Приведите примеры природных и синтетических полимеров

Развитие современных технологий привело к появлению материалов, которые обладают исключительными эксплуатационными качествами.

Полимерные материалы могут обладать молекулярной массой от нескольких тысяч до нескольким миллионов. Основные качества подобных материалов определяют их большое распространение.

С каждым годом на долю полимеров приходится все большее количество выпускаемой продукции. Именно поэтому рассмотрим их особенности подробнее.

Полимерные материалы

Свойства полимеров

Применение полимеров весьма обширно. Это связано с особыми качествами, которых обладает рассматриваемый материал. Сегодня полимерные материалы встречаются в самых различных областях, присутствуют практически в каждом доме. Процесс производства полимерных материалов постоянно совершенствуется, проводится изменение состава, за счет чего он приобретает новые эксплуатационные качества.

Физические свойства полимеров можно охарактеризовать следующим образом:

1. Низкий показатель коэффициента теплопроводности. Именно поэтому некоторые полимеры могут применяться в качестве изоляции при проведении некоторых работ.
2. Высокий показатель ТКЛР обуславливается относительно высокой подвижностью связей и постоянной сменой коэффициента деформации.
3. Несмотря на высокий показатель ТКЛР, полимерные материалы идеально подходят для напыления. В последнее время часто можно встретить ситуацию, когда полимер наносится на поверхность в виде тонкого слоя для придания металлу и другим материал антикоррозионных качеств. Современные технологии нанесения позволяют получать тонкую защитную пленку.
4. Удельная масса может варьироваться в достаточно большом диапазоне в зависимости от особенностей конкретного состава.
5. Довольно высокий предел прочности от части вызван повышенной пластичностью. Конечно, показатель существенно уступает тем, которые имеет металл или сплавы.
6. Прочность полимеров относительно невысокая. Для того чтобы повысить значение ударной вязкости проводится добавление в состав различных дополнительных компонентов, за счет чего получаются особые разновидности полимеров.
7. Стоит учитывать низкую рабочую температуру. Полимерные материалы плохо справляются с нагревом. Именно поэтому многие варианты исполнения могут работать при температуре не выше 80 градусов Цельсия. Если превысить рекомендуемый температурный порог, то есть вероятность, что сильный нагрев станет причиной повышения пластичности полимерного материала. Слишком высокая пластичность становится причиной снижения прочности и изменение других физических свойств.
8. Удельное сопротивление может варьироваться в достаточно большом диапазоне. Примером таких полимеров назовем ПВХ твердый, который имеет 1017 Ом×см.
9. Многие полимерные материалы имеют повышенную горючесть. Этот момент определяет то, что в некоторых отраслях промышленности использовать полимеры нельзя. Кроме этого химический состав определяет то, что при горении могут выделять токсичные вещества или едкий дым.
10. При применении особой технологии производства поверхность может иметь сниженный показатель коэффициента трения по стали. За счет этого покрытие служит намного дольше, и на нем не появляются дефекты.
11. Коэффициент линейного расширения составляет от 70 до 200 10-6 на градус Цельсия.

Напольное покрытие из вспененного полимерного материала

Рассматривая характеристики распространенных полимеров, не стоит забывать о нижеприведенных качествах:

1. Хорошие диэлектрические свойства позволяют использовать полимерный материал без опаски поражения электричеством. Именно поэтому полимеры довольно часто применяют при создании инструментов и оборудования, предназначенного для работы с электричеством.
2. Линейные полимеры способны восстанавливать свою первоначальную форму после длительного воздействия нагрузки. Примером можно назвать воздействие поперечной нагрузки, которая изгибает деталь, но после ее пропадания форма не сохраняется.
3. Важное качество всех полимеров – существенное изменение эксплуатационных качеств при введении небольшого количества примесей.
4. Сегодня полимерные материалы встречаются в самых различных агрегатных состояниях. Примером можно назвать клей, смазку, герметик, краски, некоторые твердые полимерные материалы. Большое распространение получили твердые пластмассы, которые используются при производстве самого различного оборудования. Как ранее было отмечено, вещество обладает высокой эластичностью, за счет чего был получен силикон, резина, поролон и другие подобные полимерные материалы.

