����Пластмаси.�Каучук, гума. Синтетичні волокна� �Матеріали для курсу 10 класу

Пластмаси

• матеріали на основі полімерів, що зберігають після нагрівання і наступного охолодження надану їм форму.

​

Пластмаси містять добавки, які покращують їхні властивості, підвищують стійкість до хімічно агресивних речовин, зміни зовнішніх умов. Добавками слугують розмелені деревина, крейда, графіт, а також сажа, подрібнений папір, волокна, барвники. Полімери у відповідних пластмасах є зв’язуючими компонентами. Якщо до мономера додати сполуку, яка при нагріванні розкладається з виділенням газу, то добутий полімер матиме вигляд застиглої піни; його називають пінопластом

Блоки з пінопласту для утеплення будинків

Полімери- основа пластмас

Поліетилен (-СН2-СН2-)n

Поліетилен – термопластичний матеріал.

• безбарвний
• прозорий або білий напівпрозорий матеріал

зовні нагадує парафін . Механічні та фізичні властивості поліетилену залежать від умов здійснення реакції полімеризації.

• На поліетилен не діють вода, розчини кислот (крім концентрованої нітратної) і лугів, жири, масла. Однак цей полімер нестійкий щодо галогенів, при нагріванні розчиняється в рідких вуглеводнях та їх галогенопохідних, горить на повітрі.

• Із нього виробляють водопровідні та каналізаційні труби, пакувальну плівку і плівку для теплиць, тару, предмети побуту, ємності для зберігання неорганічних кислот і лугів. Він також слугує тепло- й електроізоляційним матеріалом. Поліетиленові вироби є морозостійкими, але не витримують нагрівання вище 60—100 °С.

Політетрафторетилен �(-CF2-CF2-)n або тефлон

Має високу хімічну стійкість, не руйнується навіть концентрованими кислотами, не розчиняється й не набрякає в жодному розчиннику. На відміну від поліетилену тефлон — негорючий полімер; він витримує досить високу температуру.

Належить до термопластичних полімерів лінійної будови.

Поліпропілен, як і поліетилен, добувають, здійснюючи реакцію полімеризації.

Цей полімер використовують для виробництва волокон, труб, пакувальної плівки, тари, деталей технічної апаратури, предметів побуту, іграшок, одноразового посуду, а також як ізоляційний матеріал .

Вироби з поліпропілену мають підвищену твердість, стійкі до тертя.

Є термопластичним полімером. Його використовують для виробництва штучної шкіри, лінолеуму, труб, волокон, тари, різних деталей. Із полівінілхлориду виготовляють чоботи, захисні рукавички.

Аморфний термопластичний полімер лінійної будови.

Він не реагує з розбавленими розчинами лугів і кислот, розчиняється в деяких органічних розчинниках.

Полістиролу можна надавати будь-якої форми і кольору; він добре склеюється та обробляється.

Недоліки цього полімеру — невисокі міцність і термостійкість.

Пінополістирен.

Із цього полімеру виготовляють звуко- і теплоізоляційні, облицювальні та декоративні плити, деталі для медичних приладів і систем переливання крові, тару для харчових продуктів, дитячі іграшки, рятувальні круги, буйки, захисні шоломи, одноразовий посуд

Недоліками пінополістирену є крихкість і горючість. Плити із цього матеріалу повільно виділяють невеликі кількості стиролу С6Н5-СН=СН2 — токсичної речовини, здатної накопичуватися в організмі. Крім цього, пінополістирол легко спалахує й горить із виділенням кіптяви і шкідливих речовин.

Відходи полімерів і довкілля

• У розвинутих країнах частину відпрацьованих полімерів і пластмас переплавляють та застосовують у виробництві плівки, тари, різного обладнання, а решту переробляють на органічні сполуки, горючі газові суміші. Іноді залишки полімерних матеріалів подрібнюють і додають до будівельних сумішей. Спалюючи відходи деяких полімерів, отримують теплову енергію.
• В Україні з відпрацьованого поліетилену виготовляють плівку для сільського господарства. На заміну поліетиленовим пакетам приходять паперові або зроблені з відходів целюлози (цей полімер порівняно швидко руйнується мікроорганізмами в природних умовах).

• Забруднення довкілля відходами штучних полімерів є серйозною екологічною проблемою.

