Полимеры в быту: Полимеры примеры в быту

Полимеры в быту: Полимеры примеры в быту – Морской флот

alexxlab | 17.04.1970 | 0 | Разное

Содержание

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 крупногабаритных корпусных деталей машин и механизмов, несущих значительные нагрузки.

Список использованной литературы

1. Добротин Д.Ю. Настоящая химия для мальчиков и девочек. – Издательство: Интеллект-Центр. -2010.

2. Леенсон И.А. Удивительная химия. – Издательство: Энас. – 2009.

3. Аксенова А.А. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия. – Издательство: Аванта+. – 2007.

4. Савина Л.А. Я познаю мир. Химия. – Издательство: ООО “Издательство АСТ”. – 2007.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Изучение понятия и строения полимеров, их классификации по происхождению, форме молекул, по природе. Характеристика основных способов получения – поликонденсации и полимеризации. Пластмассы и волокна. Применение полимеров в медицине и строительстве.

презентация [1,8 M], добавлен 12.10.2015

Что такое полимеры и особенности развития науки о полимерах. Описание различий в свойствах высоко- и низкомолекулярных соединений. История развития производства полимеров. Технологический процесс образования, получения и распространения полимеров.

реферат [3,5 M], добавлен 12.06.2011

Молекулярное строение полимерного вещества (химическая структура), т. е. его состав и способ соединения атомов в молекуле. Предельный случай упорядочения кристаллических полимеров. Схема расположения кристаллографических осей в кристалле полиэтилена.

контрольная работа [26,4 K], добавлен 02.09.2014

Особенности строения и свойств. Классификация полимеров. Свойства полимеров. Изготовление полимеров. Использование полимеров. Пленка. Мелиорация. Строительство. Коврики из синтетической травы. Машиностроение. Промышленность.

реферат [19,8 K], добавлен 11.08.2002

Общее понятие о полимерах. Процесс получения высокомолекулярных соединений. Биосовместимые материалы и устройства. Органические, элементоорганические, неорганические полимеры. Природные органические полимеры. Применение биоклеев в неинвазивной терапии.

реферат [85,6 K], добавлен 23.04.2013

Производство искусственных волокон. Полиакрилонитрил, его получение, свойства и применение. Энергия активации суммарного процесса полимеризации акрилонитрила. Образование активного радикала в качестве инициатора. Вязкотекучее состояние полимеров.

контрольная работа [176,8 K], добавлен 26.07.2009

Физическое и химическое обоснование изменения свойств и характеристик полимеров при воздействии на них озона, исследование данных явлений на современном этапе. Методы увеличения адгезии полимеров и сферы их применения, оценка практической эффективности.

контрольная работа [1000,4 K], добавлен 28.01.2010

Классификация, основанная на химическом строении полимера. Схематическое изображение различных структур полимерных молекул. Волокнообразующие, пластомеры и эластомеры. Тривиальная, рациональная и систематическая номенклатура полимеров и сополимеров.

контрольная работа [4,9 M], добавлен 22.06.2011

Классификация высокомолекулярных соединений по происхождению: синтетические и природные (неорганические и органические). Кинетика процесса поликонденсации. Концепция аморфно-кристаллической структуры полимеров. Получение и применение полимерных кислот.

контрольная работа [90,8 K], добавлен 26.08.2014

Классификация, строение полимеров, их применение в различных отраслях промышленности и в быту. Реакция образования полимера из мономера – полимеризация. Формула получения полипропилена. Реакция поликонденсации. Получение крахмала или целлюлозы.

разработка урока [81,4 K], добавлен 22.03.2012

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:

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.

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

Применение полимеров в быту. Виды полимерных материалов

Полимерные материалы – это химические высокомолекулярные соединения, которые состоят из многочисленных маломолекулярных мономеров (звеньев) одинакового строения. Зачастую для изготовления полимеров используют следующие мономерные компоненты: этилен, винилхлорид, винилденхлорид, винилацетат, пропилен, метилметакрилат, тетрафторэтилен, стирол, мочевину, меламин, формальдегид, фенол. В данной статье мы подробно рассмотрим, что такое полимерные материалы, каковы их химические и физические свойства, классификация и виды.

Виды полимеров

Особенностью молекул данного материала является большая которая соответствует следующему значению: М>5*103. Соединения с меньшим уровнем этого параметра (М=500-5000) принято называть олигомерами. У низкомолекулярных соединений масса меньше 500. Различают следующие виды полимерных материалов: синтетические и природные. К последним принято относить натуральный каучук, слюду, шерсть, асбест, целлюлозу и т. д. Однако основное место занимают полимеры синтетического характера, которые получают в результате процесса химического синтеза из соединений низкомолекулярного уровня. В зависимости от метода изготовления высокомолекулярных материалов, различают полимеры, которые созданы или путем поликонденсации, или с помощью реакции присоединения.

Полимеризация

Этот процесс представляет собой объединение низкомолекулярных компонентов в высокомолекулярные с получением длинных цепей. Величина уровня полимеризации – это количество «меров» в молекулах данного состава. Чаще всего полимерные материалы содержат от тысячи до десяти тысяч их единиц. Путем полимеризации получают следующие часто применяемые соединения: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, политетрафторэтилен, полистирол, полибутадиен и др.

Поликонденсация

Данный процесс представляет собой ступенчатую реакцию, которая заключается в соединении или большого количества однотипных мономеров, или пары различных групп (А и Б) в поликонденсаторы (макромолекулы) с одновременным образованием следующих побочных продуктов: диоксида углерода, хлороводорода, аммиака, воды и др. При помощи поликонденсации получают силиконы, полисульфоны, поликарбонаты, аминопласты, фенопласты, полиэстеры, полиамиды и другие полимерные материалы.

Полиприсоединение

Под данным процессом понимают образование полимеров в результате реакций множественного присоединения мономерных компонентов, которые содержат предельные реакционные объединения, к мономерам непредельных групп (активные циклы или двойные связи). В отличие от поликонденсации, реакция полиприсоединения протекает без выделений побочных продуктов. Важнейшим процессом данной технологии считают отверждение и получение полиуретанов.

Классификация полимеров

По составу все полимерные материалы делятся на неорганические, органические и элементоорганические. Первые из них слюда, асбест, керамика и др.) не содержат атомарный углерод. Их основой являются оксиды алюминия, магния, кремния и т. д. Органические полимеры составляют наиболее обширный класс, они содержат атомы углерода, водорода, азота, серы, галогена и кислорода. Элементоорганические полимерные материалы – это соединения, которые в составе основных цепей имеют, кроме перечисленных, и атомы кремния, алюминия, титана и других элементов, способных сочетаться с органическими радикалами. В природе такие комбинации не возникают. Это исключительно синтетические полимеры. Характерными представителями этой группы являются соединения на кремнийорганической основе, главная цепь которых строится из атомов кислорода и кремния.

Для получения полимеров с необходимыми свойствами в технике зачастую используют не «чистые» вещества, а их сочетания с органическими или неорганическими компонентами. Хорошим примером служат полимерные строительные материалы: металлопласты, пластмассы, стеклопластики, полимербетоны.

Структура полимеров

Своеобразие свойств этих материалов обусловлено их структурой, которая, в свою очередь, делится на следующие виды: линейно-разветвленная, линейная, пространственная с большими молекулярными группами и весьма специфическими геометрическими строениями, а также лестничная. Рассмотрим вкратце каждую из них.

Полимерные материалы с линейно-разветвленной структурой, кроме основной цепи молекул, имеют боковые ответвления. К таким полимерам относятся полипропилен и полиизобутилен.

Материалы с линейной структурой имеют длинные зигзагообразные либо закрученные в спирали цепочки. Их макромолекулы прежде всего характеризуются повторениями участков в одной структурной группе звена либо химической единицы цепи. Полимеры с линейной структурой отличаются наличием весьма длинных макромолекул со значительным различием характера связей вдоль цепи и между ними. Имеются ввиду межмолекулярные и химические связи. Макромолекулы таких материалов весьма гибкие. И это свойство является основой полимерных цепей, которая приводит к качественно новым характеристикам: высокой эластичности, а также отсутствию хрупкости в затвердевшем состоянии.

А теперь узнаем, что такое полимерные материалы с пространственной структурой. Эти вещества образуют при объединении между собой макромолекул прочные химические связи в поперечном направлении. В результате получается сетчатая структура, у которой неоднородная либо пространственная основа сетки. Полимеры этого типа обладают большей теплостойкостью и жесткостью, чем линейные. Эти материалы являются основой многих конструкционных неметаллических веществ.

Молекулы полимерных материалов с лестничной структурой состоят из пары цепей, которые соединены химической связью. К ним относятся кремнийорганические полимеры, которые характеризуются повышенной жесткостью, термостойкостью, кроме того, они не взаимодействуют с органическими растворителями.

Фазовый состав полимеров

Данные материалы представляют собой системы, которые состоят из аморфных и кристаллических областей. Первая из них способствует снижению жесткости, делает полимер эластичным, то есть способным к большим деформациям обратимого характера. Кристаллическая фаза способствует увеличению их прочности, твердости, модуля упругости, а также других параметров, одновременно снижая молекулярную гибкость вещества. Отношение объема всех таких областей к общему объему называется степенью кристаллизации, где максимальный уровень (до 80%) имеют полипропилены, фторопласты, полиэтилены высокой плотности. Меньшим уровнем степени кристаллизации обладают поливинилхлориды, полиэтилены низкой плотности.

В зависимости от того, как ведут себя полимерные материалы при нагреве, их принято делить на термореактивные и термопластичные.

Термореактивные полимеры

Данные материалы первично имеют линейную структуру. При нагреве они размягчаются, однако в результате протекания в них химических реакций строение меняется на пространственное, и вещество превращается в твердое. В дальнейшем это качество сохраняется. На этом принципе построены полимерные Последующий их нагрев не размягчает вещество, а приводит только к его разложению. Готовая термореактивная смесь не растворяется и не плавится, поэтому недопустима ее повторная переработка. К этому виду материалов относятся эпоксидные кремнийорганические, феноло-формальдегидные и другие смолы.

Термопластичные полимеры

Данные материалы при нагреве сначала размягчаются и потом плавятся, а при последующем охлаждении затвердевают. Термопластичные полимеры при такой обработке не претерпевают химических изменений. Это делает данный процесс полностью обратимым. Вещества этого типа имеют линейно-разветвленную или линейную структуру макромолекул, между которыми действуют малые силы и совершенно нет химических связей. К ним относятся полиэтилены, полиамиды, полистиролы и др. Технология полимерных материалов термопластичного типа предусматривает их изготовление методом литья под давлением в водоохлажденных формах, прессования, экструзии, выдувания и другими способами.

Химические свойства

Полимеры могут перебывать в следующих состояниях: твердое, жидкое, аморфное, кристаллическое фазовое, а также высокоэластическое, вязкотекучее и стеклообразное деформационное. Широкое применение полимерных материалов обусловлено их высокой стойкостью к различным агрессивным средам, таким как концентрированные кислоты и щелочи. Они не подвержены воздействию Кроме того, с увеличением их молекулярной массы происходит снижение растворимости материала в органических растворителях. А полимеры, обладающие пространственной структурой, вообще не подвержены воздействию упомянутых жидкостей.

Физические свойства

Большинство полимеров являются диэлектриками, кроме того, они относятся к немагнитным материалам. Из всех используемых конструкционных веществ только они обладают наименьшей теплопроводностью и наибольшей теплоемкостью, а также тепловой усадкой (примерно в двадцать раз больше, чем у металла). Причиной потерь герметичности различными уплотнительными узлами при условиях низкой температуры является так называемое стеклование резины, а также резкое различие между коэффициентами расширения металлов и резин в застеклованном состоянии.

Механические свойства

Полимерные материалы отличаются широким диапазоном механических характеристик, которые сильно зависят от их структуры. Кроме этого параметра, большое влияние на механические свойства вещества могут оказать различные внешние факторы. К ним относятся: температура, частота, длительность или скорость нагружения, вид напряженного состояния, давление, характер окружающей среды, термообработка и др. Особенностью механических свойств полимерных материалов является их относительно высокая прочность при весьма малой жесткости (по сравнению с металлами).

