ПОЛИМЕРЫ

Преподаватель СПб ТКУиК

Андриенко Т.В.

Полимеры

(от греч. «поли» — «много» и «мерос» — «часть»)

​

Полимеры - химические соединения с высокой молекулярной массой (от нескольких тысяч до многих миллионов), молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся группировок (мономерных звеньев).

Для этих веществ прежде всего характерна огромная молекулярная масса — от десятков тысяч до миллионов атомных единиц массы, поэтому часто их ещё называют высокомолекулярными соединениями (сокращённо ВМС)

СПОСОБЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛИМЕРОВ

Реакция полимеризации - это химический процесс соединения множества молекул мономеров в крупные молекулы полимеров.

Например, полипропилен получают из пропилен СН₂=СH–CH₃, который является мономером:

n СН₂ = СH ⎯→ (СН₂ − СH)n

⏐ ⏐

CH₃ CH₃

пропен (пропилен) полипропилен

Реакция поликонденсации - это процесс образования полимеров из множества молекул мономеров, которые сопровождаются выделением побочного низкомолекулярного продукта (чаще всего воды).

nC₆H₁₂O₆ → (C₆H₁₀O₅)n + H₂O

глюкоза крахмал

​

[C₆H₇O₂(OH)₃]n + 3nHNO₃ ⎯→

целлюлоза

​

[C₆H₇O₂(ONO₂)₃]n + 3nH₂O

тринитроцеллюлоза

Нитроцеллюлоз́а (нитрат целлюлозы, нитроклетчатка) — групповое название химических соединений, азотнокислых сложных эфиров целлюлозы

• Нитроцеллюлоза применялась при производстве пороха под названием ружейного хлопка. Нитроцеллюлоза давала в 6 раз больший объем продуктов горения, чем дымный порох, намного меньше дыма и меньше нагревала оружие.

Полимер - ВМС, содержащий в составе многократно повторяющиеся группы атомов.

Мономер - низкомолекулярное вещество, из которого синтезирован полимер.

Структурное звено - многократно повторяющиеся группы атомов.

Степень полимеризации - число молекул мономера, соединённых в полимер.

Где применили полимеры и какие?

Пластмассы - это материалы, полученные на основе полимеров, способные приобретать заданную форму при изготовлении изделия и сохранять ее в процессе эксплуатации.

Пластмасса содержит:

• полимер (самый важный компонент);
• красители (придают материалу цвет);
• наполнители (обеспечивают жесткость пластмассы);
• пластификаторы (делают материал более эластичным, гибким) и др.

Классификация

• Крахмал
• Целлюлоза
• Белок
• Натуральный

каучук

Классификация полимеров по

происхождению

• Полиэтилен
• ФФ полимеры
• Синтетические

волокна

• Синтетические

каучуки

​

• Вискоза
• Целлулоид
• Ацетатное

волокно

​

• Полиэтилен (Н.Д.)
• Полипропилен
• Синтетические

волокна

Классификация полимеров по

форме макромолекулы

• ФФ полимеры
• Резина

​

​

• Полиэтилен (В.Д.)
• Крахмал
• Синтетические

каучуки

​

​

• Полимеры могут иметь линейное, разветвлённое и сетчатое строение. Если каждое звено мономера условно обозначить буквой М, то макромолекула линейного строения будет выглядеть так:

...—М—М—М—М—М—М—...

Форма макромолекул

Линейная форма

Форма макромолекул

Разветвленная форма

Пространственная форма

Пространственные конфигурации�синтетических каучуков

Стереорегулярная структура.

Нестереорегулярная структура.

• К молекулярным гигантам относятся, например, важнейшие природные полимеры (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды), синтетические материалы (полиэтилен, поливинил-хлорид, каучук и т. д.). Поэтому ВМС играют важную роль и в биологических процессах, и в практической деятельности человека.

• Органические полимеры построены из элементарных звеньев — многократно повторяющихся и связанных между собой остатков молекул низкомолекулярных веществ (мономеров).

