Кто такой полимер профессия

Опубликовано: 14.03.2025

Промышленное производство синтетических каучуков (СК) зародилось в России в 1932 году. Одним из первых производителей был Казанский завод синтетического каучука, на котором к настоящему времени накоплен большой опыт выпуска каучуков разных марок. С 70-х годов XX века производство СК бурно развивается на ОАО «Нижнекамскнефтехим», где выпускается свыше 25% от общероссийского объема этой продукции.

Либо ты занят инновациями, либо ты исчезаешь.

Путь к успеху в третьем тысячелетии обеспечивает способность к постоянным инновациям. Областью профессиональной деятельности выпускника является инновационное развитие страны, региона, отрасли и отдельных организаций, в том числе инновационное предпринимательство, развитие и реализация технологий нововведений.

Выпускник подготовлен к профессиональной деятельности в органах государственного управления, а также на химических предприятиях любых форм собственности. Выпускники могут связать свое будущее с самыми перспективными на сегодняшний день разработками в сфере нанотехнологий, полимерной и нефтехимической промышленности.

Среди огромного числа полимерных материалов эластомеры занимают особое место. Наиболее известный и распространенный тип эластомерного материала – резина, появившаяся около 150 лет назад и сыгравшая огромную роль в развитии техники.

Из резины можно сделать массу разнообразных изделий: от шин автомобилей до детских игрушек и тонких медицинских перчаток. В настоящее время задача получения резин с заданными свойствами решается на солидной научной базе. Процесс выбора оптимального состава существенно облегчается за счет использования компьютеров (компьютерный дизайн).

Развитие техники предъявляет к эластомерам все более жесткие требования, и решение новых задач возможно только при высокой квалификации специалистов, которую обеспечивает кафедра.

Выпускники этой специальности направляются на предприятия: ОАО «Казаньоргсинтез», ФГУП «Краснозаводский химический завод», ЗАО «Каустик», ОАО «Казанский завод синтетического каучука», ЗАО «Казанский завод искусственных кож», ФГУП «ЧПО им. В.И.Чапаева», ОАО «Полимиз».

Эта отрасль бытовой химии активно развивается в нашей стране, опираясь на богатство природы и интеллект ученых-химиков. Всем известны крупнейшие предприятия «Аромат», «Нэфис косметикс», «Хитон», «Мюстелла». У них отличные перспективы, реализовать которые способны лишь хорошо образованные и энергичные молодые специалисты.

Студенты обучаются основам косметологии, технологии компонентов на основе природного сырья, принципам составления композиций, технологии производства шампуней, зубных паст, гелей, кремов, косметики; осваивают анализ и основы сертификации косметических средств.

Новая специализация кафедры физической и коллоидной химии позволяет расширить сферу трудоустройства выпускников. Универсальная профессия химика-технолога плюс возможность стать специалистом в новой бурно развивающейся отрасли, участвовать в разработке новых технологий расширяет сферу применения получаемых знаний на производстве. Кроме того, это интересная, увлекательная область исследований, мало затронутая отечественной наукой. Выпускники этой специальности находят применение на предприятиях: ОАО «Химический завод им. Л.Я. Карпова», ОАО «Химпром», ОАО «Казаньоргсинтез», ЗАО «Каустик», ОАО «Уралоргсинтез», ОАО «Казанский завод синтетического каучука», ОАО «Нэфис косметикс».

Область профессиональной деятельности: изучение технологических процессов производства носителей магнитной записи – магнитных лент и дисков, являющихся основным рабочим материалом всех видеомагнитофонов и вычислительных машин; магнитооптических компакт-дисков, так называемых «лазерных» дисков; цветофотографических материалов, в том числе и материалов для моментальной фотографии; высокоразрешающих и высокочувствительных фотоматериалов для астрофотографии, для аэрокосмических съемок, для голографии, дающих объемное изображение, не- отличимое от самого объекта.

Современное общество называют информационным, поэтому полиграфия как отрасль, производящая печатные носители информации, бурно развивается. Сегодня только в Казани действуют десятки типографий.

В Татарстане и во всем Поволжском федеральном округе больше нет вузов, готовящих полиграфистов-технологов. Поэтому потребность в них исключительно велика. Наши выпускники могут быть уверены в том, что после окончания КГТУ они найдут себе достойное применение.

Сейчас пластмассы не просто с успехом заменяют многие материалы, а сами стали незаменимыми материалами в самых различных отраслях техники, в том числе в электронике, космической и атомной технике, строительстве, сельском хозяйстве, медицине, пищевой промышленности и т.д.

Наука о полимерах сравнительно молода. В последние годы сделан ряд важных открытий, которые легли в фундамент будущих практических работ и технологий.

Среди них полимеризация вблизи абсолютного нуля, разработка новых, более эффективных катализаторов, обладающих большей активностью и селективностью, создание негорючих, жаростойких и биоразлагаемых полимерных композиций, веществ, обладающих магнитными свойствами, сверхпроводимостью, по прочности не уступающих легированным сталям.

Благодаря красоте и привлекательности упаковки, простоте маркировки, гарантированной сохранности качества и свежести товаров около 70% упаковки приходится на полимерные пленки. Сферы применения полимерных пленочных материалов стремительно расширяются. Кроме пищевых продуктов в полимерные пленки пакуют лекарства, галантерейные товары, бумажную продукцию, удобрения и другие товары.