Стоит учитывать тот момент, что химический состав полимерных материалов может существенно отличаться. В ГОСТ представлена процедура качественной оценки, которая основана на баллах.

Большое распространение полимерные материалы получили в промышленности, так как имеют повышенную стойкость к неорганическим реактивам. Именно поэтому они применяются при производстве баков для чистой воды или особо чистых реактивов.

Вся приведенная выше информация определяет то, что полимеры получили просто огромное распространение в самых различных отраслях. Однако не стоит забывать, что насчитывается несколько десятков основных типов полимерных материалов, все они обладают своими определенными качествами. Именно поэтому следует подробно рассмотреть классификацию полимерных материалов.

Классификация полимеров

Есть довольно большое количество показателей, по которым синтетические полимерные материалы могут классифицироваться. При этом классификация затрагивает и основные эксплуатационные качества. Именно поэтому рассмотрим разновидности полимерных материалов подробнее.

Классификация проводится по агрегатному состоянию:

1. Твердые. Практически все люди знакомы с полимерами, так как они используются при изготовлении корпусов бытовой техники и других предметов быты. Другое название этого материала – пластмасса. В твердой форме полимерный материал обладает достаточно высокой прочностью и пластичностью.
2. Эластичные материалы. Высокая эластичность структуры получила применение при производстве резины, поролона, силикона и других подобных материалов. Большая часть встречается в строительстве в качестве изоляции, что также связано с основными эксплуатационными качествами.
3. Жидкости. На основе полимеров производится достаточно большое количество самых различных жидких веществ, большая часть которых также применима в строительстве. Примером назовем краски, лаки, герметики и многое другое.

Жидкие полимеры — краски
Эластичные полимеры — резиновое покрытие

Различные виды полимерных материалов обладают разными эксплуатационными качествами. Именно поэтому следует рассматривать их особенности. Есть в продаже полимеры, которые до соединения находятся в жидком состоянии, но после вступления в реакцию становятся твердыми.

Классификация полимеров по происхождению:

1. Искусственные вещества, характеризующиеся высокомолекулярной массой.
2. Биополимеры, которые еще называют природными.
3. Синтетические.

Большее распространение получили полимерные материалы синтетического происхождения, так как за счет смешивания самых различных веществ достигаются исключительные эксплуатационные качества. Искусственные полимеры сегодня встречаются практически в каждом доме.

Классификация синтетических материалов проводится также по особенностям молекулярной сетки:

1. Линейные.
2. Разветвленные.
3. Пространственные.

Варианты структуры полимеров

Классификация проводится и по природе гетероатома:

1. В главную цепь может входить атом кислорода. Подобное строение цепочки позволяет получить сложные и простые полиэфиры и перекиси.
2. ВМС, которые характеризуются наличием атома серы в основной цепочке. За счет подобного строения получают политиоэфиры.
3. Можно встретить и соединения, в главной цепочке которых есть атомы фосфора.
4. В главную цепочку могут входить и атомы кислорода и с азотом. Наиболее распространенным примером подобного строения можно назвать полиуретаны.
5. Полиамины и полиамиды – яркие представители полимерных материалов, которые в своей главной цепочке имеют атомы азота.

Кроме этого выделяют две большие группы полимерных материалов:

1. Карбоцепные – вариант, который имеет основную цепочку макромолекулы ВМС с одним атомом углерода.
2. Гетероцепные – структура, которая кроме атома углерода имеет и атомы других веществ.

Существует просто огромное количество разновидностей карбоцепных полимеров:

1. Высокомолекулярные соединения, которые называют тефлоном.
2. Полимерные спирты.
3. Структуры с насыщенными главными цепочками.
4. Цепочки с насыщенными основными связями, которые представлены полиэтиленом и полипропиленом. Отметим, что сегодня подобные разновидности полимеров получили просто огромное распространение, их применяют при производстве строительных материалов и других вещей.
5. ВМС, которые получаются на основе переработки спиртов.
6. Вещества, полученные при переработке карбоновой кислоты.
7. Вещества, полученные на основе нитрилов.
8. Материалы, которые были получены на основе ароматических углеводородов. Самым распространенным представителем этой группы является полистирол. Он получил широкое применение по причине высоких изоляционных качеств. Сегодня полистирол используют для изоляции жилых и нежилых помещений, транспортных средств и другой техники.

