Какие полимеры бывают: Полимеры их классификация

alexxlab | 01.12.1978 | 0 | Разное

Содержание

Происхождение полимеров – Справочник химика 21

Химия высокомолекулярных соединений — комплексная наука. Она впитала в себя основные достижения из области органического синтеза, физико-химических и биологических исследований, технологических и инженерных решений. Эта важная отрасль химической науки достигла высокого уровня развития. Появилось огромное количество совершенно новых полимерных материалов — пластических масс, синтетических каучуков и волокон, подавляющее большинство которых обладает лучшими эксплуатационными свойствами по сравнению с таковыми природных полимеров. Современные исследования в области химии полимеров направлены прежде всего на создание новых синтетических полимерных материалов, обладающих совершенно новыми и необходимыми человеку свойствами. Однако это не исключает и изучение высокомолекулярных продуктов природного происхождения, их совершенствование и модернизацию. [c.372]
По своему происхождению все волокна могут быть подразделены на природные и химические. Химические в свою очередь делятся на искусственные, изготовляемые из высокомолекулярных соединений, находящихся в природе в готовом виде (целлюлоза, казеин и др.), и синтетические волокна, получаемые из высокополимеров, предварительно синтезируемых из мономеров. Применение химических волокон растет с каждым годом. Этому способствует высокая экономическая эффективность их получения и применения, полная независимость производства от климатических и почвенных условий, практическая неисчерпаемость сырьевых ресурсов и возможность выпуска волокон с новыми, невиданными ранее свойствами. Так, затраты в человеко-днях на производство 1 т волокна составляют для шерсти (мытой) 400, для хлопка 238, а для вискозного штапеля всего 50. Если свойства природных волокон изменяются в узких пределах, то химические волокна могут обладать комплексом заранее заданных свойств в зависимости от их будущего назначения. Из химических волокон вырабатываются товары широкого потребления ткани, трикотаж, меховые изделия, одежда, обувь, обивка, спортинвентарь, драпировки, щетки, бортовая ткань, галантерея, заменители кожи, а также технические изделия корд, фильтровальные ткани, обивка для машин, рыболовные снасти, не гниющие в воде, канаты, парусина, парашюты, аэростаты, скафандры, искусственная щетина, электроизоляция, приводные ремни, брезенты высокой прочности, пожарные рукава, шланги, транспортерные ленты, хирургические нити, различная спецодежда и т. п. Химические волокна используются для герметизации и уплотнения аппаратов, работающих в агрессивных условиях. В производстве различных типов химических волокон как из природных полимеров, так и из смол имеется много общего, хотя каждый метод одновременно обладает своими характер-
[c.207]

По происхождению полимеры принято делить на природные и синтетические., К природным полимерам относятся натуральный каучук и гуттаперча, макромолекулы которых построены нз остатков изопрена (полиизопрены), целлюлоза, крахмал, белковые вещества, нуклеиновые кислоты. Ассортимент природных полимеров очень ограничен. Значительно изобретательнее оказался человек, синтезировавший огромное число синтетических полимеров, и, как совершенно справедливо сказал первый создатель синтетического каучука Лебедев нет предела этому многообразию .

[c.16]

Системы с твердой дисперсионной средой и газовой дисперсной фазой — Г/Т часто называют твердыми пенами. Твердые пены, так же как и жидкие пены, вследствие большого размера пузырьков газовой фазы обычно относят к микрогетерогенным или даже грубодисперсным системам. Примером природной твердой пены может служить пемза — пористая губчато-ноздреватая очень легкая горная порода вулканического происхождения, применяемая как абразив для полировки и шлифования, а также в строительном деле для изготовления пемзобетона. Из искусственных твердых пен можно указать пеностекла и пенобетоны, широко применяемые в качестве строительных и Изоляционных материалов. Достоинствами этих материалов являются малая плотность, малая теплопроводность и довольно большая прочность, обусловленная их ячеистой струк турой и прочностью дисперсионной среды. Сюда же надо отнести искусственные губчатые материалы, изготовленные на основе полимеров (микропористая резина, различные пено-пласты).

[c.395]

Схема описывает процесс цепной поликонденсации. Так как образующиеся высокомолекулярные продукты поликонденсации могут вступать в реакции с радикалами совершенно та же, как и асфальтены, продуктом реакции в основном является сшитый трехмерный полимер — карбоиды. Несшитые макромолекулы представляют собой экстрагируемые из кокса сероуглеродом вещества — карбены. Различие в кинетике разложения нефтяных нативных асфальтенов и асфальтенов вторичного происхождения вызвано тем, что в первом случае цепи обрываются по реакции (п), а во втором —по реакции (т). При обрыве цепей по реакции (п) скорость суммарной реакции описывается уравнением [c.119]

Метод термического разложения нелетучих компонентов неф тей в температурном интервале 600—900° С с последующей качественной и количественной характеристикой газообразных и жидких продуктов пиролиза методом газо-жидкостной хроматографии впервые применили геохимики [13—15]. Достоинствами этого метода являются его экспрессность и возможность проведения анализа с малыми количествами образцов. После удачного решения аппаратурно-методических вопросов [15] и установления на примере исследования самых различных каустобиолитов (в том числе и остаточной части нефтей) строгой корреляции между происхождением органической основы образца и содержанием бензола р продуктах его глубокого термического разложения этот метод вошел в практику геохимических исследований. Кроме того, реакция термической деструкции в сочетании с методами газовой хроматографии успешно применяется для изучения таких материалов, как уголь и различные полимеры [16—18]. В основе всех этих методов — исследование доступных для анализа (ГЖХ, масс-спектрометрия и др.) продуктов термического разложения высокомолекулярных соединений.

[c.168]

Как и во многих других областях химической номенклатуры, для полимеров используют наименования двух типов. В названиях, основанных на строении, указывают повторяющиеся атомы или группы более старые названия, основанные на происхождении или способе получения полимера, образуют из префикса поли и названия мономера. Иногда последняя система условна, поскольку, например, поли(виниловый спирт) в действительности не получают полимеризацией винилового спирта. [c.202]

Гомо- и гетероцепные полимеры с обрамляющими группами, в главную цепь которых входят углерод или комбинации углерода с кислородом, азотом, серой и фосфором — т. е. элементами, которые принято относить к образующим (обязательно в комбинации с углеродом ) органические соединения, так и называются органическими полимерами-, по своему происхождению они подразделяются на природные (натуральный каучук, полисахариды, белки и нуклеиновые кислоты) и синтетические.

[c.18]

Если происхождение полимера известно и требуется лишь сделать выбор между несколькими веществами, целесообразно использовать следующие сведения о некоторых полимерах. [c.63]

Полимерами называют химические соединения с высокой молекулярной массой (от нескольких тысяч до многих миллионов), макромолекулы которых состоят из большого числа повторяющихся мономерных звеньев. По происхождению полимеры делят на природные (смолы природные) и синтетические (полиэтилен, полипропилен, фенолоформальдегидные смолы). [c.51]

В зависимости от своего происхождения полимеры бывают природные или синтетические. Природными называют полимеры, полученные из натуральных материалов. Типичными примерами являются хлопок, шелк, шерсть, каучук. Целлофан, вискозное волокно, кожа и т.д. представляют собой химическую модификацию природных полимеров.

[c.16]

Помимо рассмотренной классификации существуют и другие – менее детализированные. Так, по происхождению полимеры делятся на синтетические и природные, последние, в свою очередь, делятся на неорганические и органические, называемые также биополимерами. В соответствии с химической природой полимеры делятся на органические, неорганические и элементорганические. [c.20]

В нативных ТНО карбены и карбоиды, как правило, отсутствуют. Они появляются лишь в нефтяных остатках термодеструктивных процессов. Считается, что карбены – линейные полимеры асфальтено-вых молекул молекулярной массой 100 – 185 тыс., растворимые только в сероуглероде и хинолине и нерастворимые в других растворителях. Карбоиды являются сшитым трехмерным полимером (кристаллитом), вследствие чего они не обладают способностью растворяться ни в одном из известных органических растворителей. Карбены и карбоиды вследствие полной нерастворимости в углеводородных растворителях являются компонентами дисперсной фазы ТНО деструктивного происхождения при любых параметрах состояния данных дисперсных систем. Содержание карбенов ( з-фракции) в электродных связующих и пропитывающих пеках составляет не менее 25% (мае.).

[c.57]

В соответствии с основным делением химических соединений, по типу входящих в составное звено элементов, можно выделить неорганические, органические и элементоорганические полимеры. По происхождению полимеры бывают природные (встречаются в природе, например, натуральный каучук, крахмал, целлюлоза, белки), модифицированные (дополнительно измененные природные полимеры, например, резина) и синтетические (полученные методом синтеза). По характеру соединения составных звеньев в составе макромолекулы различают полимеры линейные, разветвленные, лестничные, трехмерные сшитые и их видоизменения (рис. 31.1). По отношению к нагреванию выделяют термопластичные и термореактивные (см. ниже). По типу химической реакции, используемой для получения, различают полимеризационные (реакция полимеризации) и поликон,ценсационные (реакция поликонденсации) полимеры.

[c.603]

Полимерные материалы состоят из гигантских молекул, молекулярная масса которых составляет 10 —10 . Некоторые полимеры имеют естественное происхождение (целлюлоза, шелк, натуральный каучук, ДНК и т. д.), другие (полиэтилен, полиэфир, найлон и т. д.) — искусственное происхождение. Образование макромолекул связано со способностью определенных мономеров соединяться друг с другом с помощью ковалентных химических связей. Этот химический процесс называется полимеризацией, а образующиеся цепные молекулы могут иметь линейную, разветвленную или трехмерную (сетчатую) структуру. [c.36]

Полимеры более сложного строения представляют собой как бы аморфную матрицу, в которую врастает некоторое количество микрокристаллов. Происхождение подобной структуры связано с тем, что при упаковке множества макромолекул всегда найдется некоторое количество соприкасающихся частей этих макромолекул, конфигурация которых позволяет им соединяться местами в плотнейшие упаковки.. Но, естественно, объем последних не может быть большим.

[c.42]

Поэтому классификация полимерных структур и их описание требует по.меньшей мере двойного усреднения в пространстве и во времени, что вполне соответствует эргодическим принципам статистической физики. Лишь при соблюдении этого условия удается найти подход к расшифровке НМО — надмолекулярной организации некристаллических полимеров (где нет дискретных структур) и корреляциям НМО с физическими свойствами. Само понятие дискретности структурного элемента становится физически однозначным лишь после того, как принимается во внимание фактор времени дискретный при кратком наблюдении структурный элемент, если он флуктуационного происхождения, должен размазаться при длительном наблюдении. [c.72]

Важный результат (полученный с помощью ЭПР)— доказательство возникновения макрорадикалов при механической деструкции застеклованных органических и неорганических полимеров. Происхождение сигнала ЭПР у полимеров, содержащих сопряженные связи, и в ряде биополимеров связано с весьма интересными особенностями электронной структуры таких молекул. [c.277]

Часто возникает вопрос о том, какую роль в равновесной высокоэластической деформации играют надмолекулярные структуры в виде физических узлов сетки. Для ответа на этот вопрос необходимо учесть, что в некристаллических полимерах (эластомерах) структурные микроблоки упорядоченной структуры имеют флуктуа-ционное происхождение и, следовательно, характеризуются определенным конечным временем жизни. Так, для каучуков. и резин время жизни надмолекулярных образований при 20° С характеризуется временем 10 —Ю с (Х-процессы), а при повышенных температурах оно намного меньше. Молекулярная подвижность этих флуктуационных структур ответственна за медленный физический релаксационный процесс в эластомерах. Для того чтобы достичь равновесного состояния, практически надо наблюдать за [c.60]

Для улучшения пластичности твердых парафинов их применяют в виде композиций с нефтяными церезинами и восканш, которые имеют повышенное содержание кристаллизующихся углеводородов изомерного и циклического строения, являщихся носителями пластических свойств, а также с канифолью и различными полимерами (пшшпропилен, бутил-каучук, сополимер этилена с винилацетатом и др.). Типичными примерами ВОСКОВ нефтяного происхождения являются защитные воски ЗВ-1, ЗВ-1у [I], получаемые на основе фильтрата обезмасливания тяжелого дистиллятного сырья, а также воски “Омск-1” и “Оаск-7″ [c.61]

Полимерные вещества классифицируют по разным признакам (см. также с. 479). По происхождению полимеры разделяют на природные — шеллачная смола, клетчатка (СбНюОз) и т. д. модифицированные — целлулоид, нитро- и ацетилцеллюлоза), получаемая из клетчатки после ее соответствующей обработки (нитрование и ацетилирование) синтетические или приготовляемые искусственным путем из мономеров, также полученных органическим синтезом. [c.470]

Первый период (1839—1900 гг.) характеризуется использованием полимеров природного происхождения, натуральных или модифицированных природного каучука, целлюлозы, белковых веществ. К этому времени относятся такие важнейшие технические достижения, как горячая (Ч. Гудьир, 1839 г.) и холодная (А. Паркер, 1846 г.) вулканизация каучука, получение эбонита (Т. Хэнкок, 1852 г.) и целлулоида (Д. Хьят, 1872 г.), разработка технологии пироксилинового (1884 г.) и баллиститного (1888 г.) порохов, изобретение модифицированного казеина — галалита (1897 г.). [c.381]

Полимерные вещества классифицируют по разным признакам (см. также с. 496). По происхождению полимеры разделяют на п р и р о д н ы е — щеллачная смола, клетчатка (СбНюОБ) . и т.д. модифицированные — целлулоид, нитро- и ацетилцеллюлоза, [c.486]

Для изготовления полимерной упаковки применяются полимеры, сополимеры и различные пластические массы на их основе (табл. 3.1) [1 2 6 8]. По происхождению полимеры и сополимеры делятся на природные (натуральные), синтетические и искусственные по составу основной цепи — на карбо-гетероцепные и элементоорганические по структуре макромолекул — на линейные, разветвленные, пространственные по методам синтеза — на полимеризацнонные и поликонденсационные по поведению при нагревании — на термопластичные (их свойства обратимо меняются) и термореактивные (свойства необратимо изменяются) по агрегатному состоянию — на твердые и жидкие по фазовому состоянию — на аморфные и кристаллические по деформативно-прочностным характеристикам — на жесткие (с модулем упругости при температуре 20 С свыше 1000 МПа), полуж ст-кие (с модулем упругости более 400 МПа), мягкие (с модулем упругости до “20 МПа, у которых обратимая деформация исчезает с замедленной скоростью), эластйки (с модулем упругости менее 20 МПа, у которых обратимая деформация исчезает с большой скоростью) [9]. [c.22]

V. Грубые дефекты (частично графитизированные углероды). Представление об углероде как о полимере, содержащем макромолекулы, вытекает из рассмотрения процесса графитизации (см. 1.7). Дефекты типов I—IV рассматривались на примере почти графитовой структуры. Значительно более грубые дефекты по отношению к идеальному графиту можно найти в широком ассортименте частично графитизиров- шного углерода. В последнем только малые области крис таллитов углеродного полимера приближаются к структуре графита. Они связаны вместе посредством различных видов углеродных структур, которые по сравнению с решеткой графита должны рассматриваться как аморфные . Если в кристалле присутствуют подобные крупномасштабные дефекты, то соответствующий способ описания реальной структуры должен быть выбран в зависимости от происхождения полимера. Одна из гипотез, которую можно проверить экспериментально, состоит в том, что поры, присутствующие в углероде, существенно зависят от того, каким образом кристаллиты связаны между собой. Объемная плотность частично графитизированного углерода может быть на 25—30% ниже плотности идеального графита. В таком углероде расположение атомов на внутренних поверхностях пор может оказать существенное влияние на физикохимические свойства. [c.25]