• Природные полимеры синтезируются клетками растительных и животных организмов, а синтетические человек научился получать из проектов переработки природного газа, нефти, каменного угля.

• Полимеры могут быть кристаллическими или аморфными. Для кристаллизации высокомолекулярных веществ необходимо упорядоченное строение достаточно длинных участков молекулярной цепи.

• Высокомолекулярные соединения не имеют четкой температуры плавления.

• При нагревании многие полимеры не плавятся, а лишь размягчаются, что позволяет формовать из них изделия методами пластической деформации — прессованием, выдавливанием, литьём.

• Такие полимеры называют пластическими массами (пластмассами, пластиками). У пластмасс низкая плотность, они легче самых лёгких металлов (магния, алюминия) и потому считаются ценными конструкционными материалами.

Пластмассы (пластические массы) - неметаллические материалы, обладающие пластическими свойствами в условиях переработки и не обладающие этими свойствами в условиях эксплуатации. При обычных температурах пластмассы представляют собой твердые, упругие тела.

​

Свойства пластмасс:

1. устойчивы к кислотам и щелочам

2. являются диэлектриками

3. обладают значительной тепло- и морозостойкостью

4. большая механическая прочность, износостойкость

5.некоторые виды пластмасс обладают прекрасными оптическими свойствами.

​

Обычно пластмассы — диэлектрики (не проводят электрический ток), и отдельные их сорта известны как лучшие изоляционные материалы из всех используемых в современной технике.

• По прочности некоторые пластики превосходят чугун и алюминий, а по химической стойкости — почти все металлы. Они могут быть устойчивы к действию воды и кислорода, кислот и щелочей.

Бытовые полимеры:

• 1. PET или ПЭТ – полиэтилентерфталат. Используется для изготовления упаковок (бутылок, банок, коробок и т.д.) для розлива прохладительных напитков, соков, воды. Также этот материал можно встретить в упаковках для разного рода порошков, сыпучих пищевых продуктов и т.д.

• 2. HDPE или ПВД – полиэтилен высокого давления. Используется для изготовления кружек и пакетов для молока и воды, для изготовления пластиковых пакетов.
• 3. PVC или ПВХ – поливинилхлорид. Вреден! Используется для упаковки, например, пищевых растительных масел. Из него изготавливаются банки для упаковки сыпучих пищевых продуктов и разного рода пищевых жиров. И именно этот пластик практически не поддается переработке. Более того, существуют доказательства того, что содержащейся в нем канцероген винилхлорид обладает способностью проникать в продукты питания, а затем и в организм человека.

• Также для производства ПВХ используется множества добавок, которые весьма токсичны для человека: фталаты, тяжелые металлы и т.д. И еще, процесс производства, использования и утилизации ПВХ сопровождается образованием большого количества диоксинов (самых опасных ядов) и других крайне токсичных химических веществ.

• 4. LDPE или ПНД – полиэтилен низкого давления. Используется в производстве полиэтиленовых пакетов, гнущихся пластиковых упаковок и для производства некоторых пластиковых бутылок.

• 5. PP или ПП – полипропилен. Из него делаются крышки для бутылок, бутылки для сиропа и кетчупа, стаканчики. Считается практически безопасным с точки зрения экологии и токсичности. Однако если в продукте содержится хоть небольшой процент алкоголя (пиво, коктейли), полипропилен становится не менее опасным, чем полистирол.

6. PS или ПС – полистирол или АБС-пластик. Используется в производстве поддонов для мяса и птицы, контейнеров для яиц. Из него могут изготовлять и стаканы, но учтите, что горячие блюда из такой посуды потреблять крайне вредно! 7. ДРУГОЕ. Смесь различных пластиков или полимеры, не указанные выше.

• Существуют определенные правила маркировки для косметики, продуктов, не содержащих ГМО, для аэрозолей не содержащих фреонов и т.д.

Волокна - это полимеры линейного строения, которые пригодны для изготовления нитей, жгутов, пряжи и текстильных материалов.

ВОЛОКНА