Т е м а 24. Полімерні матеріали

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 1

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

24.1. Рекомендації до вивчення теоретичного матеріалу

Хімія полімерів у даний час інтенсивно розвивається в зв'язку з перспективністю їх використання в різних галузях техніки і промисловості. Природно, у курсі хімії для нехімічних спеціальностей неможливо охопити всі аспекти великого матеріалу щодо властивостей полімерів, методів їх одержання і модифікації. Досить чітко і коротко полімери охарактеризовані в підручнику В.В. Фролова [1], менше – у підручнику Г.П. Лучинського [5]. Тому при необхідності одержання більш докладної інформації про полімерні матеріали варто звернутися до спеціальної літератури (Стрепихеев А.А., Деревицкая А.А., Слонимський Г.Л. Основвы химии высокомолекулярных соединеий – М.: Химия, 1967. 513 с.; Артеменко А.И. Органическая химия. – М.: Высш. шк., 1987. –430 с., Химическая энциклопедия (в пяти томах). Т.3,4. М.: Большая российская энциклопедия, 1995 г.).

Варто пам¢ятати, що полімери відносяться до високомолекулярних сполук (ВМС). Однак не усі ВМС є полімерами. Відмінна риса полімерів – повторюваність окремих ланок, що складають макромолекулу і з'єднаних між собою хімічними зв'язками. Наприклад, білки мають величезну молекулярну масу, однак полімерами назвати їх не можна.

Необхідно особливо уважно розглянути класифікацію полімерів. В основу класифікації органічних полімерів можуть бути покладені різні ознаки – походження, склад, просторова будова макромолекул, відношення до нагрівання й ін. (див.схему).

Неорганічні ВМС дуже поширені в мінеральному світі. Найбільш розповсюдженим неорганічним полімером варто вважати кремнієвий ангідрид [SiО₂], що є, безперечно, високомолекулярною сполукою, що складає більш 50% усієї маси земної кулі. Інформація про неорганічні полімери представлена у відповідних розділах хімії елементів.

За методами одержання синтетичні полімери можна розділити на дві групи: 1)полимеризаційні, при утворенні яких не відбувається виділення побічних продуктів; 2) поліконденсаційні, при одержанні яких виділяються низькомолекулярні сполуки – H₂O, HCl і ін. Необхідно розглянути механізм утворення полімерів методами полімеризації і поліконденсації, відзначивши роль модифікаторів і наповнювачів для поліпшення експлуатаційних властивостей полімерних матеріалів.

Класифікація органічних полімерних матеріалів

1. По походженню:

- природні (крохмаль, клітковина, шелачна смола);

- модифіковані (целулоїд, нітроцелюлоза, ацетилцелюлоза);

- синтетичні (полімеризаційні, поліконденсаційні).

2. По будові ланцюга:

- лінійні;

- розгалужені;

- сітчасті;

- тривимірні (просторові).

3. По змісту атомів у ланцюзі:

- карболанцюгові (- С – С – С -С - );

- гетероланцюгові (капрон – N – (CH₂)₅ – C(=O) – і ін);

- елементоорганічні (сілікони – О – Si (–CH₃)₂ – O – Si (–CH₃)₂ – O – і ін.)

4. Стосовно нагрівання:

- термопластичні;

- термореактивні.

Синтетичні полімери:

А. Полімеризаційні (утворюються по радикальному чи іонному механізму без виділення побічних продуктів): поліетилен, полістирол і т.п.

Б. Поліконденсаційні (утворюються з виділенням побічних низькомолекулярних продуктів – H₂O, HCl, NH₃):

- фенолформальдегідні смоли;

- аміноформальдегідні смоли (сичовиноформальдегідні смоли);

- поліамідні смоли (капрон);

- епоксидні смоли.

Класифікація карболанцюгових синтетичних полімерів

А. Насичені

1) Насичені вуглеводні – поліетилен – (СН₂ – СН₂ – )_n

- поліпропілен

- поліізобутилен

- полівінілбензол

2) Галоїдопохідні

- полівінілхлорид (ПВХ) – (СН₂ – СНСl – )_n

- тефлон – (СF₂ – CF₂)_n –

3) Поліспирти і їхні поліефіри

- полівініловий спирт

– полівінілацетат (ПВА)

4) Поліальдегіди і полікетони

– поліакролеїн

– поліметилвінилкетон

5) Поліаміни і полінітросполуки

- полівініламін

– полінітроетилен

– полівінилпіролідон

6) Полікислоти і їхні ефіри

- поліметилметакрилат

- поліакриламід

- поліакрилонітрил

Б. Ненасичені

- полібутадієн [– CH₂ – CH = CH – CH₂ – ]_n

- поліізобутилен

(натуральний каучук, гуттаперча)

- полігалоїдні - поліхлоропрен

- поліароматичні – поліалкиленфенілени

Гетероланцюгові синтетичні полімери

А. Оксигенвміщуючі

- поліефіри прості (поліоксисполуки)

- поліетиленоксиди:

- поліуронові кислоти

Б. Нітрогенвміщуючі

- поліпептиди

- поліаміди H – [ – NH – (CH₂)_n – CO – ]_n – OH

- поліуретани

- полісечовини

24.2. Лабораторна робота

Необхідні прилади, устаткування, реактиви: розчини фенолу, формаліну, етанолу, метанолу, перекису бензоїла, розчин каучуку в бензолі, льодяна оцтова кислота, бромна вода, розчин KМnО₄, розчин амоніаку, здрібнене оргскло, пісок, шматочки лавсану, капрону, гуми. Водяна баня, зворотний холодильник, охолоджуюча суміш: вода зі снігом чи товченим льодом

.