Полимеры

Вся приведенная выше информация определяет то, что существует просто огромное количество разновидностей полимерных материалов. Этот момент также определяет их широкое распространение, применение практически во всех отраслях промышленности и сферах деятельности человека.

Применение полимеров

Современная экономика и жизнь людей просто не может обойтись без полимерных материалов. Это связано с тем, что они обладают относительно невысокой стоимостью, при необходимости основные эксплуатационные качества могут изменяться под конкретные задачи.

Применение полимерных материалов

Рассматривая применение полимеров, следует уделить внимание нижеприведенным моментам:

1. Активное производство началось в начале 20 века. Изначально технология производства заключалась в переработке низкомолекулярного сырья и целлюлозы. В результате их переработки появились краски и пленки.
2. Современные полимеры повлияли на развитие всех отраслей промышленности. В момент развития кинематографа появление прозрачных пленок позволило снимать первые картины.
3. В современном мире рассматриваемые полимерные материалы применяется практически во всех отраслях промышленности. Примером можно назвать использование полимеров при производстве игрушек, оборудования, лекарственных средств, тканей, строительных материалов и многого другого. Кроме этого они становятся частью других материалов для изменения их основных эксплуатационных качеств, применяются при обработке натуральной кожи или резины. За счет применения пластика производители смогли снизить стоимость компьютеров и мобильных девайсов, сделать их легче и тоньше. Если сравнить металл и полимеры, то разница в стоимости может быть просто огромной.
4. Совершенствование технологии производства полимерных материалов привело к появлению более современных композитов, которые стали использовать в машиностроении и многих других отраслях промышленности.
5. Применение полимера связано и с космосом. Можно назвать примером создание как летальных аппаратов, так и различных спутников. Существенное снижение массы позволяет с меньшими затратами преодолеть земное притяжение. Кроме этого полимеры хорошо известны тем, что выдерживают воздействие окружающей среды, представленное перепадами температуры и влажности.

Изначально в качестве сырья при производстве полимеров использовали низкокачественные низкомолекулярные вещества. Именно поэтому у них было огромное количество недостатков.

Однако совершенствование технологий производства привело к тому, что сегодня полимеры обладают высокой безопасностью при применении, не выделяют вредных веществ в окружающую среду.

Поэтому они стали все чаще использоваться при изготовлении вещей, применяемых в быту.

В заключение отметим, что рассматриваемая область постоянно развивается, за счет чего стали появляться композитные материалы.

Они обходятся намного дороже полимеров, но при этом обладают исключительными физическими, химическими и механическими качествами.

В ближайшее время полимерные материалы будут все также активно применяться в самых различных областях, так как альтернативы для их замены пока не существует.

История полимеров, полимеризация, типы, свойства и примеры / химия

полимеры являются молекулярными соединениями, которые характеризуются высокой молекулярной массой (от тысяч до миллионов) и состоят из большого числа звеньев, называемых мономерами, которые повторяются.

https://www.youtube.com/watch?v=yRKodqrfTig\u0026t=470s

Поскольку они характеризуются большими молекулами, эти виды называются макромолекулами, что придает им уникальные качества и сильно отличается от тех, которые наблюдаются у более мелких, только в связи с этим типом веществ, таких как склонность к формы стеклянных конструкций.

Точно так же, поскольку они принадлежат к очень большой группе молекул, возникла необходимость предоставить им классификацию, по этой причине они делятся на два типа: полимеры природного происхождения, такие как белки и нуклеиновые кислоты; и синтетического производства, такого как нейлон или люцит (более известный как оргстекло).

Ученые начали исследования науки, которая существует за полимерами в 1920-х годах, когда они с любопытством и недоумением наблюдали за тем, как некоторые вещества ведут себя как дерево или резина. Затем ученые того времени посвятили себя анализу этих соединений, присутствующих в повседневной жизни..

