Содержание:
1. Историческаясправка.
2. Определениеполимеров.
3. Пластмассы.
· Определение
· Классификация
а. Природные (органические)
б. Синтетические
4. Основные представители.
· Полистирол
· Полиэтилен
· Полиимид
· Эпоксидныесмолы
5. Основные свойства пластмасс.
· Химическиесвойства
· Физические свойства
Историческаясправка.
Термин “полимерия” был введен в наукуИ.Берцелиусом в 1833 для обозначения особого вида изомерии, при которойвещества (полимеры), имеющие одинаковый состав, обладают различной молекулярноймассой, например этилен и бутилен, кислород и озон. Такое содержание терминане соответствовало современным представлениям о полимерах. “Истинные”синтетические полимеры к тому времени еще не были известны.
Ряд полимеров был, по-видимому, полученеще в первой половине 19 века. Однако химики тогда обычно пытались подавитьполимеризацию и поликонденсацию, которые вели к “осмолению” продуктов основнойхимической реакции, т.е., собственно, к образованию полимеров (до сих порполимеры часто называют “смолами”). Первые упоминания о синтетических полимерахотносятся к 1838 (поливинилиденхлорид) и 1839 (полистирол),
Химия полимеров возникла только в связи ссозданием А.М.Бутлеровым теории химического строения. А.М.Бутлеров изучал связьмежду строением и относительной устойчивостью молекул, проявляющейся вреакциях полимеризации. Дальнейшее свое развитие наука о полимерах получилаглавным образом благодаря интенсивным поискам способов синтеза каучука, вкоторых участвовали крупнейшие учёные многих стран (Г.Бушарда, У.Тилден,немецкий учёный К Гарриес, И.Л.Кондаков, С.В.Лебедев и другие). В 30-х годовбыло доказано существование свободнорадикального и ионного механизмовполимеризации. Большую роль в развитии представлений о поликонденсации сыгралиработы У.Карозерса.
С начала 20-х годов 20 века развиваютсятакже теоретические представления о строении полимеров Вначале предполагалось,что такие биополимеры, как целлюлоза, крахмал, каучук, белки, а такженекоторые синтетические полимеры, сходные с ними по свойствам (например,полиизопрен), состоят из малых молекул, обладающих необычной способностьюассоциировать в растворе в комплексы коллоидной природы благодарянековалентным связям (теория “малых блоков”). Автором принципиально новогопредставления о полимерах как о веществах, состоящих из макромолекул, частицнеобычайно большой молекулярной массы, был Г.Штаудингер. Победа идей этого учёногозаставила рассматривать полимеры как качественно новый объект исследованияхимии и физики.
Полимеры
(Определение полимеров)
Полимеры – высокомолекулярные соединения, вещества с большой молекулярноймассой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов), в которых атомы,соединенные химическими связями, образуют линейные или разветвленные цепи, атакже пространственные трехмерные структуры. К полимерам относятсямногочисленные природные соединения: белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза,крахмал, каучук и другие органические вещества. Большое число полимеровполучают синтетическим путем на основе простейших соединений элементовприродного происхождения путем реакций полимеризации, поликонденсации, ихимических превращений.
В зависимости от строения основной цепиполимеры делятся на линейные, разветвленные, и пространственные структуры.Линейные и разветвленные цепи можно превратить в трехмерные действиемхимических агентов, света, и радиации, а также путем вулканизации.
Линейные ВМС могут иметь каккристаллическую, так и аморфную (стеклообразную) структуру. Разветвленные итрехмерные полимеры, как правило, являются аморфными. При нагревании онипереходят в высокоэластическое состояние подобно каучуку, резине, и другимэластомерам. При действии особо высоких температур, окислителей, кислот ищелочей, органические и элементоорганические ВМС подвергаются постепенномуразложению, образуя газообразные, жидкие, и твердые соединения.
Физико-механическиесвойства линейных и разветвленных полимеров во многом связаны с межмолекулярнымвзаимодействием за счет сил побочных валентностей. Так, например, молекулыцеллюлозы взаимодействуют между собой по всей длине молекул, и это явлениеобеспечивает высокую прочность целлюлозных волокон. А разветвленные молекулыкрахмала взаимодействуют лишь отдельными участками, поэтому не способныобразовывать прочные волокна. Особенно прочные волокна дают многиесинтетические полимеры (полиамиды, полиэфиры, полипропилен и др.), линейныемолекулы которых расположены вдоль оси растяжения. Трехмерные структуры могутлишь временно деформироваться при растяжении, если они имеют сравнительноредкую сетку (подобно резине), а при наличии густой пространственной сетки онибывают упругими или хрупкими в зависимости от строения.
