Сторінка
2

Хімія в народному господарстві

У розробці теоретичних основ найважливіших процесів по­рошкової металургії провідне місце посідає Інститут проблем матеріалознавства НАН України. Перший в Україні (і в ко­лишньому СРСР) завод порошкової металургії став до ладу в м. Бровари (поблизу Києва) у 1965 р.

Серед неметалічних матеріалів важливого значення набули полімери на основі фенолформальдегідних смол, полівініл­хлориду, поліетилену і фторопластів. Ці матеріали, на відміну від металічних, виявляють високу стійкість до агресивних середовищ, мають низьку густину, високу тривкість до стирання, добрі діелектричні й теплоізоляційні властивості. Окрім цього, важливе значення мають каучуки та різні мате­ріали на їх основі — бутилкаучук, фторкаучук, силіконові каучуки тощо.

До групи неметалічних матеріалів належать і такі тради­ційні матеріали, як кераміка, порцеляна, фаянс, скло, цемент, бетон, графіт, які знаходять дедалі нове і нове використання

Останнім часом вимоги до матеріалів неухильно зроста­ють. Це пояснюється тим, що значно ширше застосовуються тепер екстремальні впливи — надвисокі й наднизькі тиски та температури, ударні й вибухові хвилі, йонізуючі випроміню­вання, ферменти. З огляду на це зростає також роль хімії у створенні нових матеріалів, здатних опиратися цим впливам.

Особливе місце серед нових матеріалів посідають компо­зити.

Композиційні матеріали, що складаються з пластичної основи (матриці) та наповнювача, називаються композитами.

Серед композитів виділяють кермети (кераміко-металічні матеріали), норпласти (наповнені органічні полімери) і піни (газонаповнені матеріали).

Як основу (матрицю) використовують метали і сплави, по­лімери, кераміку. Наповнювачі, що застосовуються, особливо для композитів на основі пластмас, значно різноманітніші. Від них залежить міцність і жорсткість композитів.

В Україні започатковані принципово нові методи добуван­ня композитів, наприклад на основі боридів металів (віднов­лення оксидів металів бором у вакуумі та карбідом бору). Освоєно метод прямого синтезу силіцидів з металу й силіцію, а також безпосереднє відновлення оксидів металів силіцієм тощо. Багатьма своїми властивостями — міцністю, ударною в'язкістю, міцністю від утоми тощо — композити значно пе­ревищують традиційні матеріали, завдяки чому потреби су­спільства в них і взагалі у нових матеріалах безперервно зростають. На виготовлення композитів витрачають великі кошти, цим пояснюється той факт, що головними спожива­чами композитів поки що є авіаційна і космічна промисло­вості.

ЗНАЧЕННЯ ХІМІЇ У РОЗВ'ЯЗАННІ СИРОВИННОЇ ПРОБЛЕМИ

Природа, що нас оточує, здається, є невичерпною коморою, з якої промисловість бере сировину. У міру розвитку науки і техніки дедалі більше нових корисних копалин використовується для добування продуктів виробництва, з'являються нові види сировини, розширюється сировинна база промис­ловості.

У зв'язку з бурхливим розвитком промисловості у XX ст. різко збільшився обсяг добування й переробки корисних копа­лин. За останні 40 років багатьох корисних копалин було видо­буто більше, ніж за всю історію людства. Тепер у світі щорічно вилучається й переробляється 100 млрд т гірських порід. А в хімічному виробництві як сировину використовують не лише гірські породи. Це призводить до того, що багато які сировинні джерела швидко виснажуються, внаслідок чого й виникає си­ровинна проблема. Уже тепер багато країн відчувають гостру нестачу окремих видів сировинних ресурсів. В Україні, напри­клад, не вистачає такої горючої мінеральної сировини, як наф­та і природний газ.

Багато рідкісних металів раніше не знаходили застосування через їх промислову недоступність, але потреби в цих металах атомної енергетики, мікроелектроніки, радіотехніки, космічної техніки, які сьогодні визначають науково-технічний прогрес, зробили можливим промислове добування розсіяних елемен­тів.

Комплексне використання сировини спрямовується на за­стосування всіх її головних частин для добування корисних продуктів або матеріалів. Це означає, що з одного виду сиро­вини можна добути велику кількість різних продуктів. Напри­клад, нині деревина використовується не лише як джерело виготовлення меблів, а й як джерело величезних матеріальних цінностей.

ЗНАЧЕННЯ ХІМІЇ У ПОВСЯКДЕННОМУ ЖИТТІ

У побуті ми практично щоденно зустрічаємося з продук­тами хімічної промисловості та з хімічними процесами. Це прання білизни, миття посуду, доглядання за підлогою та меб­лями, застосування клею, а також готування їжі, умивання з милом, догляд за шкірою обличчя та інша особиста гігієна тощо.

Нині побутова хімія — це самостійна галузь промислово­сті. Щороку у світі виробляється майже ЗО млн т товарів по­бутової хімії. Це мийні, чистячі, дезінфікуючі засоби, засоби догляду за меблями й підлогою, для боротьби з комахами і захисту рослин, засоби для вибілювання, підкрохмалювання, підсинювання, різноманітні фарби, клеї, автокосметика тощо.

У побуті широкого застосування набули мийні засоби. Річ у тім, що чиста вода добре видаляє із забрудненої поверхні лише розчинні в ній речовини. Часточки нерозчинних речовин, але які змочуються водою (гідрофільні), можна видалити за раху­нок механічного впливу. Якщо ж речовини не змочуються во­дою (гідрофобні) і до того ж мають підвищену в'язкість, то практично їх не можна видалити водою. Це стосується жиро­вих забруднень, воску, стеарину, олії, різних органічних речо­вин тощо. У таких випадках застосовується мило, а ще кра­ще — синтетичні мийні засоби (СМЗ), що належать до групи поверхнево-активних речовин (ПАР).

До СМЗ універсальної дії відносять пральні порошки «На­талка», «Кристал», «Лотос», «Астра». Для прання вовняних, шовкових і синтетичних тканин використовуються порошки «Екстра», «Новость».

Мийна дія ПАР пояснюється їхньою здатністю часточки бруду жирового походження з'єднувати з водою.

Залежно від призначення до складу СМЗ входять різні луж­ні добавки: силікат натрію, сода, фосфати натрію, які полег­шують процес прання бавовняних і льняних тканин, капрону. Але ці СМЗ не можна застосовувати для прання виробів із вовни і лавсану, оскільки вони поступово руйнуються під впливом лужного середовища. Для таких виробів застосо­вують СМЗ, які створюють у воді нейтральну реакцію.

Під час прання виробів, які мають забруднення біоло­гічного походження, наприклад плями крові, використовують СМЗ, що містять ферменти. Але слід пам'ятати, що не можна прати у дуже гарячій воді, оскільки ферменти за температури понад 40 °С руйнуються.

Деякі СМЗ містять відбілювачі, що руйнують стійкі за­бруднення, через які тканина набуває сірого або жовтого ко­льору.

Відбілювачем може бути перборат натрію NaBO3 • 4Н2О, як сама пероксидна сіль, так і пероксид гідрогену Н2О2, що утворюється під час гідролізу солі.