Значення хімії у створенні нових матеріалів
Хіміки відповідають за раціональне використання сирови¬ни, її комплексну переробку, ліквідацію відходів, багато з яких завдають непоправної шкоди довкіллю та здоров'ю людини. Отже, розробка нових способів комплексного використання сировини має величезне значення.
Хімія має велике значення і в розробці способів переведен¬ня речовин, що прореагували, у початковий стан для їх повтор¬ного використання (рециркуляція, регенерація сировини).
Наприклад, уже зараз досить широко використовуються метали у вигляді вторинної сировини (так званого скрапу). Майже половина світового виробництва сталі базується на скрапі.
Невичерпним джерелом сировини є промислові й побутові відходи. Вони отруюють водойми, заражують ґрунт і повітря, захаращують території. Завдання хіміків полягає у знешко¬дженні відходів. Для цього будують спеціальні очисні спо¬руди.
В Україні встановлено норми допустимого вмісту речовин у газоподібних промислових викидах і стічних водах. Але го¬ловне завдання хіміків полягає у створенні безвідхідних ви¬робництв, де відходи використовуються для добування необ¬хідних продуктів. Реалізація такого завдання тісно поєднана з комплексним використанням сировини і комбінуванням ви¬робництв, коли відходи одного заводу стають сировиною для іншого, і тоді завод переростає у комбінат.
2. Основні напрямки хімічної промисловості
у розробці нових матеріалів
Для поліпшення якості металічних матеріалів використо¬вують порошкову металургію. Вона включає процеси вироб¬ництва металічних порошків і спікання з них виробів. Сучасна порошкова металургія займається, по-перше, створенням ма¬теріалів і виробів з такими характеристиками (склад, струк¬тура, властивості), яких досі неможливо досягти відомими ме¬тодами плавки; по-друге, виготовленням традиційних мате¬ріалів і виробів, але за вигідніших техніко-економічних показ¬ників виробництва.У розробці теоретичних основ найважливіших процесів по¬рошкової металургії провідне місце посідає Інститут проблем Матеріалознавства НАН України. Перший в Україні (і в ко¬лишньому 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 застосовують тепер екстремальні впливи — надвисокі й наднизькі тиски та температури, ударні й вибухові хвилі, йонізуючі випромінювання, ферменти. З огляду на це зростає також роль хімії 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 для композитів на основі пластмас, значно різноманітніші. Від них залежить міцність і жорсткість композитів.