Достигнув определенного уровня понимания природы этих видов, мы могли бы понять их структуру и продвинуться в создании макромолекул, которые могли бы способствовать разработке и улучшению существующих материалов, а также производству новых материалов..

• Также известно, что многочисленные значимые полимеры содержат в своей структуре атомы азота или кислорода, присоединенные к атомам углерода, образующим часть основной цепи молекулы.
• В зависимости от основных функциональных групп, которые являются частью мономеров, они будут названы; например, если мономер образован сложным эфиром, образуется сложный полиэфир.
• индекс

• 1 История полимеров
  • 1.1 19 век
  • 1.2 20-го века
  • 1.3 век XXI
• 2 Полимеризация
  • 2.1 Полимеризация реакциями присоединения
  • 2.2 Полимеризация по реакциям конденсации
  • 2.3 Другие формы полимеризации
• 3 Типа полимеров
• 4 свойства
• 5 Примеры полимеров
  • 5.1 Полистирол
  • 5.2 Политетрафторэтилен
  • 5.3 Поливинилхлорид
• 6 Ссылки

История полимеров

Историю полимеров следует рассматривать, начиная со ссылок на первые полимеры, о которых известно.

Таким образом, некоторые материалы природного происхождения, которые широко использовались с древних времен (например, целлюлоза или кожа), в основном состоят из полимеров.

19 век

Вопреки тому, что можно было бы подумать, состав полимеров был неизвестен до тех пор, пока пару веков назад они не начали определять, как образуются эти вещества, и даже не пытались создать какой-то метод искусственного производства..

1. Впервые термин «полимеры» был использован в 1833 году благодаря шведскому химику Йонсу Якобу Берцелиусу, который использовал его для обозначения веществ органической природы, которые имеют одинаковую эмпирическую формулу, но имеют разные молярные массы.
2. Этот ученый также отвечал за придумывание других терминов, таких как «изомер» или «катализ»; хотя следует отметить, что в то время концепция этих выражений полностью отличалась от того, что они в настоящее время означают.
3. После некоторых экспериментов по получению синтетических полимеров путем превращения природных полимерных частиц, исследование этих соединений становилось все более актуальным.

Цель этих исследований состояла в том, чтобы добиться оптимизации свойств, уже известных для этих полимеров, и получить новые вещества, которые могли бы выполнять конкретные задачи в различных областях науки..

20 век

Наблюдая, что каучук растворим в растворителе органической природы, а затем полученный раствор показал некоторые необычные характеристики, ученые были встревожены и не знали, как их объяснить..

https://www.youtube.com/watch?v=yRKodqrfTig\u0026t=509s

Из этих наблюдений можно сделать вывод, что подобные вещества демонстрируют поведение, сильно отличающееся от меньших молекул, что они могли заметить при изучении каучука и его свойств..

Они отметили, что исследуемый раствор имел высокую вязкость, значительное снижение точки замерзания и осмотическое давление небольшой величины; из этого можно сделать вывод, что было несколько растворов с очень высокой молярной массой, но ученые отказывались верить в эту возможность.

Эти явления, которые также проявлялись в некоторых веществах, таких как желатин или хлопок, привели ученых того времени к мысли, что этот тип веществ состоит из агрегатов небольших молекулярных единиц, таких как C5H8 или C10H16, связаны межмолекулярными силами.

Хотя эта ошибочная мысль сохранялась в течение нескольких лет, определение, которое сохраняется до настоящего времени, было дано ей немецким химиком и лауреатом Нобелевской премии по химии Германом Штаудингером..

21 век

Нынешнее определение этих структур как макромолекулярных веществ, связанных ковалентными связями, было придумано в 1920 году Штаудингером, который настаивал на разработке и проведении экспериментов до тех пор, пока не обнаружит доказательства этой теории в течение следующих десяти лет..

Началось развитие так называемой «химии полимеров», и с тех пор она привлекла внимание исследователей всего мира, считая среди страниц своей истории очень важных ученых, среди которых выделяются Джулио Натта, Карл Циглер, Чарльз Гудиер, помимо прочего, в дополнение к ранее названным.

В настоящее время полимерные макромолекулы изучаются в различных научных областях, таких как наука о полимерах или биофизика, где исследуются полученные вещества, связывающие мономеры через ковалентные связи, с различными методами и целями..