Происхождение полимеров различно. Неисчерпаемыми запасами полимеров располагает природа. Янтарь и кварц, асбест и целлюлоза, слюда и каучук — вот далеко неполный перечень природных полимеров. Помимо самостоятельного применения, эти полимеры могут служить исходным сырьем для получения искусственных полимеров. Так, например, искусственный ацетатный щелк, твердый материал — эбонит н искусственная слюда — фторофлоголит являются продуктами химической обработки природных материалов целлюлозы, натурального каучука и слюды. [c.4]

Свойства и происхождение балхашита могут служить доказательством того, что нерастворимые твердые вещества в горючих сланцах могли также первоначально представлять собой твердые полимеры жирных веществ или жирных кислот. Эта точка зрения подтверждается тем, что хорошо известные сланцы месторождений Грин Ривер в Колорадо, а также Вайоминга и Юта содержат относительно большое количество полутора- и бикарбоната натрия, находящегося в сланцах в виде включений белой кристаллической массы. (В одном из районов эти сланцы используются в промышленном масштабе для производства соды). Как будет показано дальше, существуют доказательства того, что конверсия тяжелых остаточных продуктов в нефть, содержащую легкие фракции, и большое разнообразие углеводородов обусловлены реакцией иона карбония, индуцируемой кислыми алюмосиликатными катализаторами, находящимися в контакте с нефтью. Кокс, Уивер, Хенсон и Хенна считают [16], что в присутствии щелочи катализ не осуществляется. В связи с этим возможно, что сохранение твердого органического вещества в битуминозных сланцах месторождения Грин Ривер и других залежах обусловлено присутствием щелочей. Предполагают, что сланцы месторождений Грин Ривер откладывались в солоноватых внутренних озерах в условиях, напоминающих условия образования современного балхашита [6]. Поэтому можно считать, что ненасыщенные растительные и животные жиры и масла представляли собой первичный исходный материал как для нефти, так и для так называемого керогена битуминозных горючих сланцев, образующих первоначально твердое заполимеризовавшееся вещество., Однако в сланцах, содержащих щелочь, НС наблюдалось медленного химического изменения, приводящего к образованию нефти [13а]. Природа минеральных компонентов битуминозных сланцев также может способствовать сохранению органического вещества и препятствовать его провращевию в нефть. Битуминозные сланцы месторождения Грин Ривер в большинстве своем содержат магнезиальный мергель. [c.83]

Из сказанного выше ясно, насколько сложно реологическое поведение расплавов и растворов полимеров. Поэтому не удивительно, что тридцатилетние усилия реологов не привели еще к созданию определяющих уравнений, количественно описывающих все явления, возникающие при течении полимерных расплавов. Ученые и инженеры используют уравнения, описывающие те особенности течения полимеров, которые представляют для них наибольший интерес или важны для частной рассматриваемой задачи. Для описания реологического поведения расплавов полимеров было предложено множество определяющих уравнений, но только небольшая их часть была использована для решения задач, связанных с процессами переработки полимеров. Тем не менее интересно проследить историю их происхождения и выявить существующую между ними взаимосвязь. [c.140]

Человеческая кожа состоит из полимеров биологического происхождения (биополимеров). Их гибкость, эластичность и мягкость обусловлены еще и дополнительным скручиванием молекул биополимеров в спираль. Нажмите пальцем на ладонь, а затем снимите нагрузку. Сначала вы увидете, как натянулась кожа от приложенного давления, а после его снятия форма ладони полностью восстанои11лась. Представьте, как под действием давления молекулы немногЬ развернулись и их фрагменты заскользили друг относительно друга. Как только внешнее давление исчезло, молекулы приняли исходную форму. То же самсс происходит с молекулами, когда вы натянете, а затем отпустите резиновый бинт или ударите по куску мягкого пластика. [c.221]

По происхождению органические полимеры подразделяются ня природные, к которым относятся, например, крахмал, клетчатка, белки, модифицированные, т. е. полученные соответствующей обра боткон природных, и синтетические, т. е. получаемые искусстие -иым путем из синтетических мономеров. [c.371]

Проведенные исследования по улучшению эксплуатационных свойств герметизирующю и гидроизоляционных мастик на основе тяжелых нефтяных остатков с полимерами и каучуками показали, что важной характеристикой является растворимость полимеров и каучуков. Исследования способности тяжелых нефтяных остатков растворять полимеры и каучуки показали, что к полимерам низкой растворяющей способностью обладает крекинг-остаток дистиллятного происхождения (ДКО), лучшей – битум БН 60/90. С увеличением молекулярной массы тяжелых нефтяных остатков их растворяющая способность увеличивается. [c.292]

СвН,) , полимер изопрена, высокоэластичный материал растительного происхождения, применяемый для изготовления резины и резиновых изделий. К. н. содержится в млечном соке (латексе) гевеи, кок-сагыза и других растений-каучуконосов. Товарный К. н. получают почти исключительно из млечного сока бразильской гевеи. К. н. набухает, растворяется в бензине, бензоле, хлороформе, сероуглероде и др. В воде, спирте, ацетоне К. н. практически не растворяется и не набухает. При температуре свыше 200 С К. н. разлагается с образованием низкомолекулярных углеводородов, среди которых всегда находится изопрен. Огромное практическое значение имеет взаимодействие К. н, с серой, хлоридом серы 0), органическими пероксидами и другими веществами, вызывающими вулканизацию, т. е. соединение атомами серы макромолекул К. н. с образованием сетчатой структуры. Это придает К. н. высокую эластичность в широком интервале температур. Благодаря высокой эластичности, водо-и газонепроницаемости, прекрасным электроизоляционным свойствам, устойчивости против агрессивных сред К. н. чрезвычайно широко применяется во всех областях техники и в быту. В сыром виде используется не более 1% добываемого К. н. (резиновый клей, подошва для обуви и др.). Большая часть К. н. используется для изготовления резины и автомобильных шин. Основная масса (свыше 2 млн. т) К. н. добывается в Индоне- [c.123]

В химии полимеров к классическим высокомолекулярным соединениям принято относить вещества с молекулярной массой 5000 и выше. Однако, как утверждают Стреинхеев и Деревицкая [118], между высокомолекулярными (ВМС) и низкомолекуляр-ньши соединениями (НМС) нельзя провести резкую границу. Так, к ВМС нефтяного происхождения относят вещества с молекулярной массой значительно меньшей, чем для обычных полимерных веществ. По мнению авторов [118], парафины с молекулярной массой около 1000 обладают всеми свойствами ВМС. В настоящей работе к ВМС принято относить гетероциклические соедиие-ния и углеводороды с молекулярной массой более 1000. В соответствии с современными взглядами, основанными на коллонд1ю-химических представлениях, нефть и нефтепродукты являются сложными смесями, различающимися качеством и от)юшеиием концентраций ВМС к НМС. [c.11]

Газы, используемые для промышленного производства полимер-бензипа, могут быть различного происхождения. Одиако в большинстве случаев они поступают только с установок крекинга и риформинга. Можно применять или всю совокупность газов, отходящих с крекинг-установок (они наиболее бедны олефинами), или только газы стабилизации. Йзооктан можно таклгазоп дебутанизатора. В силу гибкости технологического процесса на одних и тех же установках можно без всяких осложне- [c.304]

Белки (аминокислотные полимеры) и нуклеиновые кислоты (нуклеотидные полимеры) — это основа жизни. Ферменты — это белки, катализирующие химические реакции, необходимые для процессов жизнедеятельности, тогда как нуклеиновые кислоты служат банком данных — хранилищем генетической информации, сосредоточенной в клеточном ядре. В заключение этой главы мы кратко рассмотрим происхождение этих биополимеров. С этой целью сформулируем некоторые фундаментальные вопросы, на которых следует ниже остановиться. С чего начались химические процессы, необходимые для поддержания жизни, или, другими словами, каким образом происходило образование пептидных связей в пребиотическпй период Как появились макромолекулы, имеющие важное биологическое значение Чем вызвана асимметрия и хиральность органическ гх молекул На некоторые из этих вопросов хотя бы частично сумели ответить химики, пытавшиеся воспроизвести условия, которые существовали в примитивной атмосфере Земли того времени. [c.181]

Эти процессы приводят к образованию рацемических смесей. Однако считается, что при спонтанной кристаллизации происходило разделение смесн. Наиболее вероятно, что разделение проходило случайным образом. Видимо, определяющую роль в разделении оптически активных соединений путем селективного комплексоебразования одного определенного стереоизомера играли минералы, как, например, природные асимметричные кристаллы кварца, и ионы металлов. В конце К01Щ0В, стереоселективная полимеризация олефинов на поверхности металлов (катализаторы Циглера — Натта) представляет собой хорощо изученный промышленный процесс для получения изотактических полимеров. Известно также, что связывание ионов металлов весьма важно для многих биохимических превращений. Такое связывание существенно для поддержания нативной структуры нуклеиновых кислот и многих белков и ферментов. Процесс отбора оптических изомеров мог происходить вследствие других физических явлений, например взаимодействие с радиоактивными элементами, радиация или космические лучи. Недавно проведенные эксперименты с стронцием-90 показывают, что D-ти-роэин быстрее разрушается, чем природный L-изомер. Весьма заманчиво привлечь эти факторы для объяснения происхождения диссимметричности в процессах жизнедеятельности. [c.186]

В последнее время начали применять минерально-органиче-ские иониты. Так называются сорбенты, в основе которых лежит какой-либо неорганический сорбент, например силикагель, к которому путем радиадионно-химического синтеза привит полимер, обладающий активной функциональной группой. Так, к силикагелю КСК посредством парофазной радиационно-химической реакции привит полимер стирола. Затем этот комплекс подвергнут сульфированию. В результате получился катионит с характерными для сильнокислотных ионитов свойствами. Такого рода привитые сорбенты существенно отличаются от ионитов как минерального, так и органического происхождения. Они выгодно сочетают в себе лучшие свойства как тех, так и других, обладая развитой удельной поверхностью, повышенной термической стойкостью, малой набу-хаемостью и высокой обменной емкостью. [c.131]

В линейных полимерах сшивок нет, но – молекулярная сетка в них также образуется. В блоке полимера взаимодействие каждой макромолекулы со своими соседями не является одинаковым по всей ее длине. Как было указано в гл. I, имеются участки более слабого и более сильного взаимодействия, которые и играют роль временных узлов сетки. Узлами молекулярной сетки могут быть любые локальные взаимодействия между макромолекулами, начиная от мостиков, образованных соприкасающимися боковыми полярными группами, и кончая перехлестами и переплетениями самих цепей. Следует отметить, что такая вторичная сетка, образованная нехимическими связями, есть и в сшитых полимерах, но там ее проявление почти полностью маскируется сеткой химического происхождения из-за большой прочности химических связей по сравнению с вторичными связями. [c.186]

ЛИГНИН (лат. lignum — дерево) — сложное органическое соединение — полимер ароматического происхождения нерастворим в воде, является костяком строения клеток одревесневших растительных тканей. В древесине содержится около 30% Л. Л. и продукты его переработки широко используются во многих отраслях промышленности. [c.146]

[Прелесть химии] Полимеры

Все статьи из цикла “В чем прелесть предмета”
Другие статьи из цикла “В чем прелесть химии”:
Строительные блоки материи
Зачем учить физхимию?
Неорганическая химия
Органическая химия
Синтез жизни
Чистый воздух
Химия и медицина: химическое оружие, аспирин и плесень

Почему нам важны полимеры?

Все мы живем в эпоху полимеров – высокомолекулярных соединений, состоящих из множества одинаковых повторяющихся фрагментов. Большинство окружающих нас предметов состоят как раз из полимеров. К ним относятся, например, различные строительные материалы, всевозможные обшивки и клеящие вещества, пластмассы, бумага, ткани и краски, кожаные изделия, шерсть, крахмал и многие другие макромолекулы – словом, практически все, с чем мы сталкиваемся каждый день, состоит из полимеров. Чтобы понять, насколько важны и распространены полимеры в нашей жизни, достаточно просто взглянуть на, скажем, велосипедиста.

Photo by Hannes Glöckl / Unsplash

Его шлем состоит из полистирола и поликарбонатов, застежка шлема – из полиоксиметилена, одежда – из полиэтилентерефталата и нейлона, а шины – из резины. Все перечисленные вещества являются полимерами. Более того, даже сам велосипедист, как любой живой организм, состоит из клеток, а те, в свою очередь, состоят из природных полимеров: белков, полисахаридов и нуклеиновых кислот. Как видите, нашу жизнь крайне сложно представить без полимеров, а точнее жизнь и вовсе невозможна без этих удивительных молекул! Давайте же разберемся, какими особенностями обладают полимеры и какое применение им находят люди в современном мире.

Общее строение полимеров

Что вообще такое эти полимеры? Любой полимер представляет собой макромолекулу, состоящую из множества повторяющихся фрагментов, которые называются «мономерными звеньями». Само же слово «полимер» происходит от греческих корней πολύ «много» и μέρος «часть», а «мономер» – от μόνος «один» и μέρος «часть». Количество мономерных звеньев в этих макромолекулах может варьироваться от нескольких сотен до миллионов, из-за чего молекулярная масса полимеров достаточно велика. В связи с этим их иногда еще называют высокомолекулярными соединениями. Одним из простейших примеров высокомолекулярного соединения является полипропилен, из которого производят упаковочные материалы, пластиковые стаканчики и тары.

Фрагмент молекулы полипропилена. Можно заметить, что выделенный синим цветом фрагмент повторяется много раз.

В этой статье мы будем не раз изображать структуры полимеров, так что нам нужно разобраться, как они записываются. Для удобства обычно изображается только один мономерный фрагмент, вокруг которого ставятся квадратные скобки, а снизу записывается индекс $n$, обозначающий повторение фрагмента неопределенное количество раз. Атомы водорода обычно не обозначаются в структурах, а атомы углерода просто оставляются в виде точек, соединенных связями. С учетом этих правил молекула полипропилена будет выглядеть следующим образом:

Молекула полипропилена (справа) и молекула пропилена (слева). За счет наличия двойной связи молекулы пропилена способны соединяться друг с другом, образуя длинную полимерную цепь

Преимущества высокомолекулярных соединений

Так в чем заключается особенность полимеров, делающая их такими распространенными и удобными в использовании? По сравнению с неполимерными аналогами, у макромолекул есть два основных преимущества, которые и делают их более предпочтительными в промышленности.

Во-первых, свойства полимеров можно довольно легко регулировать, изменяя длину цепи полимера или добавляя различные функциональные группы, обеспечивающие дополнительные межмолекулярные взаимодействия. Таким образом можно достаточно просто получать соединения с желаемыми характеристиками, будь то эластичность или прочность. Мы ещё разберем несколько примеров таких модификаций, которые значительно влияют на свойства макромолекул.
Во-вторых, производство полимеров считается сравнительно дешевым. Большинство используемых в промышленности мономеров является углеводородами, добываемыми из нефтяного сырья, или их простейшими производными, а в сравнении с ресурсо- и энергозатратным производством металлических сплавов и натуральных тканей, переработка нефти экономически гораздо более выгодна.

Биополимеры

Традиционно все высокомолекулярные соединения делят на природные (биополимеры) и синтетические. Давайте немного остановимся на природных полимерах. К ним относятся нуклеиновые кислоты, белки и полисахариды – эти биологические макромолекулы являются основой всех живых организмов нашей планеты.

Полисахариды составляют три четверти от массы всего растительного мира и являются важным и удобным источником энергии для живых клеток. Они представляют собой длинные полимерные цепи, в которых в качестве мономерного звена выступают моносахариды, такие как глюкоза или фруктоза. Одним из наиболее распространенных в природе полисахаридов является целлюлоза, из которой состоят хлопок, древесина и бумага. Мономером целлюлозы является бета-глюкоза. Примечательно, что если вместо бета-глюкозы мономером будет выступать альфа-глюкоза, получится совершенно другое вещество – крахмал.

