Проект шарового крана из пластмассы

  Содержание. 

   1. Введение. 

   2. Аналитический обзор. 

   3. Приминение ПВХ. 

   4. Свойства и производство пластмасс. 

   5. Пластмассы в строительстве. 

   6. Пластмассы в спорте. 

   7. Поливинилхлоридные уплотнители……………………………………..

   8. Разработка инновационного проекта…………………………………...

         8.1. Основные понятия…………………………………………………

         8.2. Классификация инновационных проектов.………………….

         8.3. Этапы инновационного проекта………………………………….

   9. Формирование инновационной идеи.

   10. Разработка проекта…………………………………………………

         10.1. Содержание патента…………………………………………

   11. Реализация проекта………………………………………………

   12. Завершение проекта………………………………………………

   13. Заключение…………………………………………………………

   14. Список используемой литературы……………………………… 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение. 

    Слово "пластичность" произошло от греческого слова plastikos, что означает "годный для лепки, податливый". Многие столетия единственным пластичным, широко применяемым для лепки материалов была глина. Однако теперь, когда говорят о пластических массах (пластмассах), подразумевают только материалы, созданные на основе полимеров.

    Немногим  более ста лет назад братья Хайэтт в Нью-Джерси (США) в поисках прочной, но рыхлой массы для типографских валиков создали хорошо формующийся материал из низконитрованной бумаги и камфоры. Так появилось на свет первое искусственное полимерное вещество, получившее название "целлулоид".

    В настоящее время в нашем распоряжении имеется широкая палитра настолько разных синтетических веществ, что сами специалисты вряд ли могут охватить все ее многообразие. А для неспециалистов пластмассы - это наиболее характерный продукт современной химии. Хотя целлулоид быстро нашел большой спрос, вскоре ему пришлось потесниться. Началась "эра" искусственных органических материалов, которые стали называть пластмассами, собственно, только во второй половине нашего века. В 1900 году мировое производство пластмасс составило всего около 20 тыс. тонн. А уже в середине столетия их ежегодный выпуск достигал примерно 1,5 млн. тонн. В 60-е годы производство пластмасс сделало гигантский скачок: в 1970 году было выпущено уже 38 млн. тонн этих искусственных материалов. Начиная с 1950 года производство пластмасс удваивалось каждые 5 лет.

    Если  в XIX веке пластмассы заменяли лишь дорогие и редкие материалы - слоновую кость, янтарь, перламутр, то в начале нашего века их стали использовать вместо дерева, металла, фарфора. Сейчас пластмассы нельзя назвать "заменителями". Многие современные пластмассы превосходят по своим свойствам большинство природных материалов. Многие из них имеют столь ценные качества, что у них нет аналогов в природе. Производство пластмасс развивается значительно быстрее, чем производство металлов. 
 

    Аналитический обзор. 

    Пластмасса  – органический материал, основой  которого являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения (полимеры).

    Поливинилхлорид (ПВХ, полихлорвинил, винил, вестолит, хосталит, виннол, корвик, сикрон, джеон, ниппеон, сумилит, луковил, хелвик, норвик и др.) — пластмасса белого цвета, термопластичный полимер винилхлорида. Отличается химической стойкостью к щелочам, минеральным маслам, многим кислотам и растворителям. Не горит на воздухе, но обладает малой морозостойкостью (-15 °C). Нагревостойкость: +65 °C.

    Поливинилхлорид (ПВХ) – это синтетический термопластичный  полярный полимер, полученный в результате полимеризации винилхлорида.

    Химическая  формула поливинилхлорида - СН2–СНСl. При полимеризации образуются линейные слаборазветвленные макромолекулы c элементарным звеном в виде плоского зигзага.

