История
История человечества – постоянная борьба за улучшение качества жизни, в том числе за доступную одежду по сезону, за возможность иметь несколько комплектов белья, не носить одно и то же платье десятилетиями.
Шелка, атлас или парча всегда были очень дорогими, доступными лишь знати. Например, в гардеробе у известной транжиры и главного шопоголика своего времени императрицы Елизаветы Петровны после смерти осталось чуть более 3700 платьев. У императрицы, после 20 лет на троне и 52 лет жизни. А ведь платья в те времена не выбрасывали!
Вопрос решился, когда были изобретены химические волокна, из которых получились долговечные дешевые материалы. В частности, синтетическая ткань.
Все началось с Америки и компании DuPont, которая поныне является мировым лидером химической промышленности. В начале XX века специалисты DuPont работали над созданием боевых отравляющих веществ (к примеру, синильной кислоты), разрабатывали для армии США средства защиты от газовых атак противника, реагенты для дезактивации зараженных территорий и поверхностей.
Параллельно «Дюпон» в десятках собственных лабораторий вела исследования, результаты которых тоже надеялась применить для усиления военной мощи своей страны.
В одной из таких лабораторий в штате Делавэр с конца 20-х годов работал доктор органической химии Уоллес Карозерс. Это его команда создала искусственный каучук, известный как неопрен, впервые синтезировала полиэстер. Однако историческим прорывом стало изобретение недорогого в производстве полимера с выдающимися эксплуатационными характеристиками, который получил название «нейлон».
Это было золотое время синтетики: первые несколько месяцев после выхода на рынок нейлоновые чулки стоили в два раза дороже шелковых, их разбирали мгновенно.
Благодаря нейлону II Мировая война обошлась США значительно дешевле, ведь его применяли для пошива парашютов, при изготовлении тентов, палаток и даже автомобильных шин. Был и политический момент: новые изобретения избавили Америку от сырьевой зависимости от Старого Света. Хлопок, джут, пеньку для военных нужд успешно заменил нейлон, каучук – неопрен, брезенты стали изготавливать из полиэстровых композиций.
Потребность в сырье для развития промышленности стимулировала нефтедобычу и экономический рост штатов Среднего Запада, запустив развитие сектора минеральных удобрений. Вступив в войну, правительство США планировало окончательно расправиться с последствиями Великой Депрессии, перезапустить экономику. Им это удалось.
После победы военные разработки постепенно переориентировали на легкую промышленность. Началась эпоха синтетики.
Что такое синтетика
В то время как лен, шерсть, шелк, хлопок – результат многовекового опыта земледельцев и животноводов, синтетическое волокно – это торжество человеческого разума. Все, что принято называть синтетикой, получают – то есть синтезируют, по меткому описанию руководителя DuPont, из «угля, воздуха и воды».
Казалось бы, три составляющие! А ведь список синтетических тканей уже давно перевалил за сотню, постоянно пополняется новыми наименованиями, специально создаваемыми под определенную задачу.
Несмотря на то, что синтетика – это немного уничижительно, она прочно вошла в жизнь современного человека, сделав ее комфортной благодаря своим свойствам.
Общие характеристики и свойства
Независимо от вида, у синтетической ткани множество преимуществ, она пластична, несминаема, долговечна. Изделия незначительно изменяются во время эксплуатации, не деформируются (если сделать фото платья сразу после покупки, а затем – через десять стирок, разница не будет заметна).
Синтетические ткани:
Но, с другой стороны, они электризуются и плавятся от высокой температуры. Некоторые могут быть токсичными, особенно под воздействием солнечных лучей и… человеческого пота.
Какое сырье используется
Сырьем для производства служат отходы от переработки ископаемых углеводородов – нефти, угля, газа. На полученный фенол, бензол или этанол воздействуют измененными условиями давления, температуры или гидратации, а после добавления реагентов получают массу, из которой вытягивают нити полимера. Нити доводят до необходимой плотности, затем из них ткут полотна.