Современные виды искусственной кожи успешно конкурируют с натуральной кожей и постепенно вытесняют ее в обувной, швейной, кожгалантерейной, автомобильной, авиационной, мебельной промышленности.

В настоящее время в Татарстане и Поволжском регионе существуют ряд крупных и малых предприятий по переработке пластмасс, которые нуждаются в квалифицированных специалистах. Наши выпускники владеют способами производства изделий из пластмасс, эластомеров, полимерных композитов, модификации и стабилизации свойств полимерных материалов в процессе их переработки; методами контроля технологических процессов переработки пластмасс и управления ими.

Упаковка играет большую роль в продвижении товара на рынке, и квалифицированные специалисты, владеющие технологией ее изготовления, пользуются высоким спросом.

В процессе освоения данной специальности в КГТУ студенты получают знания о разнообразных упаковочных материалах, всех видах тары и упаковок, по конструированию и дизайну, технологиям упаковочного производства, упаковочному оборудованию, полиграфии, стандартизации, логистике, маркетингу, рекламе и т.д.

Наши выпускники - универсальные инженеры-технологи по упаковке, обладающие широким кругом знаний, способные быстро адаптироваться и эффективно работать на предприятиях всех отраслей народного хозяйства. Они трудятся в ОАО «Полимиз», ООО «Картон», ЗАО «Данафлекс» и др.

По итогам года страна впервые в истории станет чистым экспортером двух самых популярных видов полиэтилена — линейного полиэтилена низкой плотности и полиэтилена низкого давления, то есть их поставки за рубеж превысят импорт, прогнозирует НКР, а доля России на рынке полиэтилена вырастет до рекордных для нее 3,5% от мировых мощностей по его производству. В то же время отставание от тройки лидеров — США, Китая и Саудовской Аравии — остается значительным, следует из отчета.

С начала XXI века российская доля на этом рынке, наоборот, снижалась с 2,3 до 2% в 2018 году на фоне ввода новых производств в Китае, Саудовской Аравии и Иране. Ситуация изменилась с запуском в конце 2019 года завода «Сибура» «Запсибнефтехим» в Тобольске, в строительство которого было инвестировано около $9 млрд. В этом году «Запсибнефтехим» должен выйти почти на полную мощность — 2 млн т в год, из них 1,5 млн т — производство полиэтилена.

74–77% российского производства полиэтилена и полипропилена (в зависимости от вида производимых полимеров) приходятся на предприятия «Сибура» и татарской группы ТАИФ (ее крупнейшие предприятия — «Нижнекамскнефтехим» и «Казаньоргсинтез»), остальное — заводы, входящие в структуру нефтегазодобывающих компаний: «Роснефти», «Газпрома» и «Газпром нефти», ЛУКОЙЛа. Представители «Сибура» и «Казаньоргсинтеза» подтвердили РБК, что по итогам 2020 года Россия станет нетто-экспортером двух основных видов полиэтилена.

Производство линейного полиэтилена низкой плотности в 2020 году увеличилось в 2,4 раза (с 227 тыс. до 544 тыс. т), полиэтилена низкого давления — в 1,9 раза (с 871 тыс. до 1,655 млн т), полипропилена — на 30% (с 1,411 млн до 1,835 млн т).

При этом потребление полимеров в России в 2020 году уменьшится на 13% из-за пандемии коронавируса и снижения экономической активности в строительстве, а также в отраслях, где пластики используются в качестве упаковочных материалов готовой и промежуточной продукции, прогнозирует НКР. В основном снизится потребление полипропилена и полиэтилена низкого давления.

Куда компании будут поставлять полиэтилен

«Запуск «Запсибнефтехима» позволил увеличить мощности по выпуску полимерной продукции с высокой добавленной стоимостью в масштабах компании втрое, в масштабах страны вдвое. Россия вошла в десятку мировых лидеров по этому показателю», — говорит представитель «Сибура». За январь—октябрь 2020 года на «Запсибнефтехиме» произведено более 1,3 млн т полимеров, что уже сделало Россию нетто-экспортером нескольких видов полиэтилена, добавил он.

За девять месяцев 2020 года примерно 75% продаж с «Запсибнефтехима» было направлено на экспортные рынки, говорил ранее РБК исполнительный директор «Сибура» Сергей Комышан. Больше половины (около 55%) ушло на рынок Китая, добавлял он.

По оценкам «Сибура», выход «Запсибнефтехима» на полную мощность позволит заместить существующий импорт полимеров (около 400 тыс. т в год), в том числе ранее не производившиеся в России марки. Теперь уровень производства полиэтилена в России значительно превышает возможности их потребления на внутреннем рынке, замечает представитель «Казаньоргсинтеза». По его словам, это «вынуждает» российские компании наращивать объемы поставок на внешние рынки: за 11 месяцев 2020 года объем экспорта полиэтилена низкого давления увеличился в 6,8 раза, а линейного полиэтилена низкой плотности — в 160 раз. Объем импорта на территорию России этих двух видов полиэтилена снизился на 27 и 11%, добавил представитель компании из Татарстана.