Полимеры принято делить на твердые, модуль упругости которых соответствует Е=1-10 ГПа (волокна, пленки, пластмассы), и мягкие высокоэластичные вещества, модуль упругости которых составляет Е=1-10 МПа (резины). Закономерности и механизм разрушения тех и других различны.

Для полимерных материалов характерны ярко выраженная анизотропия свойств, а также снижение прочности, развитие ползучести при условии длительного нагружения. Вмести с этим они обладают довольно высоким сопротивлением усталости. По сравнению с металлами, они отличаются более резкой зависимостью механических свойств от температуры. Одной из главных характеристик полимерных материалов является деформируемость (податливость). По этому параметру в широком температурном интервале принято оценивать их основные эксплуатационные и технологические свойства.

Полимерные материалы для пола

Теперь рассмотрим один из вариантов практического применения полимеров, раскрывающего всю возможную гамму этих материалов. Эти вещества нашли широкое применение в строительстве и ремонтно-отделочных работах, в частности в покрытии полов. Огромная популярность объясняется характеристиками рассматриваемых веществ: они устойчивы к стиранию, малотеплопроводны, имеют незначительное водопоглощение, достаточно прочны и тверды, обладают высокими лакокрасочными качествами. Производство полимерных материалов можно разделить условно на три группы: линолеумы (рулонные), плиточные изделия и смеси для устройства бесшовных полов. Теперь вкратце рассмотрим каждый из них.

Линолеумы изготавливают на основе разных типов наполнителей и полимеров. В их состав также могут входить пластификаторы, технологические добавки и пигменты. В зависимости от типа полимерного материала, различают полиэфирные (глифталевые), поливинилхлоридные, резиновые, коллоксилиновые и другие покрытия. Кроме того, по структуре они делятся на безосновные и со звуко-, теплоизолирующей основой, однослойные и многослойные, с гладкой, ворсистой и рифленой поверхностью, а также одно- и многоцветные.

Материалы для бесшовных полов являются наиболее удобными и гигиеничными в эксплуатации, они обладают высокой прочностью. Эти смеси принято делить на полимерцемент, полимербетон и поливинилацетат.

Понятие о полимерах

Каждое из этих определений верное, только первое с точки зрения бытовой, а второе – с точки зрения химической. Еще одним химическим определением является следующее. Полимеры – 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.

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, полипропилен, полиуретан и другие
	Искусственные	Созданы человеком в лабораторных условиях, но на основе	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.

Физические свойства полимерных материалов

Основные два агрегатных состояния, характерные для полимеров, это:

аморфное;
кристаллическое.

Химические свойства полимеров

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 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).

Применение полимеров в быту

Химическая промышленность (производство пластмасс, дубильных веществ, синтез важнейших органических соединений).

Машиностроение, авиастроение, нефтеперерабатывающие предприятия.
Медицина и фармакология.
Получение красителей и 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.

Примеры изделий из полимерных материалов

Основными материалами, изготовленными из полимеров, являются:

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

Полимеры в различных отраслях науки и техники

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.

Подробности Опубликовано: 25 Декабрь 2013

Термин полимер, широко используется в наше время в производстве пластмасс и композитной промышленности, довольно часто слово «полимер» используют для обозначения пластиков. На самом деле, термин ” полимер ” означает намного-намного больше.

Специалисты компании ООО НПП «Симплекс» решили рассказать подробно, что же такое полимеры:
Полимер – вещество с химическим составом молекул соединенных в длинные повторяющиеся цепочки. Благодаря этому все материалы, изготовленные из полимеров, обладают уникальными свойствами и могут быть адаптированы в зависимости от их назначения.
Полимеры бываю как искусственного, так и естественного происхождения. Самым распространенным в природе является натуральный каучук, который является чрезвычайно полезным и используется человечеством уже несколько тысяч лет. Каучук (резина) обладает отличной эластичностью. Это результат того, что молекулярные цепи в молекуле чрезвычайно длинные. Абсолютно все виды полимеров обладают свойствами повышенной упругости, однако вместе с этими свойствами, могут демонстрировать и широкий спектр дополнительных полезных свойств. В зависимости от назначения, полимеры могут быть тонко синтезированы для максимально удобного и выгодного использования их определенных свойств.

Основные физические свойства полимеров:

Ударопрочность
Жесткость
Прозрачность
Гибкость
Упругость
Ученые химики давно заметили одну интересную особенность, связанную с полимерами: если посмотреть на полимерную цепь под микроскопом, то можно увидеть, что визуальная структура и физические свойства молекулы цепочки будет имитировать реальные физические свойства полимера.
Например, если полимерная цепь состоит из туго скрученных между нитей мономеров и их трудно разделить, то, скорее всего, этот полимер будет сильным и упругим. Или, если полимерная цепь на молекулярном уровне проявляет эластичность, скорее всего, и полимер будет иметь гибкие свойства.
Переработка полимеров
Большинство изделий из полимеров можно изменить и деформировать под воздействием высоких температур, однако на молекулярном уровне сам полимер может, не изменится и из него можно будет создать новое изделие. Например, можно расплавить пластиковую тару и бутылки и затем сделать из этих полимеров пластиковые контейнеры или детали автомобилей.
Примеры Полимеров
Ниже приводится список самых распространенных полимеров, используемых в наше время, а также их основное применение:
- Полипропилен (PP) – Производство ковровых покрытий, тара для продуктов, фляги.
- Неопрен – Гидрокостюмы
- Поли-винил-хлорид) (PVC) – Производство трубопроводов, профнастил
- Полиэтилен низкой плотности (LDPE) – Продуктовые пакеты
- Полиэтилен высокой плотности (HDPE) – Тара для моющих средств, бутылки, игрушки
- Полистирол (PS) – Игрушки, пены, бескаркасная мебель
- Политетрафторэтилен (ПТФЭ, фторопласт) – антипригарные сковородки, электрическая изоляция
- Полиметилметакрилат (ПММА, плексигласа, оргстекла) – офтальмология, производство акриловых ванн, осветительная техника
- (ПВА) – Краски, клеи

В 1833 году Й. Берцелиус ввел в обиход термин «полимерия», которым он назвал один из видов изомерии. Такие вещества (полимеры) должны были обладать одинаковым составом, но разной молекулярной массой, как например этилен и бутилен. К современному пониманию термина «полимер» умозаключение Й. Берцелиуса не соответствует, потому что истинные (синтетические) полимеры в то время еще не были известны. Первые упоминания о синтетических полимерах относятся к 1838 (поливинилиденхлорид) и 1839 (полистирол) годам.

Химия полимеров возникла только после создания А. М. Бутлеровым теории химического строения органических соединений и получила дальнейшее развитие благодаря интенсивным поискам способов синтеза каучука (Г. Бушарда, У. Тилден, К Гарриес, И. Л. Кондаков, С. В. Лебедев). С начала 20-х годов 20 века стали развиваться теоретические представления о строении полимеров.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Полимеры — химические соединения с высокой молекулярной массой (от нескольких тысяч до многих миллионов) , молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся группировок (мономерных звеньев).

Классификация полимеров

Классификация полимеров основана на трех признаках: их происхождении, химической природе и различиях в главной цепочке.

С точки зрения происхождения все полимеры подразделяют на природные (натуральные), к которым относят нуклеиновые кислоты, белки, целлюлозу, натуральный каучук, янтарь; синтетические (полученные в лаборатории путем синтеза и не имеющие природных аналогов), к которым относят полиуретан, поливинилиденфторид, фенолформальдегидные смоли и др; искусственные (полученные в лаборатории путем синтеза, но на основе природных полимеров) – нитроцеллюлоза и др.

Исходя из химической природы, полимеры делят на полимеры органической (в основе мономер – органическое вещество – все синтетические полимеры), неорганической (в основе Si, Ge, S и др. неорганические элементы – полисиланы, поликремниевые кислоты) и элементоорганической (смесь органических и неорганических полимеров – полислоксаны) природы.

Выделяют гомоцепные и гетероцепные полимеры. В первом случае главная цепь состоит из атомов углерода или кремния (полисиланы, полистирол), во втором – скелет из различных атомов (полиамиды, белки).

Физические свойства полимеров

Для полимеров характерны два агрегатных состояния – кристаллическое и аморфное и особые свойства – эластичность (обратимые деформации при небольшой нагрузке — каучук), малая хрупкость (пластмассы), ориентация при действии направленного механического поля, высокая вязкость, а также растворение полимера происходит посредством его набухания.

Получение полимеров

Реакции полимеризации – цепные реакции, представляющие собой последовательное присоединение молекул ненасыщенных соединений друг к другу с образованием высокомолекулярного продукта – полимера (рис. 1).

Рис. 1. Общая схема получения полимера

Так, например, полиэтилен получают полимеризацией этилена. Молекулярная масса молекулы достигает 1миллиона.

n CH 2 =CH 2 = -(-CH 2 -CH 2 -)-

Химические свойства полимеров

В первую очередь для полимеров будут характерны реакции, характерные для функциональной группы, присутствующей в составе полимера. Например, если в состав полимера входит гидроксо-группа, характерная для класса спиртов, следовательно, полимер будет участвовать в реакциях подобно спиртам.

Во-вторых, взаимодействие с низкомолекулярными соединениями, взаимодействие полимеров друг с другом с образованием сетчатых или разветвленных полимеров, реакции между функциональными группами, входящими в состав одного и того же полимера, а также распад полимера на мономеры (деструкция цепи).

Применение полимеров

Производство полимеров нашло широкое применение в различных областях жизни человечества — химической промышленности (производство пластмасс), машино – и авиастроении, на предприятиях нефтепереработки, в медицине и фармакологии, в сельском хозяйстве (производство гербицидов, инсектицидов, пестицидов), строительной промышленности (звуко- и теплоизоляция), производство игрушек, окон, труб, предметов быта.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Полистирол хорошо растворяется в неполярных органических растворителях: бензоле, толуоле, ксилоле, тетрахлориде углерода. Вычислите массовую долю (%) полистирола в растворе, полученном растворением 25 г полистирола в бензоле массой 85г. (22,73%).

Решение

Записываем формулу для нахождения массовой доли:

Найдем массу раствора бензола:

m р-ра (C 6 H 6) = m(C 6 H 6)/(/100%)

Термин «полимерные материалы» является обобщающим. Он объединяет три обширных группы синтетических пластиков, а именно: полимеры; пластмассы и их морфологическую разновидность – полимерные композиционные материалы (ПКМ) или, как их еще называют, армированные пластики. Общее для перечисленных групп то, что их обязательной частью является полимерная составляющая, которая и определяет основные термодеформационные и технологические свойства материала. Полимерная составляющая представляет собой органическое высокомолекулярное вещество, полученное в результате химической реакции между молекулами исходных низкомолекулярных веществ – мономеров.

Полимерами принято называть высокомолекулярные вещества (гомополимеры) с введенными в них добавками, а именно стабилизаторами, ингибиторами, пластификаторами, смазками, антирадами и т. д. Физически полимеры являются гомофазными материалами, они сохраняют все присущие гомополимерам физико-химические особенности.

Пластмассами называются композиционные материалы на основе полимеров, содержащие дисперсные или коротковолокнистые наполнители, пигменты и иные сыпучие компоненты. Наполнители не образуют непрерывной фазы. Они (дисперсная среда) располагаются в полимерной матрице (дисперсионная среда). Физически пластмассы представляют собой гетерофазные материалы с изотропными (одинаковыми во всех направлениях) физическими макросвойствами.
Пластмассы могут быть разделены на две основные группы – термопластические и термореактивные. Термопластические – это те, которые после формирования могут быть расплавлены и снова сформованы; термореактивные, сформованные раз, уже не плавятся и не могут принять другую форму под воздействием температуры и давления. Почти все пластмассы, используемые в упаковках, относятся к термопластическим, например, полиэтилен и полипропилен, полистирол, поливинилхлорид, полиэтилентерефталат, найлон (капрон), поликарбонат, поливинилацетат, поливиниловый спирт и другие.
Пластмассы также можно располагать по категориям в зависимости от метода, который используется для их полимеризации, на полимеры, полученные по механизму полиприсоединения или поликонденсации. Полимеры, полученные полиприсоединением, производятся с помощью механизма, который включает либо свободные радикалы, либо ионы, по которому малые молекулы быстро присоединяются к растущей цепи, без образования сопутствующих молекул. Поликонденсационные полимеры производятся с помощью реакции функциональных групп в молекулах друг с другом, так что постадийно образуется длинная цепь полимера, и обычно происходит образование низкомолекулярного сопутствующего продукта, например воды, во время каждой стадии реакции. Большинство упаковочных полимеров, включая полиолефины, поливинилхлорид и полистирол – это полимеры, полученные по механизму полиприсоединения (полимеризации).