Производство химических волокон токсично, поэтому рекомендуется изделие сначала прополоскать в большом количестве теплой воды, только потом носить.
Какие бывают виды
Синтетические материалы различаются в зависимости от полимеров, из которых их делают.
Полимеры разделяются на две большие группы:
Из-за запатентованных торговых марок синтетические ткани одного и того же состава, но в разных странах и у разных производителей отличаются по названиям.
Полиамидные
Полиамидные ткани мягкие, гладкие, очень крепкие и выдерживающие серьезные нагрузки. Полиамид в 10 раз крепче хлопка!
Популярные полиамиды:
Редко можно встретить 100% полиамид, чаще всего речь о композициях из нескольких видов нитей. Полиамидные нити также добавляют в другие полотна и пряжу, улучшая их характеристики.
Полиуретановые
Память формы, растягиваемость (в 5 – 7 раз), защитные и водоотталкивающие свойства: за это в модной индустрии любят ткани с полиуретановой составляющей, среди которых:
Материалы с полиуретановым напылением рекомендуют садить на подкладку.
Поливинилспиртовые
В зависимости от технологии производства поливинилспиртовые ткани имеют отличающиеся механические свойства. Но в целом они невероятно крепкие, обладают завидной прочностью, стойкие к свету, кислотным, щелочным воздействиям:
Поливинилспиртовые ткани более гигроскопичны, чем остальные.
Полиэфирные (полиэстер)
Из полиэфирных волокон производят полиэстер, одну из самых востребованных синтетических тканей в мире. Она бывает многообразной, от практически идентичной льну до идеального подобия шелка или шерсти:
Полиэстровые материалы упругие, термостойкие, не выгорают и не мнутся.
Полиакрилонитрильные
Мягкие, напоминающие легкую шерсть, нежные ПАН-ткани становятся все популярнее:
Большинство трикотажных и вязаных изделий на рынке, особенно из нижнего ценового сегмента – это чистый ПАН. По некоторым своим характеристикам он обходит овечью шерсть, так как не садится и не линяет, но в то же время не греет, образует неприятные катышки.
Поливинилхлоридные
Без ПВХ не сможет существовать современная промышленность, ведь благодаря их защитным свойствам из них изготавливают спецодежду, ширмы, лечебное белье:
При помощи высокой температуры из ПВХ создают аксессуары (сумки, портмоне) с интересной рельефной поверхностью.
Полиолефиновые
Самая дешевая ткань – полиолефиновая, ее практически не используют в легкой промышленности, она идет на технические цели:
Где используется
Каждый синтетический материал – неотъемлемая часть цивилизации. Их используют повсеместно, от легкой промышленности до космических челноков. Кроме готовых изделий, синтетические ткани находятся в свободной продаже для декора и индивидуального пошива. Искусственные нити добавляют к пряже и мулине мастерицы вязания, ткачества, вышивки, которые хотят надолго сохранить цвета своих работ яркими.
Технология. 5 класс
Конспект урока
Технология, 5 класс
Урок 10. Искусственные и синтетические материалы
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:
Натуральные материалы – это материалы, используемые для производства потребительских благ, добываемые в природе.
Натуральное сырьём – это все добытые вещества, используемые человеком и сохранившие в предмете труда свои природные свойства и состав.
Материалы, получаемые в процессе создания или построения сложных молекул из более простых, называются синтетическими, а сам процесс – синтезом.
Основная и дополнительная литература по теме урока:
1. Технология. 5 класс: учеб. пособие для общеобразовательных организаций / [В.М. Казакевич, Г.В. Пичугина, Г.Ю. Семенова и др.]; под ред. В.М. Казакевича. — М.: Просвещение, 2017.
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Все предметы, окружающие нас, изготавливаются из материалов. Материалы, используемые для производства потребительских благ, добываемые в природе, называются натуральными.
Природные материалы, которые перед использованием на производстве подверглись предварительной обработке и подлежат дальнейшей переработке, называются сырьём.