По оценке НКР, общий объем экспорта полимеров из России в 2020 году составит 1,5 млн т (против 624 тыс. т в 2019 году). В начале пандемии коронавируса цены на эту продукцию упали, но летом 2020 года на ожиданиях завершения общемирового локдауна началось постепенное восстановление цен. В итоге эксперты прогнозируют, что в 2020 году выручка крупнейших российских производителей снизится лишь на 1%, до 302 млрд руб., из них почти половина (144 млрд руб.) придется на «Нижнекамскнефтехим», 62 млрд руб. — на «Казаньоргсинтез», 54 млрд руб. — на «Запсибнефтехим».

1 декабря на совещании по развитию нефтехимии в Тобольске президент Владимир Путин заявил, что необходимо увеличить внутренний спрос на российскую нефтехимическую продукцию. «В России, как и во всем мире, полимерные материалы широко востребованы в строительстве, медицине, жилищно-коммунальном хозяйстве, пищевой промышленности и в целом ряде других отраслей. Их использование открывает новые серьезные и широкие возможности, позволяет снизить производственные и эксплуатационные издержки, причем в разы, за счет более долгого срока службы полимерной продукции выгода от ее внедрения в сравнении с устаревшими материалами совершенно очевидна», — сказал тогда он.

Президент привел в пример полимерные трубы, которые позволяют экономить до 50% затрат на обслуживание водопроводов и канализации, указав, что доля таких труб в России составляет лишь 35%, а в Европе — 85%. «Спрос на такие инновационные материалы будет только расти. Важно, чтобы он обеспечивался в основном за счет закупок у отечественных производителей», — заключил он.

Материаловедение – направление, которое изучает материалы, технологии их получения, анализирует свойства и эксплуатационные характеристики. В его основе лежат нанотехнологии и 3D-печать, а на продукцию существует спрос во многих сферах жизнедеятельности.

Перспективы

Наномедицина нуждается в современных высокотехнологичных веществах и компонентах для выращивания органов, суставов, костей, чтобы в дальнейшем можно было отказаться от трансплантации.

Авиационная промышленность – в легких и прочных сплавах, которые существенно улучшат аэродинамику и другие технические характеристики самолетов и других летательных аппаратов.

В строительной отрасли уже печатаются здания и сооружения из бетона на 3D-принтерах. Конструкционный бум переживает не только строительная отрасль. Инновационные технологии материаловедения позволили создать:

экотопливо для транспортных средств;
биоразлагаемые упаковочные материалы;
современные композиты и полимеры для стоматологической отрасли;
специальные материалы для космических кораблей – те, что еще 20-30 лет назад считались фантастикой;
передовые системы для цифровой и компьютерной техники, повышающие ее функциональность.

Инженеры-материаловеды востребованы во многих отраслях, наибольший спрос на квалифицированные кадры отмечается в автомобилестроении, легкой промышленности, оборонном комплексе, энергетике, нефтедобыче, космонавтике.

Люди этой профессии досконально знают свойства, структуру и другие характеристики существующего сырья, модернизируют и находят дополнительные применения для него.

Задача инженера-материаловеда – создание экологически чистой продукции, в которой нуждается рынок. Так что без работы выпускники факультетов материаловедения и технологии не останутся.

Условия поступления

Подготовкой будущих инженеров занимаются высшие учебные заведения. Обучение ведется по программам бакалавриата и магистратуры.

Поступление в ВУЗы возможно только на базе полного среднего образования (11 классов или колледж).

Абитуриенты, поступающие на специальность «Материаловедение и технологии» (код 22.03.01), сдают вступительные экзамены:

математику (профильный предмет);
русский язык;
физику, информатику или химию (на выбор учебного заведения);
иностранный язык (не везде).

очная;
очно-заочная;
заочная.

Длительность обучения зависит от формата и составляет 4-5 лет. По окончании бакалавриата студенты могут продолжить обучение в магистратуре. Программы подготовки магистров рассчитаны в среднем на 2 года.

Направления подготовки и обязанности

Описываемая специальность предполагает подготовку квалифицированных кадров для:

научно-исследовательской и аналитической работы;
проектно-технологической и производственной деятельности;
организации и управления профильным производством.

В должностные обязанности дипломированных материаловедов входят:

Подготовка планов работы, инженерных программ и рекомендаций, упрощающих введение инновационных технологий в производственный процесс.
Разработка и постановка конкретных задач подчиненным сотрудникам.
Использование, усовершенствование, утилизация органических и неорганических материалов.
Создание нанопокрытий, полимерных пленок, гибридных образцов, их тестирование и конспектирование хода испытаний.
Определение инструментов и способов диагностики, контроля качества сырья, заготовок, полуфабрикатов и готовых изделий из него.
Анализ результатов, полученных в процессе тестирования, и обработка результатов.
Выстраивание производственной цепочки и управление ею.
Ведение нормативно-технической документации, подготовка отчетов.

Где работать?

Инженер по материаловедению и технологиям может работать в государственных и коммерческих структурах, которые занимаются:

выпуском продукции оборонного значения;
робототехникой;
биотехнологиями;
IT и нанопроизводством;
разработкой и внедрением систем автоматизации;
научными исследованиями;
лабораторными испытаниями экспериментальных образцов.