Реакция полимеризации – это последовательное присоединение молекул ненасыщенных соединений друг к другу с образованием высокомолекулярного продукта – полимера. Молекулы алкена, вступающие в реакцию полимеризации, называются мономерами. Число элементарных звеньев, повторяющихся в макромолекуле, называется степенью полимеризации (обозначается n). В зависимости от степени полимеризации из одних и тех же мономеров можно получать вещества с различными свойствами. Так, полиэтилен с короткими цепями (n = 20) является жидкостью, обладающей смазочными свойствами. Полиэтилен с длиной цепи в 1500-2000 звеньев представляет собой твердый, но гибкий пластический материал, из которого можно получать пленки, изготовлять бутылки и другую посуду, эластичные трубы и т. д. Наконец, полиэтилен с длиной цели в 5-6 тыс. звеньев является твердым веществом, из которого можно готовить литые изделия, жесткие трубы, прочные нити.

Если в реакции полимеризации принимает участие небольшое число молекул, то образуются низкомолекулярные вещества, например димеры, тримеры и т. д. Условия протекания реакций полимеризации весьма различные. В некоторых случаях необходимы катализаторы и высокое давление. Но главным фактором является строение молекулы мономера. В реакцию полимеризации вступают непредельные (ненасыщенные) соединения за счет разрыва кратных связей.

Полимеризация – это цепная реакция, и, для того чтобы она началась, необходимо активировать молекулы мономера с помощью так называемых инициаторов. Такими инициаторами реакции могут быть свободные радикалы или ионы (катионы, анионы). В зависимости от природы инициатора различают радикальный, катионный или анионный механизмы полимеризации.

Химические и физические свойства пластиков обусловлены их химическим составом, средней молекулярной массой и распределением молекулярной массы, историей обработки (и использования), и наличием добавок.

Полимерные композиционные материалы являются разновидностью пластмасс. Они отличаются тем, что в них используются не дисперсные, а армирующие, то есть усиливающие наполнители (волокна, ткани, ленты, войлок, монокристаллы), образующие в ПКМ самостоятельную непрерывную фазу. Отдельные разновидности таких ПКМ называют слоистыми пластиками. Такая морфология позволяет получить пластики с весьма высокими деформационно-прочностными, усталостными, электрофизическими, акустическими и иными целевыми характеристиками, соответствующими самым высоким современным требованиям.

Структурные формулы полимеров кратко записывают так: формулу элементарного звена заключают в скобки и справа внизу ставят букву n. Например, структурная формула полиэтилена (-СН 2 -СН 2 -) n . Легко заключить, что название полимера слагается из названия мономера и приставки поли-, например полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол и т. д.

Наиболее распространенными полимерами углеводородного строения являются полиэтилен и полипропилен.

Полиэтилен получают полимеризацией этилена. Полипропилен получают стереоспецифической полимеризацией пропилена (пропена).
Стереоспецифическая полимеризация – это процесс получения полимера со строго упорядоченным пространственным строением.

К полимеризации способны многие другие соединения – производные этилена, имеющие общую формулу СН 2 =СН-X, где Х – различные атомы или группы атомов.

Виды полимеров

Полиолефины – это класс полимеров одинаковой химической природы (химическая формула -(СН 2)- n) с разнообразным пространственным строением молекулярных цепей, включающий в себя полиэтилен и полипропилен. Кстати сказать, все углеводы, к примеру, природный газ, сахар, парафин и дерево имеют схожее химическое строение. Всего в мире ежегодно производиться 150 млн. т. полимеров, а полеолефины составляют примерно 60% от этого количества. В будущим полиолефины будут окружать нас в гораздо большей степени, чем сегодня, поэтому полезно присмотреться к ним повнимательнее.
Комплекс свойств полиолефинов, в том числе такие, как стойкость к ультрафиолету, окислителям, к разрыву, протыканию, усадке при нагреве и к раздиру, меняется в очень широких пределах в зависимости от степени ориентационной вытяжки молекул в процессе получения полимерных материалов и изделий.
Особенно следует подчеркнуть, что полеолефины экологически чище большинства применяемых человеком материалов. При производстве, транспортировке и обработке стекла, дерева и бумаги, бетона и металла используется много энергии, при выработке которой неизбежно загрязняется окружающая среда. При утилизации традиционных материалов также выделяются вредные вещества и затрачивается энергия. Полиолефины производятся и утилизуются без выделения вредных веществ и при минимальных затаратах энергии, причем при сжигании полиолефинов выделяется большое количество чистого тепла с побочными продуктами в виде водяного пара и углекислого газа.

Полиэтилен
Около 60% всех пластиков, используемых для упаковки – это полиэтилен, который используется так широко главным образом благодаря его низкой стоимости, но также благодаря его отличным свойствам для многих областей применения.

Полиэтилен высокой плотности (ПЭНД – низкого давления) имеет самую простую структуру из всех пластиков, он состоит из повторяющихся звеньев этилена:
-(CH 2 -CH 2)- n полиэтилен высокой плотности.

Полиэтилен низкой плотности (ПЭВД – высокого давления) имеет ту же химическую формулу, но отличается тем, что его структура разветвленная:
-(CH 2 -CHR)- n полиэтилен низкой плотности,
где R может быть -H, -(CH 2) n , -CH 3 , или более сложной структурой с вторичным разветвлением.

Полиэтилен, благодаря своему простому химическому строению, легко складывается в кристаллическую решетку, и, следовательно, имеет тенденцию к высокой степени кристалличности. Разветвление цепи препятствует этой способности к кристаллизации, что приводит к меньшему числу молекул на единицу объема, и, следовательно, меньшей плотности.

ПЭВД – полиэтилен высокого давления. Пластичен, слегка матовый, воскообразный на ощупь, перерабатывается методом экструзии в рукавную пленку с раздувом или в плоскую пленку через плоскощелевую головку и охлаждаемый валик. Пленка из ПЭВД прочна при растяжении и сжатии, стойка к удару и раздиру, прочна при низких температурах. Имеет особенность – довольно низкая температура размягчения (около 100 градусов Цельсия).

ПЭНД – полиэтилен низкого давления. Пленка из ПЭНД – жесткая, прочная, менее воскообразная на ощупь по сравнению с пленками ПЭВД. Получается экструзией рукава с раздувом или экструзией плоского рукава. Температура размягчения 121°С позволяет производить стерилизацию паром. Морозостойкость этих пленок такая же, как и у пленок из ПЭВД. Устойчивость к растяжению и сжатию – высокая, а сопротивление к удару и раздиру меньше, чем у пленок из ПЭВД. Пленки из ПЭНД – это прекрасная преграда влаге. Стойки к жирам, маслам.
“Шуршащий” пакет-майка, в который вы упаковываете покупки, изготовлен именно из ПЭНД.
Существует два основных типа ПЭНД. Более «старый» тип, произведенный первым в 1930-х годах, полимеризуется при высоких температурах и давлениях, условиях, которые достаточно энергетичны, чтобы обеспечить заметную скорость реакций по цепному механизму, которые приводят к образованию разветвления как с длинными, так и с короткими цепями. Этот тип ПЭНД иногда называется полиэтиленом высокого давления (ПВД, ВД-ПЭНД, из-за высокого давления), если есть необходимость отличать его от линейного полиэтилена низкого давления, более «молодого» типа ПЭВД.

При комнатной температуры полиэтилен – довольно мягкий и гибкий материал. Он хорошо сохраняет эту гибкость в условиях холода, так что применим в упаковке замороженных пищевых продуктов. Однако при повышенных температурах, таких как 100°С, он становится слишком мягким для ряда применений. ПЭНД отличается более высокой хрупкостью и температурой размягчения, чем ПЭВД, но все же не является подходящим контейнеров горячего заполнения.

Около 30% всех пластиков, используемых для упаковки – это ПЭНД. Это наиболее широко используемый пластик для бутылок, из-за его низкой стоимости, простоты формования, и отличных эксплуатационных качеств, для многих областей применения. В своей естественной форме ПЭНД имеет молочно-белый, полупрозрачный вид, и таким образом, не подходит для областей применения, где требуется исключительная прозрачность.

Один недостаток использования ПЭНД в некоторых из областей применения – его тенденция к растрескиванию под напряжением при взаимодействии внешней среды, определяемая как разрушение пластикового контейнера при условиях одновременного напряжения и соприкосновения с продуктом, что в отдельности не приводит к разрушению. Растрескивание под напряжением при взаимодействии внешней среды в полиэтилене соотносится с кристалличностью полимера.

ПЭВД является наиболее широко применяемым упаковочным полимером, соответствующий примерно одной трети всех упаковочных пластиков. Из-за его низкой кристалличности, это более мягкий, более гибкий материал, чем ПЭНД. Благодаря низкой стоимости, он является предпочтительным материалом для пакетов и сумок. ПЭВД отличается лучшей прозрачностью, чем ПЭНД, но все же не обладает кристальной чистотой, которая желательна для некоторых областей применения упаковок.

Полипропилен
Отличается прекрасной прозрачностью (при быстром охлаждении в процессе формообразования), высокой температурой плавления, химической и водостойкостью. ПП пропускает водяные пары, что делает его незаменимым для “дышащей” упаковки продуктов питания (хлеба, зелени, бакалеи), а также в строительстве для гидро-ветроизоляции. ПП чувствителен к кислороду и окислителям. Перерабатывается методом экструзии с раздувом или через плоскощелевую головку с поливом на барабан или охлаждением в водяной бане. Имеет хорошую прозрачность и блеск, высокую химическую стойкость, особенно к маслам и жирам, не растрескивается под воздействием окружающей среды.

Поливинилхлорид
В чистом виде применяется редко из-за хрупкости и неэластичности. Недорог. Может перерабатываться в пленку методом экструзии с раздувом, либо плоскощелевой экструзии. Расплав высоковязкий. ПВХ термически нестабилен и коррозионно активен. При перегреве и горении выделяет высокотоксичное соединение хлора – диоксин. Широко распространился в 60-70е годы. Вытесняется более экологичным полипропиленом.

