Полимеры в быту: что это такое? Производство полимеров

alexxlab | 01.01.2019 | 0 | Разное

Содержание

что это такое? Производство полимеров

Удивительно, насколько разнообразны окружающие нас предметы и материалы, из которых они изготовлены. Раньше, примерно в XV-XVI веках, основными материалами были металлы и дерево, чуть позже стекло, почти во все времена фарфор и фаянс. А вот сегодняшний век – это время полимеров, о которых и пойдет речь дальше.

Понятие о полимерах

Полимер. Что это такое? Ответить можно с разных точек зрения. С одной стороны, это современный материал, используемый для изготовления множества бытовых и технических предметов.

С другой стороны, можно сказать, это специально синтезированное синтетическое вещество, получаемое с заранее заданными свойствами для использования в широкой специализации.

Каждое из этих определений верное, только первое с точки зрения бытовой, а второе – с точки зрения химической. Еще одним химическим определением является следующее. Полимеры – это макромолекулярные соединения, в основе которых лежат короткие участки цепи молекулы – мономеры. Они многократно повторяются, формируя макроцепь полимера. Мономерами могут быть как органические, так и неорганические соединения.

Поэтому вопрос: “полимер – что это такое?” – требует развернутого ответа и рассмотрения по всем свойствам и областям применения этих веществ.

Виды полимеров

Существует множество классификаций полимеров по различным признакам (химической природе, термостойкости, строению цепи и так далее). В ниже приведенной таблице коротко рассмотрим основные виды полимеров.

Классификация полимеров
Принцип	Виды	Определение	Примеры
По происхождению (возникновению)	Природные (натуральные)	Те, что встречаются в естественных условиях, в природе. Созданы природой.	ДНК, РНК, белки, крахмал, янтарь, шелк, целлюлоза, каучук натуральный
	Синтетические	Получены в лабораторных условиях человеком, не имеют отношения к природе.	ПВХ, полиэтилен, фенолформальдегидные смолы, полипропилен, полиуретан и другие
	Искусственные	Созданы человеком в лабораторных условиях, но на основе природных полимеров.	Целлулоид, ацетатцеллюлоза, нитроцеллюлоза
С точки зрения химической природы	Органической природы	Большая часть всех известных полимеров. В основе мономер органического вещества (состоит из атомов С, возможно включение атомов N, S, O, P и других).	Все синтетические полимеры
	Неорганической природы	Основу составляют такие элементы, как Si, Ge, O, P, S, H и другие. Свойства полимеров: не бывают эластичными, не образуют макроцепей.	Полисиланы, полидихлорфосфазен, полигерманы, поликремниевые кислоты
	Элементоорганической природы	Смесь органических и неорганических полимеров. Главная цепь – неорганика, боковые – органика.	Полисилоксаны, поликарбоксилаты, полиорганоциклофосфазены.
Различие главной цепочки	Гомоцепные	Главная цепь представлена либо углеродом, либо кремнием.	Полисиланы, полистирол, полиэтилен и другие.
Различие главной цепочки	Гетероцепные	Основной остов из разных атомов.	Полимеры примеры – полиамиды, белки, этиленгликоль.

Также различают полимеры линейного, сетчатого и разветвленного строения. Основа полимеров позволяет быть им термопластичными или термореактивными. Также они имеют различия по способности к деформации при обычных условиях.

Физические свойства полимерных материалов

Основные два агрегатных состояния, характерные для полимеров, это:

аморфное;
кристаллическое.

Каждое характеризуется своим набором свойств и имеет важное практическое значение. Например, если полимер существует в аморфном состоянии, значит, он может быть и вязкотекущей жидкостью, и стеклоподобным веществом и высокоэластичным соединением (каучуки). Это находит широкое применение в химических отраслях промышленности, строительстве, технике, производстве промышленных товаров.

Кристаллическое состояние полимеры имеют достаточно условное. На самом деле данное состояние перемежается с аморфными участками цепи, и в целом вся молекула получается очень удобной для получения эластичных, но в тоже время высокопрочных и твердых волокон.

Температуры плавления для полимеров различны. Многие аморфные плавятся при комнатной температуре, а некоторые синтетические кристаллические выдерживают довольно высокие температуры (оргстекло, стекловолокно, полиуретан, полипропилен).

Окрашиваться полимеры могут в самые разные цвета, без ограничений. Благодаря своей структуре они способны поглощать краску и приобретать самые яркие и необычные оттенки.

Химические свойства полимеров

Химические свойства полимеров отличаются от таковых у низкомолекулярных веществ. Это объясняется размером молекулы, наличием различных функциональных группировок в ее составе, общим запасом энергии активации.

В целом можно выделить несколько основных типов реакций, характерных для полимеров:

Реакции, которые будут определяться функциональной группой. То есть если в состав полимера входит группа ОН, характерная для спиртов, значит, и реакции, в которые они будут вступать, будут идентичны таковым у спиртов (дегидратация, окисление, восстановление, дегидрирование и так далее).
Взаимодействие с НМС (низкомолекулярными соединениями).
Реакции полимеров между собой с образованием сшитых сетей макромолекул (сетчатые полимеры, разветвленные).
Реакции между функциональными группировками в пределах одной макромолекулы полимера.
Распад макромолекулы на мономеры (деструкция цепи).

Все перечисленные реакции имеют в практике большое значение для получения полимеров с заранее заданными и удобными человеку свойствами. Химия полимеров позволяет создавать термоустойчивые, кислотно и щелочеупорные материалы, обладающие при этом достаточной эластичностью и стабильностью.

Применение полимеров в быту

Применение этих соединений повсеместно. Мало можно вспомнить областей промышленности, народного хозяйства, науки и техники, в которых не нужен был бы полимер. Что это такое – полимерное хозяйство и повсеместное применение, и чем оно исчерпывается?

Химическая промышленность (производство пластмасс, дубильных веществ, синтез важнейших органических соединений).
Машиностроение, авиастроение, нефтеперерабатывающие предприятия.
Медицина и фармакология.
Получение красителей и взрывчатых веществ, пестицидов и гербицидов, инсектицидов сельского хозяйства.
Строительная промышленность (легирование сталей, конструкции звуко- и теплоизоляции, строительные материалы).
Изготовление игрушек, посуды, труб, окон, предметов быта и домашней утвари.

Химия полимеров позволяет получать все новые и новые, совершенно универсальные по свойствам материалы, равных которым нет ни среди металлов, ни среди дерева или стекла.

Примеры изделий из полимерных материалов

Прежде чем называть конкретные изделия из полимеров (их невозможно перечислить все, слишком большое их многообразие), для начала нужно разобраться, что дает полимер. Материал, который получают из ВМС, и будет основой для будущих изделий.

Основными материалами, изготовленными из полимеров, являются:

пластмассы;
полипропилены;
полиуретаны;
полистиролы;
полиакрилаты;
фенолформальдегидные смолы;
эпоксидные смолы;
капроны;
вискозы;
нейлоны;
полиэфирные волокна;
клеи;
пленки;
дубильные вещества и прочие.

Это только небольшой список из того многообразия, что предлагает современная химия. Ну а здесь уже становится понятным, какие предметы и изделия изготавливаются из полимеров – практически любые предметы быта, медицины и прочих областей (пластиковые окна, трубы, посуда, инструменты, мебель, игрушки, пленки и прочее).

Полимеры в различных отраслях науки и техники

Мы уже затрагивали вопрос о том, в каких областях применяются полимеры. Примеры, показывающие их значение в науке и технике, можно привести следующие:

применение резины;
антистатические покрытия;
электромагнитные экраны;
корпусы практически всей бытовой техники;
транзисторы;
светодиоды и так далее.

Нет никаких ограничений фантазии по применению полимерных материалов в современном мире.

Производство полимеров

Полимер. Что это такое? Это практически все, что нас окружает. Где же они производятся?

Нефтехимическая (нефтеперерабатывающая) промышленность.
Специальные заводы по производству полимерных материалов и изделий из них.