Конечно, от природных полимеров, таких как полиизопрен, до синтетических полимеров, таких как полистирол, они используются очень часто, не отвлекаясь от других видов, таких как силиконы, состоящие из мономеров на основе кремния..

Кроме того, многие из этих соединений природного и синтетического происхождения состоят из двух или более разных классов мономеров, этим полимерным видам присвоено название сополимеров..

полимеризация

Чтобы углубиться в проблему полимеров, мы должны начать с разговора о происхождении слова полимер, которое происходит от греческих терминов. POLYS, что означает «много»; и окуни, что относится к «частям» чего-то.

Этот термин используется для обозначения молекулярных соединений, которые имеют структуру, состоящую из множества повторяющихся звеньев, это обусловливает свойство высокой относительной молекулярной массы и другие внутренние характеристики этих.

Таким образом, единицы, которые составляют полимеры, основаны на молекулярных разновидностях, которые имеют относительную молекулярную массу небольшой величины.

В этом порядке идей термин полимеризация применяется только к синтетическим полимерам, более конкретно к процессам, используемым для получения макромолекул этого типа..

Следовательно, полимеризацию можно определить как химическую реакцию, используемую в комбинации мономеров (по одному за раз) для получения из них соответствующих полимеров..

Таким образом, синтез полимеров осуществляется посредством двух основных реакций: реакции присоединения и реакции конденсации, которые будут подробно описаны ниже..

Полимеризация реакциями присоединения

В этом типе полимеризации участвуют ненасыщенные молекулы, которые имеют двойную или тройную связь в своей структуре, особенно углерод-углерод..

• В этих реакциях мономеры подвергаются комбинациям друг с другом без удаления какого-либо из их атомов, где полимерные частицы, синтезированные путем разрыва или открытия кольца, могут быть получены без образования небольших молекул.
• С кинетической точки зрения эту полимеризацию можно рассматривать как трехстадийную реакцию: инициирование, распространение и прекращение.
• Сначала происходит начало реакции, при которой нагревание применяется к молекуле, рассматриваемой как инициатор (обозначается как R2) создать два радикальных вида следующим образом:
• R2 → 2R ∙
• Если в качестве примера используется производство полиэтилена, то следующим этапом является размножение, при котором образующийся реакционноспособный радикал приближается к молекуле этилена и образуется новый вид радикалов следующим образом:
• R ∙ + CH2= CH2 → R-CH2-СН2∙

Этот новый радикал впоследствии объединяется с другой молекулой этилена, и этот процесс продолжается последовательно до тех пор, пока комбинация двух длинноцепочечных радикалов не приведет к окончательному образованию полиэтилена в реакции, известной как терминация..

Полимеризация по реакциям конденсации

В случае полимеризации с помощью реакций конденсации обычно происходит сочетание двух разных мономеров в дополнение к последующему удалению небольшой молекулы, которой обычно является вода..

https://www.youtube.com/watch?v=yRKodqrfTig\u0026t=545s

Точно так же полимеры, полученные этими реакциями, часто имеют гетероатомы, такие как кислород или азот, образуя часть их основной структуры. Также бывает, что повторяющаяся единица, представляющая основание своей цепи, не обладает совокупностью атомов, находящихся в мономере, до которого она может быть разложена.

С другой стороны, существуют методы, которые были разработаны совсем недавно, среди которых выделяется плазменная полимеризация, характеристики которых не полностью согласуются с любым из типов полимеризации, описанных выше..

Таким образом, реакции полимеризации синтетического происхождения, как присоединения, так и конденсации, могут происходить в отсутствие или в присутствии каталитических частиц..

Конденсационная полимеризация широко используется при производстве многих соединений, обычно присутствующих в повседневной жизни, таких как дакрон (более известный как полиэстер) или нейлон.

Другие формы полимеризации

В дополнение к этим методам синтеза искусственных полимеров существует также биологический синтез, который определяется как область исследования, которая отвечает за исследование биополимеров, которые делятся на три основные категории: полинуклеотиды, полипептиды и полисахариды.