полимеры в быту | MPlast.by

Сварка труб из полипропилена своими руками
Август 11, 2020
Для бытовых нужд чаще всего используются полипропиленовые трубы 20/25/32/40мм, хотя выпускаются такие изделия более широкой линейкой диаметров от 20 мм до 110 мм. Маркировка «PN +цифра» содержит информацию о показателе… Подробнее »

Ламинат и классы износостойкости
Май 21, 2020
Напольное покрытие является одной из наиболее важных составляющих интерьера. При этом если в качестве напольного покрытия вы собираетесь использовать ламинат важно в первую очередь определиться с классом его износостойкости. Именно… Подробнее »

Элементы из ПВХ в интерьере
Июль 14, 2019
Двадцатый век ознаменовался широким применением пластика в интерьере, и с приходом нынешнего века некоторые способы его применения почти ушли в небытие, другие же- наоборот – набирают популярность. Окна ПВХ Поливинилхлорид… Подробнее »

Безупречная мебель для офиса: что о ней стоит знать?
Ноябрь 16, 2017
Безусловно, удачно подобранная комфортная офисная мебель существенно снижает фактор усталости, оберегает от некоторых хронических заболеваний, и тем самым повышает производительность труда. Однако, не стоит забывать, что далеко не самый последний… Подробнее »

Канализация из ПВХ белорусского производства
Апрель 04, 2017
Представить современную жизнь без всех известных нам бытовых удобств крайне сложно. Система канализации – это неотъемлемая составляющая нынешних квартир, домов, офисов, производственных и общественных сооружений. Канализация выполняет всю грязную работу… Подробнее »

Пакеты для шин
Март 29, 2017
Если ограничиться прямым назначением упаковочных материлов из полиэтелена для автопрома, то в первую очередь пакеты для шин и колёс нужны: автосервисам и шиномонтажным мастерским; автосалонам, реализующим шины, диски и колеса… Подробнее »

Декоративные пигменты в лакокрасочных материалах
Январь 14, 2017
Материалы, которые предназначаются для покраски либо для покрытия пород древесины, металлических изделий, прочего называются лакокрасочными покрытиями. Они представляет собой жидкую субстанцию, которая при нанесении на предмет начинает образовывать плёнку. Перед покупкой… Подробнее »

Какой чехол выбрать для матраса?
Январь 11, 2017
Наконец, Вы стали счастливым покупателем нового матраса. И все бы хорошо, если бы не было проблем с содержанием его в чистоте и порядке в процессе эксплуатации. Важно выбрать хороший чехол, чтобы… Подробнее »

ЛидерМатрасМаркет, ООО
Ноябрь 14, 2016
Название организации: ООО «ЛидерМатрасМаркет» Юридический адрес: РБ, Минск, ул. Клары Цеткин, 51, к. 501; Адрес склада в Минске: проезд Масюковщина, 2/10; Телефоны: 8(029) 127 55 55, 8(017)306-26-17, 8(017)306-26-18, 8(017)306-26-20; Магазины:… Подробнее »

Как выбрать полипропиленовые трубы?
Апрель 22, 2016
Система отопления и водоснабжения каждого дома – это важная составляющая, которая влияет на уровень комфорта в помещении. Устарелые трубы следует менять, чтобы предупредить их протекание. В последнее время чугунные трубопроводы… Подробнее »

Как выбрать 3D принтер (Дмитрий Горьков), 2017 год
Библиотека – 05.09.2017 – 15:46
ГОСТ 31938-2012 (ISO 10406-1:2008): стеклопластиковая композитная арматура
Библиотека – 04.09.2017 – 20:49
ГОСТ 33133—2014: Битумы нефтяные дорожные вязкие
Библиотека – 04.09.2017 – 15:51
Студия 3D-печати с нуля (Дмитрий Горьков), 2015 год
Библиотека – 20.07.2017 – 21:25
3D-печать в малом бизнесе (Дмитрий Горьков), 2015 год
Библиотека – 20.07.2017 – 14:34
Tinkercad для начинающих (Дмитрий Горьков), 2015
Библиотека – 18.07.2017 – 13:03
3D-печать с нуля (Дмитрий Горьков), 2015 год
Библиотека – 14.07.2017 – 20:09
Доступная 3D печать для науки, образования и устойчивого развития (Э. Кэнесс, К. Фонда, М. Дзеннаро) 2013 год
Библиотека – 14.07.2017 – 16:20
PICASO 3D Designer (Инструкция пользователя по эксплуатации)
Библиотека – 14.07.2017 – 00:15
Leapfrog Creatr Single or Dual Extruder (Руководство)
Библиотека – 13.07.2017 – 21:54
PICASO 3D Designer PRO 250 (Инструкция по эксплуатации)
Библиотека – 28.06.2017 – 18:38
3D печать. Коротко и максимально ясно (LittleTinyH Books), 2016 год
Библиотека – 27.06.2017 – 21:10
Свойства и переработка термопластов, (Калинчев Э.Л., Саковцева М.Б.), 1983 год
Библиотека – 16.04.2016 – 12:45
Книга Пластмассовые зубчатые колеса в механизмах приборов. Расчет и конструировние. (Старжинский В.Е., Тимофеев Б.П., Шалобаев Е.В., Кудинов А.Т.),1998 год
Библиотека – 15.04.2016 – 18:41
Производство изделий из полимерных материалов (Крыжановский В.К., Кербер М.Л., Бурлов В.В., Паниматченко А.Д.)
Библиотека – 28.03.2016 – 20:24
Технологическая подготовка процессов формования изделий из пластмасс Филатов В.И., Корсаков В.Д.
Библиотека – 27.03.2016 – 20:17
Технология пластических масс Николаев А. Ф.
Библиотека – 27.03.2016 – 12:19
Журнал «Композитный Мир» – 1 (64)
Библиотека – 14.03.2016 – 20:53
Технология синтетических пластических масс (Барг Э. И.)
Библиотека – 13.03.2016 – 16:57
Способы соединения деталей из пластических масс (Комаров В.Г.)
Библиотека – 13.03.2016 – 11:13

РубрикиРЕКЛАМАВсе новости – Бизнес, Экономика и Финансы – Аналитика и Прогнозы – Наука и Технологии – Калейдоскоп – Практика примененияЭнциклопедияЛитератураТехнологииВсе компании – Оборудование – Сырье и материалы – Готовые изделия – Услуги

Использование пластика в быту: плюсы и минусы

Уже несколько десятилетий изделия из пластика широко распространены в быту человека. Такая популярность полимеров вызвана высокими эксплуатационными и эстетическими качествами. Сегодня химическая промышленность способна производить множество разновидностей этого материала, благодаря использованию специальных добавок и реагентов.

Особенности

Пластик — это синтетический материал, обладающий высокой прочностью и эластичностью, способный при термическом воздействии изменять первоначальную структуру, переходя в мягкое состояние. Пока полимер находится в эластичном виде из него можно выполнять различные изделия. Остыв, он вновь становится твердым и готовым к механической обработке. По химическому составу и молекулярной структуре пластмасса бывает:

Термоактивная;
Термопластичная;
Эластомерная.

Бытует мнение, что полимеры опасны для людей, однако это заблуждение. Опасными являются некоторые вспомогательные компоненты, которые используются при его производстве. Самые безопасные виды пластмасс — это полипропилен и полиэтилен. Применяя в быту продукцию из этих полимеров можно быть спокойным за свое здоровье.

Достоинства

Востребованность пластика обусловлена уникальными свойствами, которыми не обладают аналогичные материалы. В первую очередь это:

Экологичность;
Высокая механическая прочность;
Долговечность;
Износоустойчивость;
Небольшой вес;
Ценовая доступность;
Химическая инертность;
Антикоррозийность;
Повторная переработка;
Отличные декоративные свойства;
Возможность придать изделиям любую форму цвет и текстуру.

Вспененные пластики отличаются великолепными звукоизоляционными характеристиками и могут нейтрализовать любую вибрацию, что актуально для автомобильной отрасли.

Недостатки

Несмотря на широкое распространение, пластик имеет несколько существенных минусов, которые ограничивают его использование:

Слабая температурная стабильность;
Не способность выдержать нагрев более 100°C;
Хрупкость и растрескивание при низких температурах;
Быстрое старение при влиянии ультрафиолета;
Низкая огнестойкость;
Выделение токсичных веществ при возгорании;
Нестабильность формы под сильными физическими нагрузками;
Отрицательное и разрушающее влияние на экологию.

Вышеперечисленные факторы обязательно следует учитывать, используя пластиковые изделия в быту. Исключение составляет термоэластопласт. Данный материал – симбиоз резины и пластмассы, поэтому сохраняет свои качества при любой температуре. Обычно он является сырьем для производства автомобильных аксессуаров и конструктивных материалов.

Применение

В быту пластиковые полимеры востребованы в качестве:

Упаковочного материала для продуктов питания;
Косметической упаковки;
Тары для воды и бытовой химии;
Посуды одноразовой;
Полиэтиленовых пакетов в супермаркетах.

При ремонтах квартир применяется в виде плинтусов, пластиковых окон, натяжных потолков, багетов для штор и панелей ПВХ. В сантехнике, отоплении и водоснабжении нет альтернативы полипропиленовым и полиэтиленовым трубам, которые имеют эксплуатационный ресурс 50 лет.

Украинская компания «ТИС» выполняет широкий спектр мероприятий по переработке и производству: ПВХ, поликарбоната и полиэтилена. Организация в своей работе использует передовое оборудование и инновационные технологии.

Обзор современных полимерных материалов, применяемых в производствах легкой промышленности Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 675

О. Е. Гаврилова, Л. Л. Никитина, Н. С. Канаева, О. Ю. Геркина

ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ПРОИЗВОДСТВАХ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Ключевые слова: изделия легкой промышленности, полимеры, материалы, производство, свойства, синтетические волокна.

Современные полимерные материалы, применяемые в легкой промышленности, позволяют обеспечить необходимый комплекс свойств выпускаемой продукции. В статье рассматриваются характеристики современных полимерных материалов, используемых в производстве изделий легкой промышленности.

Keywords: light industrial products, polymers, materials, production, properties, synthetic fibers.

Modern polymeric materials used in light industry allow to provide a necessary complex of properties of products. In article characteristics of the modern polymeric materials used in production of light industry products are considered.

В производствах легкой промышленности полимеры – не новый материал. Современные полимерные материалы, применяемые в легкой промышленности, включают в себя натуральные, полученные путем модификации из разнообразного природного сырья: хлопка, древесины и, синтетические полимерные, полученные

посредством синтеза синтетического волокна. Известно, что синтетические полимеры – это высокомолекулярные химические соединения, которые образуются в результате полимеризации мономерных звеньев.

Полимерные материалы природного происхождения (кожа, шерсть, шёлк, хлопок и др.) используются человеком уже достаточно долгое время, несмотря на то, что промышленное производство полимеров началось в начале ХХв. С момента создания нейлона полимеры заняли большую часть сырьевого сектора производства пряжи и текстиля для целей промышленности (веревки, ремни, шинные корды), а затем текстильные и кожевенные изделия, клей и лаки, посуду и пр. из полимеров стали использовать в домашнем быту. Сегодня уже полимерные материалы неотделимы от нашей повседневной жизни: это и высокотехнологичная водонепроницаемая одежда, и чулочно-носочные изделия с капроновой нитью, и купальные костюмы и т.д.

Использование полимеров в текстильном производстве позволяет увеличить пластичность ткани, улучшить защитные свойства материала. Так, практически вся защитная одежда изготавливается с применением полимерных материалов: с использованием защитных полимерных покрытий или накладок, с использованием для создания изделий материалов с включенными в структуру текстильного материала полимерных волокон, придающих гидрофобность, огнестойкость, прочность, стойкость к воздействию агрессивных сред и бактерий. Особые физико-химические свойства полимерных материалов для текстиля позволяют изготавливать термостойкие и жаростойкие ткани, сверхпрочные и гидрофобные материалы, изделия, обладающие

гидродинамическими и бактерицидными

свойствами. В настоящее время текстильными производствами изготавливаются принципиально новые качественные синтетические материалы, не уступающие по своим гигиеническим свойствам натуральным материалам благодаря использованию современных инновационных разработок в основном – модификации структур, волокон ткани и исходных полимеров. Основой такой модификации выступает полимер, являющийся незаменимым компонентом современных текстильных

материалов. Модификация обеспечивает

необходимый комплекс свойств текстильных материалов. В настоящее время существуют разнообразные способы модификации: физико-химический и химический, осуществляемая в основном на двух стадиях: в процессе производства (переработка сырья, формирование волокна и т.д.) и в процессе последующей отделки (крашение, аппретирование). Химическая модификация тканей путем нанесения аппретов позволяет придать им и готовым изделиям влагозащитные свойства, так же широко используется обработка гидрофильных волокон гидрофобными реагентами [1].

Наиболее широко известными и перспективными полимерными волокнами, получившими распространение в производстве текстильных материалов, являются полиамидное, полиэфирное, полиэстерное, капроновое и др. Среди химических волокон и нитей выделяют следующие основные группы: волокна и нити общего назначения, в том числе их модифицированные виды; эластомерные нити; высокопрочные нити, в том числе нити, получаемые фибриллированием пленок; сверхпрочные высокомодульные нити; термостойкие и трудногорючие волокна и нити; волокна и нити со специфическими физическими, физико-химическими и химическими свойствами. К высокопрочным волокнам и нитям общего назначения относят полиэфирные,

полипропиленовые, алифатические полиамидные, поливинилспиртовые, гидратцеллюлозные.