ВМС делятся на две большие группы:гомоцепные, если цепь состоит из одинаковых атомов (в том числе карбоцепные,состоящие только из углеродных атомов), и гетероцепные, когда цепь включаетатомы разных элементов. Внутри этих групп полимеры подразделяются на классы всоответствии с принятыми в химической науке принципами.
Так,если в основную или боковые цепи входят металлы, сера, фосфор, кремний и др.,полимеры относятся к элементоорганическим соединениям.
Полимерныематериалы делятся на три основные группы: пластические массы, каучуки, волокнахимические. Они широко применяются во многих областях человеческойдеятельности, удовлетворяя потребности различных отраслей промышленности,сельского хозяйства, медицины, культуры и быта.
Пластмассы.
Определение.
ПЛАСТМАССЫ (пластические массы, пластики)-материалы наоснове полимеров. Большой класс полимерных органических легко формуемыхматериалов, из которых можно изготавливать легкие, жесткие, прочные,коррозионностойкие изделия.
Эти вещества состоят в основном из углерода (C), водорода (H), кислорода (O) иазота (N). Все полимеры имеют высокую молекулярную массу, от 10 000 до 500 000и более; для сравнения, кислород (O2) имеет молекулярную массу 32.Таким образом, одна молекула полимера содержит очень большое число атомов.
Классификация.
Некоторые органические пластические материалы встречаются вприроде, например асфальт, битум, шеллак, смола хвойных деревьев и копал(твердая ископаемая природная смола). Обычно такие природные органическиеформуемые вещества называют смолами.
Хотямодифицированные природные полимеры и находят промышленное применение,большинство используемых пластмасс являются синтетическими. Органическоевещество с небольшой молекулярной массой (мономер) сначала превращают вполимер, который затем прядут, отливают, прессуют или формуют в готовоеизделие. Сырьем обычно являются простые, легко доступные побочные продуктыугольной и нефтяной промышленности или производства удобрений.
Первым термопластом, нашедшим широкое применение, был целлулоид—искусственныйполимер, полученный путем переработки природного—целлюлозы.
/>
Основные представители.
Полистирол—неполярный полимер, широко применяющийся вэлектротехнике, сохраняющий прочность в диапазоне 210…… 350 К. Благодарявведению различных добавок приобретает специальные свойства: ударопрочность,повышенную теплостойкость, антистатические свойства, пенистость. Недостаткиполистирола—хрупкость, низкая устойчивость к действию органическихрастворителей (толуол, бензол, четыреххлористый углерод легко растворяютполистирол; в парах бензина, скипидара, спирта он набухает).
Полистирол вспенивающийся широко используется кактеплозвукоизоляционный строительный материал. В радиоэлектронике он находитприменение для герметизации изделий, когда надо обеспечить минимальныемеханические напряжения, создать временную изоляцию от воздействия тепла,излучаемого другими элементами.
Полиэтилен—полимер с чрезвычайно широким набором свойств ииспользующийся в больших объемах, вследствие чего его считают королемпластмасс. За 10… 12 лет эксплуатации прочность его снижается лишь на¼. Благодаря химической чистоте и неполярному строению полиэтиленобладает высокими диэлектрическими свойствами. Они в сочетании с высокимимеханическими и химическими свойствами обусловили широкое применениеполиэтилена в электротехнике, особенно для изоляции проводов и кабелей.
Помимо полиэтилена общего назначения выпускаютсяего многие специальные модификации, среди которых: антистатический, сповышенной адгезионной способностью, светостабилизированный, самозатухающий,ингибитированный (для защиты от коррозии), электропроводящий (дляэкранирования).
Главный недостатокполиэтилена—сравнительно низкая нагревостойкость
Полиимид—новый класс термостойких полимеров, ароматическаяприрода молекул которых определяет их высокую прочность вплоть до температурыразложения, химическую стойкость, тугоплавкость. Полиимидная пленкаработоспособна при 200°С в течение нескольких лет, при 300°С —1000 ч, при 400°С—до 6 ч. Кратковременно она не разрушается даже в струе плазменной горелки. Принекоторых специфических условиях полиимид превосходит по температурнойстойкости даже алюминий. Степень разрушения полиимида — 815°С., алюминия 515°С.
Эпоксидные смолы—продукт поликонденсациимногоатомных соединений, включающих эпоксигруппу кольца
/>
Основные свойствапластмасс.
Химическиесвойства.
С точки зрения химического поведенияполимер похож на мономер (или мономеры), из которого (или которых) он получен.Углеводороды этилен h3C=Ch3, пропилен h3C=CH–Ch4 и стирол h3C=CH–C6H5 претерпеваютприсоединительную полимеризацию, образуя полиэтилен, полипропилен и полистиролсо следующими структурами
Эти полимеры ведут себя какуглеводороды. Они, например, растворимы в углеводородах, не смачиваются водой,не реагируют с кислотами и основаниями, горят, подобно углеводородам, могутхлорироваться, бромироваться и в случае полистирола нитроваться исульфироваться
Физическиесвойства.