В живых организмах синтез может осуществляться естественным путем посредством процессов, которые включают присутствие катализаторов, таких как фермент полимераза, в производстве полимеров, таких как дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)..

В других случаях большинство ферментов, используемых в биохимической полимеризации, представляют собой белки, представляющие собой полимеры, образованные с аминокислотами, которые необходимы в подавляющем большинстве биологических процессов..

Помимо биополимерных веществ, полученных этими способами, существуют и другие, имеющие большое коммерческое значение, такие как вулканизированный каучук, который получают путем нагревания каучука природного происхождения в присутствии серы..

Так, среди методов, используемых для синтеза полимеров путем химической модификации полимеров природного происхождения, являются чистовая обработка, сшивание и окисление..

Типы полимеров

Типы полимеров могут быть классифицированы в соответствии с различными характеристиками; Например, они классифицируются на термопласты, термореактивные или эластомеры в зависимости от их физической реакции на нагрев.

Кроме того, в зависимости от типа мономеров, из которых они образованы, они могут быть гомополимерами или сополимерами.

Таким же образом, в зависимости от вида полимеризации, с помощью которого они производятся, они могут быть аддитивными или конденсационными полимерами..

Кроме того, природные или синтетические полимеры могут быть получены в зависимости от их происхождения; органический или неорганический в зависимости от его химического состава.

свойства

— Его наиболее заметной особенностью является повторяющаяся идентичность его мономеров как основы его структуры..

1. — Его электрические свойства варьируются в зависимости от его назначения.
2. — Они имеют механические свойства, такие как упругость или предел прочности, которые определяют их макроскопическое поведение.
3. — Некоторые полимеры проявляют важные оптические свойства.
4. — Микроструктура, которой они обладают, напрямую влияет на их другие свойства.

— Химические характеристики полимеров определяются привлекательным типом взаимодействия между образующими их цепями..

— Его транспортные свойства связаны со скоростью межмолекулярного движения..

— Поведение его агрегатных состояний связано с его морфологией..

Примеры полимеров

Среди большого количества существующих полимеров есть следующие:

полистирол

Используется в контейнерах разных типов, а также в контейнерах, которые используются в качестве теплоизоляторов (для охлаждения воды или хранения льда) и даже в игрушках..

политетрафторэтилен

Более известный как тефлон, он используется в качестве электрического изолятора, также в производстве рулонов и для покрытия кухонной утвари.

Поливинилхлорид

Используемый в производстве каналов для стен, плитки, игрушек и труб, этот полимер коммерчески известен как ПВХ.

ссылки

1. Wikipedia. (Н.Д.). Polymer. Получено из en.wikipedia.or
2. Чанг, Р. (2007). Химия, девятое издание. Мексика: Макгроу-Хилл.
3. LibreTexts. (Н.Д.). Введение в полимеры. Получено с сайта chem.libretexts.org

Гдз (ответы) химия 10 класc габриелян о.с. , остроумов и.г., сладков с.а., 2019, §22 классификация полимеров. искусственные полимеры

Гдз (ответы) химия 10 класc габриелян о.с. , остроумов и.г., сладков с.а., 2019, §22 классификация полимеров. искусственные полимеры

Другие задания смотри здесь…

Во всех упражнениях красным цветом приводится решение, а фиолетовым ― объяснение.

Задание 1 Что такое полимеры?

Полимеры – высокомолекулярные вещества состоящие из большого числа звеньев, имеющих одинаковое строение.

Как их классифицируют по происхождению? На природные и химические, а химические делятся на искусственные и синтетические.

Задание 2 

Какие полимеры называют искусственными?

Искусственными полимерами называют высокомолекулярные вещества, которые получают на основе природных полимеров путём их химической модификации.

Чем они отличаются от природных? Химическим составом и (или) структурой, свойствами.Задание 3 В чём различие полимера и пластмассы?

Полимер является высокомолекулярным чистым веществом, а пластмасса ― смесью полимера и различных компонентов (красители, наполнители, пластификаторы и т.д.).

Какой из этих двух материалов можно назвать композиционным? Пластмассу.

1. Задание 4
2. Волокна ― это полимеры линейного строения, которые пригодны для изготовления нитей, жгутов, пряжи и текстильных материалов.
3. Ацетатный шёлк.