Это основные базы, на основе которых получают (синтезируют) полимерные материалы.

Полимеры примеры в быту – Морской флот

У мифического бога врачевания Асклепия (так его звали древние греки, а римляне – Эскулапом) была дочь – богиня здоровья Гигиея. По имени богини названа гигиена, то есть область медицины, которая изучает, как влияет на здоровье все, что окружает человека: воздух и вода, пища и одежда, условия труда и учебы, спорт и отдых, вещи и мебель.

Посмотрите вокруг – нас окружают полимеры и синтетика. Одежда, предметы быта из этих веществ удобны и прочны. Но умеем ли мы правильно пользоваться ими, не злоупотребляем ли?

Полимерные материалы окружают нас всюду. Сегодня они применяются в строительстве, пищевой промышленности, водоснабжении, при изприготовленлении одежды, обуви, мебели, товаров бытовой химии, тканей, предметов детского обихода и т.д. Одно из свойств полимеров – их деструкция (старение). При этом в окружающую среду выделяются различные химические вещества (фенол формальдегид, стирол, акрилаты и др.), которые в определенных условиях могут быть неблагоприятны для здоровья человека.

Полимерные материалы – диэлектрики. Они препятствуют стеканию электричества с тела человека в землю и способны создавать на своей поверхности поля статического электричества, разряды которых также небезразличны для человека.

Накопленные Министерством здравоохранения данные за последние годы показали, что чрезмерное увлечение и неправильное использование населением, например, синтетических моющих средств, шампуней, других товаров бытовой химии (красок, лаков, клеев и др.), синтетической одежды, искусственных кож, галантерейных изделий из полимерных материалов и т.д. приводит к аллергии, особенно у детей. Участились случаи заболевания детей при носке отдельных видов синтетической одежды, обуви, при использовании средств для чистки и мытья предметов домашнего обихода, косметики. Отмечается снижение сопротивляемости организма, раздражение кожи в виде дерматитов и экзем, увеличение острых респираторных заболеваний.

Обследование жилых и общественных зданий, перенасыщенных полимерными материалами для отделки, позволило выявить у населения жалобы на стойкий посторонний запах в помещении, ощущение боли при прикосновении к заземленным предметам, раздражительность, плохой сон, боли в области сердца, повышенную утомляемость, переохлаждение нижних конечностей, постоянное раздражение верхних дыхательных путей и т.д. Однако, как правило, никто не связывает эти нарушения с постоянным пребыванием в сильном окружении полимеров.

А ведь требуется лишь одно: строгое соблюдение правил и указаний о применении полимерных изделий.

Полимерную посуду, например, надо использовать только по назначению, согласно имеющейся на ней маркировке. Пользоваться средствами бытовой химии и моющими средствами – тоже лишь в соответствии с прилагаемыми к ним инструкциями. Для стирки детской одежды следует использовать не порошки, а хозяйственное мыло. Новую одежду из синтетических материалов, а также из аппретированных, т.е. пропитанных специальными составами натуральных тканей необходимо предварительно выстирать, изделия из искусственного меха и кожи – выветрить. Обувь, изприготовленленную из кожзаменителей, рекомендуется носить только с хлопчатобумажным носком.

Дети предпочтительно должны одеваться в одежду из натуральных тканей.

Если в квартире много полимерных материалов, необходимо длительное проветривание квартиры – до исчезновения специфического запаха, и следует чаще проводить влажную уборку и хорошее проветривание квартир.

Многие сейчас заводят домашнего питомца для того, что бы чувствовать любовь и ласку, да и живое существо в доме это тоже очень приятно и полезно – собака или кошка будут снимать стресс, помогать быть не таким злым и раздраженным. Плюс к этом современные люди хотят казаться модными не только в стиле одежды, но и в стиле жизни, а иметь кошку дорогой породы или собаку из старинного рода это очень круто и престижно, так что богатые люди тратят кучу денег на покупку такого питомца и на уход за ними. Иногда собака стоит столько же, сколько новая иномарка, так что сами понимаете сколько будет стоять содержание такой собачки – но бизнесмены без зазрения совести продолжают тратить тысячи на содержание своих питомцев и получают от этого огромное удовольствие. Ведь шопинг, пусть и для собаки, тоже приносит много радости и позитивных эмоций.

Купить собаке одежду, еду и игрушки это очень простое занятие, так что любой сможет с этим справится. Но ведь уход за своим питомцем это не только походы по магазинам за модными вещами для собаки – кроме этого собаку нужно постоянно кормить разнообразными кормами, добавлять в пищу витамины, что бы собака не болела, водить ее на стрижку – ведь когда собака линяет от нее остается много шерсти, а на дорогом ковре она смотрится не очень привлекательно. Кроме того от собаки постоянно остается не сильно приятный запах.

Как удалить запах в квартире знает далеко не каждый и тут нужно либо обратиться к специалисту либо просто написать вопрос в интернете и поискать ответы. Простые освежители воздуха не всегда помогают, но если поискать в магазине что-то более сильное и дорогое, то запах должен исчезнуть. Так что не думайте будто собака это только радость и игры – это так же труд и постоянные проблемы.

Теоретические представления о строении полимеров, их классификация и применение в хозяйственной деятельности человека. Применение полиакрилатов в качестве абсорбентов. Действие полимеров на окружающую среду, вопрос об утилизации полимерного мусора.

Рубрика	Химия
Вид	доклад
Язык	русский
Дата добавления	03.02.2013
Размер файла	409,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

18-я районная научно-практическая конференция “Интеллектуалы XXI века”

Полимеры в нашей жизни

Автор: Рукавишников Александр

Абжуева Ирина Григорьевна,

1. Полимеры в жизни человека

1.1 История полимеров

1.2 Структура полимеров

1.3 Классификация и свойства полимеров

1.4 Природные и искусственные полимеры

1.5 Применение полимеров и изделия из полимеров

2. Действие полиакрилатов в качестве абсорбентов. Практическая часть

Список использованной литературы

Полимеры – это слово кажется нам современным, пришедшим к нам в индустриальный век развитых технологий, часто мы связываем полимеры со словом пластик. Однако полимеры существуют на нашей планете очень давно. Даже люди, животные и растения состоят из полимеров – белков, ДНК, РНК, целлюлоза и т.д. Все ткани живых организмов представляют высокомолекулярные соединения – полимеры. Однако именно сейчас люди научились создавать искусственные полимеры, чем значительно расширили возможности строительства, производства и быта.

Мы каждый день сталкиваемся с искусственными полимерами в нашей повседневной жизни. Благодаря своим ценным свойствам полимеры применяются в современном мире в машиностроении, текстильной промышленности, сельском хозяйстве и медицине, автомобиле- и судостроении, в быту полимеры – текстильные и кожевенные изделия, посуда, клей и лаки, украшения и другие предметы.

Актуальность: Полимерные материалы в жизнедеятельности человека имеют огромное значение. Поэтому вопрос о их использовании и дальнейшей утилизации особо актуален.

Объектом работы являются полимеры

Предмет – применение полимеров в хозяйственной деятельности человека.

Цель работы – изучить структуры, свойства и применение различных полимеров, а также поднять вопрос об утилизации полимерного мусора.

– сравнить природные и искусственные полимеры;

– рассмотреть применение полимеров в деятельности человека;

– провести опыт с полиакрилатом и сделать выводы;

Термин полимеры происходит от греческого polymeres – состоящий из многих частей. Первые упоминания о синтетических полимерах были более 200 лет назад. Ряд полимеров, возможно, был получен еще в первой половине 19 века. Но в те времена химики не знали что продукты которые они получают являются полимерами. Великий русский химик А.М. Бутлеров изучал связь полимерные материалы и создал теории химического строения органических соединений. На ее основе и возникла химия полимеров. Главной причиной бурного развития химии полимеров стало потребность в новых недорогих материалах и развитие технического процесса.