Физические свойства полимера,напротив, зависят не только от характера мономера, но в большей степени отсреднего количества мономерных звеньев в цепи и от того, как цепи расположены вконечной макромолекуле.
Всесинтетические и используемые в промышленности природные полимеры содержат цепис различным числом мономерных единиц. Это число называют степенью полимеризации(СП) и обычно пользуются его средним значением, поскольку цепи не одинаковы подлине. Средняя длина цепи и СП может быть определена экспериментальнонесколькими методами (например, осмометрией измерением осмотическогодавления различных растворов; вискозиметрией измерениемвязкости; оптическими методами измерением светорассеяния различнымирастворами; ультрацентрифугированием, при котором вещества разделяются по ихплотности). СП особенно важна при определении механических свойств полимера,поскольку при прочих равных условиях более длинные цепи налагаются друг надруга более эффективно и порождают большие силы сцепления. Можно сказать, чтозаметная механическая прочность наблюдается уже при СП 50–100, достигаямаксимума при СП выше 1000.
www.ronl.ru
Содержание:
1. Историческаясправка.
2. Определениеполимеров.
3. Пластмассы.
· Определение
· Классификация
а. Природные (органические)
б. Синтетические
4. Основные представители.
· Полистирол
· Полиэтилен
· Полиимид
· Эпоксидныесмолы
5. Основные свойства пластмасс.
· Химическиесвойства
· Физические свойства
Историческаясправка.
Термин “полимерия” был введен в наукуИ.Берцелиусом в 1833 для обозначения особого вида изомерии, при которойвещества (полимеры), имеющие одинаковый состав, обладают различной молекулярноймассой, например этилен и бутилен, кислород и озон. Такое содержание терминане соответствовало современным представлениям о полимерах. “Истинные”синтетические полимеры к тому времени еще не были известны.
Ряд полимеров был, по-видимому, полученеще в первой половине 19 века. Однако химики тогда обычно пытались подавитьполимеризацию и поликонденсацию, которые вели к “осмолению” продуктов основнойхимической реакции, т.е., собственно, к образованию полимеров (до сих порполимеры часто называют “смолами”). Первые упоминания о синтетических полимерахотносятся к 1838 (поливинилиденхлорид) и 1839 (полистирол),
Химия полимеров возникла только в связи ссозданием А.М.Бутлеровым теории химического строения. А.М.Бутлеров изучал связьмежду строением и относительной устойчивостью молекул, проявляющейся вреакциях полимеризации. Дальнейшее свое развитие наука о полимерах получилаглавным образом благодаря интенсивным поискам способов синтеза каучука, вкоторых участвовали крупнейшие учёные многих стран (Г.Бушарда, У.Тилден,немецкий учёный К Гарриес, И.Л.Кондаков, С.В.Лебедев и другие). В 30-х годовбыло доказано существование свободнорадикального и ионного механизмовполимеризации. Большую роль в развитии представлений о поликонденсации сыгралиработы У.Карозерса.
С начала 20-х годов 20 века развиваютсятакже теоретические представления о строении полимеров Вначале предполагалось,что такие биополимеры, как целлюлоза, крахмал, каучук, белки, а такженекоторые синтетические полимеры, сходные с ними по свойствам (например,полиизопрен), состоят из малых молекул, обладающих необычной способностьюассоциировать в растворе в комплексы коллоидной природы благодарянековалентным связям (теория “малых блоков”). Автором принципиально новогопредставления о полимерах как о веществах, состоящих из макромолекул, частицнеобычайно большой молекулярной массы, был Г.Штаудингер. Победа идей этого учёногозаставила рассматривать полимеры как качественно новый объект исследованияхимии и физики.
Полимеры
(Определение полимеров)
Полимеры – высокомолекулярные соединения, вещества с большой молекулярноймассой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов), в которых атомы,соединенные химическими связями, образуют линейные или разветвленные цепи, атакже пространственные трехмерные структуры. К полимерам относятсямногочисленные природные соединения: белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза,крахмал, каучук и другие органические вещества. Большое число полимеровполучают синтетическим путем на основе простейших соединений элементовприродного происхождения путем реакций полимеризации, поликонденсации, ихимических превращений.
В зависимости от строения основной цепиполимеры делятся на линейные, разветвленные, и пространственные структуры.Линейные и разветвленные цепи можно превратить в трехмерные действиемхимических агентов, света, и радиации, а также путем вулканизации.
