Технологическая карта урока «Материалы на основе полимеров»

Технологическая карта учебного занятия

Содержание учебного материала

1. СЫРЬЁ И СОСТАВ ПЛАСТМАСС

1.1. Общая характеристика полимерных материалов

Пластмассы ‒ это материалы, полученные на основе синтетических (полиэтилен, полипропилен…) или природных полимеров (натуральный каучук, сахар, целлюлоза), способные под влиянием нагревания и давления формироваться в изделия сложной конфигурации и затем устойчиво сохранять приданную им форму.

Полимеры ‒ высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся мономерных звеньев.

Сырьём для получения полимеров служат:

• природный и попутный нефтяной газ (этилен, пропилен);

• продукты переработки нефти;

• каменноугольный деготь, получаемый при коксовании угля (содержит фенол и другие компоненты).

1.2. Состав пластмасс

Пластмассы ‒ сложные композиции, состоящие из связующего и различных добавок:

1.3. Классификация полимеров по методу получения

• Полимеризационные — получают методами полимеризации (соединение молекул мономера в длинные цепи без выделения побочных продуктов): полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиметилметакрилат, поливинилхлорид.

• Поликонденсационные — получают методами поликонденсации (с выделением побочных продуктов — воды, аммиака и др.): фенолоформальдегидные, мочевиноформальдегидные, эпоксидные, полиэфирные, полиамидные смолы.

По внутреннему строению различают линейные и пространственные (с поперечными связями, сетчатые) полимеры.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ПЛАСТМАСС

По отношению к нагреванию пластмассы делятся на две основные группы:

3. СВОЙСТВА ПЛАСТМАСС

Физико-механические свойства:

1. Малая плотность — от 0,85 до 1,8 г/см³ (в 4–5 раз легче стали).

1. Низкая теплопроводность — хорошие теплоизоляторы.

1. Низкая электропроводность — отличные диэлектрики.

1. Предел прочности термопластов — 10–100 МПа, модуль упругости — (1,8–3,5) × 10³ МПа.

1. Высокая химическая стойкость к кислотам, щелочам, агрессивным средам.

1. Влагостойкость — не гигроскопичны, не подвержены коррозии.

1. Морозостойкость — некоторые марки до (-70) °C.

1. Недостатки: невысокая теплостойкость, горючесть, склонность к старению под воздействием УФ-излучения.

Эстетические характеристики:

1. Широкая цветовая палитра — пластмассы легко окрашиваются в любые цвета.

1. Разнообразие фактуры — гладкая, матовая, глянцевая, текстурированная (имитация дерева, камня, металла).

1. Прозрачность — некоторые полимеры (оргстекло, поликарбонат) обладают высокой светопропускающей способностью (до 88–92 %).

1. Возможность создания сложных форм — литьём, прессованием, экструзией.

1. Декоративность — глянцевые поверхности, эффект перламутра, металлизированные покрытия.

4. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ПОЛИМЕРОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ДИЗАЙНЕ

5. ИЗДЕЛИЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ДИЗАЙНЕ И АРХИТЕКТУРЕ

В интерьерном дизайне:

1. Напольные покрытия: линолеум (ПВХ), ламинат (меламиновое покрытие), кварцвиниловая плитка.

1. Отделка стен и потолков: ПВХ-панели, пластиковые экраны, декоративные панели из оргстекла и поликарбоната.

1. Мебель: пластмассовые стулья, столы (поликарбонат, акрил), корпуса мебели (ДСП с меламиновым покрытием).

1. Освещение: светильники и люстры с абажурами из оргстекла, акрила, поликарбоната; светодиодные панели с светорассеивающими полимерами.

1. Декоративная лепнина: карнизы, плинтусы, розетки из полиуретана и дюрополимера.

1. Сантехника: акриловые ванны, душевые кабины, столешницы из искусственного камня (акрил + минеральный наполнитель).

1. Фурнитура: ручки, петли, накладки из полипропилена, АБС-пластика.

В архитектуре:

1. Оконные и дверные профили из ПВХ.

1. Прозрачные конструкции: навесы, кровля, перегородки из поликарбоната.

1. Фасадные панели и сэндвич-панели с полимерным покрытием.

1. Водоотводящие системы (трубы, желоба) из ПВХ и полипропилена.

1. Террасная доска (ДПК ‒ древесно-полимерный композит).

В декоративно-прикладном искусстве:

1. Декоративные панно и скульптура малых форм из акрила и эпоксидных смол.

1. Ювелирные изделия из акрила, эпоксидной смолы с включениями.

1. Предметы интерьера: вазы, подносы, кашпо из формованных пластмасс.

6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

1. Большинство термопластов поддаются вторичной переработке (полиэтилен, полипропилен, ПЭТ, полистирол).

1. Реактопласты не поддаются переплавке ‒ их переработка затруднена.

1. Пластмассы разлагаются сотни лет, поэтому важна сортировка отходов.

1. При горении многие полимеры выделяют токсичные вещества.

1. Современные биоразлагаемые полимеры (PLA, PHA) ‒ альтернатива для снижения экологической нагрузки.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое пластмассы и из каких компонентов они состоят?

1. Чем различаются термопласты и реактопласты?

1. Какое сырьё используется для получения полимеров?

1. Какими физико-механическими и эстетическими свойствами обладают пластмассы?

1. Какие полимерные материалы применяются в дизайне интерьера и архитектуре?

Описание этапов учебного занятия