Альфа (слева) и бета (справа) глюкозы отличаются только положением гидроксильной группы (OH). Снизу изображена амилаза – одна из основных составляющих частей крахмала.

Другие биополимеры – белки. Они выполняют огромное множество самых разнообразных функций, начиная от строительной (составляют основу соединительной ткани) и заканчивая ферментативной (регулируют биохимические реакции). Мономерами белков являются аминокислоты, причем в большинстве живых организмов встречаются всего 20 так называемых канонических аминокислот.

И, напоследок, еще один тип природных полимеров – нуклеиновые кислоты. Их мономерными звеньями являются нуклеотиды, которые состоят из рибозы (в РНК) или дезоксирибозы (в ДНК), остатка фосфорной кислоты и азотистого основания. Нуклеиновые кислоты выполняют очень важную функцию – хранение и передача генетической информации клеток. Они словно карта памяти на компьютере содержат все данные о функционировании клетки, закодированные в виде последовательности азотистых оснований. Невероятно, как природа научилась хранить информацию в виде атомов!

Фрагмент структуры нуклеиновой кислоты

Поменять свойства? – Легко!

Вернемся к синтетическим полимерам, с которыми мы имеем делом каждый день. Свойства синтетических полимеров можно контролировать довольно просто, руководствуясь базовыми правилами химии. Давайте рассмотрим простейший из синтетических полимеров – полиэтилен – и посмотрим, как будут меняться свойства этого полимера, если мы будем добавлять к нему новые функциональные группы.

Как можно догадаться из названия, в качестве мономера в полиэтилене выступает этилен. Это высокомолекулярное соединение является самым производимым синтетическим полимером в промышленности.

Этилен (слева) и полиэтилен (справа)

В основном полиэтилен применяют для производства упаковочных материалов – все мы пользовались полиэтиленовыми пакетами. Он эластичен, но не обладает особой прочностью.

Давайте теперь заменим один атом водорода в этилене на фенильный остаток (см. изображение), а полученный мономер подвергнем полимеризации. И вот уже вместо эластичного и мягкого полиэтилена мы получаем прочный и термически устойчивый полистирол. Из полистирола изготавливают детские игрушки, одноразовую посуду, облицовочные материалы, а также одноразовое медицинское оборудование. Такая дополнительная прочность полистирола обеспечивается за счет межмолекулярного взаимодействия между фенильными группами (pi stacking).

Стирол (слева), полистирол (посредине) и pi stacking (справа). Электроны, образующие двойные связи в фенильном остатке, взаимодействуют друг с другом через молекулы, соединяя при этом прочнее макромолекулу полистирола.

Пойдем дальше и присоединим к этилену карбоксильную группу, так получится акриловая кислота. Если акриловую кислоту подвергнуть полимеризации и заместить все кислотные атомы водорода на атомы натрия, то получится полиакрилат натрия. За счет появления полярных карбоксильных групп, которые образуют водородные связи с молекулами воды, полиакрилат натрия обладает гидрофильными свойствами, а значит хорошо впитывает воду. Именно поэтому его очень часто используют в производстве подгузников. Таким образом, добавив всего одну функциональную группу в молекулу полимера, мы из гидрофобного полиэтилена получили гидрофильный полиакрилат натрия. Но это еще не все!

Акрилат натрия (слева) и полиакрилат натрия (справа)

На этот раз в молекуле этилена заменим не один, а все четыре атома водорода на атомы фтора и также подвергнем полученный тетрафторэтилен полимеризации. На выходе получится политетрафторэтилен (PTFE), более известный как тефлон. Главными свойствами тефлона являются его низкая прилипчивость к различным веществам и химическая устойчивость. Поэтому тефлон применятся для производства водонепроницаемой одежды, покрытий космических шаттлов, электрических схем, искусственных суставов и, пожалуй самое известное, посуды с антипригарным покрытием. Почему же тефлон настолько инертен? Дело в том, что фтор, как самый электроотрицательный элемент, обожает «отбирать» электроны у других атомов, что он и делает с атомами углерода. Получается так, что все электроны, которые отвечают за межмолекулярные взаимодействия, сильно перетянуты к атомам фтора. А без межмолекулярных взаимодействий невозможно и слипание веществ.

Тетрафторэтилен (слева) и тефлон (справа)

Теперь вы убедились, как сильно можно изменять свойства полимеров, вводя различные функциональные группы. Сейчас же давайте рассмотрим пример полимера, в котором во всей красе продемонстрирована важность межмолекулярных взаимодействий. Имя этого полимера Кевлар.

Структура Кевлара (жирным выделено мономерное звено)

Кевлар является очень прочным полимером, настолько прочным, что из него изготавливают даже пуленепробиваемые жилеты, а также тетиву лука и обшивку для оптоволокна. Высокая прочность кевлара обусловлена водородными связями, образованными между атомами кислорода карбонильных групп и атомами водорода аминогрупп на разных цепях. Также свой вклад в прочность этого полимера вносит и межмолекулярное взаимодействие (pi stacking) между бензольными кольцами. И вот, словно множество нитей, сплетающихся в лоскут ткани, тысячи межмолекулярных связей кевлара обеспечивают ему непоколебимость и стойкость.

Знакомая каждому полимеризация

Обычно реакции полимеризации проходят в присутствии катализатора при определенных строго контролируемых условиях. Зачастую для начала полимеризации нужна активная молекула-иницииатор, например радикал. Это просто вынужденная мера, потому что большинство мономеров просто так не взаимодействуют друг с другом. Однако существуют некоторые соединения, которые способны полимеризоваться при малейших изменениях внешних факторов. К таким соединениям относится этилцианоакрилат. За счет наличия циано- и карбокси-групп молекулы этилцианоакрилата способны начать реагировать друг с другом даже от такого неактивного иницииатора, как вода. Эта реакция лежит в основе процесса затвердевания суперклея, так как в атмосфере, на поверхностях предметов и уж тем более на ваших пальцах всегда присутствуют молекулы воды, которые и провоцируют начало полимеризации этилцианоакрилата. А ведь так и не сразу понятно, почему же суперклей так быстро и легко склеивает предметы.

Механизм полимеризации этилцианоакрилата (сверху) и конечный продукт (снизу)

Недостатки полимеров

Безусловно, у полимеров есть и недостатки. Главный из них – плохая способность к разложению, вызванная наличием связи углерод-углерод, которая не подвергается деградации ферментами живых организмов. Это создает дополнительные экологические проблемы в нашей и так не самой экологичной современности, но, к счастью, исследователи постепенно справляются и с этой трудностью.

Чтобы полимер мог разлагаться ферментами клеток, в его строении должны присутствовать химические связи, встречающиеся в природе и участвующие в метаболизме живых организмов. К таким связям, например, относятся сложноэфирная и амидная группа, которые под действием ферментов способны подвергаться гидролизу, а затем и дальнейшей деградации. Результатом синтеза высокомолекулярных соединений с подобными химическими связями являются биоразлагаемые полимеры, которые уже сейчас находят широкое применение в медицине, сельском хозяйстве и производстве упаковочных материалов. Возможно, в будущем биоразлагаемые полимеры полностью заменят неразлагающиеся макромолекулы, производимые из нефтяного сырья.

Photo by tanvi sharma / Unsplash

Заключение

Как вы видите, разнообразию полимеров нет предела. Они бывают прочными и хрупкими, твердыми и мягкими, гидрофильными и гидрофобными, что позволяет использовать их чуть ли не во всех сферах производства. Природа тоже положилась на полимеры, сделав их важнейшими молекулами для всех живых организмов нашей планеты. Даже чтение этой статьи было бы невозможно без полимеров!

Начиная от эластичного нейлона и заканчивая пуленепробиваемым кевларом, полимеры прочно вошли в привычный обиход. Можно с уверенностью сказать, что на сильных плечах этих макромолекул держится наша удобная и комфортная жизнь. И пусть полимеры стали неотъемлемой частью нашей жизни, нам предстоит еще долгий путь раскрытия полного потенциала этих удивительных молекул!

Фонд «Beyond Curriculum» публикует цикл материалов «В чем прелесть предмета» в партнерстве с проектом «Караван знаний» при поддержке компании «Шеврон». Караван знаний – инициатива по исследованию и обсуждению передовых образовательных практик с участием ведущих казахстанских и международных экспертов.

Редактор статьи: Дарина Мухамеджанова

2. Классификация полимеров

Высокомолекулярные соединения (ВМС) – полимеры бывают природные, искусственные и синтетические. В качестве природных высокомолекулярных соединений используют натуральный каучук, природные смолы (шеллак, янтарь), казеин, целлюлозу. Искусственные полимеры получают выделением, очисткой и переработкой, модификацией природных полимеров. При взаимодействии целлюлозы с уксусным ангидридом получаются уксуснокислые эфиры целлюлозы – ацетаты целлюлозы, которые используются для получения ацетатного шелка, ацетилцеллюлозного этрола, лаков. Синтетические – синтезом из низкомолекулярных веществ. В настоящее время пластмассы вырабатывают главным образом на основе синтетических смол – полимеров, представляющих собой высокомолекулярные соединения.

Полимерами называют высокомолекулярные соединения, состоящие из длинных цепных молекул, образованных многократным чередованием одинаковых групп атомов, которые соединены между собой химическими связями. При этом комплекс свойств полимера практически не изменяется при добавлении или удалении одного или нескольких составных звеньев.

Молекулы полимеров из-за больших размеров называют макромолекулами, а многократно повторяющиеся группировки атомов — элементарными звеньями. Например, элементарным звеном макромолекулы полиэтилена …—СН₂—СН₂—СН₂—… является участок цепи …—СН₂—…

В настоящее время известно четыре основных метода синтеза высокомолекулярных соединений из низкомолекулярных веществ (мономеров): полимеризация; поликонденсация; ступенчатая полимеризация; реакции превращения. Наиболее распространенными из них являются два первых метода.

Реакция полимеризации – это цепная реакция соединения, укрупнения молекул исходных веществ, в ходе которой молекулы мономера последовательно присоединяются к активному центру, находящемуся на конце растущей цепи. Реакция полимеризации проходит без выделения побочных продуктов. Полимеризации подвергаются мономеры, в молекулах которых содержатся кратные двойные связи (или циклические группировки). Полимеризацией получают полиэтилен, полипропилен, полистирол и другие полимеры линейного и разветвленного строения.

Полимеры, состоящие из элементарных звеньев одинакового химического строения, называют гомополимерами, например …—А—А—А—… (А – условное обозначение элементарного звена). Полимеры, молекула которых содержит элементарные звенья разного строения, называют сополимерами: в этом случае в реакцию полимеризации вступают молекулы не одного, а двух или нескольких мономеров. Схематично сополимер можно представить как …—А—А—А—В—В—В—А—А—А—В—В—В—…

Сополимеризацией получают полимерные материалы, в которых сочетаются положительные свойства нескольких полимеров.

Реакция поликонденсации — это процесс последовательного присоединения нескольких молекул мономера одинакового или различного строения, протекающий по механизму замещения функциональных групп, сопровождающийся выделением побочных низкомолекулярных продуктов, например воды, аммиака. Макромолекулы образуются в результате химического взаимодействия между функциональными группами, находящихся в молекулах исходных веществ. Реакцией поликонденсации получают фенолоальдегидные, аминоальдегидные, полиэфирные и другие синтетические смолы – полимеры пространственного строения.

Свойства полимеров обусловливаются также характером расположения элементарных звеньев макромолекулы. В соответствии с этим различают полимеры линейные, разветвленные и сетчатые (сшитые). В линейных полимерах элементарные звенья располагаются в виде длинных цепей. Полимеры, в которых основная цепь имеет боковые ответвления, называют разветвленными. Сетчатые полимеры построены из цепных молекул, соединенных между собой поперечными химическими связями.

Линейные и разветвленные полимеры плавятся при нагревании и растворяются в соответствующих органических растворителях. К таким полимерам относят полиметилметакрилат, полиэтилен, полистирол и др. Сетчатые (сшитые) полимеры неплавкие и нерастворимые. Свойства сетчатых полимеров зависят от количества поперечных связей. С увеличением числа сшивок, т.е. частоты сетки, повышаются жесткость, твердость, теплостойкость. Типичными представителями сетчатых полимеров являются феноло-формальдегидные, аминоальдегидные и другие смолы.

Технологические свойства пластмасс влияют на выбор метода их переработки. К технологическим свойствам пластмасс относят: текучесть, влажность, время отверждения, дисперсность, усадку, таблетируемость, объемные характеристики. Например, усадка полимеров в различных направлениях по отношению к направлению течения для термо- и реактопластов различна, т.е. полимеры имеют анизотропию усадки. Усадка термопластов больше усадки реактопластов.

Для полимеров характерны два фазовых состояния — кристаллическое и аморфное, которые различаются порядком в расположении макромолекул. Кристаллическое состояние характеризуется упорядоченным расположением макромолекул относительно друг друга, аморфное — неупорядоченным. Количественной характеристикой кристаллического полимера является его степень кристалличности, определяемая как доля (в %) кристаллических областей в общей совокупности упорядоченных и неупорядоченных областей. С повышением кристалличности увеличиваются прочность, жесткость, плотность полимеров, но снижаются их эластичность и способность окрашиваться.

Термические и механические свойства зависят от расположения мономерных звеньев в полимерных цепях, поскольку полимеры могут кристаллизоваться, если цепи имеют регулярное строение и расположены параллельно друг другу. Чем выше степень кристалличности, тем тверже продукт, тем выше его температура размягчения и больше устойчивость к набуханию и растворению; низкой степенью кристалличности характеризуются более мягкие продукты с более низкими температурами тепловой деформации и более легкой растворимостью.

Полимерные материалы: виды, применение, свойства, примеры

Все, что окружает человека в быту, на работе или транспорте – изготовлено из материалов, которые обладают различными свойствами и характеристиками. Искусственное сырье создается человеком с помощью прогрессивных технологий, которые периодически обновляются. К такому ресурсу относят полимерные материалы, в состав которых входят как натуральные, так и искусственные элементы.

С каждым годом доля искусственных материалов, применяемых в различных отраслях народного хозяйства, увеличивается благодаря разнообразию физических свойств и структуры такого сырья, как полимерные материалы. Благодаря большому количеству мономерных звеньев в структуре молекулы полимера, такой материал обладает прочностью наряду с эластичностью и практичностью. Молекулярная масса полимерного сырья имеет высокую массу, которая может измеряться как несколькими тысячами единиц, так и несколькими миллионами.

Полимерные материалы, в большей степени состоят из органики, при этом часто попадается и неорганический полимер. Изготавливают сырье синтетическими методами, с помощью соединения природных элементов по технологии полимеризации, конденсации или другого химического процесса. Составляющими элементами такого ресурса, как полимерные материалы являются:

нуклеиновые кислоты;
каучук;
белки;
полисахариды;
другие подобные элементы.

Прочность материалов достигается за счет повторения высокомолекулярных типов групп атомов, такое сырье называют сотополимером или гетерополимером. Характерным признаком ресурса является периодическое повторение структурного фрагмента, так называемого – мономерного звена. Примером такого повторения может быть поливинилхлорид или каучук.

При наличии слабой связи между макромолекулами полимерные материалы называют термопластами, наличие химической связи между звеньями позволяет отнести сырье к реактопластам. К линейному характеру соединений относят целлюлозу, а к разветвленному – амилопектин. Существуют также разновидности более сложных трехмерных пространственных связей.