полимер полиакрилат абсорбент утилизация

Молекула полимера (макромолекула) образуется в процессе химических реакций путем последовательного присоединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера) к активному центру, находящемуся на конце растущей цепи. Для простого пониманий можно представить большой поезд – это молекула полимера, и последовательно соединенных вагонов – это структурные звенья. Образующиеся полимерные молекулы состоят из большого числа одинаковых звеньев и имеют большую массу – от нескольких тысяч до миллионов. Поэтому такие соединения называют высокомолекулярными. Полимеры могут состоять из одинаковых и разных вагончиков и это дает им разные свойства. На основе полимеров часто изготавливают более сложные полимерные материалы. Они также весьма широко используются, наряду с металлами, керамикой и деревом.

1.3 Классификация и свойства полимеров

По своему строению полимеры делятся на линейные, разветвленные и пространственные. Если составляющие располагаются в макромолекуле в виде открытой цепи или вытянутой в линию последовательности, то это линейные. Если они имеют разветвления в двух направлениях это разветвленные полимеры. Если в трех направлениях то это пространственные.

По составу полимеры делятся на гомополимеры и гетерополимеры. Полимерные молекулы, состоящие из одинаковых мономерных звеньев, называются гомополимерами, например, поливинилхлорид, поликапроамид, целлюлоза, а состоящие из различных звеньев гетероплимеры.

В зависимости от строения полимеров они обладают различными физическими свойствами. Линейные полимеры обладают способностью образовывать высокопрочные волокна и плёнки, способные к большим, длительным деформациям они, как правило, гибкие, мягкие и тягучие.

Все разветвленные полимеры наоборот прочные и твердые.

1.4 Природные и искусственные полимеры

Природные полимеры образуются в процессе биосинтеза в клетках живых организмов и растений. С помощью специальных методов они могут быть выделены из растительного и животного сырья. Синтетические полимеры получают в результате химических реакций. В основном синтетические полимеры получают из продуктов переработки нефти и газа. На специальных заводах сначала получают составляющие, которые далее в реакции соединяются в длинные цепи.

Полимеры бывают в нескольких агрегатных состояниях: твердом, мягком и текучем как жидкость.

1.5 Применение полимеров и изделия из полимеров

Современное применение полимеров в виде веществ с особыми свойствами очень велико. К таким свойствам можно отнести лакокрасочные покрытия, получение специальных пленок, лекарственных препаратов и абсорбентов.

Как и говорили ранее полимеры могут быть и в жидком состоянии. Для этого необходимо нагреть всю массу до определенной температуры, самая распространенная температура до 200 градусов. Расплавленную массу заливают в специальную форму и охлаждают. В результате получается изделие. Таким же образом из жидкого состояния получают и тонкие волокна пропуская через специальную решетку с небольшими отверстиями.

В качестве примера можно оглянутся вокруг: ручки которыми мы пишем, краски которые используем, игрушки которыми играем, пластиковая посуда – все это лишь маленькая часть того где они могут использоваться.

Однако, выпуск значительных объемов полимерных изделий способствует растущему количеству твердых отходов, поскольку полимеры используются, как правило, всего один раз и далее выбрасываются.

Проблема переработки отслуживших свой срок изделий из полимеров является глобальной, и не может быть признана сугубо технической, либо существующей для отдельных стран или территорий.

Главным недостатком всех полимерных изделий является их утилизация после применения. Мы с вами видим много мусора, который валяется в очень многих местах. Именно этот вопрос стоит перед техническим прогрессом. Люди научились получать материалы, но пока не научились его массово перерабатывать и использовать их так чтобы не загрязнять окружающий нас мир.

2. Действие полиакрилатов в качестве абсорбентов. Практическая часть

Абсорбенты – это вещества, обладающие способностью абсорбции т. е. поглощения, всасывания какого-либо другого вещества из раствора всей своей массой. Данные особые свойства можно рассмотреть на примере таких полимеров – полиакрилатов.

Полиакрилаты – полимеры основой которых является акриловая кислота. Можно подобрать такое строение полимерного материала которое будет впитывать только воду или какую то иную жидкость.

Рассмотрим действие полиакрилатов в качестве абсорбентов.

– некоторое количество данного сухого сыпучего материала высыпаем в прозрачный стакан.

– наливаем в данный стакан воды для того чтобы было примерно половина стакана

– при перемешивании данный полимер превращается в гель.

Практическое применение геля – подгузники.

К полимерам относятся многочисленные природные соединения: белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, крахмал, каучук и другие органические вещества. Большое число полимеров получают синтетическим путем на основе простейших соединений элементов природного происхождения путем реакций полимеризации, поликонденсации, и химических превращений.

Полимеры широко применяются во многих областях человеческой деятельности, удовлетворяя потребности различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, медицины, культуры и быта. При этом уместно отметить, что в последние годы несколько изменилась и функция полимерных материалов в любой отрасли, и способы их получения. Полимерам стали доверять все более и более ответственные задачи. Из полимеров стали изготавливать все больше относительно мелких, но конструктивно сложных и ответственных деталей машин и механизмов, и в то же время все чаще полимеры стали применяться в изготовлении крупно

Полимерные материалы в быту — Студопедия

На сегодняшний день наиболее полно изучены эколого-гигиенические свойства полимерных строительных материалов.

В строительстве номенклатура полимерных материалов, выпускаемых в нашей стране, насчитывает около 1000 наименований. Строительные полимерные материалы используются для покрытия полов, отделки стен, теплоизоляции наружной кровли и стен, гидроизоляции, герметизации и облицовки навесных панелей, изготовления оконных блоков и дверей, объемных элементов сборных домов и т. д. С каждым днем число таких материалов и область их применения расширяются. В последние годы в строительстве и быту все больше используются материалы, произведенные за рубежом, технология производства и гигиеническая характеристика которых неизвестны.

Масштабы и целесообразность применения полимеров в строительстве определяются тем, что они по многим свойствам превосходят природные материалы за счет низкой плотности, стойкости против коррозии, хороших тепло-, звуко- и электроизоляционных свойств, низких производственных расходов при изготовлении и транспортировке.

Однако наряду с положительными имеется ряд негативных сторон широкого использования полимерных материалов в быту. Это в первую очередь выделение ими в окружающую среду непрореагировавших мономеров, низкомолекулярных компонентов синтеза (эмульгаторов, растворителей, катализаторов), а также специальных веществ, вводимых в пластмассу для придания ей необходимых физико-механических свойств (пластификаторов, стабилизаторов, красителей, наполнителей, антистатических добавок).

Результаты многочисленных исследований показывают, что практически все полимерные материалы выделяют в воздушную среду те или иные токсические химические вещества, оказывающие вредное влияние на здоровье человека. Так, например, поливинилхлоридные материалы (поливинилхлориды ― один из самых распространенных видов полимеров, используемых при отделке современных жилых и общественных зданий (обои, линолеум, пленка, окна и др.)) являются источниками выделения в воздушную среду винилхлорида, бензола, толуола, этилбензола, циклогексана, ксилола, бутилового спирта, фталатов и других углеводородов.

Причем, как показали исследования, выделения ароматических углеводородов и фталатов в высоких концентрациях могут продолжаться в течение длительного времени ― до 1,5−2 лет, а в отдельных случаях ― до 3−5 лет. Наиболее токсичным и опасным веществом, выделяемым из ПВХ-материалов, является винилхлорид.

Другими из наиболее распространенных видов полимерных материалов, встречающихся практически в каждом доме и вызывающих наибольшее количество жалоб со стороны населения, являются древесно-стружечные плиты (ДСП)и мебель, изготовленная на их основе.

ДСП на основе карбамидных и фенолформальдегидных смол в настоящее время являются основным источником загрязнения воздушной среды жилых и общественных зданий фенолом и формальдегидом.

В настоящее время на деревообрабатывающих комбинатах г. Москвы предпринимаются меры по выпуску экологически чистых ДСП, среди которых обработка стружки акцепторами формальдегида, разработка новых видов связующих основ альбуминов, уретанов, покрытие ДСП защитными пленками.