Сверхпрочные высокомодульные нити – п-п-арилатные (ароматические поли-п-фениленбензо-бис–тиазольные, поливинилспиртовые,

арамидные, полиэфирные), оксазольные и

из

сверхвысокомолекулярного

полиэтилена.

Арамидные, полиамидные, полибензимидазольные и др. – термостойкие и трудногорючие волокна и нити. Электропроводящие, сорбирующие, ионообменные, хемостойкие и другие виды волокон предназначены для создания материалов со специфическими функциональными

характеристиками [1].

Полиамид – высокоэластичное волокно, изделия из которого не растягиваются в процессе носки и имеют большой срок физического износа благодаря прочности и формоустойчивости волокон. Полиамид входит в состав текстильных материалов для утепленной верхней одежды, используется для изготовления изделий, непосредственно

соприкасающихся с телом (нижнее белье, чулки, колготки и пр.).

Известными материалами из полиамидных волокон являются нейлон, таслан, джордан и др. Нейлон имеет следующие характеристики: легкий, легко очищающийся, быстро сохнущий. Используется в смеси с другими волокнами для изготовления трикотажных полотен (трикотажная одежда, белье, носки и др.). В отличие от нейлона таслан более жесткий и прочный, не деформирующийся, с пористым покрытием на изнаночной стороне для улучшения циркуляции воздуха между тканью и поверхностью тела человека. Как правило, используется в производстве повседневной и деловой одежды. Из материала «Джордан» изготавливают легкие ветровки, куртки и плащи, т. к. материал обладает гладкой поверхностью, мягкостью, высокими

гигиеническими показателями благодаря «дышащим» и водоотталкивающим свойствам. Характерной особенностью всех материалов из полиамидных волокон является хороший внешний вид, высокая прочность, стойкость к истиранию, многократным изгибам, воздействиям воды и пота. К недостаткам можно отнести высокую электризуемость и неудовлетворительные теплозащитные свойства.

Полиэстер – это синтетическое волокно, которое по мягкости аналогично хлопковому. В мировой текстильной промышленности в настоящее время полиэстер занимает доминирующую позицию в производстве синтетических тканей. Он отличается особой стойкостью окраски. Это связано с тем, что краситель вводится перед формированием полиэстерной нити, то есть происходит окрашивание в массе. Нити из полиэстера полые внутри, что обеспечивает быстрое высыхание при намокании, обладают грязеотталкивающими свойствами и антистатичностью.

Наиболее известным материалом, изготавливаемым из полиэстера, является микрофибра. Микрофибра состоит из тончайших волокон полиэстера или полиамида, что придает материалу мягкость, легкость, высокую прочность, устойчивость к химическому и световому воздействиям. Этот материал хорошо очищается в процессе стирки. Он достаточно прочный, равномерно распределяет статическое

электричество. Изделия из микрофибры имеют мягкую и бархатистую поверхность [2].

Полартек – высокотехнологичная ткань американской корпорации Maiden Mills, предназначенная для применения в спортивной одежде и одежде для активного отдыха, изготавливается из 100% полиэстера, иногда с добавлением хлопка, шерсти, лайкры, нейлона или искусственного шелка (теплый трикотаж плотной вязки с густым ворсом). В отличие от шерсти и других натуральных волокон полартек более прочен и долговечен, не впитывает запахи, прекрасно сохраняет форму, обладает высокими теплозащитными свойствами, необходимой воздухопроницаемостью и паропроницаемостью. За счет густого ворса впитает влагу на 30% быстрее, чем любой другой высокотехнологичный материал.

Акрил является искусственным заменителем шерсти, т. к. его микроволокна способны создать большой объем. Он отличается низкой себестоимостью, нашел широкое применение в текстильном производстве. Для повышения износостойкости материала из акрила используют смесь его с полиэстером и нейлоном.

Полиуретан используется для получения волокна или эластомерной полиуретановой нити, получаемых на основе полиуретановых каучуков. Полиуретановые волокна известны под торговыми названиями: лайкра, спандекс, неолан, эластан и др. Из них изготавливаются эластичные текстильные и трикотажные полотна разнообразных видов, применяемые в производстве спортивных, медицинских и галантерейных изделий.

Благодаря интенсивному развитию химической промышленности появились новые химические волокна: вискозные тонкофиломентные, базальтовые, полиоксадиазольные и пр. Помимо прочности они обладают повышенной термостойкостью, огнестойкостью и легкостью. Материалы, изготовленные из нитей высокомолекулярного полиэтилена, отличающиеся высокими показателями ударной прочности, используются в производстве защитных бронежилетов первого класса защиты.

Известны новые полимерные волокна, устойчивые к воздействию повышенных температур и открытого пламени и контакту с поверхностями, нагретыми до 4000оС, находят широкое применение в производстве спецодежды, средств индивидуальной защиты рабочих металлургических комбинатов, предприятий химической

промышленности.

Для образования защитной поверхности текстильных материалов (например,

хлопчатобумажных тканей) используется эмульсия из фторуглеродных полимеров, придающая материалу формоустойчивость и несминаемость без потери воздухо- и паропроницаемости материала. Так же полимеры нашли широкое применение в процессах отделки текстиля в качестве красителей и закрепителей красок. Основа их – акрилат, повышающий эластичность тканей, увеличивающий растяжение сверхпрочных нитей.

В производстве текстиля для придания нитям электропроводящих свойств осуществляется напыление специальной полимерной эмульсией. Ткани, изготовленные из таких нитей, обладают антистатическими свойствами.

Синтетические белковые волокна, называемые «паучим шелком», используются в производстве сверхпрочных, но достаточно легких, тканевых бронежилетов.

В настоящее время химические волокна, полученные на основе синтетических полимеров, составляют половину всех волокон, используемых в текстильной индустрии. Современные

синтетические материалы нового поколения легкие, прочные, обладают необходимой воздухо- и паропроницаемостью, не вызывают аллергических реакций, приятные телу, мягкие, формоустойчивые, немнущиеся, долговечные, в них практически не образуются бактерии и не скапливаются частички пыли. Важным преимуществом синтетических тканей является их низкая стоимость при высоких износо- и теплорегулирующих показателях [3]. Уникальное сочетание свойств текстильных материалов из синтетических волокон делает их незаменимыми в различных областях жизнедеятельности человека. В производстве одежды использование современных синтетических

материалов позволяет создать образцы с необходимым комплексом свойств. Современная одежда из современных инновационных материалов оптимально выполняет свое основное назначение -защищает от жары и холода, непогоды и в то же время обладает высокими эстетическими, эргономическими и эксплуатационными свойствами (она красива, удобна и долговечна).

Литература

1. Никитина, Л.Л. Перспективные полимерные материалы в производстве обуви / Л.Л.Никитина, О.Е.Гаврилова // Вестник Казанского технологического университета. – № 15. – 2012. – С.190 – 194.

2. Никитина, Л.Л. Обеспечение заданных свойств материалов для изделий легкой промышленности с использованием полимерных композиций / Л.Л.Никитина, О.Е.Гаврилова // Вестник Казанского технологического университета. – № 18. – 2013. – С.158 – 161.

3. Никитина Л.Л. Создание изделий легкой промышленности с улучшенными потребительскими свойствами с применением полимерных материалов/ Л.Л.Никитина, О.Е.Гаврилова // Вестник Казанского технологического университета. – № 19., Т.17 – 2014. -С.110 – 111.

© О. Е. Гаврилова – канд. пед. наук, доцент кафедры конструирования одежды и обуви КНИТУ, [email protected], Л. Л. Никитина – канд. пед. наук, доцент той же кафедры, [email protected], Н. С. Канаева – студент той же кафедры; О. Ю. Геркина – студент той же кафедры.

© O. E. Gavrilova – edging. ped. sciences, associate professor of department «Designing of clothes and footwear», «The Kazan national research technological university», [email protected]; L. L. Nikitina – edging. ped. sciences, associate professor of department «Designing of clothes and footwear», «The Kazan national research technological university», [email protected], N. S. Kanaeva – student of department «Designing of clothes and footwear», «The Kazan national research technological university», O. Yu. Gerkina – student of department «Designing of clothes and footwear», «The Kazan national research technological university».

Научно-популярный онлайн-лекторий «Полимеры будущего»

Лекция 2 «Полимерные материалы с точки зрения современных экологических требований», А.Р. Хохлов, 28 мая 2021

28 мая 2021 года вторую лекцию «Полимерные материалы с точки зрения современных экологических требований» прочитал доктор физико-математических наук, академик РАН, заведующий кафедрой физики полимеров и кристаллов физического факультета МГУ им М.В. Ломоносова и главный редактор журнала «Высокомолекулярные соединения», Алексей Ремович Хохлов.

Абстракт

За сто лет развития науки о полимерах и полимерной промышленности мир окружающих человека материалов изменился до неузнаваемости. Но это имело и обратную сторону. Многие применения полимерных материалов связаны с ограниченным сроком их использования. Возникла проблема загрязнения планеты полимерным мусором.

В докладе будет представлен обзор работ по комплексному научному проекту, направленному на обеспечение эволюции полимерной промышленности в сторону создания экологически чистых производств и минимальное воздействие на окружающую среду, в том числе в процессе утилизации полимерных материалов после окончания срока службы.

Лекция 1 «Зелёная химия силиконов», А.М. Музафаров, 25 февраля 2021

25 февраля 2021 года первую лекцию «Зелёная химия силиконов» прочитал заместитель академика-секретаря, руководитель секции химических наук Отделения химии и наук о материалах РАН академик РАН Азиз Мансурович Музафаров.

Абстракт

Силиконы — огромный класс полимерных материалов, с которым мы сталкиваемся ежеминутно в быту (при стирке, уборке, приготовлении пищи) и на работе (даже если вы – клерк в офисе, врач, водитель автомобиля или пилот самолета). Столь широкое применение силиконов объясняется комплексом их уникальных свойств, а единственным сдерживающим фактором дальнейшего распространения этих полимеров являются технологии синтеза, изобретенные еще в середине прошлого века. Весьма совершенные и производительные, с экологической точки зрения они не соответствуют представлениям о химии будущего.

К настоящему моменту Россия практически полностью утеряла всю свою силиконовую индустрию, которая досталась ей в наследство от СССР, входившего в четверку мировых производителей. В то же время сейчас есть отличный шанс восстановить силиконовое производство уже на новой «зеленой» технологической платформе, разработанной в институтах Российской академии наук, и, таким образом, совершить технологический прорыв, вернувшись в клуб высокоразвитых стран. Что для этого нужно сделать? Вы узнаете о деталях из этой лекции.

Полимеры в нашей повседневной жизни

Реферат

Полимеры – это широко используемые современные материалы, которые встречаются почти во всех материалах, используемых в нашей повседневной жизни. На сегодняшний день важность полимеров подчеркивается гораздо больше из-за их применения в различных областях науки, технологий и промышленности – от базовых применений до биополимеров и терапевтических полимеров. Основная цель этой редакционной статьи – подчеркнуть прагматическое влияние полимеров на повседневную жизнь человека.

Ключевые слова: Макромолекула, мономер, природный полимер, полимер, синтетический полимер

Полимеры – слово, которое мы слышим много, – очень важны, и без них невозможно представить жизнь.Полимеры, большой класс материалов, состоят из множества небольших молекул, называемых мономерами, которые связаны вместе, образуя длинные цепи, и используются во многих продуктах и товарах, которые мы используем в повседневной жизни. ¹

На протяжении многих лет люди использовали полимеры в своей жизни, но они не знали этого почти до Второй мировой войны. Для изготовления изделия, необходимого для цивилизованной жизни, было относительно мало материалов. Для большей части строительства использовались сталь, стекло, дерево, камень, кирпич и бетон, а также хлопок, дерево, джут и некоторые другие сельскохозяйственные продукты для производства одежды или тканей.