Классификации полимерных материалов

Зависимо от происхождения полимеры разделяют на синтетические и природные. Несмотря на востребованность природных составляющих, материалы искусственного происхождения, которые производят на низкомолекулярной основе, благодаря синтезу, пользуются большим спросом.

Различия по химическому составу позволяет делить полимерные материалы на:

неорганические, у которых нет однотипных соединений, при этом есть органические радикалы, в качестве дополнительных составляющих;
элементоорганические полимеры, отличаются способностью удерживать в органическом радикальном соединении, атомы неорганики, хорошо сочетающихся с органикой;
органические, которые используют, как основу для пластмассовых изделий.

Характерным отличием структуры, влияющим на свойства материала оказывает макромолекула. Ее вид позволяет разделить полимеры на:

плоские;
ленточного типа;
разветвленной структуры;
линейного характера;
сетчатого типа;
гребнеобразные полимеры;
прочие виды.

По свойствам соединений звеньев, полимерные материалы делят по полярности, влияющую на растворимость материалов в разных средах. Ее определяют по разобщению положительных и отрицательных зарядов. Характера этих связей позволяет разделить полимеры на:

гидрофильные;
гидрофобные;
амфильные.

Иначе говоря, можно отнести перечисленные категории к полярным, неполярным или смешанным. Кроме этого, полимеры имеют разные свойства при изменении температуры. Они бывают:

термопластичные, имеющие свойство размягчения, при увеличении градуса, а при понижении – твердеют;
термореактивные, подвержены разрушению структурных связей между звеньями.

Явным примером, подчеркивающим различие структуры, будет письмо, отправленное по почте, предварительно заклеенное в конверт. В процессе транспортировки, тщательно склеенные поверхности остаются невредимыми. Но стоит нагреть обработанное место на огне или с помощью раскаленного металлического предмета, как клей утратит свои свойства и конверт откроется.

Полимерные материалы делят на два типа: синтетический (искусственный) и огнеупорный. Синтетика встречается в различных сферах жизнедеятельности человека: в строительстве, промышленности, быту и даже – в одежде. Производство искусственного сырья началось в первые годы ХХ века. Первым запатентованным материалом была бакелитовая смола, которая при нагревании меняла форму.

Современные синтетические материалы подвержены влиянию огня и высоких температур, а некоторые из них могут воспламеняться. Чтобы избежать подобное используют добавки, а также синтезируют сырье с помощью хлора или брома. Галогенированный полимерный материал, который получается после обработки, при сжигании образует газ, способствующий повышению коррозии других материалов. Разнообразие структур полимеров по химическому составу позволяет разделить материалы на несколько видов, которые находят все большее применение в народном хозяйстве.

Полиэтилен Известен по широко применяемой упаковке различного назначения. Свойства и низкая себестоимость сделала такие материалы популярными в разных отраслях. Различают полиэтилен низкого давления, который обладает прочной структурой молекул и высокого давления, с противоположными свойствами. Эти материалы имеют одинаковы по химическому составу, но различаются по структуре решетки.
Полипропилен Прозрачный полимер изготовленный методикой экструзии с охлаждением методом полива или другим способом с раздувом. Не контактирует с маслами и жирами, не деформируется при температурных изменениях, пропускает водяные пары. Эти свойства материала применяются в пищевой и строительной отрасли.
Поливинилхлорид Такие материалы с полимерной основой встречается реже других из-за способности быть хрупким и не эластичным. Был популярен в 60-е годы прошлого столетия, при сжигании образует диоксин. Современные материалы вытесняют эти полимеры за счет более высокой экологичности и улучшения структуры сырья.
Полиолефин Благодаря разнообразному строению макромолекул, эти полимеры включает в себя составляющие элементы пропилена и полиэтилена. Более половины производимой полимерной продукции относят к полиофелинам. Стойкость к разрыву, нагреву и усадке, позволит в ближайшем будущем увеличить объемы изготовления этого сырья. Тем более, что экологичность, которой обладают такие материалы выше других полимеров, а при производстве и утилизации – не выделяет вредных веществ.

Свойства

Внутреннее строение трехмерных форм полимера, соединенных вследствие полимеризации, а в некоторых случаях поликонденсации, четко выявлена и часто просматривается на изломе и разрыве материала. Основная часть полимеров – это органические соединения, при этом встречаются нередко – неорганические варианты.

Свойства полимерных материалов определяются в большей степени строением макромолекул, из которых они состоят. Для изменения характеристик материала используют различные добавки:

смазки, которые позволяют избежать прилипания полимерной структуры к металлическим поверхностям оборудования, на котором производится переработка;
красители, применяемые в декоративных целях;
инсектициды и антисептики, способствующие устойчивости к плесени и воздействию насекомых;
антиперенами, позволяющими снизить горючесть полимеров;
пластификаторами, с помощью которых снижается температура переработки, повышается морозоустойчивость и улучшается эластичность;
наполнители в различном фазовом состоянии позволяют изменить специфические свойства материалов;
стабилизаторы, способствующие улучшению прочности полимерных материалов и увеличению срока службы.

Для большинства полимеров характерны различные механические свойства, которые зависят от структуры и внешних факторов воздействия:

нагрузки, давления, температуры. Из достоинств полимерных материалов можно выделить такие как: простота механической обработки;
водо- и газонепроницаемость;
способность к свариванию и склеиванию; химическая устойчивость; низкая теплопроводность;
высокая прочность и эластичность;
малая плотность;
является диэлектриком.

Как и любой другой материал, полимеры обладают недостатками:

горючесть;
слабая твердость;
ускоренное старение;
повышенная ползучесть;
способность к тепловому расширению;
низкая теплостойкость.

Основной характеристикой полимеров считают их деформируемость. Именно по этому признаку в различных температурных режимах обычно оценивают свойства полимерных материалов.

Применение

Благодаря преимуществам полимерных материалов перед другими видами сырья, их использование с каждым годом становится более популярным. Применение полимеров встречается повсюду: в легкой и тяжелой индустрии, сельскохозяйственной и медицинской отрасли. Каждый день приходится сталкиваться с продукцией из полимерных материалов.

При строительстве зданий стали заменять металлические конструкции – пластиковыми. Это окна, армирующие сетки, а также приспособления и инструмент. Геосинтетические материалы широко используются при возведении дорог.

С помощью сеток из синтетических материалов изготавливают поддерживающую оснастку вьющимся растениям для сельского хозяйства. Устройство декоративных заборов с применением пластика также стало популярным благодаря устойчивости к коррозии, которой обладает полимерная сетка.

Геотекстиль и геомембрана используют при возведении бассейнов и искусственных водоемов. Такие полимеры защищают мембрану от грунта и обладают гидроизоляцией.

Упаковка различных товаров производится с помощью полимерных пленок и других видов упаковок, как в супермаркете, так и на рынке. Изготовление несущих конструкций авто- и мототехники позволяет облегчить вес транспортных средств и избежать пагубного воздействия коррозии.

Применение полимерных материалов в производстве и быту становится все популярнее с каждым годом. Низкая стоимость и желаемые технические параметры сырья постепенно вытесняют привычные изделия текстильной, строительной и даже металлургической промышленности. Удобство обработки и химические свойства полимерных изделий повышают качество и продлевают срок службы привычных предметов, создающих комфортные условия для активной жизнедеятельности человека.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 – 0 голосов

Тесты по предмету “Технология переработки полимерных материалов”

$$$001 Высокомолекулярные соединения, состоящие из длинных молекул с большим количеством называют:

A) Мономер

B) Полимер

C) Молекула

D) Атом

E) Сумма атомов

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=1

{Тема}=1

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Современные технологии получения и переработки полимерных материалов/Галыгин В.Е. и др.: учебное пособие – Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2012

$$$002 Материалы на основе органических природных, синтетических или органических полимеров, из которых можно после нагрева и приложения давления формовать изделия сложной конфигурации называют:

A) Каучук

B) Мономер

C) Пластмасса

D) Резина

E) Железо

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=1

{Тема}=1

{Код квалификации}=0814123

$$$003 Соединения относящиеся к полимерам:

A) Полиэтилен

B) Этилен

C) Пропилен

D) Азот

E) Железо

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=1

{Тема}=1

{Код квалификации}=0814123

$$$004 Число мономерных звеньев, образующих макромолекулу называют:

A) Мономер

B) Форма макромолекулы

C) Атомная масса

D) Молекулярная масса

E) Степень полимеризации

{Правильный ответ}= Е

{Сложность}=1

{Тема}=1

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Переработка пластмасс/ Шварц О.и др. – СПб.: Профессия, 2008.

$$$005 Повторяющийся участок структуры молекулы полимера называют:

A) Мономер

B) Форма макромолекулы

C) Структурное (элементарное) звено

D) Молекулярная масса

E) Степень полимеризации

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=1

{Тема}=1

{Код квалификации}=0814123

$$$006 Природные полимеры:

A) Белки

B) Синтетический каучук

C) Лавсан

D) Капрон

E) Пластмасса

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=1

{Тема}=2

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Переработка пластмасс/ Шварц О.и др. – СПб.: Профессия, 2008.

$$$007 Мономером полиэтилена является:

A) Пропилен

B) Этилен

C) Бутилен

D) Спирт

E) Реакция

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=1

{Тема}=2

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$008 В результате полимеризации пропилена получают:

A) Полипропилен

B) Полиэтилен

C) Полибутилен

D) Полиспирт

E) Каучук

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=1

{Тема}=2

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$009 Основные свойства характерные полимерам:

A) Эксплуатационные

B) Природные

C) Искусственные

D) Синтетические

E) Полисинтетические

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=1

{Тема}=3

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Переработка пластмасс/ Шварц О.и др. – СПб.: Профессия, 2008.

$$$010 Полимеры, макромолекулы которых содержат несколько типов мономерных звеньев, называются:

A) Поликонденсатами

B) Гетерополимерами

C) Сополимерами

D) Полимеризаторами

E) Надежность

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=1

{Тема}=2

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Переработка пластмасс/ Шварц О.и др. – СПб.: Профессия, 2008.

$$$011 Изменение структуры макромолекулы под действием внешних сил называется:

A) Полимеризация

B) Деформация

C) Разрушение

D) Плавление

E) Измельчение

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=1

{Тема}=9

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$012 Растяжение, сжатие, удар, изгиб относится к:

A) Свойствам полимеров

B) Видам деформации

C) Объемным характеристикам полимеров

D) Весовым характеристикам полимеров

E) Параметрам полимера

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=1

{Тема}=9

{Код квалификации}=0814123

$$$013 Химические вещества, которые состоят из множества повторяющихся группировок, соединенных между собой химичнскими связями называются:

A) Низкомолекулярное соединение

B) Вид

C) Высокомолекулярные соединения (ВМС)

D) Структурное звено

E) Молекула

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=1

{Тема}=4

{Код квалификации}=0814123

$$$014 Способность обратимо изменять форму:

A) Мягкость

B) Твердость

C) Хрупкость

D) Плавкость

E) Гибкость макромолекул

{Правильный ответ}= Е

{Сложность}=1

{Тема}=2

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Переработка пластмасс/ Шварц О.и др. – СПб.: Профессия, 2008.

$$$015 Совокупность технологических процессов, обеспечивающих получение изделий называется:

A) Физические свойства

B) Переработка пластмасс

C) Объемные характеристики

D) Технологические свойства

E) Гибкость макромолекул

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=1

{Тема}=3

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$016 Виды полиэтилена:

A) ПЭ высокого давления и органические масла

B) ПЭ низкого давления и поливинилхлорид

C) ПЭ низкого давления и ПЭ высокого давления

D) Поливинилхлорид низкого и высокого давления

E) Полипропилен и этилен

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=1

{Тема}=3

{Код квалификации}=0814123

$$$017 Методы выбора вида пластмасс:

A) Метод аналогий – качественный и количественный

B) Качественный и комбинированный

C) Метод аналогий и качественный

D) Комбинированный и колличественный

E) Ультрозвуковой

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=1

{Тема}=4

{Код квалификации}=0814123

$$$018 Марочный ассортимент полимеров создан с целью:

A) Увеличения параметров процесса

B) Уменьшении производительности

C) Понижения скорости процесса и улучшения свойств полимеров

D) Понижения скорости процесса

E) Быстрого выбора вида и марки полимера

{Правильный ответ}= Е

{Сложность}=1

{Тема}=8

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$019 Умение материала сохранять работоспособность при определенных условиях и режиме работы на протяжение определенного времени без принудительных перерывов на ремонт, называется:

A) Безотказность

B) Сохранность

C) Долговечность

D) Ремонтноспособность

E) Надежность

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=1

{Тема}=8

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Переработка пластмасс/ Шварц О.и др. – СПб.: Профессия, 2008.

$$$020 Свойство материла воспринимать ремонт и наладки в следствии которых обновляется и сохраняется его техническая характеристика, называется:

A) Безотказность

B) Сохранность

C) Долговечность

D) Ремонтноспособность

E) Надежность

{Правильный ответ}= D

{Сложность}=1

{Тема}=8

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$021 Способность материала сохранять обусловленные эксплуатационные способности на протяжении и после времени складирования и транспортирования, называется:

A) Безотказность

B) Сохранность

C) Долговечность

D) Ремонтноспособность

E) Надежность

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=1

{Тема}=8

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$022 Поведение пластмасс при воздействии на них удара

A) Безотказность

B) Сохранность

C) Деструкция

D) Деформация

E) Без изменения или трещины

{Правильный ответ}= Е

{Сложность}=1

{Тема}=9

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$023 Для снижения стоимости изделия с одновременным улучшением эксплуатационных параметров пластических масс, ведущих к расширению областей их применения:

A) Сшивающие агенты

B) Связующее (полимерная матрица)

C) Связующее, сшивающие агенты и структурообразователи

D) Наполнители

E) Структурообразователи

{Правильный ответ}= D

{Сложность}=1

{Тема}=6

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}=Технология полимеров /Воробьев В.А. и др.: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. — М.: Высш. школа, 1980.

$$$024 Полимеры, обладающие высокоэластичными свойствами и вязкостью, называют:

A) Олигомер

B) Композит

C) Мономер

D) Эластомер

E) Структурообразователь

{Правильный ответ}= D

{Сложность}=1

{Тема}=1

{Код квалификации}=0814123

$$$025 Материалы, составленные из двух или более компонентов и имеющие выраженную границу раздела между ними, называются:

A) Олигомер

B) Полимер

C) Мономер

D) Эластомер

E) Композиционными материалами (КМ)

{Правильный ответ}= Е

{Сложность}=1

{Тема}=9

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Переработка пластмасс/ Шварц О.и др. – СПб.: Профессия, 2008.

$$$026 Матрица на основе углерода, армированного углеродными волокнами называются

A) Углеродные КМ

B) Полимерные КМ

C) Керамические КМ

D) Комбинированные

E) Композиционные

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=2

{Тема}=9

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$027 Закон Гука:

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=2

{Тема}=9

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}=Технология полимеров /Воробьев В.А. и др.: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. — М.: Высш. школа, 1980.

$$$028 Армирующую роль и воспринимает основную долю нагрузки материала в КМ выполняет:

A) Структурообразователи

B) Сшивающие агенты

C) Матрица

D) Наполнитель

E) Композиты

{Правильный ответ}= D

{Сложность}=2

{Тема}=6

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}=Технология полимеров /Воробьев В.А. и др.: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. — М.: Высш. школа, 1980.

$$$029 Кристаллизация из расплава полимера протекает при введении в полимерный материал кристаллизаторов, который называется:

A) Молекула

B) Зародыш

C) Матрица

D) Наполнитель

E) Кристалл

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=2

{Тема}=3

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Переработка пластмасс/ Шварц О.и др. – СПб.: Профессия, 2008.

$$$030 К технологическим свойствам пластмасс относят:

A) Усадка и таблетируемость

B) Надежность и сохранность

C) Долговечность и работоспособность

D) Насыпная плотность и удельный объем

E) Кристалличность и технологичность

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=2

{Тема}=3

{Код квалификации}=0814123

$$$031 Коэффициент Е в законе Гука называется:

A) Силой трения

B) модулем Юнга

C) Энергией Гиббса

D) Насыпной плотностью

E) Объемной характеристикой

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=2

{Тема}=9

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}=Технология полимеров /Воробьев В.А. и др.: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. — М.: Высш. школа, 1980.

$$$032 Для тонкого растяжимого стержня закон Гука имеет вид:

{Правильный ответ}= Е

{Сложность}=2

{Тема}=9

{Код квалификации}=0814123

$$$033 В основе процессов переработки пластмасс находятся:

A) Кристаллизационные процессы

B) Структурообразование

C) Физические и физико-химические процессы структурообразования и формования

D) Химические свойства

E) Физические свойства

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=2

{Тема}=3

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Переработка пластмасс/ Шварц О.и др. – СПб.: Профессия, 2008.

$$$034:

A) модуль сдвига

B) коэффициент трения

C) высокое давление

D) энергия Гиббса

E) закон Бернулли

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=2

{Тема}=1

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$035 Процесс протекающий при охлаждении большого количества полимеров:

A) Полимеризация

B) Нагревание

C) Деструкция

D) Охлаждение

E) Кристаллизация

{Правильный ответ}= Е

{Сложность}=2

{Тема}=4

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$036 Фибриллы, разрастаясь в радиальном направлении и в ширину, образуют сферообразные структуры, называются:

A) Полимеры

B) Кристаллат

C) Сферолиты

D) Фибриллы

E) Зародыш

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=2

{Тема}=4

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}=Технология полимеров /Воробьев В.А. и др.: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. — М.: Высш. школа, 1980.

$$$037 От скорости охлаждения и температуры в процессе формования изделия зависят:

A) Размеры кристаллов

B) Скорость кристаллизации

C) Температура процесса

D) Давление процесса

E) Зародышеобразование

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=2

{Тема}=4

{Код квалификации}=0814123

$$$038: , – означает

A) Давление

B) Скорость реакции

C) Абсолютное удлинение

D) Изгиб

E) Энергия Гиббса

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=2

{Тема}=9

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}=Технология полимеров /Воробьев В.А. и др.: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. — М.: Высш. школа, 1980.

$$$039 Физические, физико – химические процессы структурообразования и формования:

A) Измельчение и поликонденсация

B) Нагревание, плавление, стеклование и охлаждение

C) Абсолютное удлинение и сжатие

D) Изгиб, растяжение и сжатие

E) Экструзия, полимеризация

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=2

{Тема}=2

{Код квалификации}=0814123

$$$040 Основные способы переработки полимеров:

A) Полимеризация и поликонденсация

B) Нагревание, плавление, стеклование и охлаждение

C) Кристаллизация и прессование

D) Изгиб, растяжение и сжатие

E) Экструзия, литье под давлением, каландрование

{Правильный ответ}= Е

{Сложность}=2

{Тема}=5

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Переработка пластмасс/ Шварц О.и др. – СПб.: Профессия, 2008.

$$$041 Добавки используемые при переработки полимеров:

A) Полимеризаторы и активаторы

B) Кристаллы, зародыши, центры

C) Стабилизаторы, пластификаторы, красители

D) Изгиб, растяжение и сжатие

E) Мырье и продукты образования

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=2

{Тема}=3

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$042 Каландрование, вспенивание, формование относятся к основным::

A) Физическим свойствам полимеров

B) Химическим свойствам

C) Химическим свойствам

D) Способам переработки

E) Сырьевой базе

{Правильный ответ}= D

{Сложность}=2

{Тема}=5

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}=Технология полимеров /Воробьев В.А. и др.: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. — М.: Высш. школа, 1980.

$$$043 Зазор между валками определяет:

A) Количество используемого материала

B) Скорость реакции

C) Толщину каландрованного листа

D) Производительность

E) Литьевую производительность

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=2

{Тема}=5

{Код квалификации}=0814123

$$$044 Относительное удлинение определяется по следующей формуле:

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=2

{Тема}=9

{Код квалификации}=0814123

$$$045 Механическое напряжение определяется по следующей формуле:

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=2

{Тема}=4

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Переработка пластмасс/ Шварц О.и др. – СПб.: Профессия, 2008.

$$$046 Процесс применяемый для производства непрерывных плёнок и листов, называется:

A) Вспенивание

B) Каландрование

C) Формование

D) Литье

E) Прессование

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=2

{Тема}=5

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$047 Наука о деформациях и течении реологических тел под действием внешних силовых полей:

A) Термодинамика

B) Деформация

C) Реология

D) Статика

E) Динамика

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=2

{Тема}=9

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$048 Полимеры в твердом состоянии могут быть:

A) Аморфными и кристаллическими

B) Жидкими и газообразными

C) Кристаллическими и жидкими

D) Аморфными и жидкими

E) Только жидкими

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=2

{Тема}=2

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$049 К механическим свойствам относят:

A) Таблетируемость и усадка

B) Прочность, ударная стойкость и деформация

C) Надежность и сохранность

D) Работоспособность и безотказность

E) Удельный объем и насыпная плотность

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=2

{Тема}=2

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$050 Возможность спрессовывания прессматериала под действием внешних сил и сохранения полученной формы после снятия этих сил называют:

A) Таблетируемость

B) Прочность

C) Надежность

D) Работоспособность

E) Безотказность

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=2

{Тема}=5

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$051 Виды течения полимеров:

A) Пластическое и вязкое

B) Гомогенная и гетерогенная

C) Обратимое и необратимое

D) Прямое и обратное

E) Гомогенное и гетерогенное

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=2

{Тема}=6

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Переработка пластмасс/ Шварц О.и др. – СПб.: Профессия, 2008.

$$$052 Процесс, который происходит при прекращении деформирования полимера под действием внешних сил – механических или электрических

A) Статика

B) Термодинамика

C) Измельчение

D) Плавление

E) Реология разрушения полимеров

{Правильный ответ}= Е

{Сложность}=2

{Тема}=1

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}=Технология полимеров /Воробьев В.А. и др.: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. — М.: Высш. школа, 1980.

$$$053 Основные реологические модели тел:

A) Гомогенные и гетерогенные процессы

B) Неньютоновские жидкости, пластические и вязкоупругие тела

C) Газообразные и паровые системы

D) Деформационные и реологические процессы

E) Линейные и параллельные реакции

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=2

{Тема}=2

{Код квалификации}=0814123

$$$054 За единицу механического напряжения в СИ принят:

A) Киллограмм (кг)

B) Паскаль (Па)

C) Метр (м)

D) Километр (км)

E) Сантиметр (см)

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=2

{Тема}=1

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$055 Определение мощности экструдера:

{Правильный ответ}= D

{Сложность}=2

{Тема}=5

{Код квалификации}=0814123

$$$056 , в данной формуле -?

A) мощность

B) число оборотов червяка

C) насыпной вес

D) удельный объем

E) производительность

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=2

{Тема}=5

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}=Технология полимеров /Воробьев В.А. и др.: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. — М.: Высш. школа, 1980.

$$$057 Жидкость, вязкость которой не зависит от градиента скорости:

A) Кислоты

B) Коллоидные системы

C) Неньютоновские жидкости

D) Ньютоновская жидкость

E) Истинные растворы

{Правильный ответ}= D

{Сложность}=2

{Тема}=2

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$058 Диаграммы «напряжение – деформация» дают представления о:

A) Молекулярной массе и давлении

B) Прочности и работе разрушения

C) Концентрации и температуры

D) Температуры и давлении

E) Производительности напряжения

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=2

{Тема}=4

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Переработка пластмасс/ Шварц О.и др. – СПб.: Профессия, 2008.

$$$059 Основные сведения о деформационных свойствах полимеров получают при испытаниях на:

A) Изгиб, сжатие, растяжение

B) Каландрование и прессование

C) Экструзия и удельный объем

D) каландрование и литье под давлением

E) Атом, молекула и макромолекула

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=2

{Тема}=9

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Переработка пластмасс/ Шварц О.и др. – СПб.: Профессия, 2008.

$$$060 Совокупность технологических приемов, методов и процессов, посредством которых исходный полимер превращают в различные изделия называют:

A) Метод получения полимеров

B) Прочности и работе разрушения

C) Молекулярная масса

D) Переработка полимерных материалов

E) Производительность

{Правильный ответ}= D

{Сложность}=2

{Тема}=3

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$61 название оборудования:

A) Литьевая машина

B) Пресс-форма

C) Экструдер

D) Каландр

E) Формовая машина

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=2

{Тема}=5

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}=Технология полимеров /Воробьев В.А. и др.: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. — М.: Высш. школа, 1980.

$$$62 Метод изучения температурной зависимости механических свойств полимеров является:

A) Сжатие

B) Удар

C) Изгиб

D) Метод термомеханических кривых

E) Плавление

{Правильный ответ}= D

{Сложность}=2

{Тема}=2

{Код квалификации}=0814123

$$$63 Свойство тела восстанавливать свою форму и размеры после прекращения действия внешних сил называют:

A) Упругость

B) Деформация

C) Надежность

D) Мягкость

E) Хрупкость

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=2

{Тема}=4

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Переработка пластмасс/ Шварц О.и др. – СПб.: Профессия, 2008.

$$$64 Способность полимерной мембраны пропускать газы при наличии перепада давления или температуры:

A) Газопроницаемость

B) Хрупкость

C) Деформация

D) Спругость

E) сжатие

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=2

{Тема}=6

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$65 Количество воды, которое материал поглощает после пребывания в течение определенного времени в атмосфере называется:

A) Сушка

B) Влагопоглощение

C) Газопроницаемость

D) Деформация

E) Хрупкость

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=2

{Тема}=7

{Код квалификации}=0814123

$$$66 Самопроизвольное необратимое изменение важнейших технических характеристик, происходящее в результате сложных химических и физических процессов называется:

A) Плавление

B) Кипение

C) Изгиб

D) Омоложение

E) Старение

{Правильный ответ}= Е

{Сложность}=2

{Тема}=7

{Код квалификации}=

$$$67 Для замедления процессов старения в полимерные материалы добавляются:

A) Катализаторы

B) Наполнители

C) Отвердители

D) Красители

E) Стабилизаторы и антиаксиданты

{Правильный ответ}= Е

{Сложность}=2

{Тема}=6

{Код квалификации}=0814123

$$$68 Жидкости, для которых вязкость не зависит от скорости деформации, называются:

A) Неньютоновскими

B) Ньютоновскими

C) Обратимыми

D) Жидкими

E) Газообразными

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=2

{Тема}=4

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$69 Показатель кристаллического состояния полимеров, характеризующий, какая часть полимера закристаллизована:

A) Вязкость

B) Теформация

C) Текучесть

D) Стеклообразность

E) Кристалличность

{Правильный ответ}= Е

{Сложность}=2

{Тема}=2

{Код квалификации}=0814123

$$$70 В зависимости от отношения к нагреванию полимеры бывают:

A) Простые и сложные

B) Прямые и обратные

C) Термопластичные и термореактивные

D) Гомогенные и гетерогенные

E) Параллельные и комбинированные

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=2

{Тема}=4

{Код квалификации}=0814123

$$$71 Виды производственных отходов:

A) Линейные и разветвленные

B) Чистые и загрязненные

C) Токсичные и опасные

D) Гомогенные и гетерогенные

E) Термопластичные и термореактивные

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=2

{Тема}=6

{Код квалификации}=0814123

$$$72 Изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического или морального износа называются:

A) Отходы потребления

B) Остатки химичекой реакции

C) Продукты реакции

D) Сырье предприятия

E) Старение процесса

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=2

{Тема}=6

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$73 Производство, результаты которого при воздействии их на окружающую среду не превышают уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами, т. е. ПДК:

A) Утилизация сырья

B) Уменьшается упругость

C) Вторичная переработка

D) Химическое предприятие

E) Малоотходное производство

{Правильный ответ}= Е

{Сложность}=2

{Тема}=6

{Код квалификации}=0814123

$$$74 Метод производства продукции, при котором все сырье и энергия используются наиболее рационально и комплексно в цикле называется:

A) Безотходная технология

B) Использование материала

C) Жидкие и газообразные

D) Утилизация сырья

E) Переработка гранулята в изделия

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=2

{Тема}=8

{Код квалификации}=0814123

$$$75 Процесс, в котором оборудование и его режимы соответствуют нормативным, паспортным, проектным данным называется:

A) Химический процесс

B) Физический процесс

C) Нормативный технологический процесс

D) Стандарт качества

E) Механический процесс

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=2

{Тема}=7

{Код квалификации}=0814123

$$$76 Природные виды топлива:

A) Каучук

B) Азот и кислород

C) Поливинилхлорид

D) Полипропилен и полиэтилен

E) Нефть, природный газ, уголь

{Правильный ответ}= Е

{Сложность}=3

{Тема}=7

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$77 Удалению из реактопластов летучих веществ способствует:

A) Шнек

B) Каландр

C) Вал

D) Подрессовка

E) Экструдер

{Правильный ответ}= D

{Сложность}=3

{Тема}=8

{Код квалификации}=0814123

$$$78 В процессе прессования для повышения качества изделий применяются:

A) Подпрессовка и задержка подачи давления

B) Тщательное измельчение

C) Отверждение

D) Плавление

E) Механический процесс

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=3

{Тема}=7

{Код квалификации}=0814123

$$$79 Основные параметры процессов переработки:

A) Производительность

B) Температура, давление и время

C) Воздух, пар, вода

D) Концентрация

E) Механический процесс

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=3

{Тема}=8

{Код квалификации}=0814123

$$$80 Важной стадией предварительной обработки отходов является:

A) Уплотнение

B) Загрязнение

C) Очистка их от загрязнений

D) Дозирование

E) Павление

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=3

{Тема}=8

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$81 Заключительной стадией процесса использования отходов является:

A) Уплотнение

B) Дробление

C) Сортировка

D) Дозирование

E) Переработка гранулята в изделия

{Правильный ответ}= Е

{Сложность}=3

{Тема}=6

{Код квалификации}=0814123

$$$82 Виды рециклизации:

A) гомогенная и гетерогенная

B) первичная, вторичная, третичная

C) прямая и обратная

D) гомогенная и гетерогенная

E) отходная и безотходная

{Правильный ответ}= B

{Сложность}=3

{Тема}=6

{Код квалификации}=0814123

$$$83 Определение единой системы показателей качества продукции регламентируется:

A) Стандартом

B) Уставом

C) Договором

D) Соглашением сторон

E) Отказом

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=3

{Тема}=7

{Код квалификации}=0814123

$$$84 Сложный процесс превращения сырья, материалов полуфабрикатов и других предметов труда в готовую продукцию, удовлетворяющую потребностям рынка:

A) Технологический процесс

B) Промышленное производство

C) Химическая реакция

D) Промышленное оборудование

E) Плавление

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=3

{Тема}=8

{Код квалификации}=0814123

$$$85 Норма выработки:

A) Время, технического обслуживания рабочего места

B) Число изделий, выпускаемых в единицу времени

C) Величина обратная норме времени

D) Время, затрачиваемое на обработку одной заготовки

E) Группа соединений

{Правильный ответ}= А

{Сложность}=3

{Тема}=7

{Код квалификации}=0814123

$$$86 Метод при котором стекловолокно или ткань, жгут просачивают связующим перед намоткой на шаблон, после чего проводят отверждение называется:

A) Комбинированный

B) Мокрый

C) Сухой

D) Прямой

E) Параллельный

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=3

{Тема}=7

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$87 Открытый процесс формования пластической массы, происходящий при высокой температуре, низком давлении:

A) Ротационное формование

B) Прямое литье

C) Экструзия

D) Прессование

E) Литье под давлением

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=3

{Тема}=5

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$88 Реактопласты, наполненные непрерывными волокнами, бумагой, тканью и т. д., называют:

A) Фрикцией

B) Препрегами

C) Отбором

D) Сбором

E) Плавлением

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=3

{Тема}=7

{Код квалификации}=0814123

$$$89 Изготовление продукции происходит под действием атмосферного давления при создании вакуума в форме:

A) Литье под давлением

B) Прессование

C) Вакуум – формование

D) Дозирование

E) Плавление

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=3

{Тема}=5

{Код квалификации}=0814123

$$$90 Изготовление продукции происходит под действием атмосферного давления при создании вакуума в форме:

A) Литье под давлением

B) Прессование

C) Вакуум – формование

D) Дозирование

E) Плавление

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=3

{Тема}=8

{Код квалификации}=0814123

$$$91 Отрывы, склоки, трещины относятся к:

A) Литье под давлением

B) Достоинства процесса

C) Механические повреждения

D) Основные требования процесса

E) Добавки

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=3

{Тема}=8

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$92 Основная причина недопрессовки:

A) Матовость

B) Недопрессовка

C) Вздутие

D) Трещины

E) Сухость

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=3

{Тема}=6

{Код квалификации}=0814123

$$$93 Вещества органического или нейтрального происхождения, добавляемые для экономии самого полимера называются:

A) Катализаторы

B) Стабилизаторы

C) Отвердители

D) Красители

E) Наполнители

{Правильный ответ}= Е

{Сложность}=3

{Тема}=6

{Код квалификации}=0814123

$$$94 Изделия кольцевого сечения закрытого профиля цилиндрические или гофрированные называют:

A) Шланги

B) Листы

C) Резцы

D) Трубы

E) Полотно

{Правильный ответ}= D

{Сложность}=3

{Тема}=4

{Код квалификации}=0814123

$$$95 В качестве охлаждающих сред используются:

A) Пар

B) Водород

C) Азот

D) Лед

E) Вода и воздух

{Правильный ответ}= Е

{Сложность}=3

{Тема}=1

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Основы переработки пластмасс /Власов С.В. учебное пособие – М: Изд-во Химия, 2004.

$$$96 С целью повышения качества изделий применяют:

A) Увеличение скорости

B) Понижение давления

C) Термообработку готовых изделий

D) Устранение примесей

E) Применение красителей

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=3

{Тема}=4

{Код квалификации}=0814123

$$$97 Превращение материала в сыпучий зернистый продукт, состоящий из однородных по размеру частиц гранул:

A) Гранулирование

B) Прессование

C) Вакуум – формование

D) Дозирование

E) Плавление

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=3

{Тема}=3

{Код квалификации}=0814123

$$$98 Основное требование к процессам смешения является:

A) Кристалличность

B) Полное растворение

C) Достижение структурной однородности

D) Дозирование

E) Медленное плавление

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=3

{Тема}=3

{Код квалификации}=0814123

$$$99 Состояние веществ характеризуется их способностью к развитию необратимых деформаций:

A) Твердое

B) Жидкое

C) Стеклообразное

D) Хрупкое

E) Текучее (жидкое)

{Правильный ответ}= С

{Сложность}=3

{Тема}=1

{Код квалификации}=0814123

$$$100 Процесс состоящий из целого ряда производственных операций, которые выполняются в строго определенной последовательности называется::

A) Параллельный процесс

B) Технологический процесс

C) Линейный процесс

D) Физический процесс

E) Механический процесс

{Правильный ответ}= В

{Сложность}=3

{Тема}=7

{Код квалификации}=0814123

{Учебник}= Переработка пластмасс/ Шварц О.и др. – СПб.: Профессия, 2008.

Разработала: Абдыкалыкова А.Ж.

Структура полимеров

Основным сырьем для производства товаров служат высокомолекулярные соединения (ВМС): природные и синтетические. Природные ВМС синтезируются в природе (в растительных и животных организмах) без участия человека; синтетические получают в лабораторных и заводских условиях.

Структура ВМС определяется двумя факторами: строением молекул (у ВМС — макромолекул) и характером их взаимной укладки (упаковки).

Молекулы ВМС состоят из большого числа (сотен и тысяч) атомов, связанных между собой основными химическими связями (обычно ковалентными), для которых характерна определенная пространственная направленность. Межатомные химические связи в макромолекулах обладают высокой энергией и стойкостью и гидролитическим, окислительным и другим воздействиям. Макромолекулы (от греч. «makros» — большой, длинный) имеют молекулярную массу (м.м.), превышающую 10³ и доходящую до 10⁶—10⁷ кислородных единиц. От величины м.м. зависят необратимые деформации и прочность ВМС. С увеличением м.м. (до определенных пределов) ВМС возрастают их гибкость и температура стеклования, расширяется область высокоэластичного состояния.

Прочность кристаллических ВМС достигает предельной величины при м.м. 10 000—20 000. При этом зависимость прочности ориентированных твердых высокомолекулярных материалов от м.м. более сильная, чем изотропных. Прочность одного и того же ориентированного ВМС возрастает с увеличением м.м., а прочность изотропного не изменяется.

Молекулы связаны между собой с помощью физических межмолекулярных, более слабых, чем химические, связей. Эта особенность является наиболее характерным признаком ВМС. Макромолекулы ВМС обладают определенной гибкостью.

Макромолекулы ВМС состоят из большого числа молекул его низкомолекулярных аналогов (одного или нескольких видов), обычно называемых элементарными звеньями, соединенных друг с другом п раз химическими связями, где п — степень полимеризации. Поэтому такие вещества называют также полимерами (от греч. polimeres — состоящий из многих частей). Так, элементарным звеном ВМС целлюлоза является ангидрид глюкозы С_бН₁₀О₅, химический состав целлюлозы обозначают (С₆Н₁₀О₅)_п, где п — количество повторяющихся элементарных звеньев.

В различных ВМС величина степени полимеризации — от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч. Степень полимеризации влияет на длину макромолекул ВМС: чем выше степень полимеризации, тем длиннее макромолекулы.

С увеличением длины макромолекул увеличиваются силы межмолекулярного взаимодействия и как следствие повышается (до определенного предела) прочность материала.

Влияние степени полимеризации на прочность ВМС неразрывно связано с характером и интенсивностью межмолекулярного взаимодействия. Степень полимеризации ВМС влияет на формирование свойств изделий в процессе производства. Например, при синтезе поликапроамидной смолы необходимо соблюдать режимы, чтобы степень полимеризации не превышала 100—200. В противном случае формуемое из смолы волокно капрон будет обладать отрицательными свойствами. Если степень полимеризации капрона будет ниже 100, то прочность волокна окажется заниженной, а если выше 200, то волокна будут жесткими, грубыми и, следовательно, непригодными для производства текстильных товаров.

К особенностям строения ВМС относится и то, что число элементарных звеньев отдельных макромолекул одного и того же химического состава может существенно колебаться. Таким образом, ВМС являются смесями макромолекул с различной степенью полимеризации, вследствие чего по отношению к ВМС можно говорить лишь о средних значениях м.м. Эта их особенность называется полидисперсностью.

По химическому строению основной цепи полимеры классифицируют на органические (если цепь состоит из атомов углерода), элементоорганические (если цепь составлена атомами кремния, фосфора и другими, к которым присоединены углеродные атомы или группы), неорганические (если в цепи и в боковых группах атомы углерода отсутствуют). Наиболее широко распространены органические полимеры.

Макромолекулы ВМС могут иметь глобулярное, линейное, разветвленное или сетчатое строение.

Гибкие макромолекулы стремятся принять энергетически более выгодную сферическую форму, сворачиваясь в клубки, называемые глобулами. Такое глобулярное строение имеют, например, белки. Основные причины образования глобул — это то, что силы внутримолекулярного взаимодействия между группами атомов, входящих в молекулу, превосходят силы межмолекулярного взаимодействия, и то, что макромолекулы обладают высокой гибкостью . Полимер, состоящий из глобул, не проявляет специфических механических свойств — прочности и высокой эластичности.

При линейной структуре макромолекул каждое элементарное звено связано с двумя соседними звеньями. Поэтому каждая макромолекула представляет собой неразветвленную цепь, в которой чередуются звенья, составленные из вошедших в нее соединившихся между собой мономеров

В макромолекулах разветвленной структуры некоторые звенья связаны более чем с двумя другими звеньями, вследствие чего из основной цепи главных валентностей образуются ответвления в виде небольших боковых цепей

В макромолекулах сетчатой, или трехмерной, структуры линейные цепи связаны между собой поперечными химическими связями и образуют большие пространственные структуры

От формы макромолекул зависят физико-механические свойства ВМС. Например, целлюлоза и крахмал имеют одинаковый химический состав и примерно равные м.м., но при этом из целлюлозы можно получить искусственные волокна, а из крахмала — нет. Это объясняется специфической формой макромолекул: линейной, вытянутой до предела у целлюлозы и сильноразветвленной у крахмала. Линейная форма макромолекул обеспечивает большое число межмолекулярных связей и, как следствие, формирует высокую прочность волокна.

Разветвленная форма макромолекул не позволяет образовать большого числа межмолекулярных связей и, следовательно, не может обеспечить достаточной прочности.

Сетчатая структура повышает упругость полимеров, например у шерстяного волокна.

ВМС состоит из кристаллических и аморфных областей, соотношение которых может быть различным. Кристаллические области образованы ориентированными относительно друг друга макромолекулами, а аморфные — неориентированными. Каждая макромолекула отдельными частями участвует в образовании нескольких аморфных и кристаллических областей. Полимеры, в структуре которых преобладают кристаллические области, называют кристаллическими, а полимеры с преобладанием аморфных областей — аморфными.

Кристаллические полимеры способны к образованию высокоориентированных структур, обладают высокой прочностью и пластичностью, тогда как аморфные области полимеров характеризуются меньшей упаковкой макромолекул и меньшей плотностью. Эти особенности повышают реакционную способность ВМС.

Полимеры с высокой степенью ориентации, упорядоченности макромолекул относительно друг друга обладают большей прочностью, долговечностью.

Сложные агрегаты, которые образовались из большого числа макромолекул в результате действия межмолекулярных сил, называются надмолекулярными структурами полимеров.

В кристаллическом состоянии вещества представляют собой структуры высокой степени упорядоченности, в которых атомы и молекулы расположены в строго определенном порядке во всем объеме, бесконечно большом по сравнению с размерами атомов и молекул. Они носят название структур с дальним порядком.

В зависимости от природы полимера и свойств макромолекул первичные структурные агрегаты (глобулярные или линейные) образуют более сложные надмолекулярные образования.

Надмолекулярные глобулярные структуры очень непрочные, они образуются редко. Линейные структурные элементы образуют фибриллы.

Фибриллярные образования возникают в полимерах благодаря специфической особенности макромолекул располагаться ориентированно с преимущественной ориентацией осей макромолекул параллельно направлению растяжения.

Наряду с фибриллами типичными элементами надмолекулярной структуры являются сферолиты (звездообразные расположения фибрилл — макромолекулы сходятся в одной точке своими концами) и дендриты (расположение фибрилл подобно ветвям деревьев). Сферолиты — наиболее распространенные надмолекулярные образования.

Рассмотренные выше особенности строения молекул ВМС объясняют особенности их свойств.

Переход ВМС соединений в газообразное состояние невозможен, поскольку они обладают большой м.м. Суммарные межмолекулярные

силы вследствие большого размера макромолекул так велики, что преодолеть их по всей длине макромолекул невозможно и, следовательно, полимеры не могут испаряться. Легче происходит термический распад макромолекул с разрывом главных валентных связей.

Растворы ВМС имеют большую вязкость. Причем для некоторых из них известно лишь ограниченное число растворителей; имеются и такие соединения, для которых растворители еще не найдены.

ВМС не имеют отчетливо выраженной точки плавления, т. е. температуры, при которой они переходят в жидкое состояние. Чаще всего они размягчаются постепенно по мере нагревания, иногда при нагревании макромолекулы, прежде чем расплавиться, распадаются на более простые молекулы с небольшой м.м.

Создание материалов новых видов основано на знании особенностей структуры и свойств ВМС. Химическая и структурная (физическая) модификация (изменение степени кристалличности и ориентации структурных элементов, введение различных наполнителей и др.) позволяет получать материалы с заранее заданными, в том числе специальными, свойствами, расширять их использование в формировании нового ассортимента товаров разных групп.

Градации структуры твердых тел. Товароведная экспертиза материалов и товаров включает несколько этапов. Как правило, первый этап — анализ внешнего строения изделия, его формы, цветового оформления, особенностей поверхности. Следующие этапы экспертизы включают анализ химического состава и особенностей внутренней структуры материалов и товаров.

В соответствии с определяемыми структурными элементами, имеющими разные размеры, структуру твердых тел подразделяют на макроструктуру, микроструктуру и тонкую (внутреннюю) структуру.

Макроструктура — достаточно крупные сочетания элементов структуры материалов; исследуется невооруженным глазом или с увеличением (до =150 раз).

Особенности макроструктуры материалов и товаров учитываются при органолептических оценках их качества.

Микроструктура — сочетания структурных элементов материалов, обнаруживаемых только при значительном увеличении (в десятки и сотни раз).

Топкая (внутренняя) структура — сочетание атомов, ионов, молекул и более крупных образований, выявляемых с помощью электронной микроскопии или рентгенографии.

Принято также подразделение структуры изделий из полимеров на уровни или типы.

В основы деления на уровни могут быть положены различные признаки; чаще всего используют размерный, в основе которого — способ выявления того или иного уровня.

Большинство материалов не являются монолитными, и их структура включает поры разных форм и размеров. Пористость материалов может меняться в широких пределах и зависит от вида исходного полимера и условий его переработки в изделие.

Общая или суммарная пористость материалов включает следующие составляющие: сквозную, внутреннюю и поверхностную пористость.

Сквозная пористость формируется порами, проходящими сквозь всю толщу материала. Например, поры между нитями, образующими ткань.

Внутренняя пористость формируется порами, находящимися внутри структурных элементов материала. Например, поры внутри волокон и нитей текстильных материалов. Также поры не сообщаются с внешней средой, они, как правило, заполнены воздухом.

Поверхностную пористость создают открытые поры, образующиеся на поверхности материала в виде небольших впадин.

Общая пористость и ее составляющие в значительной степени влияют на свойства материалов, особенно гигиенические. Так, дискретная структура материалов на основе волокон обусловливает образование капиллярной системы, что в свою очередь повышает влаговпитывающую способность, паро- и воздухопроницаемость одежно-обувных материалов. Для некоторых материалов, высокая пористость нежелательна.

Синтетические полимеры

Сегодня без применения разнообразных полимеров, пожалуй, невозможно себе представить ни одно современное производство. Они завоевали господствующее место как в тяжелой индустрии и строительстве, так и в легкой и пищевой промышленности. Что же представляет собой этот чудодейственный материал?

Что такое полимеры

Полимер – это макромолекулярное вещество, состоящее из периодически повторяющихся цепных структур (мономеров). Таких звеньев в полимерной цепи может быть неимоверно много. Их взаимодействие между собой осуществляется с помощью ковалентных связей, которые способствуют образованию макромолекул.

Полимеры бывают органического либо неорганического происхождения. В органических молекулярных соединениях обязательно присутствие углерода, что не является основополагающим для неорганических или синтетических структур. Органические полимерные соединения бывают элементоорганическими, карбоцепными и гетероцепными.

Кроме этого, полимеры подразделяются еще на природные, искусственные и синтетические. Причем из органических моноцепей с помощью определенных химических реакций получают также искусственные макромолекулярные соединения. Например, шерсть либо хлопок в результате химического процесса превращается в искусственные полимерные волокна.