Например, сырьём лесоперерабатывающей промышленности являются брёвна, полученные из спиленных деревьев. Сырьё для производства шерстяной пряжи является шерсть, состриженная с животных.
Все добытые вещества, используемые человеком и сохранившие в предмете труда свои природные свойства и состав, называются натуральным сырьём.
На ранних этапах человеческого существования люди использовали крайне ограниченное число материалов. Это были материалы, имеющиеся в природе — камни, дерево, глина, шкуры животных.
Со временем люди научились производить материалы, по свойствам превосходящие природные продукты. Это были такие новые материалы, как керамика и различные металлы.
Было обнаружено, что свойства материалов могут изменяться в результате термической обработки или добавления к ним различных субстанций.
Материалы, которые созданы человеком на основе соединения природных материалов и не существуют в природе, называются искусственными материалами.
Для получения искусственных материалов природные компоненты подвергают технологической обработке.
При производстве стекла – происходит нагрев кварцевого песка до состояния плавления.
При производстве кирпича происходит обжиг заготовки из специальной глиняной смеси;
При производстве древесно-стружечные или древесноволокнистые плиты происходит прессование щепы или стружки деревьев.
При производстве искусственного шёлка происходит растворение целлюлозы в специальном растворе, после чего из полученного вещества формируют нити.
Со временем учёные поняли, что существует соответствие между структурными элементами, составляющими материал, и им самим. Эти знания стали доступными примерно 100 лет назад, и в значительной степени были обусловлены тем, что люди научились оценивать характеристики материала.
Все это привело к тому, что появились десятки тысяч различных материалов с весьма специфическими свойствами, что позволило удовлетворять самые сложные потребности современного общества.
Производство материалов, которые делают наше существование более комфортным, связаны с тем, что становятся доступным всё новые и новые технологии.
На уроках химии вы узнаете, что все вещества состоят из атомов и молекул. С помощью химических реакций их можно перестраивать. Изменение порядка приводит к образованию нового вещества. Такие реакции называются синтезом, а получаемые материалы синтетическими.
Синтез в химии – это процесс создания или построения сложных молекул из более простых.
Сырьём для производства этих материалов являются нефтепродукты, уголь, газ.
Часто материалы полученные искусственным или синтетическим путём обобщают и называют химическими.
Современные технологии производства синтетических материалов коснулись всех сфер жизнедеятельности человека. Вы встречаетесь с этой продукцией ежедневно и повсеместно.
Полиэтилен, синтетический материал, из которого изготавливают плёнку, бутылки, крышки.
Органическое стекло. Из него изготавливают небьющееся прозрачные экраны, художественно-декоративные изделия.
Полистирол используют для изготовления одноразовой посуды.
Но лучшим примером производства синтетических материалов может служить текстильная промышленность. Синтетические ткани изготавливаются из полимеров, полученных благодаря химическим реакциям.
Как правило, из синтетических тканей производят спортивную одежду или вещи, необходимые для использования в экстремальных ситуациях.
Производство синтетического волокна аналогично процессу получения искусственного: получение прядильного раствора, формирование волокон, отделка. Искусственное волокно за счёт того, что получается из природного материала имеет более высокую стоимость, поэтому оно менее популярно, чем синтетическое.
Синтетические материалы имеют ряд преимуществ. В отличие от природных материалов, синтетическая ткань обладает незначительным весом. Одежда из такого материала менее подвержена износу и хорошо сохраняет стойкость цвета. Практически все синтетические материалы не впитывают в себя много влаги, и сушка не занимает много времени. Низкая цена материала за счёт невысокой стоимости исходного продукта.
Производство синтетических материалов постоянно развивается. Учёные-химики постоянно синтезируют новые виды волокон с заданными свойствами. Некоторые материалы, полученные на основе этих волокон, в несколько раз превосходят прочность стали.
Таким волокном, например, является кевлар. Из него делают лёгкие прочные надувные лодки и бронежилеты.
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля
Задание 4. Выделите зелёным цветом минеральное сырьё (материалы), синим цветом – продукцию химического производства.