Что такое волокна? Приведите примеры искусственных волокон, опишите их свойства, применение и получение. Свойства: прочность, лёгкая окрашиваемость, дешевизна, экологичность и гигиеничность.Примение: для производства нитей и нетканых материалов.

Получение: путём обработки целлюлозы уксусной кислотой, получившийся триацетат целлюлозы при помощи специального технологического процесса вытягивают в нити. Вискоза.

Свойства: впитывает влагу, мягкая на ощупь, хорошая воздухопроницаемость, высокая интенсивность цвета, не электризуется, дешевизна, ещё более экологична, чем ацетатный шёлк. Применение: для производства нитей, нетканых материалов и целлофана.Получение: из древесной целлюлозы.

Задание 5

На упаковках с нитроцеллюлозным клеем имеется предупреждение о соблюдении мер пожарной безопасности при работе с ним. Объясните, с чем это связано. В состав клея входят нитроцеллюлоза и растворители, которые являются легковоспламеняющимися и быстросгорающими веществами.Другие задания смотри здесь…

Полимеры — общие сведения образования полимеров | ПластЭксперт — все о пластиках и полимерах

Полимерами называют высокомолекулярные химические соединения (ВМС) вещества, обладающие молекулярной массой от тысяч до нескольких миллионов атомных единиц.

Макромолекулы полимеров образовываются из огромного количества повторяющихся мономерных звеньев.

Свойства полимеров зависят от химической природы мономера, молекулярной массы, методом производства полимера, стереоструктурой молекул (расположением в пространстве) и степенью их разветвленности, а также связей между молекулами различной природы.

Большинство полимеров являются по природе диэлектриками, также имеют низкую теплопроводность и достаточно высокие механические характеристики.

Классификация полимеров

Разделение полимеров на четкие классы – достаточно сложное дело. В современной теории существует несколько подразделений полимерных материалов по видам:

• полимеры могут быть природными или синтетическими, также бывают модифицированные полимеры;
• по типу реакции образования полимеры делятся на полимеризационные и поликонденсационные;
• в зависимости от химического состава полимеры подразделяются на неорганические (например, силиконы), органические полимеры (например, полистирол) и элементоорганические полимеры (например, фторопласты). При этом основной вид используемых полимеров – органические;
• по методу переработки и соответствующему отношению к воздействию на них температуры полимеры делят на термопластичные (термопласты) и термореактивные (реактопласты). Первые способны перерабатываться многократно, вторые – как правило, нет;
• по составу мономерных звеньев полимеры делят на гомополимеры и сополимеры (гетерополимеры);
• также полимеры разделяются по строению главной цепи на гомоцепные и гетероцепные, по пространственному расположению мономерных звеньев на стереорегулярные и атактические (нестереорегулярные), по степени разветвления на линейные, разветвленные, лестничные и сшитые и т.д.

Рис. 1 Структура полимеров

Образование полимеров

В природе биологические полимеры или биополимеры получаются естественным путем в процессе жизнедеятельности растительных и животных организмов. Искусственные же полимеры производят как правило нефтехимические и газохимические предприятия путем двух основных видов химических реакций: полимеризации и поликонденсации

Полимеризация – это процесс синтеза полимера путем присоединения повторяющихся цепочек молекул (звеньев) мономера к активному центру роста макромолекулы высокомолекулярного соединения. В упрощенном виде механизм полимеризации можно расписать по следующим стадиям:

• образование центров полимеризации;
• рост макромолекул полимера при присоединения очередных звеньев;
• возникновение новых центров полимеризации на других молекулы и их интенсивный рост;
• возникновение разветвленных молекул полимеров;
• прекращение роста макромолекул.

Обычно полимеризация не возникает при нормальных условиях. Для начала химического процесса полимеризации на низкомолекулярное сырье оказывают разнообразные методы воздействия в зависимости от каждого конкретного техпроцесса: воздействие светом или другим типом облучением, повышенным давление, высокими температурами.

При этом, наиболее эффективно процесс идет в среде катализатора, подбираемого для каждого конкретного процесса получения определенного полимера персонально.