Линейные ВМС могут иметь каккристаллическую, так и аморфную (стеклообразную) структуру. Разветвленные итрехмерные полимеры, как правило, являются аморфными. При нагревании онипереходят в высокоэластическое состояние подобно каучуку, резине, и другимэластомерам. При действии особо высоких температур, окислителей, кислот ищелочей, органические и элементоорганические ВМС подвергаются постепенномуразложению, образуя газообразные, жидкие, и твердые соединения.
Физико-механическиесвойства линейных и разветвленных полимеров во многом связаны с межмолекулярнымвзаимодействием за счет сил побочных валентностей. Так, например, молекулыцеллюлозы взаимодействуют между собой по всей длине молекул, и это явлениеобеспечивает высокую прочность целлюлозных волокон. А разветвленные молекулыкрахмала взаимодействуют лишь отдельными участками, поэтому не способныобразовывать прочные волокна. Особенно прочные волокна дают многиесинтетические полимеры (полиамиды, полиэфиры, полипропилен и др.), линейныемолекулы которых расположены вдоль оси растяжения. Трехмерные структуры могутлишь временно деформироваться при растяжении, если они имеют сравнительноредкую сетку (подобно резине), а при наличии густой пространственной сетки онибывают упругими или хрупкими в зависимости от строения.
ВМС делятся на две большие группы:гомоцепные, если цепь состоит из одинаковых атомов (в том числе карбоцепные,состоящие только из углеродных атомов), и гетероцепные, когда цепь включаетатомы разных элементов. Внутри этих групп полимеры подразделяются на классы всоответствии с принятыми в химической науке принципами.
Так,если в основную или боковые цепи входят металлы, сера, фосфор, кремний и др.,полимеры относятся к элементоорганическим соединениям.
Полимерныематериалы делятся на три основные группы: пластические массы, каучуки, волокнахимические. Они широко применяются во многих областях человеческойдеятельности, удовлетворяя потребности различных отраслей промышленности,сельского хозяйства, медицины, культуры и быта.
Пластмассы.
Определение.
ПЛАСТМАССЫ (пластические массы, пластики)-материалы наоснове полимеров. Большой класс полимерных органических легко формуемыхматериалов, из которых можно изготавливать легкие, жесткие, прочные,коррозионностойкие изделия.
Эти вещества состоят в основном из углерода (C), водорода (H), кислорода (O) иазота (N). Все полимеры имеют высокую молекулярную массу, от 10 000 до 500 000и более; для сравнения, кислород (O2) имеет молекулярную массу 32.Таким образом, одна молекула полимера содержит очень большое число атомов.
Классификация.
Некоторые органические пластические материалы встречаются вприроде, например асфальт, битум, шеллак, смола хвойных деревьев и копал(твердая ископаемая природная смола). Обычно такие природные органическиеформуемые вещества называют смолами.
Хотямодифицированные природные полимеры и находят промышленное применение,большинство используемых пластмасс являются синтетическими. Органическоевещество с небольшой молекулярной массой (мономер) сначала превращают вполимер, который затем прядут, отливают, прессуют или формуют в готовоеизделие. Сырьем обычно являются простые, легко доступные побочные продуктыугольной и нефтяной промышленности или производства удобрений.
Первым термопластом, нашедшим широкое применение, был целлулоид—искусственныйполимер, полученный путем переработки природного—целлюлозы.
/>
Основные представители.
Полистирол—неполярный полимер, широко применяющийся вэлектротехнике, сохраняющий прочность в диапазоне 210…… 350 К. Благодарявведению различных добавок приобретает специальные свойства: ударопрочность,повышенную теплостойкость, антистатические свойства, пенистость. Недостаткиполистирола—хрупкость, низкая устойчивость к действию органическихрастворителей (толуол, бензол, четыреххлористый углерод легко растворяютполистирол; в парах бензина, скипидара, спирта он набухает).
Полистирол вспенивающийся широко используется кактеплозвукоизоляционный строительный материал. В радиоэлектронике он находитприменение для герметизации изделий, когда надо обеспечить минимальныемеханические напряжения, создать временную изоляцию от воздействия тепла,излучаемого другими элементами.
Полиэтилен—полимер с чрезвычайно широким набором свойств ииспользующийся в больших объемах, вследствие чего его считают королемпластмасс. За 10… 12 лет эксплуатации прочность его снижается лишь на¼. Благодаря химической чистоте и неполярному строению полиэтиленобладает высокими диэлектрическими свойствами. Они в сочетании с высокимимеханическими и химическими свойствами обусловили широкое применениеполиэтилена в электротехнике, особенно для изоляции проводов и кабелей.