    Связи между элементарными звеньями могут  иметь несколько вариантов построения молекулярной цепи. Именно это приводит к малой регулярности (синдиотактичности) макромолекул поливинилхлорида при промышленном его получении. ПВХ обладает очень широким молекулярно-массовым распределением. Степень полимеризации для различных фракций полимера одной и той же марки варьируется в несколько десятков раз. В связи с этим, молекулярную массу ПВХ часто характеризуют не ее численным значением, а константой Фикентчера Kф, которую определяют по уравнению:

    Кф= 1000*k

    lg ηотн = [(75k2С)/(1+1,5kС)] + kС,

    где ηотн – относительная вязкость при 25 °С, С – концентрация поливинилхлорида, обычно 0,5 или 1 на 100 мл растворителя - циклогексанона или дихлорэтана. Величина Kф практически постоянна для растворов поливинилхлорида различных концентраций. Эта величина имеет незначительную зависимость от температуры измерения, но в большей мере зависит от природы растворителя.

    Внешне  поливинилхлорид выглядит, как твердое  вещество белого цвета. ПВХ производится в виде капилярно-пористого порошка, суспензии или эмульсии. Поливинилхлорид служит основой при получении жестких пластмасс - винипласт и мягких пластмасс - пластикат, пластизолий и поливинилхлоридного волокна. Винипласт нашёл своё применение, как жесткий конструкционный материал. Применяют его в строительстве в виде погонажа, профилей, труб. Пластикат применим в изготовлении пленок, шлангов, клеенки, линолеума. 

    Применение  поливинилхлорида (ПВХ) и пластмасс. 

    Поливинилхлорид на сегодня является одним из самых  распространённых пластиков. ПВХ занимает третье место в мировом рейтинге полимерных материалов, что составляет около 16,5% общего выпуска пластмасс. Из поливинилхлорида и продуктов его переработки, а именно винипласта и пластиката выпускается очень крупный ряд всевозможной продукции электротехнической, лёгкой, пищевой промышленности. Также изделия из ПВХ можно встретить в производстве стройматериалов, судостроении, медицине, в тяжёлом машиностроении и сельском хозяйстве.

    Благодаря варьированию состава и степени  ориентации из ПВХ можно производить широкий спектр пленок с различными свойствами. В зависимости от процента введение пластификатора создаются пленки от твердых, хрупких до мягких, клейких, растяжимых. Увеличение примеси пластификатора придаёт пленке прозрачности, мягкости и улучшает её свойства при низких температурах. Благодаря накоплению статического электричества, пленки ПВХ содержат стабилизаторы термической и термоокислительной деструкции, антистатическую добавку для предотвращения слипания. Как пластифицированные, так и непластифицированные пленки ПВХ герметизируются высокочастотной сваркой. В отличии от полипропиленовых и полиэтиленовых пленок, пластифицированные и непластифицированные пленки ПВХ подвергаются печати без предварительной обработки поверхности.

    Толстые пластифицированные ПВХ пленки применимы в производстве упаковок для шампуней и смазочных масел. Тонкие пластифицированные пленки ПВХ нашли широкое применение в заворачивании подносов и лотков с пищевыми продуктами, например со свежим мясом. Благодаря таким пленкам обеспечивается высокая кислородопроницаемость для сохранения пурпурного цвета свежего мяса.

    Непластифицированные  пленки ПВХ и его сополимеров  обладают высоким уровнем прочности  и легко формуются. Эти свойства послужили причиной использования материала в термоформовании различных изделий. Ведь материалы, которые произведены на основе сополимеров поливинилхлорида обладают очень низкой газопроницаемостью и паропроницаемостью.

    Пластикат применяется в производстве изоляции, оболочек для электропроводов и кабелей, для производства шлангов. Также, материал нашёл широкое применение в изготовлении линолеума, плиток для полов, материалов для облицовки стен, обивки мебели, для создания искусственной кожи и обуви. Не обошёл пластикат и упаковочную индустрию, в том числе и упаковку пищевой продукции. В медицинской сфере активно используется аппаратура и оборудование из пластиката. К примеру, прозрачные гибкие трубки из пластиката применяют в системах переливания крови и жизнеобеспечения.