А в чем отличительные признаки искусственных полимеров от синтетических? Современные технологические процессы дают возможность искусственного создания или синтезирования полимеров без использования органики, то есть образования из искусственных материалов. Синтетические полимеры получают путем синтеза простых низкомолекулярных субстанций либо из других синтетических полимерных веществ.

Классификация полимеров

Условная систематизация подразделяет их на такие группы:

1. Природные животные полимеры, используемые человечеством довольно давно. Примерами являются следующие: желатин, гликоген.

2. Природные растительные полимеры, которые нам также знакомы. Это крахмал, каучук, лигнин и целлюлоза.

3. Природные минеральные полимеры – это широко используемый кремнезем или минерал кварца, называемый горным хрусталем. Окрашенный кристаллик становится драгоценным камнем – аметистом. В измельченном виде он превращается в привычный для нас песок.

4. Искусственные полимеры, изготовленные из органических мономеров. Из субстанции целлюлозы при помощи выщелачивания изготавливаются полиэфиры: этилцеллюлоза, бензилцеллюлоза, а также метилцеллюлоза, применяемая в лакокрасочной промышленности. Множество таких веществ изготавливается из шерсти, кожи, меха, шелка и т. д.

5. Синтетические полимеры, широко применяемые во многих производственных отраслях, получили огромное распространение. Например, в легкой промышленности создаются ткани и трикотаж из таких синтетических волокон, как лавсан, нейлон, полипропилен, нитрон. Они очень прочные и практически нестираемые. Синтетические полимеры, представляющие основной состав волокон данных тканей, получают поликонденсацией определенных химических кислот с такими субстанциями, как этиленгликоль, гексаметилендиамин, полиолефин либо полиакрилонитрил. Поэтому основные качества полимеров-«прародителей» передаются и совершенно новым полисоединениям. В итоге мы получаем очень легкие и эластичные материалы с низкой теплопроводностью, стойкие к химическим, физическим и атмосферным воздействиям.

Благодаря многим ценным свойствам, синтетические полимеры нашли себе применение не только в текстильной промышленности, но и в медицине, косметической и парфюмерной промышленности, сельском хозяйстве, автомобилестроении, строительстве, в быту и в других областях.

Что такое полимеры | ПОЛИНТ

Полимеры – это макромолекулы с большим весом , образованные цепочками молекул меньшего размера, называемыми мономерами, которые, следовательно, представляют собой структурные единицы.

Мономеры связаны друг с другом одной или несколькими ковалентными связями с образованием полимера. Реакция, которая приводит к образованию полимеров, – это полимеризация. Чтобы подробно понять, что такое полимеры, подумайте о целлюлозе, которая является одним из самых известных полимеров в природе.

Полимеры обычно бывают линейными, волокнистыми или разветвленными. Возможное присутствие двойных связей, ненасыщенности в полимерной цепи делает возможным соединение с другими мономерами и образование трехмерных структур, сшивание.

Polynt – эталонная химическая компания, работающая в различных отраслях промышленности, для которой она предлагает различные индивидуальные и эффективные решения.

Что такое полимеры: узнайте и идентифицируйте их с помощью классификации

Существует несколько методов классификации полимеров, обычно используемых в химической промышленности.

Если остановиться на анализе происхождения , полимеры можно разделить на:

Природные полимеры
Искусственные полимеры
Синтетические полимеры

Дальнейшая классификация рассматривает тип первичной структуры , с которой встречаются эти цепи мономерных единиц, различая:

Линейные полимеры, в которых цепи образованы исключительно бифункциональными звеньями
Разветвленные полимеры, в которых также присутствуют полифункциональные единицы

Примером разветвленного полимера является крахмал, тогда как линейные полимеры могут включать шерсть, хлопок, полиэтилен, виниловые полимеры и полиамиды.

Все области применения и применения полимеров

Начиная с 1950-х годов, количество синтетических полимеров, производимых в лаборатории, постепенно увеличивалось, они используются в нескольких областях , таких как строительная промышленность, автомобильная промышленность, производство синтетических красок, производство шин и различных пластиковых материалов.

Если полимерная структура представляет собой элемент, объединяющий различные продукты и объясняющий, что такое полимеры, химико-физические свойства, характеризующие каждое вещество, могут различаться, что приводит к существенным различиям в областях применения.Поэтому такие требования, как механическая прочность, пластичность, эластичность и растворимость, могут быть разными в зависимости от полимера.

Объяснитель: Что такое полимер?

Полимеры используются повсюду в химии и материаловедении. В связи с растущей потребностью в переработке пластмасс и растущим интересом к исследованиям в области медицины и солнечной энергии слово «полимер», вероятно, станет словом, которое вы будете слышать больше, а не меньше в ближайшее десятилетие.

Так что же такое полимер?

Что такое полимер?

Полимер – это молекула, состоящая из повторяющихся звеньев.Эти звенья, называемые «мономерами», образуют длинную молекулярную цепь. У него могут быть ответвления, или это может быть одна прямая линия молекул, каждая из которых соединена одинаковым образом.

По простоте полимеры могут варьироваться от полиэтилена, в котором мономеры одного атома углерода связаны с двумя атомами водорода, до более сложных белков (полипептидов), которые представляют собой цепочки из различных аминокислот. Эти цепи могут стать необычными структурами, такими как антитела и ферменты.

Название происходит от греческого poly , что означает «многие», и mer, , что означает «мер» *.

Поскольку полимеры представляют собой очень разнообразный класс молекул, они обладают рядом различных химических и физических свойств. Но обычно у них есть одно общее: это довольно стабильные молекулы, из-за чего их сложно переваривать, растворять или превращать в другие вещества. А небольшие изменения в полимере могут иметь большое влияние.

* Mer происходит от слова meros, что означает «часть».Есть mer и из вас, которые сочли эту шутку смешной.

Прокат полимеров

Полимеры встречаются повсюду, как синтетические, так и встречающиеся в природе. Вот несколько полимеров, с которыми вы взаимодействуете ежедневно.

Пластмассы

Все пластмассы – это полимеры той или иной формы. Длинные молекулярные цепи полимеров делают их устойчивыми к воде и очень трудными для разрушения – именно эти свойства делают пластмассы такими полезными и вредными для окружающей среды.

В Австралии пластик классифицируется по семи способам: шесть из них соответствуют определенному полимеру. Например, к категории 1 относится полиэтилентерефталат или ПЭТ, который состоит из мономеров этилентерефталата. (Все другие типы пластикового полимера относятся к категории 7: прочие. Возможность вторичной переработки различных типов пластика зависит от вашего местного совета.)

Форма полимерной цепи также может иметь значение: полиэтилен высокой плотности (2) и полиэтилен низкой плотности (4) изготовлены из одного и того же мономера, но версия с низкой плотностью имеет намного больше разветвлений вдоль цепи. , делая его менее прочным и (неожиданно) менее плотным.

Полисахариды: крахмалы и сахара

Есть также много природных полимеров. Полисахариды, состоящие из связанных молекул сахара, являются полезным источником пищи из-за того, насколько хорошо они хранят энергию.Крахмал состоит из двух разных полимеров: амилозы, состоящей из связанных мономеров глюкозы, и амилопектина, состоящего из тех же мономеров, но с большим количеством ответвлений.

Здесь важна точная форма полимерной цепи. Люди могут переваривать крахмал, потому что в нашем организме есть особый фермент, который может расщеплять два полимера. Но мы не можем переваривать целлюлозу, даже если она состоит из мономера глюкозы, почти идентичного амилозе, потому что они соединяются немного по-другому.

Из-за своей регулярной структуры крахмалы были отмечены как потенциальные заменители традиционных пластиковых полимеров. Они намного легче усваиваются и разлагаются в окружающей среде быстрее, чем пластмассы. Одним из примеров является полимолочная кислота, полученная из кукурузного крахмала. Целлюлоза также является популярным кандидатом, особенно когда она поступает из быстрорастущих источников, таких как бамбук.

Обратите внимание, что не все пластики с маркировкой «биопластик» или «биоразлагаемый» будут крахмальными пластиками – и они могут даже не быть действительно биоразлагаемыми.

ДНК, РНК и белки

Странно думать, что ДНК может содержать столько информации в одной молекуле, но это так. Причина? Это действительно очень длинная молекула.

Мономеры в ДНК сложнее, чем в пластмассах: включая фосфат и молекулу сахара, а также одно из четырех различных азотистых оснований, образующих наш генетический код. Полная цепь человеческой ДНК содержит 3 миллиарда этих мономеров!

На уровне мономера РНК похожа на ДНК, но содержит немного другой сахар и другое основание.Белки – полипептиды – состоят из связанных цепочек аминокислот. Существует 20 встречающихся в природе аминокислот, и белки могут представлять собой любую их комбинацию практически любой длины.

Полимеры для часов

Помимо обычных пластиков, существует огромное количество синтетических полимеров, вызывающих волну исследований.

Органические полимеры («органические» в данном случае означает «содержащие углерод» – они разработаны в лабораториях) имеют большое значение в исследованиях солнечных элементов. Они легче и дешевле традиционных солнечных батарей на основе кремния, и их можно даже напечатать на струйном принтере.Другие светочувствительные полимеры могут повернуться к Солнцу.

Поскольку их сложно разрушить, в мире полимеров уделяется большое внимание вторичной переработке – или полимерам, которые могут самовосстанавливаться. Некоторые австралийские исследователи изучают зеленую химию с полимерами.

Изменение длины цепи может изменить свойства полимера – группа химиков создала полимер, который светится разными цветами в зависимости от количества мономеров в его цепи.

Мягкая робототехника основана на гибких полимерах, имитирующих мышцы.

И, наконец, полимерные гели являются прорывом в медицине.

Дополнительные объяснения:

Что такое полимер? | HowStuffWorks

Если вы когда-либо делали длинную бумажную цепочку, у вас уже есть визуальный образ полимера. Этот термин происходит от греческих слов поли , что означает «многие», и meros , что означает «часть».«Объедините два, и вы получите« много частей ». Простейшее определение полимера – это длинная цепь, образованная соединением множества более мелких молекул, называемых мономерами [источник: Ларсен].

В то время как бумажная цепочка представляет собой простое изображение полимера, на практике полимеры находят гораздо более широкое применение. Они составляют компоненты многих предметов, используемых в повседневной жизни: пластиковые контейнеры, нейлоновые изделия, резиновые шины и многое другое.

Чтобы понять полимеры, нам сначала нужно узнать мономер , который представляет собой отдельную молекулу, которая может соединяться по крайней мере с двумя другими мономерами.Процесс соединения называется полимеризацией, при которой две отдельные молекулы одного или разных типов связываются, разделяя пары электронов. Этот союз образует ковалентную связь [источник: Ларсен].

Когда мономеры соединяются с другими мономерами в процессе создания ковалентных связей, они образуют более крупные молекулы, называемые полимерами. Слово «полимер» означает любое неуказанное количество мономерных звеньев – просто любое количество, превышающее единицу [источник: Britannica].

Количество связей, создаваемых мономерами, определяет результирующую химическую структуру полимера.Если мономер связывается только с двумя другими молекулами, в результате получается цепочечная структура. Если он связывается с тремя или более молекулами, могут образовываться трехмерные сшитые структуры [источник: Innovate Us].

Полимеры могут происходить естественным путем, или мы можем их производить. Два распространенных примера природного полимера – это основные химические вещества, определяющие жизнь: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Другие встречающиеся в природе полимеры включают шелк, шерсть, волосы, ногти, ногти на ногах, целлюлозу и белки.

Искусственные полимеры часто называют пластиками; им можно придавать различные формы для использования в домашних и промышленных целях. Большинство синтетических полимеров получают из нефтяного масла, и различные типы включают нейлон, полиэтилен, полиэфир, вискозу, тефлон и эпоксидную смолу. Пластиковые или резиновые предметы, с которыми вы сталкиваетесь каждый день, представляют собой разновидность полимера [источник: Ларсен].

Происхождение искусственных полимеров восходит к Центральной Америке и древним ацтекам, ольмекам и майя, которые создали форму каучука, объединив натуральный латекс, содержащийся в растениях, с соком виноградной лозы ипомеи [источник: Кауфман].Полученная резина была более податливой, чем хрупкий латекс, и использовалась для изготовления сандалий, а также мячей для церемониальных игр. Примерно через 3000 лет после того, как жители Центральной Америки начали играть в мяч, Чарльз Гудиер соединил натуральный каучук с серой, чтобы создать вулканизированный каучук, полимерное вещество, все еще популярное сегодня – вы можете узнать имя Goodyear по марке автомобильных шин.

В течение дня остановитесь и рассмотрите все строения вокруг вас. Трудно поверить, что пластиковый контейнер для лимонада, чехол вокруг вашего смартфона или шины, которые доставят вас туда, куда вам нужно, – все это результат крошечных отдельных мономеров, соединяющихся вместе с образованием полимеров.Сила в цифрах, правда?

Введение в мономеры и полимеры в химии

Мономер – это тип молекулы, которая имеет способность химически связываться с другими молекулами в длинной цепи; полимер представляет собой цепь из неопределенного числа мономеров. По сути, мономеры – это строительные блоки полимеров, которые представляют собой более сложный тип молекул. Мономеры – повторяющиеся молекулярные единицы – связаны в полимеры ковалентными связями.

Мономеры

Слово мономер происходит от моно – (один) и -мер (часть).Мономеры – это небольшие молекулы, которые могут повторяться вместе с образованием более сложных молекул, называемых полимерами. Мономеры образуют полимеры путем образования химических связей или супрамолекулярного связывания посредством процесса, называемого полимеризацией.

Иногда полимеры состоят из связанных групп мономерных субъединиц (до нескольких десятков мономеров), называемых олигомерами. Чтобы считаться олигомером, свойства молекулы должны значительно измениться, если одна или несколько субъединиц добавлены или удалены.Примеры олигомеров включают коллаген и жидкий парафин.

Родственный термин – «мономерный белок», который представляет собой белок, который связывается с образованием мультипротеинового комплекса. Мономеры – это не просто строительные блоки полимеров, но и важные молекулы сами по себе, которые не обязательно образуют полимеры, если не созданы подходящие условия.

Примеры мономеров

Примеры мономеров включают винилхлорид (который полимеризуется в поливинилхлорид или ПВХ), глюкозу (которая полимеризуется в крахмал, целлюлозу, ламинарин и глюканы) и аминокислоты (которые полимеризуются в пептиды, полипептиды и белки).Глюкоза – самый распространенный природный мономер, который полимеризуется с образованием гликозидных связей.

Полимеры

Слово полимер происходит от поли- (много) и -мер (часть). Полимер может быть природной или синтетической макромолекулой, состоящей из повторяющихся звеньев меньшей молекулы (мономеров). Хотя многие люди используют термины «полимер» и «пластик» как синонимы, полимеры представляют собой гораздо более широкий класс молекул, который включает пластмассы, а также многие другие материалы, такие как целлюлоза, янтарь и натуральный каучук.

Соединения с более низкой молекулярной массой можно отличить по количеству содержащихся в них мономерных субъединиц. Термины димер, тример, тетрамер, пентамер, гексамер, гептамер, октамер, нонамер, декамер, додекамер, эйкозамер отражают молекулы, содержащие 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 и 20. мономерные звенья.

Примеры полимеров

Примеры полимеров включают пластмассы, такие как полиэтилен, силиконы, такие как глупая замазка, биополимеры, такие как целлюлоза и ДНК, природные полимеры, такие как каучук и шеллак, и многие другие важные макромолекулы.