Материаловед – это ученый, исследователь и инженер в одном лице, поэтому карьеру он может сделать в научной и производственной сфере. В первом случае карьерный рост будет заключаться в подготовке и защите диссертаций, получении ученых степеней, всероссийском и международном признании.

Во втором случае выпускник начнет работать рядовым специалистом и шаг за шагом дорастет до менеджера, начальника отдела, а затем и до руководителя филиала или предприятия.

Кем работать?

Основная специальность – материаловед, но есть и смежные вакансии, которые может занять выпускник профильного ВУЗа. Это:

инженер по наноэлектронике;
исследователь;
композитчик;
машиностроитель;
металловед;
конструктор новых сплавов.

Ежегодно перечень предложений расширяется, появляются новые перспективные профессии, которые эксперты рынка труда называют профессиями будущего.

Материаловед

Основная обязанность материаловеда – изучение структуры и свойств материалов и дальнейшее создание прочных, легких, экологически чистых модификаций на их основе.

В последнее десятилетие приоритетом является создание новых товарных упаковок, которые могут перерабатываться или быстро и без последствий разлагаются.

Второе не менее важное направление – поиск решений, которые существенно сократят образование бытовых отходов. Материаловеды также тщательно изучают возможности использования материалов в новых сферах и для реализации новых целей.

Наноэлектроник

Специалист по наноэлектронике сосредоточен на создании микроэлектроники, нанотехники, микросхем из инновационного сырья, другими разработками в этом направлении.

Исследователь

Из названия понятно, что инженер-исследователь генерирует идеи, воплощает их в новое сырье, продукцию, изучает ее свойства и участвует в исследованиях.

Для такой работы необходим технический склад ума, усидчивость, хорошее знание математики и математического моделирования, умение составлять нормативно-техническую документацию.

Композитчик

Еще одна профессия, появление которой эксперты рынка труда прогнозируют в 2020 году. Композитчик будет заниматься преимущественно композитными материалами, подбирать наиболее оптимальные образцы для изготовления деталей, узлов, запчастей и других изделий.

Выбор базового материала во многом определяет способ производства. Акцент – на изготовление продукции методом 3D-печати.

Машиностроитель

У специалиста по материалам в сфере машиностроения узкая специализация – он сосредоточен на подборе и усовершенствовании материалов для изготовления деталей, кузова автомобилей, средств автоматики.

В его обязанности входит проведение расчетов, проектирование (если речь идет о выпуске новых станков и механизмов), осуществлении авторского надзора на всех стадиях реализации проекта.

Металловед

Основная задача инженера-металловеда – проектирование, создание, тестирование, доработка и модернизация сплавов металлов, дальнейшее внедрение их в производство.

Способы изготовления продукции из новых сплавов с учетом их структуры и других особенностей также подбирают металловеды.

Инженеры-металловеды работают в крупных металлургических концернах, а также в профильных НИИ.

Конструктор новых сплавов

В настоящее время известно порядка 100 элементов, образующих сплавы. Конструктор занимается изучением свойств каждого элемента и моделирует новые сплавы, прогнозируя их прочность, упругость, термические характеристики.

Возможных сочетаний и комбинаций могут быть сотни тысяч. Конструирование новых многокомпонентных сплавов позволяет получить материал с конкретными свойствами, наиболее полно соответствующими эксплуатационным параметрам готового изделия.

Зарплата

Зарплата у специалистов по материаловедению и технологиям материалов зависит от места работа, занимаемой должности, опыта. На старте карьеры выпускники ВУЗов могут рассчитывать на оклад в размере 25-30 тысяч рублей. По мере приобретения опыта он увеличится до 50-60 тысяч рублей.

Крупные холдинги и концерны предлагают квалифицированным сотрудникам вдвое большую оплату труда.

В России более 60 высших учебных заведений занимаются подготовкой материаловедов. Среди них:

Удивительно, насколько разнообразны окружающие нас предметы и материалы, из которых они изготовлены. Раньше, примерно в XV-XVI веках, основными материалами были металлы и дерево, чуть позже стекло, почти во все времена фарфор и фаянс. А вот сегодняшний век - это время полимеров, о которых и пойдет речь дальше.

Понятие о полимерах

Полимер. Что это такое? Ответить можно с разных точек зрения. С одной стороны, это современный материал, используемый для изготовления множества бытовых и технических предметов.

С другой стороны, можно сказать, это специально синтезированное синтетическое вещество, получаемое с заранее заданными свойствами для использования в широкой специализации.

Каждое из этих определений верное, только первое с точки зрения бытовой, а второе - с точки зрения химической. Еще одним химическим определением является следующее. Полимеры - это макромолекулярные соединения, в основе которых лежат короткие участки цепи молекулы - мономеры. Они многократно повторяются, формируя макроцепь полимера. Мономерами могут быть как органические, так и неорганические соединения.

Поэтому вопрос: "полимер - что это такое?" - требует развернутого ответа и рассмотрения по всем свойствам и областям применения этих веществ.

Виды полимеров

Существует множество классификаций полимеров по различным признакам (химической природе, термостойкости, строению цепи и так далее). В ниже приведенной таблице коротко рассмотрим основные виды полимеров.