Помимо полиэтилена общего назначения выпускаютсяего многие специальные модификации, среди которых: антистатический, сповышенной адгезионной способностью, светостабилизированный, самозатухающий,ингибитированный (для защиты от коррозии), электропроводящий (дляэкранирования).
Главный недостатокполиэтилена—сравнительно низкая нагревостойкость
Полиимид—новый класс термостойких полимеров, ароматическаяприрода молекул которых определяет их высокую прочность вплоть до температурыразложения, химическую стойкость, тугоплавкость. Полиимидная пленкаработоспособна при 200°С в течение нескольких лет, при 300°С —1000 ч, при 400°С—до 6 ч. Кратковременно она не разрушается даже в струе плазменной горелки. Принекоторых специфических условиях полиимид превосходит по температурнойстойкости даже алюминий. Степень разрушения полиимида — 815°С., алюминия 515°С.
Эпоксидные смолы—продукт поликонденсациимногоатомных соединений, включающих эпоксигруппу кольца
/>
Основные свойствапластмасс.
Химическиесвойства.
С точки зрения химического поведенияполимер похож на мономер (или мономеры), из которого (или которых) он получен.Углеводороды этилен h3C=Ch3, пропилен h3C=CH–Ch4 и стирол h3C=CH–C6H5 претерпеваютприсоединительную полимеризацию, образуя полиэтилен, полипропилен и полистиролсо следующими структурами
Эти полимеры ведут себя какуглеводороды. Они, например, растворимы в углеводородах, не смачиваются водой,не реагируют с кислотами и основаниями, горят, подобно углеводородам, могутхлорироваться, бромироваться и в случае полистирола нитроваться исульфироваться
Физическиесвойства.
Физические свойства полимера,напротив, зависят не только от характера мономера, но в большей степени отсреднего количества мономерных звеньев в цепи и от того, как цепи расположены вконечной макромолекуле.
Всесинтетические и используемые в промышленности природные полимеры содержат цепис различным числом мономерных единиц. Это число называют степенью полимеризации(СП) и обычно пользуются его средним значением, поскольку цепи не одинаковы подлине. Средняя длина цепи и СП может быть определена экспериментальнонесколькими методами (например, осмометрией измерением осмотическогодавления различных растворов; вискозиметрией измерениемвязкости; оптическими методами измерением светорассеяния различнымирастворами; ультрацентрифугированием, при котором вещества разделяются по ихплотности). СП особенно важна при определении механических свойств полимера,поскольку при прочих равных условиях более длинные цепи налагаются друг надруга более эффективно и порождают большие силы сцепления. Можно сказать, чтозаметная механическая прочность наблюдается уже при СП 50–100, достигаямаксимума при СП выше 1000.
www.ronl.ru
Содержание:1. Историческая справка.2. Определение полимеров.3. Пластмассы.
· Определение
· Классификация
а. Природные (органические)
б. Синтетические
4. Основные представители.
· Полистирол
· Полиэтилен
· Полиимид
· Эпоксидные смолы
5. Основные свойства пластмасс.
· Химические свойства
· Физические свойства Историческая справка.
Термин “полимерия” был введен в науку И.Берцелиусом в 1833 для обозначения особого вида изомерии, при которой вещества (полимеры), имеющие одинаковый состав, обладают различной молекулярной массой, например этилен и бутилен, кислород и озон. Такое содержание термина не соответствовало современным представлениям о полимерах. “Истинные” синтетические полимеры к тому времени еще не были известны.
Ряд полимеров был, по-видимому, получен еще в первой половине 19 века. Однако химики тогда обычно пытались подавить полимеризацию и поликонденсацию, которые вели к “осмолению” продуктов основной химической реакции, т.е., собственно, к образованию полимеров (до сих пор полимеры часто называют “смолами”). Первые упоминания о синтетических полимерах относятся к 1838 (поливинилиденхлорид) и 1839 (полистирол),
Химия полимеров возникла только в связи с созданием А.М.Бутлеровым теории химического строения. А.М.Бутлеров изучал связь между строением и относительной устойчивостью молекул, проявляющейся в реакциях полимеризации. Дальнейшее свое развитие наука о полимерах получила главным образом благодаря интенсивным поискам способов синтеза каучука, в которых участвовали крупнейшие учёные многих стран (Г.Бушарда, У.Тилден, немецкий учёный К Гарриес, И.Л.Кондаков, С.В.Лебедев и другие). В 30-х годов было доказано существование свободнорадикального и ионного механизмов полимеризации. Большую роль в развитии представлений о поликонденсации сыграли работы У.Карозерса.