Группы мономеров и полимеров

Классы биологических молекул можно сгруппировать по типам полимеров, которые они образуют, и мономерам, которые действуют как субъединицы:

Липиды – полимеры, называемые диглицеридами, триглицеридами; мономеры – глицерин и жирные кислоты
Белки – полимеры известны как полипептиды; мономеры – аминокислоты
Нуклеиновые кислоты – полимеры – ДНК и РНК; мономеры представляют собой нуклеотиды, которые, в свою очередь, состоят из азотистого основания, пентозного сахара и фосфатной группы.
Углеводы – полимеры представляют собой полисахариды и дисахариды *; мономеры – моносахариды (простые сахара)

* Технически диглицериды и триглицериды не являются настоящими полимерами, потому что они образуются путем дегидратационного синтеза более мелких молекул, а не в результате сквозной связи мономеров, которая характеризует истинную полимеризацию.

Как образуются полимеры

Полимеризация – это процесс ковалентного связывания более мелких мономеров в полимер. Во время полимеризации химические группы мономеров теряются, так что они могут соединяться вместе. В случае биополимеров углеводов это реакция дегидратации, в которой образуется вода.

Ресурсы и дополнительная информация

Cowie, J.M.G. и Валерия Арриги. «Полимеры: химия и физика современных материалов», 3-е изд.Бока Татон: CRC Press, 2007.
Сперлинг, Лесли Х. «Введение в физическую науку о полимерах», 4-е изд. Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons, 2006.
Янг, Роберт Дж. И Питер А. Ловелл. «Введение в полимеры», 3-е изд. Бока-Ратон, Лос-Анджелес: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2011.

Что такое полимер? | MATSE 81: Материалы в современном мире

Щелкните, чтобы увидеть расшифровку «От ДНК к глупой замазке», «Разнообразный мир полимеров».

Что общего между шелком, ДНК, деревом, воздушными шарами и Silly Putty? Это полимеры.

Полимеры настолько важны в нашей жизни, что практически невозможно представить мир без них, но что это за хрень? Полимеры – это большие молекулы, состоящие из небольших единиц, называемых мономерами, связанных вместе, как железнодорожные вагоны из поезда. Поли означает много, моно означает один, а мерс или меро означает части. Многие полимеры получают путем повторения одного и того же небольшого мономера снова и снова, в то время как другие состоят из двух мономеров, связанных в узор.

Все живое сделано из полимеров. Некоторые органические молекулы в организмах маленькие и простые, они имеют только одну из нескольких функциональных групп. Другие, особенно те, которые играют структурные роли или хранят генетическую информацию, являются макромолекулами. Во многих случаях эти макромолекулы представляют собой полимеры. Например, сложные углеводы – это полимеры простых сахаров, белки – это полимеры аминокислот, а нуклеиновые кислоты, ДНК и РНК, которые содержат нашу генетическую информацию, – это полимеры нуклеотидов.Деревья и растения сделаны из полимерной целлюлозы. Это твердый материал, который можно найти в коре и стеблях. Перья, мех, волосы и ногти состоят из белкового кератина, который также является полимером. Это еще не все. Знаете ли вы, что экзоскелеты самого большого типа в животном мире, членистоногих, сделаны из полимерного хитина?

Полимеры также составляют основу синтетических волокон, каучуков и пластмасс. Все синтетические полимеры получают из нефтяного масла и производятся с помощью химических реакций.Два наиболее распространенных типа реакций, используемых для получения полимеров, – это реакции присоединения и реакции конденсации. Помимо реакций, мономеры просто складываются вместе с образованием полимера. Процесс начинается со свободного радикала, разновидности с неспаренным электроном. Свободные радикалы атакуют и разрывают узы, образуя новые узы. Этот процесс повторяется снова и снова, чтобы создать длинноцепочечный полимер. В реакциях конденсации в каждой реакции удлинения цепи образуется небольшая молекула, такая как вода.

Первые синтетические полимеры были созданы случайно как побочные продукты различных химических реакций. Считая их бесполезными, химики в основном их отбрасывали. Наконец, некто по имени Лео Бэкеланд решил, что, может быть, его бесполезный побочный продукт не так уж и бесполезен. Его работа привела к созданию пластика, которому можно было постоянно придавать форму под давлением и высокими температурами. Поскольку название этого пластика, полиоксибензилметиленгликольангидрид, было не слишком запоминающимся, рекламодатели назвали его бакелитом.Из бакелита делали телефоны, детские игрушки и изоляторы для электрических устройств. С развитием в 1907 году пластмассовая промышленность пережила настоящий взрыв.

Еще один знакомый полимер, Silly Putty, также был изобретен случайно. Во время Второй мировой войны Соединенные Штаты отчаянно нуждались в синтетическом каучуке для поддержки армии. Команда химиков из General Electric попыталась создать его, но в итоге получила липкую мягкую замазку. Это был не лучший заменитель резины, но у него было одно странное качество: он казался чрезвычайно упругим.Так родился Silly Putty!

Синтетические полимеры изменили мир. Думаю об этом. Можете ли вы представить себе, как прожить один день без пластика? Но не все полимеры хороши. Пенополистирол, например, состоит в основном из стирола, который был идентифицирован Агентством по охране окружающей среды как возможный канцероген. По мере производства изделий из пенополистирола или их медленного разрушения на свалках или в океане они могут выделять токсичный стирол в окружающую среду. Кроме того, пластмассы, созданные в результате реакций присоединительной полимеризации, такие как пенополистирол, полиэтиленовые пакеты и ПВХ, прочны и безопасны для пищевых продуктов, но это означает, что они не разрушаются в окружающей среде.Ежегодно на свалки выбрасываются миллионы тонн пластика. Этот пластик не разлагается биологически, он просто распадается на все более мелкие части, влияя на морскую жизнь и в конечном итоге возвращаясь к людям.

Полимеры могут быть мягкими или твердыми, мягкими или твердыми, хрупкими или прочными. Огромное различие между ними означает, что они могут образовывать невероятно разнообразный набор веществ, от ДНК до нейлоновых чулок. Полимеры настолько полезны, что мы стали полагаться на них каждый день. Но некоторые из них засоряют наши океаны, города и водные пути, оказывая воздействие на наше здоровье, что мы только начинаем понимать.

Что такое полимер?

Термин «полимер» сегодня широко используется в индустрии пластмасс и композитов и часто используется как синоним «пластмассы» или «смолы». На самом деле полимеры включают в себя ряд материалов с множеством уникальных свойств. Их можно найти в обычных предметах домашнего обихода, в одежде и игрушках, в строительных материалах и изоляционных материалах, а также во многих других продуктах.

: определение

Полимер – это химическое соединение, молекулы которого связаны в длинные повторяющиеся цепи.Благодаря своей структуре полимеры обладают уникальными свойствами, которые можно адаптировать для различных целей.

Полимеры являются как искусственными, так и естественными. Например, каучук – это натуральный полимерный материал, который используется человеком на протяжении тысячелетий. Обладает превосходными эластичными качествами, это результат молекулярной полимерной цепи, созданной матерью-природой. Другой природный полимер – это шеллак, смола, производимая лаковым жучком в Индии и Таиланде, которая используется в качестве грунтовки, герметика и лака.Самый распространенный природный полимер на Земле – это целлюлоза, органическое соединение, содержащееся в клеточных стенках растений. Он используется для производства бумажных изделий, текстиля и других материалов, таких как целлофан.

Искусственные или синтетические полимеры включают такие материалы, как полиэтилен (самый распространенный пластик в мире, встречается во всем, от пакетов для покупок до контейнеров для хранения) и полистирол (материал, используемый для изготовления упаковки арахиса и одноразовых стаканчиков). Некоторые синтетические полимеры пластичны (термопласты), а другие остаются жесткими (термореактивные).Тем не менее, другие обладают каучукообразными свойствами (эластомеры) или напоминают растительные или животные волокна (синтетические волокна). Эти материалы можно найти во всех видах товаров по всему миру, от купальных костюмов до кастрюль.

В зависимости от желаемого использования полимеры могут быть адаптированы для использования определенных полезных свойств. К ним относятся:

Отражающая способность : Некоторые полимеры используются для производства световозвращающей пленки, которая используется в различных технологиях, связанных со светом.
Ударопрочность : Прочные пластмассы, выдерживающие грубое обращение, идеально подходят для багажа, защитных чехлов, автомобильных бамперов и многого другого.
Хрупкость : Некоторые формы полистирола твердые и хрупкие, и эти материалы легко деформируются при нагревании.
Translucence : Прозрачные полимеры, включая полимерную глину, часто используются в декоративно-прикладном искусстве.
Пластичность : В отличие от хрупких полимеров, пластичные полимеры – это полимеры, которые можно деформировать без разрушения.Такие металлы, как золото, алюминий и сталь, известны своей пластичностью, а пластичные полимеры, хотя и не так прочны, все же полезны для многих целей.
Эластичность : Натуральные и синтетические каучуки обладают эластичными свойствами, которые делают их идеальными для автомобильных шин и других продуктов.

Полимеризация

Полимеризация – это процесс создания синтетических полимеров путем объединения множества небольших молекул мономера в цепи, удерживаемые вместе ковалентными связями.Существует две основные формы полимеризации: полимеризация с постепенным ростом и полимеризация с ростом цепи. Основное различие между ними заключается в том, что при полимеризации с ростом цепи молекулы мономера добавляются к цепи по одной молекуле за раз. В случае полимеризации ступенчатого роста молекулы мономеров связаны непосредственно друг с другом.

Если вы внимательно посмотрите на полимерную цепь, вы увидите, что визуальная структура и физические свойства молекулярной цепи имитируют реальные физические свойства полимера.

Например, если полимерная цепь состоит из плотно скрученных связей между мономерами, которые трудно разорвать, скорее всего, полимер будет прочным и жестким. С другой стороны, если полимерная цепь состоит из молекул с характеристиками растяжения, скорее всего, полимер также будет обладать гибкими свойствами.

Сшитые полимеры

Большинство полимеров, обычно называемых пластиками или термопластами, состоят из цепочек молекул, которые могут быть разорваны и повторно связаны.Если вы подумаете о наиболее распространенных пластиках, их можно согнуть в новую форму, приложив тепло. Их также можно переработать. Например, пластиковые бутылки из-под газировки можно расплавить и повторно использовать для изготовления всего, от новых бутылок из-под газировки до ковров и флисовых курток.

Сшитые полимеры, с другой стороны, не могут повторно связываться после разрыва сшитой связи между молекулами. По этой причине сшитые полимеры часто проявляют желаемые свойства, такие как более высокая прочность, жесткость, термические свойства и твердость.

В композитных продуктах FRP (армированный волокном полимер) чаще всего используются сшитые полимеры, которые называются смолами или термореактивными смолами. Наиболее распространенными полимерами, используемыми в композитах, являются полиэфир, сложный виниловый эфир и эпоксидная смола.

Общие примеры

Обычные полимеры, используемые сегодня, включают:

Полипропилен (PP): Ковролин, обивка
Полиэтилен низкой плотности (LDPE): Пакеты для продуктов
Полиэтилен высокой плотности (HDPE): бутылки для моющих средств, игрушки
Поли (винилхлорид) (ПВХ): трубопроводы, настил
Полистирол (ПС): игрушки, поролон
Политетрафторэтилен (PTFE, тефлон): сковороды с антипригарным покрытием, электроизоляция
Поли (метилметакрилат) (ПММА, люцит, оргстекло): лицевые щитки, световые люки
Поли (винилацетат) (ПВА): краски, клеи
Полихлоропрен (неопрен): Гидрокостюмы

Первоисточник

Материаловедение и инженерия: Полимеры

Полимер (название означает «много частей») представляет собой длинноцепочечную молекулу, состоящую из множества повторяющихся звеньев, называемых мономерами .Полимеры могут быть натуральными (органическими) или синтетическими. Они повсюду: в пластике (бутылки, игрушки, виниловый сайдинг, упаковка), косметике, шампунях и других средствах по уходу за волосами, контактных линзах, природе (ракушки крабов, янтарь), продуктах питания (белки, крахмалы, желатин, камедь, глютен), ткань, мячи, кроссовки и даже в вашей ДНК! Специалист в области полимеров может найти работу практически в любой отрасли.

Сколько полимера нужно, чтобы превратить воду в жидкость?

Полимерные цепи взаимопроникают при растворении в растворителе.На этом изображении бутылка содержит раствор высоковязкого полимера, состоящий только из 2% высокомолекулярного полиэтиленоксида, растворенного в 98% воды. Полимер с высокой молекулярной массой может иметь длину от 10 000 до 100 000 мономеров!

Как MSE в UMD работает с полимерами?

Новый способ лечения вирусов: Дэн Джаниак, выпускник программы магистратуры MSE, разработал полимер, называемый гидрогелем с молекулярным отпечатком, который можно использовать для фильтрации вирусов из вашей крови!

Это не абстрактное искусство и не причудливый узор на обоях… эти формы образуются путем самосборки тонкой пленки блок-сополимера, одного из класса полимеров, которые содержат группы (или «блоки») различных молекул мономера, соединенных встык. Черные области обозначают ямы или низкие точки на пленке. Эти полимеры, разработанные исследовательской группой профессора MSE Роберта М. Брайбера в сотрудничестве с NIST, могут использоваться для создания шаблонов, которые будут служить шаблонами при производстве электроники нано- или микромасштабов.

“Счастливый” мяч, “грустный” мяч – Эти два мяча выглядят, но не ведут себя одинаково.При падении «счастливый» мяч будет подпрыгивать, а «грустный» – нет. Это потому, что «счастливый» мяч сделан из неопрена, эластичного полимера, а «грустный» мяч – из полинорборена, полимерного материала, предназначенного для поглощения энергии. Шарик из полиуретана поглощает удар, когда он ударяется о поверхность, заставляя его «падать, как камень». Такие материалы, как полинорборен, можно использовать в спортивной обуви для поглощения энергии во время бега или прыжков, предотвращая удары по ступне или ноге.

Суперпоглощающие полимеры
Супервпитывающие полимеры – это особый класс полимеров, называемых полиэлектролитами, которые имеют заряд на полимерной цепи, увеличивающий растворимость в воде.Обычно они используются в виде мелких частиц, которые сшиты, поэтому они образуют гель, а не растворяются полностью. Полимерный гель поглощает воду, а заряды вдоль цепи отталкивают друг друга, растягивая цепь и усиливая набухание геля. Супервпитывающие полимеры могут легко впитывать воду в 100 раз больше своего объема! Суперпоглощающие полимеры используются в таких продуктах, как одноразовые подгузники, для очистки разливов воды в окружающей среде и для предотвращения стекания дождевой воды в сельскохозяйственных районах.

Полимерные цепи: «Полимер в банке»
Наша демонстрация «Полимер в банке» показывает относительный размер полимерной цепи, увеличенный до макроскопических размеров. Если рассчитать эквивалентную молекулярную массу для «цепи», показанной в фильме (при условии, что это молекула полиэтилена), то получится около 80 000 г / моль. Это полимер с относительно низкой молекулярной массой, и для многих областей применения полиэтилена потребуется значительно более высокая молекулярная масса для достижения хороших механических свойств.

Узнайте, как пластмассы используются в автомобилях, электронике, упаковке и строительстве; как пластмассы способствуют безопасности и помогают экономить энергию; как они перерабатываются; и как люди делают больше с меньшим количеством пластика, чем раньше.

Полимеры могут иметь свойства жидкостей или твердых тел. Silly Putty – отличный пример полимера, в котором есть и то, и другое: при медленном вытягивании он становится жидким, но если его разрывать, он трескается и ломается, как твердое тело.

Лакомства вроде жевательных конфет и Jell-O содержат желатин, съедобный полимер. Желатин также используется для изготовления капсул с лекарствами и многого другого, в том числе пленки для фильмов и фотоаппаратов.