Классификация полимеров

Принцип	Виды	Определение	Примеры
По происхождению (возникновению)	Природные (натуральные)	Те, что встречаются в естественных условиях, в природе. Созданы природой.	ДНК, РНК, белки, крахмал, янтарь, шелк, целлюлоза, каучук натуральный
	Синтетические	Получены в лабораторных условиях человеком, не имеют отношения к природе.	ПВХ, полиэтилен, фенолформальдегидные смолы, полипропилен, полиуретан и другие
	Искусственные	Созданы человеком в лабораторных условиях, но на основе природных полимеров.	Целлулоид, ацетатцеллюлоза, нитроцеллюлоза
С точки зрения химической природы	Органической природы	Большая часть всех известных полимеров. В основе мономер органического вещества (состоит из атомов С, возможно включение атомов N, S, O, P и других).	Все синтетические полимеры
	Неорганической природы	Основу составляют такие элементы, как Si, Ge, O, P, S, H и другие. Свойства полимеров: не бывают эластичными, не образуют макроцепей.	Полисиланы, полидихлорфосфазен, полигерманы, поликремниевые кислоты
	Элементоорганической природы	Смесь органических и неорганических полимеров. Главная цепь - неорганика, боковые - органика.	Полисилоксаны, поликарбоксилаты, полиорганоциклофосфазены.
Различие главной цепочки	Гомоцепные	Главная цепь представлена либо углеродом, либо кремнием.	Полисиланы, полистирол, полиэтилен и другие.
Различие главной цепочки	Гетероцепные	Основной остов из разных атомов.	Полимеры примеры - полиамиды, белки, этиленгликоль.

Также различают полимеры линейного, сетчатого и разветвленного строения. Основа полимеров позволяет быть им термопластичными или термореактивными. Также они имеют различия по способности к деформации при обычных условиях.

Физические свойства полимерных материалов

Основные два агрегатных состояния, характерные для полимеров, это:

аморфное;
кристаллическое.

Каждое характеризуется своим набором свойств и имеет важное практическое значение. Например, если полимер существует в аморфном состоянии, значит, он может быть и вязкотекущей жидкостью, и стеклоподобным веществом и высокоэластичным соединением (каучуки). Это находит широкое применение в химических отраслях промышленности, строительстве, технике, производстве промышленных товаров.

Кристаллическое состояние полимеры имеют достаточно условное. На самом деле данное состояние перемежается с аморфными участками цепи, и в целом вся молекула получается очень удобной для получения эластичных, но в тоже время высокопрочных и твердых волокон.

Температуры плавления для полимеров различны. Многие аморфные плавятся при комнатной температуре, а некоторые синтетические кристаллические выдерживают довольно высокие температуры (оргстекло, стекловолокно, полиуретан, полипропилен).

Окрашиваться полимеры могут в самые разные цвета, без ограничений. Благодаря своей структуре они способны поглощать краску и приобретать самые яркие и необычные оттенки.

Химические свойства полимеров

Химические свойства полимеров отличаются от таковых у низкомолекулярных веществ. Это объясняется размером молекулы, наличием различных функциональных группировок в ее составе, общим запасом энергии активации.

В целом можно выделить несколько основных типов реакций, характерных для полимеров:

Реакции, которые будут определяться функциональной группой. То есть если в состав полимера входит группа ОН, характерная для спиртов, значит, и реакции, в которые они будут вступать, будут идентичны таковым у спиртов (дегидратация, окисление, восстановление, дегидрирование и так далее).
Взаимодействие с НМС (низкомолекулярными соединениями).
Реакции полимеров между собой с образованием сшитых сетей макромолекул (сетчатые полимеры, разветвленные).
Реакции между функциональными группировками в пределах одной макромолекулы полимера.
Распад макромолекулы на мономеры (деструкция цепи).

Все перечисленные реакции имеют в практике большое значение для получения полимеров с заранее заданными и удобными человеку свойствами. Химия полимеров позволяет создавать термоустойчивые, кислотно и щелочеупорные материалы, обладающие при этом достаточной эластичностью и стабильностью.

Применение полимеров в быту

Применение этих соединений повсеместно. Мало можно вспомнить областей промышленности, народного хозяйства, науки и техники, в которых не нужен был бы полимер. Что это такое - полимерное хозяйство и повсеместное применение, и чем оно исчерпывается?

Химическая промышленность (производство пластмасс, дубильных веществ, синтез важнейших органических соединений).
Машиностроение, авиастроение, нефтеперерабатывающие предприятия.
Медицина и фармакология.
Получение красителей и взрывчатых веществ, пестицидов и гербицидов, инсектицидов сельского хозяйства.
Строительная промышленность (легирование сталей, конструкции звуко- и теплоизоляции, строительные материалы).
Изготовление игрушек, посуды, труб, окон, предметов быта и домашней утвари.

Химия полимеров позволяет получать все новые и новые, совершенно универсальные по свойствам материалы, равных которым нет ни среди металлов, ни среди дерева или стекла.

Примеры изделий из полимерных материалов

Прежде чем называть конкретные изделия из полимеров (их невозможно перечислить все, слишком большое их многообразие), для начала нужно разобраться, что дает полимер. Материал, который получают из ВМС, и будет основой для будущих изделий.

Основными материалами, изготовленными из полимеров, являются:

пластмассы;
полипропилены;
полиуретаны;
полистиролы;
полиакрилаты;
фенолформальдегидные смолы;
эпоксидные смолы;
капроны;
вискозы;
нейлоны; ;
клеи;
пленки;
дубильные вещества и прочие.