Помимо выделения из ДСП, фенол и формальдегид могут поступать в воздушную среду из полимерных теплоизоляционных материалов, различных видов мастик, шпатлевок, пластификаторов, линолеумов, клеев и других материалов.

В настоящее время для внутренней отделки помещений широко используютсядекоративные плиты на основе вспененного полистирола.

Стирол также является высокотоксичным веществом, обладающим канцерогенным и мутагенным действием. Источником выделения стирола в воздушную среду помещений также являются следующие виды полимеров: полистирольная плитка, моющиеся обои на основе полистирола, линолеум, полимербетон, лакокрасочные покрытия, корпуса бытовых приборов на основе полистирола, одежда, обувь.

Ковровые изделия из химических волокон выделяют в значительных концентрациях стирол, изофенол, сернистый ангидрид.

Стеклопластики на основе различных смесей, применяемые в строительстве для звуко- и теплоизоляции, выделяют в воздушную среду значительное количество ацетона, формальдегида, фенола, метакриловой кислоты, толуола, бутанола, стирола. Лакокрасочные покрытия и клей-содержащие вещества также являются источниками загрязнения воздушной среды закрытых помещений такими веществами, как толуол, бутилметакрилат, бутилацетат, этилацетат, ксилол, стирол, ацетон, бутанол, этиленгликоль и др.

В таблице приведен перечень химических веществ, основным источником выделения которых в воздушную среду помещений жилых и общественных зданий являются строительные и отделочные материалы.

Приведенные данные свидетельствуют о необходимости проведения строгого контроля за экологической безопасностью не только строительных и отделочных материалов, но и сырья, используемого для их производства. Особое внимание следует обратить на использование в качестве сырья строительных материалов отходов различных производств.

Таблица

Использование полимерных изделий в быту и промышленности – Интересное

18 января 2017

Полимерными материалами нынче называют всё то, что является по сути высокомолекулярным веществом, но с добавками в виде стабилизаторов, смазок и пластификаторов. Иными словами, – это всеми известные, пластмассы и пластик, адаптированные под современный быт и промышленность, производство полимерных изделий, как правило, базируется на таких компонентах, как полипропилены, полиамиды, поликорбонаты и полэтиллен. Всё это обрабатывается специальными механизмами и машинами, а впоследствии, с помощью определённых добавок, полимерным материалам придаётся форма, вид и структура. Результатами такого производства активно пользуются и промышленные предприятия, и люди, как в быту, так и на работе.

Какие отрасли используют полимерные материалы?

Пищевая промышленность использует полимеры, наверное, наиболее активно. Взять к примеру, транспортерные ленты. Они позволяют сохранить цвет и вкус продуктов питания, кроме того, их плотность высока, а каррозия им не страшна. А полимерные антиадгезионные покрытия позволяют избежать налипания продуктов на металлические конструкции.
В быту мы часто сталкиваемся с таким стройматериалами, как пластик, органическое стекло, виниловые обои и трубы из полиэтилена. Всё это используется, как при масштабных стройках, так и при обычном ремонте в домашних условиях.
Невероятное количество кухонных принадлежностей соткано из полимерных материалов. Нынче можно повстречать и разделочную доску из полимера, и мусорное ведро, и даже пакет к нему будет тоже на базе полимерных материалов.
В медицине на базе полимеров изготавливаются техника, которая позволяет изготавливать стерильную мебель или посуду, что в условиях больницы, крайне важно. Кроме того, именно такие вещи принято называть устойчивыми к заражённой среде – полимер очень устойчив к атакам вирусов, тем более что, каждый из них, предварительно проходит специальные тестирования.

Бытовая химия. Полимеры можно обнаружить в составе буквально каждого чистящего средства. Химические свойства находятся на очень высоком уровне, и в зависимости от выбранной пропорции, полимерный материал может превратится, как в лакокрасочное изделие, так и в стиральный порошок или моющее средство.

Наладить производство полимерных материалов не так сложно, сколько трудоёмко. И в первую очередь потому что область применения невероятно широка. Конечно, если знать толк в этом деле, то от заказчиков отбоя не будет, ибо материал этот получил повсеместное распространение.

Фото: bergerie-de-loben.com

Искусственные полимеры прочно вошли в нашу жизнь

Искусственные полимеры – это материалы и вещества, полученные путем глубокого синтеза из одного или нескольких веществ. Чаще всего за основу берется один компонент, к нему добавляются различные добавки и на выходе имеют совершенно новый продукт, обладающий уникальными свойствами. Случается это из-за того, что изменения происходят на молекулярном уровне, создается новая макромолекула.

Искусственные полимеры делятся на биополимеры и синтетические полимеры. Основой того и другого вида является углерод. Это его молекулу видоизменяют, придавая ей новые качества. Биополимеры получают путем модификации, то есть придавая исходному веществу недостающие свойства. В основном это делается для того, чтобы придать материалу пластичность или прочность. Примером может служить получения полимера под названием “целлулоид”, который производят из природного сырья – целлюлозы (она сама является природным полимером), далее он идет для создания тканей. Синтетические виды получают двумя технологическими путями. Это методы полимеризации и поликонденсации. Они позволяют получить новые вещества из азота, нефтяного газа, углекислоты и водорода. Таким путем производят полипропилен – это полимер, который используется практически во всех областях жизнедеятельности человека.

Искусственные полимеры получили широкое распространение в промышленности и в быту. Эти материалы прочны, долговечны, эластичны, сравнительно дешевы по сравнению с натуральными материалами. Слово «натуральное» постепенно становится
определенным символом, который значительно повышает стоимость готового продукта. Многие считают, что натуральные материалы гарантируют качество и экологичность. При этом мало кто задумывается о том, как в действительности получают искусственные полимеры. Примеры таких материалов показывают, что основная их часть производится из природного сырья с использованием синтетических добавок. Натурального сырья для всего человечества не хватает.

Искусственные полимеры под названиями “силикон” и “латекс” активно используют в медицине и косметологии. Из них изготавливаются имплантанты, их применяют в производстве медицинского оборудования, предметов ухода и прочего.

Искусственные полимеры в виде пластмассы применяются в автомобильной промышленности, для производства бытовой и электронной техники и многого другого. Многие предметы в наших домах сделаны из пластмассы: отделочные материалы, предметы быта, игрушки. Все эти вещи могут быть как экологически безопасными, так и представлять определенную опасность для жизни. Зависит это от качества материала. Дело в том, что сама основа для создания полимера инертна с точки зрения экологии. А вот технологические добавки: различные антиоксиданты, стабилизаторы, красители и так далее – могут быть вредными для здоровья. Они могут вызывать аллергические реакции или отравление. Поэтому пластмассовую вещь выбирают по запаху. Качественный полимер запаха не имеет.

Полимеры и использование полимерных материалов

Автор: Прогресс Технологий 14.10.2016 7805 Просмотров

КАК ПОЛУЧАЮТ ПОЛИМЕРЫ

Слово «полимер» в переводе с греческого означает «многообразный» или «многосоставный». Сегодня именно так называют высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из большого числа одинаковых группировок, соединенных химическими связями. Такие соединения являются главной составляющей полимерного материала — связующим, выполняющим роль полимерной матрицы. При изготовлении изделия — будь то деталь или материал дорожного покрытия — состояние полимеров вязкотекучее или эластичное, а при его эксплуатации — стеклообразное или кристаллическое. В строительном деле наиболее широко применяют синтетические, искусственные полимеры, которые иногда также называют смолами. Как правило, наименование материала отражает название полимера, который входит в его состав.

Есть два основных способа получить полимер: полимеризация и поликонденсация. При первом молекула полимера образуется путем последовательного присоединения молекул одного или нескольких низкомолекулярных веществ (мономеров) к растущему активному центру — при этом химический состав полученного таким образом полимера соответствует химическому составу исходного мономера; единственным же продуктом реакции в большинстве случаев является полимер. При втором же способе, поликонденсации, полимеры образуются при нагревании или под действием катализаторов — процесс при этом сопровождается обязательным выделением побочного низкомолекулярного вещества (воды, спирта, галогеноводорода и т. д.). Химический состав получаемых таким образом смол отличается от химического состава исходных продуктов, так как при реакции выделяются побочные продукты.