Быстрый рост спроса на выпускаемую продукцию вводит новые материалы. Эти новые материалы представляют собой полимеры, и их влияние на нынешний образ жизни почти не поддается оценке. Продукция из полимеров повсюду вокруг нас: одежда из синтетических волокон, полиэтиленовые чашки, стекловолокно, нейлоновые подшипники, полиэтиленовые пакеты, краски на полимерной основе, эпоксидный клей, подушки из пенополиуретана, силиконовые сердечные клапаны и посуда с тефлоновым покрытием. Список почти бесконечен. ²

Слово «полимер» или иногда «макромолекула» происходит от классического греческого поли , означающего «множество», и meres , означающего «части».Молекула полимера имеет очень высокую молекулярную массу (от 10 000 до 1 000 000 г / моль) и состоит из нескольких структурных единиц, обычно связанных друг с другом ковалентными связями. ^1,3

Полимеры получают в результате химической реакции мономеров. Мономеры обладают способностью реагировать с другой молекулой того же или другого типа в подходящих условиях с образованием полимерной цепи. Этот процесс в природе привел к образованию природных полимеров, а синтетические полимеры созданы человеком.

Полимеры были вокруг нас в мире природы с самого начала (например, целлюлоза, крахмал и натуральный каучук). Искусственные полимерные материалы изучаются с середины XIX века. Сегодня полимерная промышленность развивается быстрыми темпами и превышает объемы производства меди, стали, алюминия и некоторых других вместе взятых. ⁴

Как природные, так и синтетические полимеры в значительной степени участвуют в обеспечении комфорта и облегчения жизни человека и несут ответственность за саму жизнь, за лекарства, питание, связь, транспортировку, орошение, тару, одежду, записи истории, здания, шоссе и т. Д.На самом деле трудно представить человеческое общество без синтетических и природных полимеров. В нашем постоянно растущем технологическом мире наука играет решающую роль в решении критических проблем, связанных с питанием, чистой и обильной водой, воздухом, энергией и здоровьем. Знание полимеров и связанных с ними текстов дает как информацию, так и идеи, позволяющие лучше понять их в нашей жизни. Информация, собранная на курсах фундаментальных наук, позволяет лучше понять полимеры. Эта информация включает фактические, теоретические и практические концепции, представленные в науке.Он полезен тем, кто хочет просто получить хорошее образование, а также тем, кто любит заниматься медициной, инженерией, физикой, химией, биомедицинскими науками, юриспруденцией, бизнесом и т. Д. ^2,3

Синтетические и природные полимеры могут использоваться в форме неорганических и органических полимеров; покрытия, эластомеры, клеи, смеси, пластмассы, волокна, герметики, керамика и композиты. Основные принципы, применяемые к одной категории полимеров, применяются ко всем другим категориям вместе с несколькими простыми фундаментальными правилами.Эти основы интегрированы в структуру полимерных текстов. ⁴

Неудивительно, что почти все материаловеды и более половины всех химиков и инженеров-химиков, большое количество физиков, технологов по текстилю, инженеров-механиков, фармацевтов и других научных групп участвуют в исследовательских и опытно-конструкторских проектах, связанных с полимерами. ⁵ Кроме того, тот факт, что фармация, биомедицина, молекулярная биология, биохимия и биофизика – это области, в которых полимеры и химия полимеров играют значительную роль в развитии новых областей.Очевидно, почему изучение гигантских молекул – одна из самых посещаемых и быстрорастущих областей науки. Таким образом, кажется, что полимер не является специализированной междисциплинарной или отраслью химии. Напротив, это специализированная, широкая и уникальная дисциплина, которая может охватывать некоторые части химии, а также несколько других научных областей. Области науки всегда становились очень активными, когда исследовательские группы, обученные в одной специализированной области, обращали свои интересы в смежную область.Так было всегда и в будущем будет особенно актуально в исследованиях полимеров. Требование к полимеру – это применение идей и химических знаний и методов к сложным материалам и макромолекулам. Это фундаментальная задача, и она требует самых лучших способов, которые может предложить химия. ⁶

Возможно, химия полимеров больше, чем какая-либо другая область исследований, пересекает и сокращает традиционные линии всех отраслей химии, биологии, физики, материаловедения, инженерии, фармации и даже медицины.А новичку в науке о полимерах требуется достаточно умений, чтобы объединить обширные знания из всех вышеупомянутых областей. Таким образом, эта передовая статья была написана, чтобы показать очень важную и незабываемую роль полимеров в жизни человека.

Полимеры в повседневной жизни – Центр Гельфанда

Это задание для младших школьников. Ниже показан ряд распространенных материалов, содержащих полимеры или изготовленных из полимеров.Попросите студентов подсчитать, сколько из следующих вещей, сделанных из полимеров, они использовали сегодня? Это упражнение демонстрирует важность полимеров как материалов, используемых для производства многих продуктов, которые мы используем каждый день.

Припасы:

Теннисная обувь

Одежда

CD / DVD

Компьютер

Ручки

Воздушные шары

Футбольный мяч

Очки

Краска

Ланч-бокс

Стул

Роликовые полотна

Клей-карандаш

Пластиковая вешалка

Зубная щетка

Игрушки

Источники:

Картинки предоставлены по лицензии Галереи картинок на DiscoverySchool.com: http://school.discoveryeducation.com/clipart/category/sprt0004.html
Изображения любезно предоставлены http://www.dailyclipart.net
http://www.fg-a.com/birthday_clipart.shtml
http://www.webweaver.nu/clipart/sports-soccer.shtml
Картинки от learnnet.com
http://www.hasslefreeclipart.com

Это задание для учеников средних и старших классов. Ниже представлена таблица, в которой перечислены распространенные материалы, содержащие полимеры или сделанные из полимеров.Попросите учащихся обвести те, которые они использовали на прошлой неделе. Это упражнение демонстрирует важность полимеров как материалов, используемых для производства многих продуктов, которые мы используем каждый день.

Футбольные шорты / футболка	Игрушки	Cool Whip®
Пудинг / десерты / торт	Горшок	Astroturf®
Сапоги	Velcro®	Баскетбол
iPod®	Колготки	Роликовые полотна
Удочка	Часы	Кредитная карта
Замороженные продукты	Желе / джем	Сковорода
Стерео	Термос	Мяч теннисный
Освежитель воздуха	Искусственные цветы	Заправка для салата
Жевательная резинка	Теннисная ракетка	Контактные линзы
Гидрокостюм	Колодки футбольные	Стул / стол
Ласты для плавания	Фрисби®	Краска
Защита голени	Воздушные шары	Очки для глаз
Дождевик / ветровка	Ковровое покрытие	Посуда Teflon®
Лак для волос	Солнцезащитный крем	Шноркель
Мяч Nerf®	Зонтик	Одноразовые подгузники
Телефон	Соломка	Silly Putty®
Лента	Контейнер для быстрого питания	Косметика
Лак для ногтей	Расческа / щетка	SEGA® / Nintendo®
Ланч-бокс	Резинки	Газонный стул
Соус	Супер клей	компакт-дисков
Компьютер	Автомобиль	Велосипед
Стринги	Теннисная обувь	Пластиковая вилка / ложка
Шампунь	Чашки изолированные	2-литровая бутылка газировки
Пакеты полиэтиленовые	Ручка	Лента Scotch®

Какие полимеры наиболее полезны в нашей повседневной жизни?

Поделиться – это забота!

Что такое полимеры?

Материя состоит из молекул нормального размера или гигантских молекул, называемых полимерами.Полимеры производятся объединением сотен тысяч маленьких молекул, называемых мономерами, которые образуют огромные цепи самых разнообразных форм. Некоторые кажутся лапшой, другие имеют разветвления. некоторые больше напоминают лестницы, а другие – трехмерные сети.
Крахмал, целлюлоза, шелк являются примерами природных полимеров, среди наиболее распространенных из них и синтетических полимеров, как и термопластичных полимеров, являются нейлон, полиэтилен и бакелит.
Полимеры определяются как макромолекулы, состоящие из одной или нескольких химических единиц (мономеров), которые повторяются на протяжении всей цепи.
Полимер – это как если бы мы соединяли ниткой множество монет, пронизанных центром, в итоге мы получаем цепочку монет, где монеты были бы мономерами, а цепочка с монетами была бы производством полимера.
Основная часть полимера – это мономеры, мономеры – это химические звенья, которые повторяются по всей цепи полимера, например, мономером полиэтилена является этилен, который повторяется x раз по всей цепи.
ПВХ: является продуктом полимеризации мономера винилхлорида до полихлорида винила.Смола, получаемая в результате этой полимеризации, является наиболее универсальной в семействе пластиков; а также быть термопластом; из него можно получить жесткие и гибкие изделия. В процессе полимеризации получают соединения в форме порошка или гранул, пластизолей, растворов и эмульсий. Помимо своей универсальности, ПВХ является наиболее сложной синтетической смолой, которую трудно создавать и перерабатывать, поскольку для ее превращения в желаемый конечный продукт требуется значительное количество ингредиентов и их адекватный баланс.

Стирол: ароматический углеводород, полученный из бензола, который содержится в некоторых эфирных маслах каменноугольной смолы. Это ароматная бесцветная жидкость, растворимая в спирте и эфире. Это имеет большое промышленное значение, так как привело к получению синтетической смолы, полистирола.

Politano: Полиэтилен (или полиэтилен) – один из самых известных пластиков. Из него делают многие предметы повседневного обихода, например стаканы, ведра, саше и т. Д.Теперь он используется для строительства водопроводных труб, причем он легкий и простой в обращении. Поскольку полиэтиленовые бутылки устойчивы к кислотам и не бьются, они очень удобны для хранения химикатов.

Орлон: Орлон – распространенный компонент острия, заменяющий шерсть.

Тефлон: Политетрафторэтилен (ПТФЭ) представляет собой полимер, подобный полиэтилену, в котором атомы водорода замещены фтором. Одно из первых применений этого материала было в Манхэттенском проекте в качестве покрытия клапанов и в качестве герметика в трубках, содержащих гексафторид урана (высокорадиоактивный материал).

Акрил: Акрил был одним из химикатов, используемых Каротерсом и его командой в фундаментальных исследованиях высокополимеров, которые проводились в компании Du Pont. Компания Du Pont разработала акриловое волокно в 1944 году и начала его коммерческое производство в 1950 году. Ему было присвоено торговое название Orlón.

Силикон: Силикон – это бесцветный полимер без запаха, состоящий в основном из кремния. Силикон инертен и стабилен при высоких температурах, что делает его полезным в широком спектре промышленных применений, таких как смазочные материалы, клеи, гидроизоляция, а также в медицинских целях, таких как протезы сердечного клапана и грудные имплантаты.

Смола: Смола представляет собой любое из веществ секреции растений, внешний вид и свойства которых более или менее аналогичны свойствам названных продуктов. Латинская смола. Смолой можно считать вещества, которые подвергаются процессу полимеризации или сушки, в результате чего твердые продукты превращаются в первую жидкость.

Поделиться – это забота!

Natural Polymer – обзор

4.5.4 Натуральные полимеры и гидрогели

Натуральные полимеры и гидрогели, сшитые сети, которые поглощают большое количество воды, не растворяясь, используются в качестве каркасов или инъекционных материалов для восстановления костей.Хотя многие природные полимеры образуют гидрогели (коллаген, желатин, альгинат), гидрогели также могут быть созданы из синтетических полимеров, в первую очередь из полиэтиленгликоля (ПЭГ). Эти материалы являются самыми слабыми из используемых для регенерации костей, Таблица 4.2. В нативных тканях природные полимеры, такие как волокна коллагена, обладают высокими механическими свойствами. Однако процесс сбора природных белков и создания имплантата из биоматериала удаляет структурные особенности, которые влияют на механику. Таким образом, натуральные полимеры не предназначены для любых применений, которые связаны с высокими механическими напряжениями или нагрузками.Хотя макроскопически слабые, на микромасштабе, эти полимеры могут активировать клеточные механизмы, связанные с механочувствительностью, из-за расположения лигандов на поверхности [37,40]. Еще одним недостатком полимеров, полученных из природных тканей, является озабоченность по поводу иммуногенности и вариабельности от партии к партии. Это привело к появлению рекомбинантных пептидов с индивидуализированной и контролируемой аминокислотной последовательностью [45,103].