С начала 20-х годов 20 века развиваются также теоретические представления о строении полимеров Вначале предполагалось, что такие биополимеры, как целлюлоза, крахмал, каучук, белки, а также некоторые синтетические полимеры, сходные с ними по свойствам (например, полиизопрен), состоят из малых молекул, обладающих необычной способностью ассоциировать в растворе в комплексы коллоидной природы благодаря нековалентным связям (теория “малых блоков”). Автором принципиально нового представления о полимерах как о веществах, состоящих из макромолекул, частиц необычайно большой молекулярной массы, был Г.Штаудингер. Победа идей этого учёного заставила рассматривать полимеры как качественно новый объект исследования химии и физики.Полимеры
(Определение полимеров)
Полимеры – высокомолекулярные соединения, вещества с большой молекулярной массой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов), в которых атомы, соединенные химическими связями, образуют линейные или разветвленные цепи, а также пространственные трехмерные структуры. К полимерам относятся многочисленные природные соединения: белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, крахмал, каучук и другие органические вещества. Большое число полимеров получают синтетическим путем на основе простейших соединений элементов природного происхождения путем реакций полимеризации, поликонденсации, и химических превращений.
В зависимости от строения основной цепи полимеры делятся на линейные, разветвленные, и пространственные структуры. Линейные и разветвленные цепи можно превратить в трехмерные действием химических агентов, света, и радиации, а также путем вулканизации.
Линейные ВМС могут иметь как кристаллическую, так и аморфную (стеклообразную) структуру. Разветвленные и трехмерные полимеры, как правило, являются аморфными. При нагревании они переходят в высокоэластическое состояние подобно каучуку, резине, и другим эластомерам. При действии особо высоких температур, окислителей, кислот и щелочей, органические и элементоорганические ВМС подвергаются постепенному разложению, образуя газообразные, жидкие, и твердые соединения.
Физико-механические свойства линейных и разветвленных полимеров во многом связаны с межмолекулярным взаимодействием за счет сил побочных валентностей. Так, например, молекулы целлюлозы взаимодействуют между собой по всей длине молекул, и это явление обеспечивает высокую прочность целлюлозных волокон. А разветвленные молекулы крахмала взаимодействуют лишь отдельными участками, поэтому не способны образовывать прочные волокна. Особенно прочные волокна дают многие синтетические полимеры (полиамиды, полиэфиры, полипропилен и др.), линейные молекулы которых расположены вдоль оси растяжения. Трехмерные структуры могут лишь временно деформироваться при растяжении, если они имеют сравнительно редкую сетку (подобно резине), а при наличии густой пространственной сетки они бывают упругими или хрупкими в зависимости от строения.
ВМС делятся на две большие группы: гомоцепные, если цепь состоит из одинаковых атомов (в том числе карбоцепные, состоящие только из углеродных атомов), и гетероцепные, когда цепь включает атомы разных элементов. Внутри этих групп полимеры подразделяются на классы в соответствии с принятыми в химической науке принципами.
Так, если в основную или боковые цепи входят металлы, сера, фосфор, кремний и др., полимеры относятся к элементоорганическим соединениям.
Полимерные материалы делятся на три основные группы: пластические массы, каучуки, волокна химические. Они широко применяются во многих областях человеческой деятельности, удовлетворяя потребности различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, медицины, культуры и быта.Пластмассы.
Определение.
ПЛАСТМАССЫ (пластические массы, пластики)-материалы на основе полимеров. Большой класс полимерных органических легко формуемых материалов, из которых можно изготавливать легкие, жесткие, прочные, коррозионностойкие изделия.
Эти вещества состоят в основном из углерода (C), водорода (H), кислорода (O) и азота (N). Все полимеры имеют высокую молекулярную массу, от 10 000 до 500 000 и более; для сравнения, кислород (O2) имеет молекулярную массу 32. Таким образом, одна молекула полимера содержит очень большое число атомов.
Классификация.
Некоторые органические пластические материалы встречаются в природе, например асфальт, битум, шеллак, смола хвойных деревьев и копал (твердая ископаемая природная смола). Обычно такие природные органические формуемые вещества называют смолами. Хотя модифицированные природные полимеры и находят промышленное применение, большинство используемых пластмасс являются синтетическими. Органическое вещество с небольшой молекулярной массой (мономер) сначала превращают в полимер, который затем прядут, отливают, прессуют или формуют в готовое изделие. Сырьем обычно являются простые, легко доступные побочные продукты угольной и нефтяной промышленности или производства удобрений.
Первым термопластом, нашедшим широкое применение, был целлулоид—искусственный полимер, полученный путем переработки природного—целлюлозы. Основные представители.