КЛАССИФИКАЦИЯ

Полимерные материалы принято под- разделять на группы в соответствии с характером процессов, происходящих при формировании изделий. Такая классификация включает в себя:

Термопласты, или термопластичные полимеры, чье затвердевание обратимо. Они обладают способностью при нагревании вновь приобретать вязкотекучее состояние. В сложных по форме изделиях термопластичные полимеры легко формуются и надежно свариваются. Большая часть термопластов растворяются в органических растворителях, а при повышении температуры их механические свойства снижаются. Это объясняется линейным строением молекул полимера: слабой связью молекул друг с другом, ее ослабеванием при нагревании и неспособностью к образованию сшитых макромолекул.

Самые известные и широко распространенные представители термопластичных полимеров — полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид и др. Теплостойкость термопластов (ненаполненных) лежит в пределах 60-100 °С, коэффициент термического расширения ~10~4 «С»1. Даже при незначительном изменении температуры свойства термопластов резко изменяются; их деформационная устойчивость под нагрузкой низкая. В то же время термопласты отличаются хорошей растяжимостью и гибкостью. Термопласты, как правило, получают путем полимеризации.

Реактопласты, или термореактивные полимеры, при нагревании отвердевают необратимо. Их первоначальные свойства и способность плавиться не восстанавливаются. Их отверждение — результат химических реакций образования трехмерных полимеров (вследствие сшивания линейных молекул в пространственные структуры, происходящего с помощью сшивающих агентов или за счет активных групп самих полимеров). Термореактивные полимеры после отвердевания не растворяются в растворителях, но в некоторых из них могут набухать. Если температура повышается до определенного предела, реактопласты сперва несколько изменяют свои свойства, а затем происходит их разложение (термодеструкция). Теплостойкость отвержденных реактопластов достигает пределов 250-300 °С. Прочность и твердость термореактивных полимеров выше, чем у термопластов. Кроме того, им свойственна водостойкость. К этой группе полимеров относятся поликонденсационные смолы: феноло-формальдегидные, эпоксидные и другие.

ПРИМЕНЕНИЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Итак, полезными свойствами синтетических полимерных материалов являются их химическая стойкость, водонепроницаемость и устойчивость к воздействию микроорганизмов, что позволяем широко их применять. При изготовлении строительных конструкций распространение получили стекло- и древесные пластики, полимербетоны; для производства отделочных материалов — пено- и сотопласты. Области использования строительных пластмасс довольно разнообразны, при этом можно выделить основные требования, применяемые к материалам такого рода.

В первую очередь это возможность длительной эксплуатации и сравнительно высокая механическая прочность. Сравнительно с неорганическими материалами, применяемыми в строительстве, молекулярная решетка у органических полимеров — одна из самых непрочных. Поэтому эксплуатация пластмасс возможна при невысоких температурах; подвержены они и разрушению от окисления — в результате этих процессов физико-химические и технические показатели полимеров необратимо меняются. Именно влияние этих воздействий имеют в виду, когда говорят о старении полимерных материалов и изготавливаемых из них изделий.

В дорожном строительстве полимеры используются в процессе приготовления так называемых полимерцементных бетонов. Они представляют собой смеси цемента и полимеров с наполнителями (или без них). Цемент, вступая в химическое взаимодействие с водой, образует цементный камень, соединяющий частицы наполнителя в монолит. Равномерно распределенный в бетоне полимер улучшает сцепление цементного камня с на- полнителем и отдельных цементных зерен между собой.

Такие полимерные материалы, как бутадиеновый и хлоропреновый синтетический каучук, легли в основу рецептуры составов латексцементных бетонов (полимерцементные бетоны, содержащие полимер в виде латекса). Бетоны, содержащие синтетические латексы и эмульсии регенерированного каучука, применяют для изготовления дорожных и аэродромных покрытий. К основным полимерным связующим относят также поливинилацетатные эмульсии, дивинилстирольные, дивинилнитрильные и карбоксилатные латексы и латекс сополимера винилиденхлорида с винилхлоридом. В качестве стабилизаторов смесей водных дисперсий полимеров с цементом часто используют казеин, кальцинированную соду, поташ, метилцеллюлозу. Роль наполнителей в бетонах могут выполнять кварцевая мука и песок, искусственные пески, крошка известняка и скальных пород.

Полимеры входят в состав лакокрасочных материалов, а также материалов защитных и декоративных покрытий. Полимерное связующее должно обеспечивать им достаточную твердость, необходимую эластичность, повышенную износостойкость и гидравлическую устойчивость. Поэтому направление исследований в этой области связано зачастую с исследованиями кинетики отверждения термопластичных, в частности полиуретанов и феноксисмол, продуктов очистки эпоксидных полимеров, используемых для производства таких покрытий.

ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИИ И КРОВЛИ

Кроме вышеописанных традиционных способов использования полимеров в строительстве, включая дорожное, есть и другие — с каждым годом количество технологий, предполагающих использование полимерных материалов, увеличивается. Появляются новые материалы — отделочные, теплоизоляционные, звукоизоляционные, — разработанные с применением метода макромолекулярного проектирования, основывающегося на особых свойствах полимеров. Это клеи, мастики, лаки, арматура, трубы, кровельные материалы и многое другое, необходимое при строительстве, ремонтных работах, гидроизоляции и отделке. На сегодняшний день около сорока видов полимеров применяются достаточно широко, позволяя изготавливать различные модификации строительных и декоративных материалов; еще несколько десятков имеют высокий промышленный потенциал и проходят испытания в лабораториях по всему миру.

Стоит отдельно сказать о материалах для гидроизоляции, производимых на полимерной основе. Прежде всего это так называемые полимерные композиты, часто для краткости обозначающиеся аббревиатурой ПМК. В строительной сфере наиболее распространено применение ПМК на основе базальтового пластика и стеклопластика. Из последнего изготавливают здания и отдельные архитектурные элементы: балки, стеновые панели, светопрозрачные конструкции, в качестве заполнения в которых используется монолитный или сотовый поликарбонат.

Стоимость базальтового пластика существенно выше, чем у стеклопластика, поэтому его используют не так широко. При этом базальтовый пластик имеет больший потенциал за счет своих полезных свойств и характеристик — включая, помимо всего прочего, высокую экологичность. Из этого материала выполняется монтажная арматура, а также элементы конструкций для строительства тоннелей, мостов, технических сооружений, плотин.

Качество изделий существенно повышается, если в их состав входят полимерные материалы. Современные конструкции, возводимые с целью защиты от атмосферной влаги и воды, часто изготавливают с применением полимерных гидроизоляционных материалов. Благодаря им срок службы таких конструкций может превышать пятьдесят лет.

В производстве кровель полимеры также широко используют. Прежде всего это материалы, в состав которых входят бутизол, изолен, хайполон, трокал, ВСП-55, неоплен и другие виды полимеров. Конкретная рецептура изготовления кровельных материалов при этом зависит от климатических условий зоны, где они будут эксплуатироваться, специфики их монтажа и так далее. Например, элон — один из тех полимеров, которые устойчивы к действию низких температур, поэтому производители охотно используют его в процессе изготовления так называемых «ковров», чья площадь может составлять 400 и более квадратных метров.

Другой полимер, кромэл, отличается высокой стойкостью к негативному действию разного рода агрессивных сред, а также устойчив к ультрафиолету и озону. Из-за этих качеств кромэла его часто используют при изготовлении гидроизоляционных материалов.