    Винипласт широко используется в качестве конструкционного коррозионностойкого материала в производстве химической аппаратуры и коммуникаций, вентиляционных воздуховодов, труб и фитингов. Ещё можно встретить винипласт в строительстве, в изготовлении покрытий полов, облицовки стен, тепло- и звукоизоляции, плинтусов и оконных переплетов. Прозрачный же винипласт используется в производстве бутылок и тары для пищевых продуктов. 

    Свойства  и производство пластмасс.

 

    Пластмассы  представляют собой материалы на основе природных или синтетических полимеров, способные приобретать заданную форму при нагревании и под давлением и устойчиво сохранять ее после охлаждения.

    Органические  искусственные вещества - полимеры - построены, как известно, из макромолекул многочисленных малых основных молекул (мономеров). Процесс их образования зависит от разных факторов - отсюда широкие возможности варьирования и комбинирования, а следовательно и неисчерпаемые возможности получения продуктов с самыми разнообразными свойствами. Основные процессы образования макромолекул - это полимеризация, ступенчатая.

    Структурные формулы некоторых распространенных полимеров полимеризация (полиприсоединение) и поликонденсация. 

 

    Полимеризация - это химическая реакция образования  высокомолекулярных продуктов вследствие сцепления простых ненасыщенных органических мономеров, протекающая без отщепления каких либо частей молекул. Пример: n·этилен à полиэтилен.

    Полиприсоединение - это объединение различных основных молекул в высокомолекулярные продукты без отщепления третьего вещества. Пример: x·диизоцианат (OCN (R) _nNCO) + y·многоатомный спирт à полиуретан.

    Поликонденсация - реакция образования высокомолекулярного  вещества из мономеров различного вида, которая сопровождается отщеплением  низкомолекулярного продукта (часто молекул воды). Пример: x·формальдегид + y·мочевина ( (NH₂) ₂CO) à мочевиноформальдегидная смола + z·вода.

    Физические  и химические свойства полимеров  обусловлены как особенностями химического состава и молекулярного строения этих веществ, так и их "надмолекулярной" структурой. Так химическая стойкость полиэтилена (устойчивость к действию агрессивных сред) определяется химической формулой мономера (-CH₂-CH₂ -), не содержащего после полимеризации двойных связей, а физические свойства, например эластичность и непроницаемость,- его надмолекулярной структурой.

    Рассмотрим  первый аспект проблемы - химический состав и молекулярное строение полимеров.

      

    В соответствие с местом в периодической  системе углерод четырехвалентен. Главной его особенностью является способность образовывать вещества, в которых атомы углерода связаны между собой. При этом могут возникать как цепочные (в виде простых или разветвленных цепей), так и циклические соединения:

    В зависимости от числа атомов и  их взаимного расположения изменяются и свойства вещества. Например, чем  больше атомов входит в соединение, тем менее оно летучее.

    Свойства  соединений углерода в большой степени  зависят от характера связей между его отдельными атомами. Способность атомов углерода образовывать цепочки, кольца или сложные решетки, в которые вклинены другие элементы, обуславливает существование свыше трех миллионов известных в настоящее время соединений углерода.

    Благодаря изменению структур молекул и  их разнообразным комбинациям ассортимент  пластмасс значительно расширяется  за счет создания пластмасс с желаемыми  свойствами. Хорошим примером реализации таких возможностей являются АБС-полимеры. Их название образовано от начальных групп трех основных мономеров: акрилонитрил (CH₂=CH-CN) (А) вносит свою долю в химическую устойчивость продукта, бутадиен (Б) сообщает ему сопротивление ударам, стирол (С) делает материал твердым и легко поддающимся термопластической обработке. Получают АБС-полимеры исключительно путем привитой полимеризации. Привитая полимеризация - процесс образования высокомолекулярных соединений, в ходе которого на основную цепь полимера прививаются дополнительные боковые цепь другого химического характера. Варьируя доли отдельных мономеров и условия полимеризации можно изготовить продукты с различными свойствами. Основное назначение АБС-полимеров - замещать металлы в конструкциях и аппаратах.