Полистирол—неполярный полимер, широко применяющийся в электротехнике, сохраняющий прочность в диапазоне 210 ... ... 350 К. Благодаря введению различных добавок приобретает специальные свойства: ударопрочность, повышенную теплостойкость, антистатические свойства, пенистость. Недостатки полистирола—хрупкость, низкая устойчивость к действию органических растворителей (толуол, бензол, четыреххлористый углерод легко растворяют полистирол; в парах бензина, скипидара, спирта он набухает).
Полистирол вспенивающийся широко используется как теплозвукоизоляционный строительный материал. В радиоэлектронике он находит применение для герметизации изделий, когда надо обеспечить минимальные механические напряжения, создать временную изоляцию от воздействия тепла, излучаемого другими элементами.Полиэтилен—полимер с чрезвычайно широким набором свойств и использующийся в больших объемах, вследствие чего его считают королем пластмасс. За 10... 12 лет эксплуатации прочность его снижается лишь на ¼. Благодаря химической чистоте и неполярному строению полиэтилен обладает высокими диэлектрическими свойствами. Они в сочетании с высокими механическими и химическими свойствами обусловили широкое применение полиэтилена в электротехнике, особенно для изоляции проводов и кабелей.
Помимо полиэтилена общего назначения выпускаются его многие специальные модификации, среди которых: антистатический, с повышенной адгезионной способностью, светостабилизированный, самозатухающий, ингибитированный (для защиты от коррозии), электропроводящий (для экранирования).
Главный недостаток полиэтилена—сравнительно низкая нагревостойкостьПолиимид—новый класс термостойких полимеров, ароматическая природа молекул которых определяет их высокую прочность вплоть до температуры разложения, химическую стойкость, тугоплавкость. Полиимидная пленка работоспособна при 200°С в течение нескольких лет, при 300°С —1000 ч, при 400°С —до 6 ч. Кратковременно она не разрушается даже в струе плазменной горелки. При некоторых специфических условиях полиимид превосходит по температурной стойкости даже алюминий. Степень разрушения полиимида - 815°С., алюминия 515°С.Эпоксидные смолы—продукт поликонденсации многоатомных соединений, включающих эпоксигруппу кольца
Основные свойства пластмасс.
Химические свойства.
С точки зрения химического поведения полимер похож на мономер (или мономеры), из которого (или которых) он получен. Углеводороды этилен h3C=Ch3, пропилен h3C=CH–Ch4 и стирол h3C=CH–C6H5 претерпевают присоединительную полимеризацию, образуя полиэтилен, полипропилен и полистирол со следующими структурамиЭти полимеры ведут себя как углеводороды. Они, например, растворимы в углеводородах, не смачиваются водой, не реагируют с кислотами и основаниями, горят, подобно углеводородам, могут хлорироваться, бромироваться и в случае полистирола нитроваться и сульфироваться
Физические свойства.
Физические свойства полимера, напротив, зависят не только от характера мономера, но в большей степени от среднего количества мономерных звеньев в цепи и от того, как цепи расположены в конечной макромолекуле.
Все синтетические и используемые в промышленности природные полимеры содержат цепи с различным числом мономерных единиц. Это число называют степенью полимеризации (СП) и обычно пользуются его средним значением, поскольку цепи не одинаковы по длине. Средняя длина цепи и СП может быть определена экспериментально несколькими методами (например, осмометрией измерением осмотического давления различных растворов; вискозиметрией измерением вязкости; оптическими методами измерением светорассеяния различными растворами; ультрацентрифугированием, при котором вещества разделяются по их плотности). СП особенно важна при определении механических свойств полимера, поскольку при прочих равных условиях более длинные цепи налагаются друг на друга более эффективно и порождают большие силы сцепления. Можно сказать, что заметная механическая прочность наблюдается уже при СП 50–100, достигая максимума при СП выше 1000.
bukvasha.ru
1. Историческая справка.
2. Определение полимеров.
3. Пластмассы.
· Определение
· Классификация
Возможно вы искали - Реферат: Полимерные оптические волокна
а. Природные (органические)
б. Синтетические
4. Основные представители.
· Полистирол
· Полиэтилен
Похожий материал - Реферат: Строение и свойства полимеров
· Полиимид
· Эпоксидные смолы
5. Основные свойства пластмасс.
· Химические свойства
· Физические свойства
Очень интересно - Реферат: Полимеры
Историческая справка.
Термин “полимерия” был введен в науку И.Берцелиусом в 1833 для обозначения особого вида изомерии, при которой вещества (полимеры), имеющие одинаковый состав, обладают различной молекулярной массой, например этилен и бутилен, кислород и озон. Такое содержание термина не соответствовало современным представлениям о полимерах. “Истинные” синтетические полимеры к тому времени еще не были известны.