Завершая разговор о полимерах, нужно заметить, что своего рода обратной стороной широкого применения полимеров в современном мире, ограничивающей их использование, является токсичность целого ряда этих материалов. Помимо этого, токсичными в большей или меньшей степени могут быть разного рода добавки к полимерам, красители, стабилизаторы, пластификаторы. Именно поэтому, определяясь с материалами для строительства, ремонта, декоративных работ, необходимо особенно тщательным образом изучить данные о химическом составе того или иного полимера и в целом подробно ознакомиться с описанием его свойств. В современной практике в большинстве стран, включая Россию, почти каждый материал, произведенный на основе или с использованием полимеров, должен быть снабжен соответствующим гигиеническим сертификатом — за исключением разве что тех, которые применяются во внутренних частях конструкций и не имеют контакта ни с внешней средой, ни с человеком и его жизнедеятельностью. При демонтаже объектов строительства утилизация конструкций, изготовленных из материалов, содержащих в своем составе полимеры, требует особых условий. Но это уже тема отдельного большого разговора.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Полимеры — урок. Химия, 8–9 класс.

Полимеры — вещества, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев.

Полимеры бывают природные и синтетические.

Природные полимеры: крахмал, целлюлоза, белки, нуклеиновые кислоты.

Крахмал

Синтетические полимеры: пластмассы, волокна, каучуки. Они широко применяются в технике и в быту для изготовления плёнок, отделочных материалов, посуды, тканей, технических изделий.

Полиэтиленовая плёнка

Отделочные материалы из поливинилхлорида

Многие полимеры получают реакцией полимеризации.

Реакция полимеризации — реакция соединения большого количества молекул вещества в макромолекулы полимера.

Получение полиэтилена из этилена:

nCh3=Ch3→(−Ch3−Ch3−)n

Получение поливинилхлорида из хлорэтена:

nCh3=CHCl→(−Ch3−CHCl−)n

Вещество, из которого получают полимер, называется мономером.

Повторяющаяся группа атомов — структурное звено.

Молекула полимера — макромолекула.

Число повторяющихся звеньев в макромолекуле — степень полимеризации.

Мономером в реакции полимеризации может быть ненасыщенное соединение, т. е. вещество, в молекуле которого есть двойные или тройные связи.

Полимеры отличаются от других веществ рядом свойств. Они:

лёгкие,
прочные,
устойчивые к истиранию,
водо- и газонепроницаемые,
не проводят электрический ток.

Источники:

Габриелян О. С. Химия. 9 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2011. — 208 с.

Полимеры на каждый день – Урок – TeachEngineering

Введение / Мотивация

(Поднесите классу солнцезащитные очки, пластиковый пакет и футляр для компакт-диска. Используя рисунок 2, напишите на классной доске химическое название и структуру каждого материала. Затем обсудите каждый предмет, выделив его химическая структура. Какие атомы входят в структуру? Существуют ли химические группы в основной цепи?)

Полимеры встречаются в повседневной жизни и используются во многих целях! Полимеры представляют собой цепи, состоящие из субъединиц мономера.Мономер – это повторяющаяся химическая единица. Структура и химический состав полимерной цепи определяет физические свойства материала.

Какие изделия из полимерных материалов вы часто используете? (Послушайте ответы студентов.) Полимеры используются для изготовления электронных компонентов, красок, пластиковых бутылок, линз для солнцезащитных очков, DVD-дисков и многого другого! Полимерные материалы обычно получают из нефти или нефти, но в настоящее время ведутся значительные исследования по разработке новых методов производства этих материалов с использованием возобновляемых источников энергии.

Инженеры по материалам полагаются на одни полимеры из-за их жесткости, других из-за их гибкости, а третьи из-за их устойчивости к коррозии. Например, поли (винилхлорид) – прочный, устойчивый к коррозии полимер, обычно используемый в сантехнике, тогда как полиэтилен является примером гибкого полимера, который содержится в пластиковых пакетах.

Предпосылки и концепции урока для учителей

(Представьте студентам следующую информацию, пока вы показываете им презентацию Polymer с восемью слайдами, файл PowerPoint.)

Слайд 1

Полимер – это химический термин, обозначающий материал, состоящий из повторяющихся звеньев, называемых мономерами.
Многие товары широкого потребления изготавливаются из полимерного материала. Полимерный материал состоит из тысяч повторяющихся мономеров, соединенных вместе, чтобы образовать функциональный материал.

Слайд 2

Некоторые потребительские товары изготавливаются из полимеров, обычно называемых пластиками. Здесь показаны лишь несколько примеров из множества полимерных материалов.
Не все, что вы здесь видите, имеет полимерный состав. Вы можете догадаться, что делает? (Ответ: прозрачная часть Nalgene изготовлена из поликарбоната, но крышки сделаны не из поликарбоната. Прозрачный синий гелевый пластик на беговой обуви – это полиуретановый материал, предназначенный для амортизации стопы бегунов.)

Слайд 3

Эта анимация представляет собой упрощенное представление синтеза полимера, где мономеры A и B объединяются в реакционном сосуде, а затем нагреваются для создания полимера.
В конце анимации последняя полимерная нить показана в виде рисунка A-B-A-B.

Слайд 4

Примеры нескольких часто встречающихся потребительских товаров из полимерных материалов.

Слайд 5

Некоторые медицинские изделия изготовлены из полимеров. Например, для игл, используемых для вакцин и внутривенных инъекций, используется пластиковый кожух, обычно сделанный из полиуретана.
(Внизу слайда слева направо 🙂 На первых двух изображениях показаны сосудистые трансплантаты, сделанные из политетрафторэтилена, причем второй сосудистый трансплантат (в центре) имеет шероховатость на поверхности, чтобы способствовать интеграции сосудистого трансплантата с пациентом.На изображении справа показан поливинилхлорид, обычно используемый в медицинских трубках.

Слайд 6

Познакомьте учащихся с различными химическими игроками, участвующими в создании глупой замазки: мономером, сшивающим агентом и полимером.
Мономер – это основной строительный блок полимера. Многие мономеры винилового спирта, химически связанные, дают полимер, называемый поливиниловым спиртом.
Поли (виниловый спирт) – это полимер, который студенты будут использовать для изготовления глупой замазки.
Чтобы повлиять на свойства материала глупой замазки, которую делают студенты, им нужно определить количество тетрагидроксиборат-аниона или сшивающего агента, включенного в полимер. Сшивающий агент способен связывать цепи поли (винилового спирта) вместе, образуя химическую связь.

Слайд 7

Иллюстрация химической связи между двумя полимерными цепями.
Примечание для преподавателей: см. Рис. 2 в таблице «Имитация глупой шпатлевки».чтобы понять, как образуется эта химическая связь. Объяснять цифру ученикам не нужно.

Слайд 8

Этот слайд очень важен, чтобы помочь учащимся задуматься о предстоящей задаче дизайна (в соответствующем задании).
Материал “без поперечных связей” имеет свободно текучие полимерные цепи и растягивается при приложении силы к любому концу цепей материала.
Обратное верно для материала «с поперечными связями», потому что химические линкеры между изменениями предотвращают растяжение отдельных полимерных цепей при приложении силы к любому концу, делая более идеальным материал для отскока.
Эта информация дает учащимся представление о том, как подойти к задаче дизайна после того, как они сделают два разных состава простой замазки из поливинилового спирта.