При образовании полимеров при помощи полимеризации не выделяется побочных веществ реакции, химический состав веществ остается неизменным, но меняется структура связей в веществе.

Рис. 2 Завод по производству полиэтилена

Поликонденсация – это процесс синтеза полимеров из низкомолекулярных веществ при помощи перегруппировки атомов выделения побочных продуктов поликонденсации. Это могут быть различные низкомолекулярные соединения, например вода. Методом поликонденсации выпускают такие крупнотоннажные полимеры, как полиуретаны, поликарбонаты, фенолоальдегидные смолы.

Основные свойства полимеров

Строение макромолекул в виде цепи, а также различные типы связей между ними, возникшие при образовании молекул, определяют природу специальных физико-химических характеристик полимеров.

Среди них важная особенность к пленко- и волокнообразованию, способности полимеров к вытяжке, прочности в определенных направлениях, эластичности и т.п. Такое строение полимерных молекул определяет тот факт, что вязкость растворов полимеров обычно высока.

ВМС могут в высокой степени набухать в жидкостях, при этом образуя несколько видов систем, по свойствам находящихся между твердым жидким агрегатным состояниями.

Количество мономерных звеньев в макромолекулах полимеров и природа звена определяют молекулярную массу всего ВМС. Любой полимер всегда состоит из множества макромолекул, каждая из которых индивидуальна и отличается от других в том числе по длине цепи. Из-за этого факта молекулярная масса полимеров – всегда примерная средняя величина.

Также из описанного следует, что важной характеристикой является молекулярно-массовое распределение (ММР), которое показывает в каком диапазоне молекулярных масс молекулы представлены в конкретном образце полимера. Чем меньше молекулярно-массовое распределение, тем стабильнее свойства полимеров и тем проще описать методики их переработки.

Полимеры могут находиться в нескольких агрегатных состояниях, которые отличаются от состояний обычных низкомолекулярных веществ, например в состоянии вязкотекучей жидкости, эластичном состоянии, такие как каучук, силикон, другие эластомеры, твердых пластмасс.

Типы переработки полимеров в изделия

Несмотря на то, что в повседневной жизни термин «переработка пластмасс» используется в значении сбора и вторичного производства изделий из уже использованного пластика, на самом деле у термина несколько другой смысл. Переработкой полимеров называют получение готовых изделий из синтезированных ранее полимеров, в том числе первичных.

Переработка полимеров, как правило происходит при высоких температурах от 150 до 500 градусов Цельсия в зависимости от природы конкретного полимера. Исключение составляют некоторые термореактивные пластики, например двухкомпонентные разновидности эпоксидных смол или пенополиуретана, которые реагируют при комнатной температуре.

При переработке в полимер могут вводить разные добавки (в случае, например, не применяющегося в качестве чистого вещества ПВХ, добавки практически обязательны) для лучшей перерабатываемости, придания пластмассе нужных свойств или удешевления продукта.

Наиболее употребляемыми аддитивами (добавками для полимеров) являются , например, наполнители, красители, стабилизаторы, пластификаторы, модификаторы, нуклеаторы и т.д.

Классификация полимеров по областям применения

Полимеры, главным образом, термопласты подразделяют по степени роста технических и эксплуатационных характеристик. Основной характеристикой полимера при этом является температура долговременной эксплуатации. В данном случае полимеры с известными допущениями и довольно большими разночтениями у разных авторов разделяют на три категории:

• General purpose plastics или полимеры общего (общетехнического) назначения;
• Engineering plastics или конструкционные пластики (полимеры инженерно-технического назначения);
• Super-engineering plastics или суперконструкционные полимеры.

Также всё более важную роль в современной индустрии полимеров играет класс эластомеров или термоэластопластов (TPE, ТПЭ).

По своим свойствам и методам переработки в изделия эти материалы аналогичны термопластам, при этом по внешнему виду и эксплуатационным свойствам близки к резине и каучуку.

ТПЭ в быту повсеместно путают с резиной из-за способности этих материалов к значительным обратимым деформациям.

Также полимеры и их марки классифицируют по наиболее подходящему способу переработки — литьевые, экструзионные, пресс-порошки и т.п.