Ряд полимеров был, по-видимому, получен еще в первой половине 19 века. Однако химики тогда обычно пытались подавить полимеризацию и поликонденсацию, которые вели к “осмолению” продуктов основной химической реакции, т.е., собственно, к образованию полимеров (до сих пор полимеры часто называют “смолами”). Первые упоминания о синтетических полимерах относятся к 1838 (поливинилиденхлорид) и 1839 (полистирол),
Химия полимеров возникла только в связи с созданием А.М.Бутлеровым теории химического строения. А.М.Бутлеров изучал связь между строением и относительной устойчивостью молекул, проявляющейся в реакциях полимеризации. Дальнейшее свое развитие наука о полимерах получила главным образом благодаря интенсивным поискам способов синтеза каучука, в которых участвовали крупнейшие учёные многих стран (Г.Бушарда, У.Тилден, немецкий учёный К Гарриес, И.Л.Кондаков, С.В.Лебедев и другие). В 30-х годов было доказано существование свободнорадикального и ионного механизмов полимеризации. Большую роль в развитии представлений о поликонденсации сыграли работы У.Карозерса.
С начала 20-х годов 20 века развиваются также теоретические представления о строении полимеров Вначале предполагалось, что такие биополимеры, как целлюлоза, крахмал, каучук, белки, а также некоторые синтетические полимеры, сходные с ними по свойствам (например, полиизопрен), состоят из малых молекул, обладающих необычной способностью ассоциировать в растворе в комплексы коллоидной природы благодаря нековалентным связям (теория “малых блоков”). Автором принципиально нового представления о полимерах как о веществах, состоящих из макромолекул, частиц необычайно большой молекулярной массы, был Г.Штаудингер. Победа идей этого учёного заставила рассматривать полимеры как качественно новый объект исследования химии и физики.
Полимеры
Вам будет интересно - Реферат: Полимеры
(Определение полимеров)
Полимеры – высокомолекулярные соединения, вещества с большой молекулярной массой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов), в которых атомы, соединенные химическими связями, образуют линейные или разветвленные цепи, а также пространственные трехмерные структуры. К полимерам относятся многочисленные природные соединения: белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, крахмал, каучук и другие органические вещества. Большое число полимеров получают синтетическим путем на основе простейших соединений элементов природного происхождения путем реакций полимеризации, поликонденсации, и химических превращений.
В зависимости от строения основной цепи полимеры делятся на линейные, разветвленные, и пространственные структуры. Линейные и разветвленные цепи можно превратить в трехмерные действием химических агентов, света, и радиации, а также путем вулканизации.
Линейные ВМС могут иметь как кристаллическую, так и аморфную (стеклообразную) структуру. Разветвленные и трехмерные полимеры, как правило, являются аморфными. При нагревании они переходят в высокоэластическое состояние подобно каучуку, резине, и другим эластомерам. При действии особо высоких температур, окислителей, кислот и щелочей, органические и элементоорганические ВМС подвергаются постепенному разложению, образуя газообразные, жидкие, и твердые соединения.
Физико-механические свойства линейных и разветвленных полимеров во многом связаны с межмолекулярным взаимодействием за счет сил побочных валентностей. Так, например, молекулы целлюлозы взаимодействуют между собой по всей длине молекул, и это явление обеспечивает высокую прочность целлюлозных волокон. А разветвленные молекулы крахмала взаимодействуют лишь отдельными участками, поэтому не способны образовывать прочные волокна. Особенно прочные волокна дают многие синтетические полимеры (полиамиды, полиэфиры, полипропилен и др.), линейные молекулы которых расположены вдоль оси растяжения. Трехмерные структуры могут лишь временно деформироваться при растяжении, если они имеют сравнительно редкую сетку (подобно резине), а при наличии густой пространственной сетки они бывают упругими или хрупкими в зависимости от строения.
Похожий материал - Реферат: Полимерные материалы, пластмассы
ВМС делятся на две большие группы: гомоцепные, если цепь состоит из одинаковых атомов (в том числе карбоцепные, состоящие только из углеродных атомов), и гетероцепные, когда цепь включает атомы разных элементов. Внутри этих групп полимеры подразделяются на классы в соответствии с принятыми в химической науке принципами.
Так, если в основную или боковые цепи входят металлы, сера, фосфор, кремний и др., полимеры относятся к элементоорганическим соединениям.
Полимерные материалы делятся на три основные группы: пластические массы, каучуки, волокна химические. Они широко применяются во многих областях человеческой деятельности, удовлетворяя потребности различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, медицины, культуры и быта.
Пластмассы.
Определение.
ПЛАСТМАССЫ (пластические массы, пластики)-материалы на основе полимеров. Большой класс полимерных органических легко формуемых материалов, из которых можно изготавливать легкие, жесткие, прочные, коррозионностойкие изделия.
cwetochki.ru
