Трудове навчання (технічні види праці). 9 клас. Лебедєв

РІЗНОМАНІТНІ ПРИЙОМИ РОБОТИ З МАТЕРІАЛАМИ ХІМІЧНОГО ПОХОДЖЕННЯ, КОМПОЗИЦІЙНИМИ МАТЕРІАЛАМИ

ДОРОГІ ДРУЗІ!

У 9 класі ви далі вивчатимете світ техніки й технологій, пов'язаних з обробкою сучасних конструкційних матеріалів — полімерів і композитів. Вам цікаво буде дізнатися, як організувати свою діяльність для планування технологічних процесів при виготовленні комплексних виробів. Ви ознайомитеся з деякими конструкційними матеріалами — пластмасами та композитними матеріалами, із сучасними методами обробки полімерів і отриманням деталей складної форми з термопластів та композиційних матеріалів, навчитеся особливим прийомам розмічання та різання полімерних матеріалів. Практичні заняття дадуть вам змогу закріпити вже набуті вміння з виконання трудових операцій та опанувати практичні прийоми роботи з новими видами ручних інструментів для обробки пластмас та полімерів.

Розділ «Основи техніки, технологій і проектування» введе вас у світ автоматизації, комп'ютеризації та роботизації сучасних виробничих процесів. Ваші знання з проектної діяльності поповняться інформацією про біоніку як науку та використання біонічних форм у проектуванні, крім того, ви ознайомитеся з принципами проектування майбутньої професійної діяльності. Навчальний матеріал розділу «Технологія побутової діяльності» допоможе вам сформувати власний стиль в одязі, вдало добирати аксесуари.

Налаштуватися на вивчення нового матеріалу вам допоможуть завдання, розміщені на початку та всередині кожного з параграфів. Для того щоб перевірити й закріпити знання з кожної теми, наприкінці параграфів подано рубрики «Чи добре засвоїли?», «Поясніть». Підсумувати й систематизувати здобуті знання дасть вам змогу рубрика «Підбиваємо підсумки». Тим, хто хоче дізнатися трохи більше, корисною буде інформація, подана в рубриці «Поглибте свої знання». Виконання проекту та виготовлення комплексного виробу допоможе вам набути навичок з проектної діяльності, більше дізнатися про властивості матеріалів та прийоми праці. Виконуючи практичні роботи та працюючи над виготовленням комплексного виробу, будьте уважними, дотримуйтеся правил безпечної праці.

Бажаємо вам успіхів у навчанні!

Ваші автори

Вступ. Трудове навчання в школі

§ 1. Матеріали хімічного походження в житті людини

Завдання 1

Роздивіться фото предметів, зображених на малюнку 1. Із яких матеріалів зроблено ці речі? Який із них, на вашу думку, виготовлено в наші дні, а який — давнім майстром? Чому ви дійшли такого висновку? Обґрунтуйте свою думку.

Мал. 1. Стільці, виготовлені з різних матеріалів

Завдання 2

Пригадайте, з яких матеріалів виготовлені речі, що оточують вас у повсякденному житті. Як ви вважаєте, це матеріали природного чи хімічного походження? Що, на вашу думку, стало передумовою виникнення матеріалів хімічного походження?

Завдання 3

Розгляньте малюнки, вміщені нижче. Як ви вважаєте, чи слушне твердження, що матеріали хімічного походження існують уже давно, їх було створено на основі природних складових? Свій висновок обґрунтуйте.

Мал. 2. Приклади найдавніших матеріалів хімічного походження: а — цемент; б — папір; в — скло

Матеріалами хімічного походження називають такі, яких немає в природі: вони створені людиною.

Чимало сучасних матеріалів хімічного походження перевершують природні за багатьма властивостями. Вони легші, міцніші, стійкіші до впливу екстремальних умов середовища (температура, тиск, вологість тощо). Іноді виробництво й використання матеріалів хімічного походження пов'язане з меншими витратами й безпечніше для довкілля.

Матеріали хімічного походження використовують у багатьох галузях промисловості.

Так, наприклад, у будівництві використовують цемент (мал. 2, а), який одержують шляхом випалювання за високих температур (9001500 °C) різноманітної сировини — гіпсу, вапняку та глини.

До матеріалів хімічного походження належить і папір (мал. 2, б), що складається переважно з рослинних волокон і в'яжучих речовин.

До цієї групи матеріалів можна віднести й скло (мал. 2, в). У природі скло міститься у вулканічних породах. Воно утворилося внаслідок швидкого охолодження рідкої магми в результаті взаємодії з холодним повітрям чи водою. Іноді скло виявляють у процесі хімічного аналізу маси метеоритів, розплавлених під час проходження земної атмосфери цими небесними тілами. У виробництві скла використовують склотвірні матеріали, до яких належать кварцовий пісок, сода, вапняк тощо.