Каучуки – це полімери рослинного або синтетичного походження, з яких виготовляють гуму. Характерна особливість — висока еластичність її і здатність після деформації відновлювати свою форму. Але до температури -50°С. Вони водонепроникні, зносостійкі, мають хороші електроізоляційні властивості

​

НАТУРАЛЬНИЙ КАУЧУК

​

Міститься у соку деяких рослин, головним чином гевеї, нагадує молоко

(це емульсія каучуку у воді). Утворений з цис-поліізопрену. Легший за воду, розчиняється в органічних розчинниках, здатний приєднувати водень, галогени, галогеноводні.

При нагріванні перетворюється на мономер.

Окиснюється киснем повітря та іншими окисниками. Щоб цього не сталось, його одразу обробляють розбавленими кислотами, перемивають, висушують.

Але він нестійкий до дії температур.

Може розірватись при певному зусиллі.

​

Фізичні властивості

При температурі повітря:

• -195°C він твердий і прозорий;
• від 0 ° до 10 °C - крихкий і непрозорий;
• при 20 °C - м'ягкий, пружний і напівпрозорий;
• при 50 °C - він становиться пластичним і липким
• при 80 °C - натуральний каучук втрачає еластичність;
• при 120 °C — перетворюється в смолоподібну рідину, після загускання якої вже не можливо утворити початковий каучук;
• від до 200—250 °C каучук розкладається (уторюються газоподібні та рідкі речовини)

Будова полімерного ланцюжка

В натуральному каучуку міститься 91-96% поліізопрена (C5H8)n, а також білки та амінокислоти, жирні кислоти, каротин, невелика кількість солей міді, марганцю, заліза та інших речовин. Поліізопрен натурального каучуку є стереорегулярним полімером. Практически всі ділянки ізопрену (98-100%) в макромолекулі приеднані в цис-1,4-положенні:

Цікаво, що існує природній геометричний ізомер каучуку – гуттаперча (транс-1,4-поліізопрен):

[- СН2 – С = СН – СН2-]п

|

СН3

СН2 = С – СН = СН2

|

СН3

Чарльз Гудір

У 1834 р. відкрив

процес

вулканізації

резини.

Історія вулканізації

​

• В один із зимових днів 1839 року «резинова людина» кинула в піч суміш каучуку з сіркою. Продукт виявився назвичайно пружним і міцним, а головне – не втрачав своїх властивостей під дією тепла.

Вулканізований каучук (гума)

При нагріванні з сіркою відбувається “зшивання” полімерних ділянок, за рахунок сульфідних місточків. Процес називається вулканізацією.

Синтетичний каучук

СЕРГІЙ ВАСИЛЬОВИЧ ЛЄБЄДЕВ (1874 -1934)

​

​

​

​

​

​

У 1931 році придумав як синтезувати каучук з етилового спирту за одну стадію(з бутадієну в присутності металічного натрію)

Синтетичні каучуки — добувають штучним шляхом з бутадієну, ізопрену, хлоропрену, стиролу. При нагріванні

вони також розкладаються.

Вони є основою

для виробництва гуми.

​

Загальна схема утворення каучуків:

​

де Y — H (мономером є бута-1,3-дієн, полімером — бутадієновий каучук, або полібутадієн); CH3 (мономер — ізопрен, полімер — ізопреновий каучук, або поліізопрен); Cl (мономер — хлоропрен, полімер — хлоропреновий каучук, або поліхлоропрен).

Види синтетичних каучуків

Бутадієн – стирольний каучук

Бутадієн – нітрольний каучук

В наш час виробляється великий асортимент синтетичних каучуків, різних за складом і за властивостями. Каучуки класифікують і називають за назвою мономерів, що використовують для їх одержання (ізопренові, бутадієнові каучуки), або за характерною групою атомів, що входять в їх склад (полісульфідні, кремнійорганічні і т.п.).

Приклади деяких синтетичних каучуків

широко поширені бутадієнові СКД (стереоурегульований 1,4-цис-полібутадієн).

ізопренові (1,4-цис-поліізопрен) каучуки.

Бутилкаучук (БК) - сополімер 2-метилпропена з невеликою кількістю ізопрену

Поліхлоропренові каучуки (наірит, неопрен)

фторкаучуки - сополімери фторирувані або частково фторувані алкени

кремнійоргані каучуки - поліорганосилоксани

Сьогодні із бутадієну та ізопрену виробляється 80% світового синтетичного каучуку.

Також його виготовляють з стиролу, хлоропрену, етилену та інших полімерів.

Отримання синтетичного каучуку — одне із великих досягнень ХХ століття. Але це відкриття принесло не лише користь.

Щорічно в світі викидається до 100 млн використаних автомобільних покришок. в природніх умовах вони розкладаються не менше 100 років, а при спалюванні виділяють надзвичайно шкідливі речовини.