Это только небольшой список из того многообразия, что предлагает современная химия. Ну а здесь уже становится понятным, какие предметы и изделия изготавливаются из полимеров - практически любые предметы быта, медицины и прочих областей (пластиковые окна, трубы, посуда, инструменты, мебель, игрушки, пленки и прочее).

Полимеры в различных отраслях науки и техники

Мы уже затрагивали вопрос о том, в каких областях применяются полимеры. Примеры, показывающие их значение в науке и технике, можно привести следующие:

антистатические покрытия;
электромагнитные экраны;
корпусы практически всей бытовой техники;
транзисторы;
светодиоды и так далее.

Нет никаких ограничений фантазии по применению полимерных материалов в современном мире.

Производство полимеров

Полимер. Что это такое? Это практически все, что нас окружает. Где же они производятся?

Нефтехимическая (нефтеперерабатывающая) промышленность.
Специальные заводы по производству полимерных материалов и изделий из них.

Это основные базы, на основе которых получают (синтезируют) полимерные материалы.

Полимерные вещества внедрились во все сферы человеческой деятельности - технику, здравоохранение, быт. Ежедневно мы сталкиваемся с различными пластмассами, резинами, синтетическими волокнами. Полимерные материалы обладают многими полезными свойствами: они высокоустойчивы в агрессивных средах, хорошие диэлектрики и теплоизоляторы. Некоторые полимеры обладают высокой стойкостью к низким температурам, другие - водоотталкивающими cвойствами и так далее.

Содержание

Введение……………………………………………………………………..….3
1 Полимеры в строительстве……………………………………….……….…4
2 Полимеры в сельском хозяйстве………………………………. ……….….6
3 Полимеры в машиностроении………………………………………………9
4. Применение полимеров в медицине………………………………….…. 15
Заключение…………………………………………………………………….18
Список использованной литературы………………………

Вложенные файлы: 1 файл

полимеры.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

по дисциплине: «Основы отраслевых технологий и бизнеса»

на тему: Применение полимеров в различных отраслях

Выполнила: ст.гр. НЭК-07

Проверила: Наталья Александровна

1 Полимеры в строительстве……………………………………….… …….…4

2 Полимеры в сельском хозяйстве………………………………. ……….…. 6

3 Полимеры в машиностроении………………………………………… ……9

4. Применение полимеров в медицине………………………………….…. 15

Список использованной литературы………………………………………. 19

1 Полимеры в строительстве

В современном строительстве полимерные строительные материалы (их насчитывается свыше 100 наименований) находят все более широкое применение.

Крупномасштабное производство полимерных материалов и широкое их использование в строительстве началось в 60-е гг. В настоящее время в мире производится более 100 млн. т. полимеров, значительная часть их используется в строительстве. Например в СIIIА и Германии более 25% полимеров идет на изготовление строительных и отделочных материалов. В последнее десятилетие резко возрос выпуск таких важнейших полимеров, как полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и полистирол. Полимеры все чаще используют как важнейшую составную часть композиционных материалов, Например, полимербетонов, полимерцементных бетонов и т.д.

Широчайшее применение полимеров в строительстве, помимо таких положительных свойств, как антикоррозийность, эластичность, гибкость, технологичность, обусловлено в первую очередь возможностью создавать из них материалы с заданными разработчиками свойствами.

Спектр применения полимеров в строительстве весьма широк. Они повсеместно используются для: покрытия полов (линолеум, релин, поливинилхлоридные плитки и др.), внутренней отделки стен и потолков, гидроизоляции и герметизации зданий, изготовления тепло — и звукоизоляционных материалов (поропласты, пенопласты, сотопласты), кровельных и антикоррозионных материалов и покрытий, оконных блоков и дверей, конструкционно-отделочных и ограждающих элементов зданий, лаков, красок, эмалей, клеев, мастик (на полимерном связующем) и для многих других целей.

При оценке экологической чистоты полимерных строительных материалов руководствуются следующими основными требованиями к ним:
• полимерные материалы не должны создавать в помещении стойкого специфического запаха;
• выделять в воздух летучие вещества в опасных для человека концентрациях;
• стимулировать развитие патогенной микрофлоры на своей поверхности;

• ухудшать микроклимат помещений;
•должны быть доступными влажной дезинфекции;
• напряженность поля статического электричества на поверхности полимерных материалов не должна быть больше 150 В/см (при относительной влажности воздуха в помещении 60—70%).

Многочисленные исследования показали, что практически все полимерные строительные и отделочные материалы, созданные на основе низкомолекулярных соединений, в процессе использования могут выделять (мигрировать) токсичные летучие компоненты, которые при длительном воздействии могут неблагоприятно влиять на живые организмы, в том числе и на здоровье человека.