Нині найпоширенішими є матеріали хімічного походження, які ми називаємо пластмасами.

Пластмаси (пластичні маси) — органічні матеріали, основу яких становлять синтетичні або природні високомолекулярні сполуки (полімери), які ви вивчатимете у § 3.

З курсу органічної хімії ви цьогоріч дізнаєтеся докладніше про природу й властивості цих сполук.

Матеріали хімічного походження можуть перебувати у твердому, рідкому й газоподібному стані. Зокрема, поліетилен — тверда речовина (стає пластичним унаслідок нагрівання), епоксидна смола — рідина (твердне під час її змішування з речовиною, яка сприяє її полімеризації), парфумерні речовини є рідинами і перетворюються на гази під час їх використання.

У сучасному житті для виготовлення промислових виробів і предметів вжитку дедалі частіше застосовують композиційні матеріали.

Композиційний матеріал (КМ), або композит, — матеріал з кількох складових, кожна з яких виконує специфічні функції, забезпечуючи йому властивості, яких не має жодний з окремо взятих компонентів.

Мал. 3. Промислові вироби з композиційних матеріалів: а — корпус автомобіля; б — планшет; в — автомобільна шина

Матеріали хімічного походження (зокрема композити) все частіше замінюють метали та інші конструктивні матеріали. Так, наприклад, карбон (вуглепластик) — штучний матеріал, який виготовляють на основі смол та карбонових волокон, — застосовують для виготовлення корпусів сучасних суперкарів, літаків, деталей двигунів, елементів космічних апаратів тощо (мал. 3, а).

Основою системної плати планшета (мал. 3, б) є склотекстоліт — матеріал, який має основу зі склотканини, просочену епоксидною смолою (до 80-х років минулого століття використовували гетинакс, за основу якого правив звичайний папір).

Шина, відомий усім вам елемент більшості транспортних засобів, на перший погляд, складається лише з гуми (мал. 3, в). Проте, якщо розглянути її у перерізі, можна побачити складну композитну будову (мал. 4).

Мал. 4. Будова безкамерної шини: 1 — протектор із гуми; 2 — плече покришки; 3 — капроновий корд; 4 — захисна бічна смуга з жорсткої гуми; 5 — брекер зі сталевого корду; 6 — протекторне кільце з гуми; 7 — силове кільце з металкорду; 8 — борт для встановлення

Чи добре засвоїли?

• 1. Які матеріали називають матеріалами хімічного походження?
• 2. Де використовують матеріали хімічного походження?
• 3. Наведіть приклади матеріалів хімічного походження, які виготовляють із природної сировини.
• 4. Наведіть приклади матеріалів хімічного походження, які виготовляють із синтетичної сировини.

Поясніть

• 1. Що спричинило появу матеріалів хімічного походження?
• 2. Поміркуйте, якому матеріалу — штучному чи природному — ви б віддали перевагу, облаштовуючи власну оселю. Чому?
• 3. Які перспективи, на вашу думку, має виробництво штучних матеріалів?

Підбиваємо підсумки

Матеріалами хімічного походження називають такі, яких немає в природі. Вони створені людиною.

Значну частину матеріалів хімічного походження виготовляють із природної сировини.

Синтетичні матеріали створюють шляхом з'єднання простих хімічних речовин.

Матеріали хімічного походження можуть перебувати у твердому, рідкому й газоподібному станах.

Матеріали хімічного походження у порівнянні з природними нерідко мають кращі технологічні властивості.

Поглибте свої знання

На сьогодні відсоток вмісту матеріалів хімічного походження в конструкціях сучасної авіаційної техніки становить близько 15 %, але в новому поколінні літаків ця частка значно виросте. Як приклад можна навести вітчизняний літак Ан-178, перший політ якого відбувся 7 травня 2015 р. на летовищі «Гостомель».

Через те, що передня частина корпусу (фюзеляжу) літака має бути «прозорою» для встановленого на носі локатора, для його виготовлення використовують не метал, а композиційні матеріали. Загалом, у конструкції літака застосовують чимало композиційних матеріалів: склопластик, карбон (вуглепластик), який стійкіший і економніший щодо ваги.

Обтічники, елементи хвостового оперення, всі органи управління — закрилки, елерони (керовані частини крила), — усе це також виготовлено з композитів.

Завдяки тому, що багато деталей літака виготовлено з композиційних матеріалів, він має вищий коефіцієнт корисної дії у порівнянні з попередніми конструкціями й кращі показники щодо економії палива.

Мал. 5. Літак Ан-178 у випробувальному польоті