Синтетические и природные полимеры

Полимеры – это большие молекулы, удерживаемые вместе химически связанными субъединицами, называемыми мономерами. Первым ученым, обнаружившим, что полимеры содержат множество небольших повторяющихся звеньев (мономеров), был Герман Стададингер. Стададингер получил Нобелевскую премию по химии за открытие химической структуры натурального каучука.После открытия синтетических материалов ученые узнали, как изменять и настраивать их химические и физические свойства, чтобы сделать их полезными для различных приложений. Рисунок 1: Общие области применения полимерных материалов. Авторское право

На рисунках 1 и 2 приведены лишь несколько примеров того, как полимерные материалы изменили нашу повседневную жизнь благодаря в основном недорогим материалам массового производства.Многие из этих материалов сделаны из синтетических полимеров и были разработаны в коммерческих лабораториях, но бесчисленное множество других полимеров встречается в природе и в живых организмах. Например, хитин, также известный как N-ацетилглюкозамин (полученный из мономеров глюкозы), образует твердую внешнюю поверхность панцирей многих ракообразных, черепах и жуков. Целлюлоза, полисахарид, используется многими растениями для обеспечения структурной стабильности. Полимеры также существуют внутри человеческого тела. Белки и ДНК синтезируются из небольших субъединиц, называемых аминокислотами. Рисунок 2: Структуры и общие области применения шести полимеров. Авторское право

Полимеризация

Полимеры образуются с помощью процесса, называемого полимеризацией, в котором химическая реакция реагирующих молекул мономера формирует полимерные цепи различной сложности. В зависимости от условий реакции полимеризации полученный полимер может представлять собой простую линейную цепочку связанных атомов углерода. Полимеризация с ростом цепи (или аддитивная полимеризация) включает в себя соединение молекул, содержащих двойные или тройные углерод-углеродные связи.На физические свойства материалов влияет расположение цепей. Полимерная сеть состоит из множества полимерных цепей, соединенных рядом ковалентных связей, называемых поперечными связями. Большинство полимеров, о которых мы здесь говорим, являются линейными полимерами. Линейный полимер состоит из одной молекулы за другой, связанных в длинную цепь, называемую основной цепью. Теперь линейные полимеры не обязательно должны находиться на прямой жесткой линии. Эти одинарные связи между атомами в основной цепи могут немного поворачиваться, как скрепки, соединенные встык. Рисунок 3: Три конформации, в которых полимерные цепи могут быть расположены внутри полимерного материала. Авторское право

Молекулярные силы и химический состав полимеров

Различия в химическом составе могут повлиять на применение материала. Например, полимерный полиэтилен имеет этиленовую основу (CH ₂ CH ₂). Полиэтилен – один из наиболее распространенных полимерных материалов, используемых для изготовления пластиковой упаковки, бутылок и пакетов для покупок.Использование полиэтилена сильно отличается от другого полимера, поливинилхлорида, который обычно используется для водопроводных труб и способен выдерживать большое давление. Другие области применения поливинилхлорида – дверные коробки, водонепроницаемая ткань и изоляция электрических проводов. Единственное химическое различие между полиэтиленом и поливинилхлоридом – это замена одного атома водорода в полиэтилене на ион хлорида в поливинилхлориде. , как показано на рис. 4. Включение атома хлора приводит к изменению физических свойств всего материала.Следующее мономерное звено, показанное на рисунке 2, – это поликарбонат. Рисунок 4: Мономерное звено полиэтилена и три других полимерных мономера: поливинилхлорид, полистирол и полиакриламид. Авторское право

Поликарбонат обычно используется в пуленепробиваемых стеклах и фарах, в линзах для фар, очках и солнцезащитных очках, а также в дисках CD, DVD и Blu-Ray. Мономер поликарбоната включает объединение двух шестичленных ароматических колец, разделенных атомом углерода, к которому присоединены две метильные группы.Ароматические кольца (также известные как ароматические соединения или арены) – это углеводороды, содержащие бензол. Бензол, C ₆ H ₆, часто изображается как кольцо из шести атомов углерода с чередующимися двойными связями и одинарными связями, как показано ниже. Benzene

Включение ароматических колец может привести к пи-стэкинга между различными полимерными цепями. В химии пи-стэкинг (также называемый π-π-стэкингом) относится к привлекательным нековалентным взаимодействиям между ароматическими кольцами. Это означает, что нековалентные взаимодействия между электронами пи-связи, доступными в одной полимерной цепи, могут взаимодействовать с ароматическими кольцами в другой полимерной цепи, когда они находятся в непосредственной близости.Поликарбонат также включает сложноэфирную связь внутри полимерной основы. Сложноэфирные функциональные группы являются менее полярными функциональными группами, чем спиртовая группа. Полистирол содержится во многих продуктах, включая: рамки для номерных знаков, коробки для компакт-дисков, чашки Петри, изоляцию и арахис для упаковки из пенополистирола. Мономерная единица полистирола аналогична полиэтилену и поливинилхлориду, в которых атом водорода в мономере полиэтилена замещен шестичленным ароматическим кольцом в случае полистирола (см. Рисунок 4).Между цепями полистирола, как и в случае поликарбоната, также можно наблюдать штабелирование колец. Полиакриламиды используются в различных приложениях, начиная от очистителей воды, покрытия бумаги, косметических добавок, фотоэмульсии и контактных линз. Опять же, полиакриламид может быть получен из полиэтилена путем замены атома водорода амидной функциональной группой. Последний мономер, показанный на Рисунке 2, является мономерной единицей для полиуретана. Полиуретаны используются в пенах, красках, клеях и спандексе.Этот мономер похож на поликарбонат в том, что он не может быть получен из мономерного звена полиэтилена. Полиуретаны соединяются уретановыми связями.

Эффект перекрестных ссылок

Сшивка – это ковалентная связь, образованная между двумя полимерными цепями в материале (см. Рисунок 5). Эти ковалентные связи заставляют полимерные цепи внутри полимерного материала объединяться в сеть. Полимерная сеть – это сеть, в которой все полимерные цепи соединены между собой, образуя единый макроскопический объект множеством поперечных связей.В общем, поперечные связи стремятся сблизить полимерные цепи и сделать материал более жестким. В сопутствующем упражнении «Сделаем глупую замазку» студенты используют гидрокситетраборат для образования четырех ковалентных связей между двумя цепями поливинилового спирта при создании имитации «Глупой замазки». В зависимости от степени сшивания в материале полимерная цепь будет иметь разные свойства. Когда отсутствуют поперечные связи, которые химически связывают цепь вместе, цепи могут двигаться намного более свободно.Длинноцепочечные полимеры часто имеют много перегибов в цепях, и эти перегибы могут перемещаться и расцепляться, вызывая растяжение материала. Чтобы проиллюстрировать это, представьте себе изгиб садового шланга; изгибы ослабляются после приложения достаточного усилия, что аналогично тому, как растягиваются полимерные материалы. Акт растяжения полимера заставляет полимерные цепи совмещаться друг с другом из-за силы, приложенной к материалу.

Когда в материале присутствует много длинных полимерных цепей с большим количеством поперечных связей, цепи химически связаны, что делает материал более жестким.Таким образом, степень сшивки в материале очень важна для понимания того, как меняются физические свойства материала. Другими словами, большее количество сшивок внутри полимерного материала приводит к более жесткому материалу, тогда как меньшее сшивание приводит к более эластичному материалу. Рисунок 5: Сшивка в полимере. Авторское право

Полимерное задание – увлекательный план урока химии, наука для детей

Что такое полимер?

Полимер – это химическое соединение, образованное из длинных цепей одной и той же группы молекул. Эти цепочки повторяются снова и снова.

Обсудите определение полимеров со студентами:

Пластмассы – это полимеры. Какие их примеры можно найти в повседневной жизни?
Каковы некоторые характеристики полимеров?
Какие примеры вещей, не являющихся полимерами? (кирпич, стекло, металлы и др.).

Характеристики полимера:

Полимеры могут быть гибкими, податливыми и эластичными.
Когда в полимере образуются поперечные связи, его цепи молекул соединяются в нескольких местах, в результате чего получается более прочный и эластичный полимер.
Пластичность некоторых полимеров (термопластов) зависит от температуры.Некоторые полимеры встречаются в природе, например, в соке каучука или растений алоэ, а некоторые – искусственного происхождения.
Полимеры обычно плотные, прочные и гибкие. Некоторые примеры – пластиковые бутылки, пенопласт, латексные краски и жевательная резинка.

Активность полимера:

В этом эксперименте мы возьмем натуральный полимер (латекс в ПВА, разновидность белого клея) и добавим бура для образования поперечных связей, которые сделают клей прочнее.

Ознакомьтесь с безумным экспериментом со шпатлевкой, чтобы получить инструкции по этому занятию.

Попросите учащихся поиграть с материалом, обладает ли он теми характеристиками полимера, о которых мы говорили ранее: растягивается ли он? Он гибкий и прочный? Что произойдет, если быстро разобрать его? Вы замечаете чистый разрыв молекул? Что произойдет, если медленно разобрать его?