Несмотря на отсутствие механических свойств, природные полимеры и гидрогели остаются привлекательными благодаря присущей им биосовместимости, способствуя большему прикреплению клеток и отложению матрикса по сравнению с материалами любого другого класса.Кроме того, когда структура гидрогелей и каркасов имеет высокую проницаемость, клетки и сосудистая сеть могут проникать через каркас, не блокируясь неблагоприятными иммунными реакциями. Используя природные полимеры, которые играют роль в реакции заживления организма, такие как сгустки фибрина, можно увеличить пролиферацию и вызвать соответствующие реакции заживления [108,109]. Как материалы, которые разлагаются естественным образом в физиологических условиях, особенно в присутствии клеточных ферментов, они образуют эффективные векторы для доставки лекарств и факторов роста [110].

Было разработано несколько методов преодоления ограничений, налагаемых механическими свойствами. Используя методы, такие как сшивание, сети могут быть усилены, но необходимо проявлять осторожность, чтобы избежать разрушения внутренней структуры и сделать материал неузнаваемым для клеток [77]. Во многих случаях природные полимеры и гидрогели используются в сочетании с другим материалом, который может обеспечить механическую стабильность, в то время как гидрогель обеспечивает биосовместимость [108, 111, 112].

(PDF) Полимеры в нашей повседневной жизни

Намази

BioImpacts, 2017, 7 (2), 73-74

вовлечены в комфорт и облегчение жизни человека, а

несут ответственность за саму жизнь, за лекарства, питание,

связь, транспорт, орошение, контейнер,

одежда, история записи, здания, шоссе и т. д.

На самом деле трудно представить человеческое общество без

синтетических и природных полимеров. В нашем постоянно растущем технологическом мире

наука играет решающую роль в

, обеспечивая решения критических проблем, связанных с едой, чистотой и

изобилием воды, воздуха, энергии и здоровья. Знание полимеров

и связанные тексты предоставляют как информацию

, так и понимание их лучшего понимания в нашей жизни. Информация

, собранная на курсах фундаментальных наук, приводит

к пониманию полимеров.Эта информация включает

фактических, теоретических и практических концепций, представленных в

науке. Он полезен тем, кто хочет просто хорошо образован

, а также тем, кто любит заниматься медициной,

инженерией, физикой, химией, биомедицинскими науками, юриспруденцией,

бизнесом и т. Д. 2,3

Синтетические и природные полимеры могут быть использованы в виде

неорганических и органических полимеров; покрытия, эластомеры,

клея, смеси, пластмассы, волокна, герметики, керамика и

композитов.Основные принципы, применяемые к одной категории полимеров

, применяются ко всем другим категориям по

с несколькими простыми фундаментальными правилами. Эти основы

интегрированы в ткань полимерных текстов.4

Неудивительно, что почти все материаловеды и

более половины всех химиков и инженеров-химиков,

большое количество физиков, технологов текстиля,

инженеров-механиков, фармацевтов и других научных сотрудников

группы участвуют в исследовательских и опытно-конструкторских проектах

, связанных с полимерами.5 Кроме того, тот факт, что фармацевтика,

биомедицина, молекулярная биология, биохимия и

биофизика являются областями, в которых полимеры и химия полимеров

играют важную роль в развитии их

новых областей. Очевидно, почему изучение гигантских молекул

является одной из самых посещаемых и быстрорастущих областей науки

. Следовательно, кажется, что полимер

не является специализированной междисциплинарной или отраслью химии.

Напротив, это специализированная, широкая и уникальная дисциплина

, которая может охватывать некоторые разделы химии, а также несколько других научных областей

. Области науки всегда

становились очень активными, когда исследовательские группы, обученные в одной специализированной области

, обращали свои интересы в смежную область. Это

всегда было и в будущем будет особенно актуально

в исследованиях полимеров. Требование к полимеру

– это применение идей и знаний химии и методов

для сложных материалов и макромолекул.

Это фундаментальная задача, и она требует самых лучших

способов, которые может предоставить химия. химии, биологии, физики, материалов,

техники, фармации и даже медицины. И

новичку в науке о полимерах требуется достаточно способностей, чтобы

объединить обширные знания из всех вышеупомянутых областей

.Таким образом, эта передовая статья была написана, чтобы показать

очень важную и незабываемую роль полимеров

в жизни человека.

Конкурирующие интересы

Автор заявляет об отсутствии конкурирующих интересов.

Этическое разрешение

Не требуется декларировать.

Список литературы

1. Elias H-G. Введение в науку о полимерах. Вайнхайм: VCH;

1997.

2. Белгасем М.Н., Гандини А. Мономеры, полимеры и композиты

из возобновляемых источников.Эльзевир; 2011.

3. Billmeyer FW. Учебник полимероведения. Нью-Йорк: Wiley–

Interscience; 1971.

4. Карак Н. Основы полимеров: сырье для отделки

Продукция. PHI Learning Pvt Ltd; 2009.

5. Пиллай О., Панчагнула Р. Полимеры в доставке лекарств. Curr Opin

Chem Biol. 2001; 5: 447-51.

6. Чанда М., Рой СК. Промышленные полимеры, специальные полимеры и

их области применения. Бока-Ратон: CRC Press; 2008 г.

полимеров, используемых в повседневной жизни – StudiousGuy

От каменного века до эпохи компьютеров значительное развитие материалов, делающих нашу повседневную жизнь комфортной, самоочевидно. Одним из самых революционных материалов в современном мире являются полимеры. Это материал, содержащий большие молекулы, образованные путем связывания (химического связывания) ряда строительных блоков, называемых мономерами. Полимеры присутствуют практически во всех аспектах современной жизни из-за их широкого спектра свойств.Природные полимеры, такие как шерсть, хлопок и шелк, присутствуют в нашем обществе задолго до появления самого понятия. Первый синтетический полимер был изобретен в 1869 году Джоном Уэсли Хаяттом, который сделал первый заменитель бильярдных шаров из слоновой кости. Лишь в 1907 году полимеры вошли в промышленный сектор с изобретением бакелита, первого полностью синтетического пластика, что означало, что он не содержал молекул, встречающихся в природе. Эти изобретения возникли как область химии макромолекул, область, тесно связанная с именем Германа Штаудингера, который получил Нобелевскую премию в 1953 году за первое предложение идеи полимеризации (процесса взаимодействия молекул мономеров в химической реакции с образуют полимерные цепи).С тех пор было несколько разработок в области синтеза различных полимеров, благодаря которым было получено еще шесть Нобелевских премий, связанных с областью полимерных наук. Давайте взглянем на некоторые из наиболее часто используемых полимеров в повседневной жизни.

Указатель статей (Нажмите, чтобы перейти)