2 Полимеры в сельском хозяйстве

Сегодня можно говорить по меньшей мере о четырех основных направлениях использования полимерных материалов в сельском хозяйстве. И в отечественной и в мировой практике первое место принадлежит пленкам. Благодаря применению мульчирующей перфорированной пленки на полях урожайность некоторых культур повышается до 30%, а сроки созревания ускоряются на 10-14 дней. Использование полиэтиленовой пленки для гидроизоляции создаваемых водохранилищ обеспечивает существенное снижение потерь запасаемой влаги. Укрытие пленкой сенажа, силоса, грубых кормов обеспечивает их лучшую сохранность даже в неблагоприятных погодных условиях. Но главная область использования пленочных полимерных материалов в сельском хозяйстве - строительство и эксплуатация пленочных теплиц. В настоящее время стало технически возможным выпускать полотнища пленки шириной до 16 м, а это позволяет строить пленочные теплицы шириной в основании до 7,5 и длиной до 200 м. В таких теплицах можно все сельскохозяйственные работы проводить механизированно; более того, эти теплицы позволяют выращивать продукцию круглогодично. В холодное время теплицы обогреваются опять-таки с помощью полимерных труб, заложенных в почву на глубину 60-70 см.

С точки зрения химической структуры полимеров, используемых в тепличных хозяйствах такого рода, можно отметить преимущественное использование полиэтилена, непластифицированного поливинилхлорида и в меньшей мере полиамидов. Полиэтиленовые пленки отличаются лучшей светопроницаемостью, лучшими прочностными свойствами, но худшей погодоустойчивостью и сравнительно высокими теплопотерями. Они могут исправно служить лишь 1-2 сезона. Полиамидные и другие пленки пока применяются сравнительно редко.

Другая область широкого применения полимерных материалов в сельском хозяйстве - мелиорация. Тут и разнообразные формы труб и шлангов для полива, особенно для самого прогрессивного в настоящее время капельного орошения; тут и перфорированные пластмассовые трубы для дренажа. Интересно отметить, что срок службы пластмассовых труб в системах дренажа, напри мер, в республиках Прибалтики в 3-4 раза дольше, чем соответствующих керамических труб. Вдобавок использование пластмассовых труб, особенно из гофрированного поливинилхлорида, позволяет почти полностью исключить ручной труд при прокладке дренажных систем.

Два остальных главных направления использования полимерных материалов в сельском хозяйстве - строительство, особенно животноводческих помещений, и машиностроение.

Начиная с 1975 года весь крупный рогатый скот, а также овцы и козы в государственных хозяйствах Чехословакии должны носить в ушах свое-образные сережки - пластмассовые таблички с указа-нием основных данных о животных. Эта новая форма регистрации животных должна заменить применявшееся ранее клеймение, что признано специалистами негигие-ничным. Миллионы пластмассовых табличек должны вы-пускать артели местной промышленности.

Комплексную задачу очистки сточных вод целлю-лозно-бумажного производства и одновременного произ-водства кормов для животноводства решили финские ученые. Специальную культуру микробов выращивают на отработанных сульфитных щелоках в специальных ферментаторах при 38° С, одновременно добавляя туда аммиак. Выход кормового белка составляет 50-55%; его с аппетитом поедают свиньи и домашняя птица.

3 Полимеры в машиностроении

Ничего удивительного в том, что эта отрасль - главный потребитель чуть ли не всех материалов, производимых в нашей стране, в том числе и полимеров. Использование полимерных материалов в машиностроении растет такими темпами, какие не знают прецедента во всей человеческой истории. К примеру, в 1976 г. машиностроение нашей страны потребило 800000 т пласт масс, а в 1960 г. - всего 116 000 т. При этом интересно отметить, что еще десять лет назад в машиностроение направлялось 37—38% всех выпускающихся в нашей стране пластмасс, а 1980 г. доля машиностроения в использовании пластмасс снизилась до 28%. И дело тут не в том, что могла бы снизится потребность, а в том, что другие отрасли народного хозяйства стали применять полимерные материалы в сельском хозяйстве, в строительстве, в легкой и пищевой промышленности еще более интенсивно.