Синтетические полимеры – Что такое полимеры

Наша повседневная жизнь наполнена химией; Если мы остановимся и обратим внимание на каждое явление вокруг нас, мы увидим так много разных вещей. Большинство вещей, к которым мы прикасаемся, от сумочек до электронных устройств, содержат полимеры.

Полимеры – это в основном материалы, состоящие из длинных повторяющихся цепочек молекул. У них есть свои уникальные свойства.

Полимеры по структуре делятся на три типа, это

1.Природные полимеры
2. Синтетические полимеры
3. Полусинтетические полимеры

В этой статье мы в основном сосредоточимся на втором типе, то есть на синтетических полимерах.

Что такое синтетические полимеры?

Этот вид полимеров может быть синтезирован или искусственно создан человеком в лаборатории. Они производятся серийно в больших количествах для удовлетворения потребностей человека. Один из самых распространенных синтетических полимеров, который мы используем почти каждый день, – это пластиковые пакеты.

Синтетические полимеры включают большинство современных пластиковых материалов, с которыми можно встретиться в повседневной жизни, таких как пластмассы, используемые в автомобилях, мобильных телефонах, электроприборах, упаковочных материалах и т. Д. К ним относятся полиэтилен (PE), полипропилен (PP) , полиэтилентерефталат (ПЭТ) и т.д.

Целлюлоза, белки, ДНК, латексный каучук и т.д. являются полимерами природного происхождения. Полиэтилен – простейший вид синтетического полимера.

Синтетические полимеры обычно называют «пластиками».Самые распространенные виды – нейлон и полиэтилен. В основном они образуются путем добавления полимеров; этот процесс называется аддитивной полимеризацией. Его также называют полимерами с ростовой цепью.

В нашей повседневной жизни мы используем очень много синтетических полимеров, от нейлона, используемого в ткани, – тефлона в кухонной посуде и поливинилхлорида ПВХ в трубах. Мы также склонны использовать пластиковые комплекты, которые содержат синтетические полимеры, такие как полиэтилен, и шины транспортных средств, которые производятся с помощью Buna Rubber.

ВИДЫ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ

Разработано довольно много разнообразных синтетических полимеров.

Нейлон входит в семейство синтетических полимеров и обычно называется полиамидами. Он был изготовлен 28 февраля 1935 года человеком по имени Уоллес Карозерс в исследовательском центре DuPont. Амид называют основой нейлона, и он является причиной его гидрофильности по сравнению с другими полимерами. Нейлон является решающим фактором в создании водородной связи между молекулами.

Полиэтилен низкой плотности

Полимер полиэтилена низкой плотности является наиболее распространенным видом синтетического полимера. Он широко используется в бытовых товарах и обозначается аббревиатурой LDPE. Этот вид термопласта обычно получают из мономера этилена.

Поливинилхлорид или ПВХ является третьим по величине производимым пластиком после полиэтилена и полипропилена. Он в основном используется в строительных целях, поскольку известен своей прочностью и прочностью.Его рассматривают как альтернативу чугуну или стали. Кроме того, ПВХ также используется в швейной промышленности и производстве электрических кабелей. Он заменяет множество материалов, особенно резину.

Этот синтетический полимер также называют полипропеном. Это тип термопластичного синтетического полимера, который в основном используется в различных областях, таких как упаковка, этикетирование, пластмассы и т. Д. Полипропилен также используется во многих предметах домашнего обихода, таких как многоразовые контейнеры, и он также используется при изготовлении лабораторного оборудования.

Некоторыми другими примерами основных синтетических полимеров являются

Полихлоропрен:
Стирол-бутадиен,
Нитрил
Неопрен
Силикон
Полиизопрен
Стирол-изопрен
Эпихлоргидриновый сополимер
Полиэтилен-пропилен-пропилен-пропиленовый полиамид
-пропилен-полиуретановый R-
0006 Полиэтилен-пропилен-полиуретановый
0006 Сегментированный)
Бутадиен-акрилонитрил

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ

Некоторые распространенные применения синтетических полимеров включают пластиковые контейнеры всех форм и размеров.Они легкие и экономически менее дорогие, чем обычные традиционные контейнеры. Мы используем синтетические полимеры в повседневной жизни – от одежды, хранения вещей, от строительных материалов до игрушек для детей.

Полимеры также играют важную роль в том, что они являются частью материалов, которые используются в почве и на ней для улучшения аэрации, которая представляет собой явление создания воздушных пространств между почвой для большей проницаемости для воды и минералов. Они также способствуют росту и здоровью растений.

КАТЕГОРИИ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ

Синтетические полимеры подразделяются на четыре различные группы, такие как термопласты, термореактивные пластмассы, эластомеры и синтетические волокна.

Термореактивные материалы

Термореактивные материалы – это материалы с достаточным сшиванием, чтобы они не растворялись и не плавились во время нагревания. Следовательно, эти материалы трудно утилизировать, и их использование не способствует безопасности окружающей среды и ее благополучию. Они могут быть помещены в формы под воздействием тепла и затвердевают при охлаждении. Это материалы, особенно смолы или синтетические пластмассы, которые обычно постоянно затвердевают после воздействия тепла и давления.

Термопласты
Термопласты обычно плавятся при нагревании и большую часть времени содержат мало сшивок или не содержат их. Их легче перерабатывать, чем термореактивные материалы, и они могут выдерживать нагрев и риформинг. Линейные полимеры являются примерами термопластичных материалов.

Это полимеры, которые можно обрабатывать в пресс-формах при нагревании и затвердевать при охлаждении.

Эластомеры – это полимеры, обладающие эластичными свойствами натурального каучука.Они слабо сшиты и аморфны. У них температура стеклования ниже комнатной. Их также можно представить как одну очень огромную молекулу макроскопического размера. Силы между молекулами внутри полимерных цепей сравнительно слабее. Сшивки полностью подавляют необратимый поток. Цепи очень гибкие при температурах выше стеклования, и небольшая сила приводит к очень большой деформации. Следовательно, при работе с эластомерами необходимо соблюдать соответствующие меры предосторожности.

Синтетические волокна также являются очень распространенным типом синтетических полимеров. Существуют искусственные текстильные волокна, которые включают волокна и другие материалы, сделанные из натуральных материалов, таких как вискоза, ацетат, который является производным целлюлозы, или даже регенерированные белковые волокна из зеина. Это также могут быть полностью синтетические волокна, такие как нейлоновые или акриловые волокна.

Преимущества и недостатки синтетических волокон

Синтетические полимеры являются важной частью современного мира.Они всегда сотнями разных способов делали жизнь проще и удобнее, но у них есть и обратная сторона. Они не лишены недостатков. Сырье, используемое для их производства, может исчезнуть, а утилизация синтетических полимеров – очень сложная и трудоемкая задача. Без должного ухода это может привести к ухудшению состояния окружающей среды.

Во-первых, давайте рассмотрим два основных преимущества.

Синтетические полимеры очень универсальны по своей природе. Они используются во многих сферах жизни.Метил-2-цианопропеноат – основной полимер, используемый в суперклее, который мы используем в повседневной жизни. Силикон RTV затвердевает при высыхании и используется для изготовления прокладок для автомобилей. Нейлон используется для изготовления чулок и веревок, а полиэстер – основная часть текстильной промышленности, из которой мы получаем много предметов домашнего обихода.

Желаемые свойства – очень важное преимущество синтетических полимеров. Они обладают хорошей прочностью, желаемой гибкостью, удельным сопротивлением, химической инертностью и так далее.

Недостатки синтетических полимеров

Наиболее востребованной характеристикой многих синтетических полимеров является их химическая инертность, их устойчивость к различным видам химического разложения. Это же свойство также означает, что они служат долго после того, как их выбрасывают, что очень вредно для окружающей среды и, следовательно, о них следует позаботиться. Если эти прочные полимеры не утилизировать должным образом, это может вызвать множество осложнений.

TOP HEADLINES