1. Полиэтилен
Полиэтилен, также известный как полиэтилен, является одним из самых известных пластиковых полимеров, на долю которого приходится 34% всего рынка пластмасс в мире.Это легкий и прочный термопласт с кристаллической структурой и общей химической формулой ({C} _ {2} {H} _ {4}) _ {n}. Он обладает превосходными физическими свойствами, такими как высокая пластичность, высокая ударная вязкость и очень высокая химическая стойкость. Хотя существуют разные типы полиэтилена, классифицируемые по их плотности и разветвлению, наиболее распространенными типами, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, являются:
Полиэтилен низкой плотности (LDPE): Это полужесткий и полупрозрачный полимер с высокой степенью разветвления длинных и коротких боковых цепей, что снижает плотность полимера.Он производится при высоком давлении (1000–3000 бар; 80–300 ° C) путем свободнорадикальной полимеризации. Средняя молекула полимера содержит 4000-40 000 атомов углерода, примерно с 20 разветвлениями на 1000 атомов углерода. Это делает их полезным пластиком для формования и экструзии любых желаемых форм. Чаще всего LDPE используется в производстве пластиковых пакетов, которые мы используем для переноски предметов; однако некоторые правительства по всему миру запретили использование пластиковых пакетов из-за растущих экологических проблем.LDPE также используется для производства различных контейнеров, бутылок для розлива, бутылок для промывки, трубок, пластиковых деталей для компьютерных компонентов и различного литого лабораторного оборудования.
Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП): ЛПЭНП получают путем полимеризации этилена (или мономера этана) с 1-бутеном и меньшими количествами 1-гексена и 1-октена с использованием катализаторов Циглера-Натта или металлоценовых катализаторов. Структура LLDPE имеет линейную основу с короткими однородными ветвями.Эти короткие ветви могут скользить друг относительно друга при удлинении, не запутываясь, как у LPDE. В последние годы ЛПЭНП проник почти на все традиционные рынки полиэтилена. Он заменил использование полиэтилена низкой плотности для пластиковых пакетов и листов, что позволило добиться меньшей толщины и почти эквивалентной эффективности. Другие изделия из ЛПЭНП включают прозрачную пленку, стрейч-упаковку, пакеты, игрушки, крышки, колпачки, трубы, кабели, геомембраны и, в основном, гибкие трубки.
Полиэтилен высокой плотности (HDPE): Это экономичный термопласт с линейной структурой без разветвлений или с низкой степенью разветвления.Изготавливается при низкой температуре (70-300 ° C) и низком давлении (10-80 бар). Из-за отсутствия разветвлений полиэтилен высокой плотности обладает высокой прочностью на разрыв с допуском на температуру до 120 ° C в течение короткого периода воздействия. HDPE является предпочтительным выбором для трубопроводов из-за его чрезвычайно высокой химической стойкости. Благодаря высокой пластичности, жесткости и коррозионной стойкости HDPE представляет собой идеальное сочетание прочности, экономичности и экологичности.
2.Полиэстер
Полиэфир – это категория полимеров, которые содержат сложноэфирную группу в мономерной субъединице. В повседневной жизни его чаще всего называют разновидностью волокна под названием полиэтилентерефталат (ПЭТ). В зависимости от обработки и термической истории полиэфир может существовать как в аморфном, так и в полукристаллическом полимере. Полиэфирные волокна часто смешивают с натуральными волокнами для создания ткани с агрегатными свойствами. По сравнению с волокнами растительного происхождения синтетические волокна из полиэстера обладают более высокой устойчивостью к воде, ветру и окружающей среде.Его гидрофобные свойства делают его идеальным для одежды и курток, которые должны использоваться во влажной или влажной среде, поскольку покрытие ткани водостойким покрытием усиливает этот эффект. {-}).Эти материалы широко известны своей прозрачностью, устойчивостью к разрушению и эластичностью. Эти свойства делают акрил очень полезным для применений, требующих высокой прозрачности и ударопрочности. Некоторые из распространенных применений включают акриловые ногти, акриловую краску, защитные барьеры, ЖК-экраны и акриловые домашние декоры. Другой акрил включает цианоакрилатные смолы, превращенные в быстродействующие адгезивы, такие как суперклей, самоклеящийся клей и т. Д. Поли-2-гидроксиэтилметакрилат, сокращенно поли-НЕМА, представляет собой акрил, используемый в медицинском секторе для изготовления контактных линз.
4. Поливинилхлорид (ПВХ)
Поливинилхлорид (ПВХ или винил) – это высокопрочный термопластический материал двух основных форм: жесткий и гибкий. Его получают путем полимеризации мономера винилхлорида. Это белое хрупкое твердое вещество в виде порошка или гранул. В настоящее время ПВХ заменяет обычные строительные материалы, такие как дерево, металл, бетон, резина, керамика и другие, в различных областях применения благодаря своим универсальным свойствам, таким как легкий вес, долговечность, низкая стоимость и простота обработки.Трубы из ПВХ заменили металлические трубы, используемые для распределения воды в домашних условиях, тем самым снизив риск загрязнения из-за коррозии. Его обычно используют в качестве изоляционного покрытия для сети электропроводов по всему дому. ПВХ используется при производстве раздвижных дверей и оконных рам, которые отличаются высокой прочностью, доступностью по цене и помогают экономить энергию при обогреве и охлаждении домов. Фактически, виниловые окна имеют в три раза большую теплоизоляцию, чем алюминиевые. Он также играет важную роль в обеспечении безопасности при выдаче жизненно важных лекарств через пакеты для внутривенных вливаний и медицинские трубки.Почти треть медицинских материалов на основе пластмасс производится из ПВХ.
5. Полипропилен (ПП)
Полипропилен ({C} _ {3} {H} _ {6}) _ {n} – один из самых универсальных и экономичных термопластичных полимеров во всех пластмассах. Это жесткий и частично кристаллический полимер, полученный путем полимеризации с ростом цепи пропенового (или пропиленового) мономера. Он имеет несколько свойств, которые делают его лучшим выбором из пластика, чем полиэтилен, например, более высокая температура плавления делает его пригодным для использования в производстве контейнеров, пригодных для использования в микроволновой печи, а более высокая стойкость к растрескиванию и напряжению, даже при изгибе, делает его менее уязвимым для повседневного использования. износ.Характеристики полипропилена делают его идеальным для изготовления прочных и надежных изделий, начиная от защитных автомобильных бамперов и заканчивая спасательными медицинскими инструментами и защитным снаряжением для солдат. Кроме того, из него также может быть разработан широкий спектр упаковок, помогающих защитить продукты, которыми мы пользуемся каждый день, от лекарств до йогуртов и детского питания. В текстильной промышленности используется большой объем полипропилена. Волокно PP используется во множестве приложений, включая щелевую пленку, ленту, обвязку, объемную непрерывную нить, штапельное волокно, прядение и непрерывную нить.Для морских применений используются канаты и шпагаты из полипропилена, так как они очень прочные и влагостойкие.
6. Резина
Каучук – это эластомер, то есть полимер, который в первую очередь характеризуется своей способностью восстанавливать свою первоначальную форму после деформации. Существует много различных видов каучука, но все они делятся на два основных типа: натуральный каучук и синтетический каучук. Натуральный каучук собирают в основном в виде латекса из каучукового дерева (Hevea brasiliensis) или других растений.С химической точки зрения это полимер изопрена, также известный как 2-метилбута-1,3-диен, с химической формулой ({C} _ {5} {H} _ {8}) _ {n}. Синтетические каучуки производятся на химических заводах с использованием нефтехимии в качестве отправной точки. Одним из наиболее широко известных синтетических каучуков является неопрен, химически известный как полихлоропрен, получаемый при взаимодействии ацетилена и соляной кислоты. Неопрен обладает хорошей химической стабильностью и сохраняет эластичность в широком диапазоне температур, что делает его предпочтительным материалом для изготовления гидрокостюмов, запястий и ортопедических наколенников, хирургических перчаток, рукавов для ноутбуков, ковриков для мыши и прокладок.Еще одно популярное семейство синтетических каучуков – стирол-бутадиеновый каучук (SBR), который получают в результате сополимеризации двух мономеров: стирола и 1,3-бутадиена. Эта резина широко используется для производства шин по всему миру.
7. Тефлон
Многие из нас сталкиваются с этим материалом, когда готовят еду на сковороде с антипригарным покрытием. Политетрафторэтилен (ПТФЭ) – это синтетический фторполимер тетрафторэтилена, известный под общим торговым наименованием тефлон.Это один из самых скользких искусственных материалов. Помимо использования на кухне, PTFE используется в качестве экономичного решения для различных отраслей промышленности, от нефтегазовой, химической, промышленной до электротехнической / электронной и строительной, благодаря своим обширным свойствам, таким как исключительная термостойкость и химическая стойкость, хорошая электрическая изоляционная способность в жарких и влажных средах, низкая диэлектрическая проницаемость, сильная антиадгезия, гибкость и низкое водопоглощение. Эти свойства делают тефлон пригодным для использования в некоторых автомобильных деталях, таких как прокладки, уплотнения штока клапана, уплотнения вала, прокладки для топливных шлангов, гидроусилитель руля, трансмиссия и т. Д.В химической промышленности он может использоваться в качестве покрытий для теплообменников, насосов, диафрагм, рабочих колес, резервуаров, реакционных сосудов, автоклавов, контейнеров и т. Д. Благодаря своим электрическим свойствам он широко используется в изоляции, гибких печатных платах, детали полупроводниковые и др.
8. Нейлон
Большинству из нас известен термин «нейлон» как сверхпрочное шелковистое волокно, которое обычно содержится в зонтах, носках и веревках. В химии нейлон – это общее обозначение класса полиамидов (полимеров с повторяющимися мономерными звеньями, связанными амидными связями).Нейлоны обычно получают взаимодействием бифункциональных мономеров, содержащих равные части амина и карбоновой кислоты, так что амиды образуются на обоих концах каждого мономера. Существуют разные типы нейлона в зависимости от природы мономерных звеньев. Два наиболее часто используемых нейлона:
Нейлон-66: Это один из наиболее часто используемых полиамидов в текстильной промышленности. Нейлон 66 синтезируется путем сополимеризации двух мономеров, каждый из которых содержит 6 атомов углерода, в результате чего найлон 66 получил название: гексаметилендиамин ({H} _ {2} {N} ({CH} _ {2}) _ {6} {NH } _ {2}) и адипиновой кислоты (({CH} _ {2}) _ {4} {COOH} _ {2}).Нейлон 66 часто используется, когда требуются материалы с высокой механической прочностью, жесткостью, хорошей стабильностью при нагревании и химической стойкостью. Типичные области применения нейлона 66 включают волокна для текстильных изделий, ковров, формованных деталей, труб, стяжек, конвейерных лент, шлангов, оружия в полимерном каркасе и внешнего слоя одеял стрелок.
Нейлон-6: Это еще один популярный полиамид, с которым мы можем столкнуться в повседневной жизни. В отличие от нейлона-66, нейлон-6 получают полимеризацией с раскрытием кольца одного шестиуглеродного мономера, называемого капролактамом (({CH} _ {2}) _ {5} {C (O) NH}.Волокна нейлона 6 обладают высокой прочностью на разрыв, эластичностью и блестящей поверхностью. Они не имеют морщин и невосприимчивы к истиранию, а также к химическим веществам, таким как кислоты и щелочи; однако они могут потерять свою прочность на разрыв при замачивании водой. Большая часть нейлона-6 производится в виде нитей для производства одежды, чулочно-носочных изделий, обивки, ремней безопасности, парашютов, канатов и промышленных шнуров.
9. Силикон
Силикон, также известный как полисилоксан, представляет собой высокоэффективный эластомер, состоящий из полимеризованных силоксанов (цепей, состоящих из чередующихся атомов кремния и кислорода).Варьируя длину, боковые группы и сшивание цепи -Si-O-, можно синтезировать силиконы с широким спектром свойств и составов. Эти свойства варьируются от высокотемпературных характеристик до долговечности, отличных электроизоляционных свойств, а также различной прозрачности. Обладая этими уникальными характеристиками, силиконовый каучук широко используется в таких отраслях, как аэрокосмическая, автомобильная, строительная, медицинская, электроэнергетическая, пищевая и т. Д. Например, герметики и клеи из силикона используются для герметизации и защиты дверей, окон, крыльев, и электрические компоненты в авиационном и строительном секторах.Благодаря нетоксичным свойствам силиконы часто используются в медицинском секторе для имплантатов и систем доставки лекарств. Достижения в области силиконовых технологий позволяют современным краскам и покрытиям для наружных работ служить дольше и противостоять солнечному свету и загрязнениям. Краски на основе силикона обладают исключительной адгезией, диспергируемостью пигментов и устойчивостью к химическим, атмосферным воздействиям и пятнам
10. Гидрогель
Гидрогель представляет собой трехмерную (3D) сеть гидрофильных полимеров, которая может поглощать и удерживать значительное количество воды, сохраняя при этом структуру благодаря химическому или физическому сшиванию отдельных полимерных цепей.Физические поперечные связи состоят из водородных связей, гидрофобных взаимодействий и переплетений цепей, тогда как химическая поперечная связь включает ковалентные связи между полимерными цепями. Полимеры, используемые для создания гидрогелей, обычно содержат мономеры, содержащие гидрофильные группы, такие как – {NH} _ {2}, – {COOH}, – {OH}, – {CONH} _ {2}, – {CONH} и – { SO} _ {3} {H}, поэтому они так эффективно поглощают воду. Гидрогели присутствуют в различных повседневных продуктах, таких как гель для волос, зубная паста и косметика. Некоторые суперабсорбирующие гидрогели представляют собой материалы на основе акрилата, которые в основном используются для впитывания жидкостей в одноразовых подгузниках.Высокопористая структура гидрогелей позволяет загружать и затем высвобождать лекарственные средства, облегчая долгосрочную трансдермальную доставку лекарств и обеспечивая контролируемую систему доставки лекарств. Другое важное применение гидрогелей в медицинском секторе включает тканевую инженерию (набор методов, которые могут заменять или восстанавливать поврежденные или больные ткани натуральными, синтетическими или полусинтетическими тканевыми имитаторами). Как синтетические, так и природные материалы могут использоваться для образования гидрогелей для каркасов тканевой инженерии.
Обоснование использования синтетических полимеров в повседневной жизни
Обоснование использования синтетических полимеров в повседневной жизни
Синтетические полимеры в повседневной жизни:
Синтетические полимеры широко используются для замены многих других строительных материалов, таких как камни, металлы, дерево, глина, хлопок, шерсть и натуральный каучук.
Синтетические полимеры очень стабильны. В отличие от металлов, дерева или бумаги, они не ржавеют, не гниют или не разлагаются легко в присутствии воды, кислорода или других химикатов или на солнце.
На рисунке показаны различные варианты использования синтетических полимеров.
Одно из преимуществ синтетических полимеров состоит в том, что они могут быть изготовлены со специальными свойствами для выполнения требуемой работы. Их выбирают для работы, потому что они обладают подходящим сочетанием свойств.
Ниже приведены типичные свойства синтетических полимеров:
(a) Химически стабильные
(b) В основном мягкие и гибкие, но некоторые твердые
(c) Невоспламеняющиеся
(d) Низкая плотность
(e) Относительно дешево
(f) Легко формовать или придавать форму
(g) Легко окрашивается
Стабильность синтетических полимеров делает их очень полезными, но это также означает, что от них трудно избавиться, поскольку они не поддаются биологическому разложению .
Широкое использование не поддающихся биологическому разложению синтетических полимеров с их свойствами привело к загрязнению окружающей среды. Они загрязняют нашу землю, воду и воздух.
Земля
Не поддающиеся биологическому разложению синтетические полимерные отходы будут блокировать или забивать дренажную систему, тем самым вызывая наводнение . Неправильная утилизация пластиковых контейнеров станет питательной средой для комаров , что вызовет распространение таких болезней, как лихорадка денге.
Вода
Отходы загрязняют озера и реки химическими веществами, в результате чего вода не пригодна для обитания в них водных организмов.
Воздух
При открытом сжигании синтетических полимеров выделяются вредные, едкие, кислые и ядовитые газы, загрязняющие воздух. Это вызывает парниковый эффект и проблемы с кислотными дождями.
Основным источником пластмассового сырья являются продукты нефтехимии, полученные из нефти. Нефть истощается и невозобновляема.
Синтетические полимеры со всеми их разнообразными химическими свойствами вместе с их прочностью, легким весом и простотой изготовления, безусловно, являются материалом, без которого современное общество не может жить.
Хотя синтетические полимеры вызывают проблемы с окружающей средой, мы все же можем продолжать их использовать, но более разумным образом. Это потому, что эти проблемы вызваны не полимерами, а безответственным отношением общества.
Есть несколько способов решить проблемы, вызванные использованием синтетических полимеров.
(a) Переработка
(b) Повторное использование
(c) Найти альтернативу биоразлагаемым синтетическим полимерам
(d) Надлежащий способ утилизации нежелательных синтетических полимеров
Небиоразлагаемые пластиковые пакеты для покупок и бутылки теперь заменены биоразлагаемым и фоторазлагаемым пластиком.
Переработка синтетических полимеров может быть выполнена в несколько следующих этапов:
(a) Сбор полимерных отходов
(b) Сортировка полимерных отходов
(c) Гранулирование
(d) Производство
Многие пластиковые контейнеры можно собирать, очищать и повторно использовать определенное количество раз.Использованные пластиковые материалы можно превратить в предметы декора.
У нас должен быть надлежащий способ утилизации нежелательных синтетических полимеров.