При этом уместно отметить, что в последние годы несколько изменилась и функция полимерных материалов в любой отрасли. Полимерам стали доверять все более и более ответственные задачи. Из полимеров стали изготавливать все больше относительно мелких, но конструктивно сложных и ответственных деталей машин и механизмов, и в то же время все чаще полимеры стали применяться в изготовлении крупногабаритных корпусных деталей машин и механизмов, несущих значительные нагрузки. Ниже будет подробнее рассказано о применении полимеров в автомобильной и авиационной промышленности, здесь же упомянем лишь один примечательный факт: несколько лет назад по Москве ходил цельнопластмассовый трамвай. А вот другой факт: четверть всех мелких судов - катеров, шлюпок, лодок - теперь строится из пластических масс.
До недавних пор широкому использованию полимерных материалов в машиностроении препятствовали два, казалось бы, общепризнанных недостатка полимеров: их низкая (по сравнению с марочными сталями) прочность и низкая теплостойкость. Рубеж прочностных свойств полимерных материалов удалось преодолеть переходом к композиционным материалам, главным образом стекло и углепластикам. Так что теперь выражение “пластмасса прочнее стали” звучит вполне обоснованно. В то же время полимеры сохранили свои позиции при массовом изготовлении огромного числа тех деталей, от которых не требуется особенно высокая прочность: заглушек, штуцеров, колпачков, рукояток, шкал и корпусов измерительных приборов. Еще одна область, специфическая именно для полимеров, где четче всего проявляются их преимущества перед любыми иными материалами, - это область внутренней и внешней отделки.
То же самое можно сказать и о машиностроении. Почти три четверти внутренней отделки салонов легковых автомобилей, автобусов, самолетов, речных и морских судов и пассажирских вагонов выполняется ныне из декоративных пластиков, синтетических пленок, тканей, искусственной кожи. Более того, для многих машин и аппаратов только использование антикоррозионной отделки синтетическими материалами обеспечило их надежную, долговременную эксплуатацию. К примеру, многократное использование изделия в экстремальных физико-технических условиях (космосе) обеспечивается, в частности, тем, что вся его внешняя поверхность покрыта синтетическими плитками, к тому же приклеенными синтетическим полиуретановым или полиэпоксидным клеем. А аппараты для химического производства? У них внутри бывают такие агрессивные среды, что никакая марочная сталь не выдержала бы. Единственный выход - сделать внутреннюю облицовку из платины или из пленки фторопласта. Гальванические ванны могут работать только при условии, что они сами и конструкции подвески покрыты синтетическими смолами и пластиками.
Широко применяются полимерные материалы и в такой отрасли народного хозяйства, как приборостроение. Здесь получен самый высокий экономический эффект в среднем в 1,5-2,0 раза выше, чем в других отраслях машиностроения. Объясняется это, в частности тем что большая часть полимеров перерабатывается в приборостроении самыми прогрессивными способами что повышает уровень полезного использования (и безотходность отходность) термопластов, увеличивает коэффициент замены дорогостоящих материалов. Наряду с этим значительно снижаются затраты живого труда. Простейшим и весьма убедительным примером может служить изготовление печатных схем: процесс, не мыслимый без полимерных материалов, а с ними и полностью автоматизированный.

Есть и другие подотрасли, где использование полимерных материалов обеспечивает и экономию материальных и энергетических ресурсов, и рост производительности труда. Почти полную автоматизацию обеспечило применение полимеров в производстве тормозных систем для транспорта. Неспроста практически все функциональные детали тормозных систем для автомобилей и около 45% для железнодорожного подвижного состава делаются из синтетических пресс-материалов. Около 50% деталей вращения и зубчатых колес изготовляется из прочных конструкционных полимеров. В последнем случае можно отметить две различных тенденции. С одной стороны, все чаще появляются сообщения об изготовлении зубчатых колес для тракторов из капрона. Обрывки отслуживших свое рыболовных сетей, старые чулки и путанку капроновых волокон переплавляют и формуют в шестерни. Эти шестерни могут работать почти без износа в контакте со стальными, вдобавок такая система не нуждается в смазке и почти бесшумна. Другая тенденция - полная замена металлических деталей в редукторах на детали из углепластиков. У них тоже отмечается резкое снижение механических потерь, долговременность срока службы.

Еще одна область применения полимерных материалов в машиностроении, достойная отдельного упоминания, - изготовление металлорежущего инструмента. По мере расширения использования прочных сталей н сплавов все более жесткие требования предъявляются к обрабатывающему инструменту. И здесь тоже на выручку инструментальщику и станочнику приходят пластмассы. Но не совсем обычные пластмассы сверхвысокой твердости, такие, которые смеют поспорить даже с алмазом. Король твердости, алмаз, еще не свергнут со своего трона, но дело идет к тому. Некоторые окислы (например из рода фианитов), нитриды, карбиды, уже сегодня демонстрируют не меньшую твердость, да к тому же и большую термостойкость. Вся беда в том, что они пока еще более дороги, чем природные и синтетические алмазы, да к тому же им свойствен “королевский порок” - они в большинстве своем хрупки. Вот и приходится, чтобы удержать их от растрескивания, каждое зернышко такого абразива окружать полимерной упаковкой чаще всего из фенолформальдегидных смол. Поэтому сегодня три четверти абразивного инструмента выпускается с применением синтетических смол.
Таковы лишь некоторые примеры основные тенденции внедрения полимерных материалов в подотрасли машиностроения. Самое же первое место по темпам роста применения пластических масс среди других подотраслей занимает сейчас автомобильная промышленность. Десять лет назад в автомашинах использовали от 7 до 12 видов различных пластиков, к концу 70-х годов это число перешагнуло за 30. С точки зрения химической структуры, как и следовало ожидать, первые места по объему занимают стирольные пластики, поливинилхлорид и полиолефины. Пока еще немного уступают им, но активно догоняют полиуретаны, полиэфиры, акрилаты и другие полимеры. Перечень деталей автомобиля, которые в тех или иных моделях в наши дни изготовляют из полимеров, занял бы не одну страницу. Кузова и кабины, инструменты и электроизоляция, отделка салона и бамперы, радиаторы и подлокотники, шланги, сиденья, дверцы, капот. Более того, несколько разных фирм за рубежом уже объявили о начале производства цельнопластмассовых автомобилей. Наиболее характерные тенденции в применении пластмасс для автомобилестроения, в общем, те же, что и в других подотраслях. Во-первых, это экономия материалов: безотходное или малоотходное формование больших блоков и узлов. Во-вторых, благодаря использованию легких и облегченных полимерных материалов снижается общий вес автомобиля, а значит, будет экономиться горючее при его эксплуатации. В-третьих, выполненные как единое целое, блоки пластмассовых деталей существенно упрощают сборку и позволяют экономить живой труд.

Читайте также: