Виды полимеров: Полимер – примеры, классификация природных и синтетических в химии

alexxlab | 21.06.2020 | 0 | Разное

Полимер – примеры, классификация природных и синтетических в химии

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 791.

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 791.

Полимеры – это органические и неорганические вещества, которые подразделяются на различный типы и виды. Что представляют из себя полимеры, и какова их классификация?

Общая характеристика полимеров

Полимерами называют высокомолекулярные вещества, молекулы которых состоят из повторяющихся структурных звеньев, связанных с друг другом химической связью. Полимеры могут быть органическими и неорганическими, аморфными или кристаллическими веществами. В полимерах всегда находится большое количество мономерных звеньев, если это количество слишком мало, то это уже не полимер, а олигомер. Количество звеньев считается достаточным, если при добавлении нового мономерного звена свойства не изменяются.

Рис. 1. Полимер структура.

Вещества, из которых получают полимеры, называются мономерами.

Молекулы полимеров могут иметь линейную, разветвленную или трехмерную структуру. Молекулярный вес обычных полимеров колеблется от 10000 до 1000000.

Реакция полимеризации характерна для многих органических веществ, в которых имеются двойные или тройные связи.

Например: реакция образования полиэтилена:

nCH₂=CH₂ —> [-CH₂ -CH₂ -]n

где n – число молекул мономера, взаимно соединенных в процессе полимеризации, или степень полимеризации.

Полиэтилен получают при высокой температуре и высоком давлении. Полиэтилен химически устойчив, механически прочен и поэтому широко применяется при изготовлении оборудования в различных отраслях промышленности. Он обладает высокими электроизоляционными свойствами, а также используется в качестве упаковки продуктов.

Рис. 2. Вещество полиэтилен.

Структурные звенья – многократно повторяющиеся в макромолекуле группы атомов.

Виды полимеров

По своему происхождению полимеры можно разделить на три типа:

• природные. Природные или натуральные полимеры можно встретить в природе в естественных условиях. К этой группе относятся, например, янтарь, шелк, каучук, крахмал.

Рис. 3. Каучук.

• синтетические. Синтетические полимеры получают в лабораторных условиях, синтезирует их человек. К таким полимерам относятся ПВХ, полиэтилен, полипропилен, полиуретан. эти вещества не имеют ни какого отношения к природе.
• искусственные. Искусственные полимеры отличаются от синтетических тем, что они синтезированы хоть и в лабораторных условиях, но на основе природных полимеров. К искусственным полимерам относится целлулоид, ацетатцеллюлоза, нитроцеллюлоза.

С точки зрения химической природы полимеры делятся на органические, неорганические и элементоорганические. Большая часть всех известных полимеров являются органическими. К ним относятся все синтетические полимеры. Основу веществ неорганической природы составляют такие элементы, как S, O, P, H и другие.

Такие полимеры не бывают эластичными и не образуют макроцепей. Сюда относятся полисиланы, поликремниевые кислоты, полигерманы. К полимерам с элемнтоорганической природой относится смесь как органических, так и неорганических полимеров. Главная цепь – всегда неорганическая, боковые – органические. Примерами полимеров могут служить полисилоксаны, поликарбоксилаты, полиорганоциклофосфазены.

Все полимеры могут находится в разных агрегатных состояниях. Они могут быть жидкостями (смазки, лаки, клеи, краски), эластичными материалами (резина, силикон, поролон), а также твердыми пластмассами (полиэтилен, полипропилен).

Что мы узнали?

Тема «Полимеры» является обязательной для изучения по химии. В данной статье дается определение этому понятию, раскрываются виды и типы полимеров.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда – пройдите тест.

Пока никого нет. Будьте первым!

Оценка доклада

4. 2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 791.

---

А какая ваша оценка?

Основные виды полимеров

1 Способ:

Чтобы определить тип пластика, из которого изготовлено изделие, кусочек этого материала осторожно нагревают пламенем. Если материал расплавится, значит изделие выполнено из термопластической пластмассы, если не расплавится – применена термореактивная пластмасса. Если после того как зажженную спичку уберут, пластический материал продолжает гореть, для изготовления изделия использовались полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиметилен, органическое стекло, ацетилцеллюлоза или нитроцеллюлоза (целлулоид). Если материал не горит, изделие изготовлено из поливинилхлорида, полиамида или политетрафторэтилена.

Горючие пластики. По цвету, пламени и запаху, образующемуся при горении, определяют тип пластика. Слабым синеватым пламенем горит полиэтилен. При задувании пламени чувствуется запах горящей свечи, а продукт сгорания представляет собой мягкое, жирное на ощупь вещество. То же можно сказать и о полипропилене. Полистирол при сгорании сильно чадит, при этом появляется сладковатый запах.

Ацетилцеллюлоза, которая в не нагретом состоянии представляет собой эластичное и вязкое вещество, горит не коптящим пламенем, потрескивая, распространяя запах уксуса. Потрескивая при горении, с запахом фруктов горит твердый полиметилметакрилат. Ярким сильным пламенем горит нитроцеллюлоза (целлулоид).

Негорючие пластики. После поднесения пламени к полиамиду образуются наплывы, слышится потрескивание, а обожженный образец пахнет горелой шерстью. Если нагревать в пламени образец поливинилхлорида, конец язычка пламени окрасится в зеленый цвет и распространится резкий запах, схожий с запахом соляной кислоты.

Неплавящиеся пластики. Фенопласт после удаления пламени гаснет и имеет специфический запах. Аминопласт, нагреваемый в пламени, горит коптящим пламенем, потрескивая, после удаления из пламени продолжает гореть, распространяя запах аммиака (нашатырного спирта). Полиэфир в пламени растрескивается, после задувания пламени образуется сладковатый запах, напоминающий запах фруктов. Эпоксидная смола при поднесении пламени не растрескивается, а после удаления из пламени короткое время продолжает гореть. После задувания пламени пахнет, как горелая шерсть.

2 Способ:

Как известно, отдельным видам пластиков свойственен определенный набор косвенных признаков, знание которых поможет в полевых уловиях отнести последние к тем, либо иным группам полимеров: цвет, фактура, светопроницаемость, эластичность, упругость, характер излома.

Методика проста и заключается в анализе поведения образца пластика в открытом источнике огня, а так же продуктов сопутствующего процесса окисления (характер горения, выделяемый запах, звук).

 

Вид полимера, пластика	Поведение при нагревании	Характер горения	Запах продукта	Растворимость в агрессивных средах	Примечание
АБС пластик	Сильно коптит – хлопья копоти взмывают вверх	Горит ярким пламенем	Сладковатый, цветочный	Растворяется в растворителях (ацетон, бензол). Удовлетво-рительная устойчивость к бензину	При сгибании легко гнется. Ломается с резким треском
Полистирол и сополимеры стирола (ПС, САН-PS,SAN)	Размягчается, вытягивается в нити	Пламя ярко-желтое коптящее, аналогично АБС	Сладковатый, цветочный	Растворяется в растворителях (ацетон, бензол). Плохая устойчивость к бензину	На изломе наблюдается мелкозернистая структура
Поликарбонат (PC-ПК)	Размягчается, плавится	Загорается с трудом, гаснет после вынесения из пламени, размягчается, коптит	Сильный цветочно-плодовый	Не высокая стойкость к органических растворителям
Полиметил-метакрилат (ПММА-PMMA)	Размягчается, плавится	Горит синевато-светящимся пламенем с легким потрескиванием	Острый фруктовый запах (эфира)	Легко растворяется в дихлорэтане	Прозрачный, хрупкий
Полиэтилен (ПЭ-PE)	Размягчается, плавится	Горит спокойным синеватым пламенем; с подтеканием полимера	Горящей парафиновой свечи	При комнатной температуре не растворим в органических растворителях	Достаточно жесткий, плавает в воде
Полипропилен (ПП-PP)	Оплавляется и течет, становится прозрачным, а при остывании мутнеет	Ярко синеватое светящееся пламя	Острый и сладковатый, горящего сургуча или парафина	Размягчается в кипящей воде	Плавает в воде
Поливинил-хлорид (ПВХ-PVC)	Трудногорюч, при вынесении из пламени гаснет	Яркая голубовато-зеленоватая окраска у основания пламени пластикат коптит и при вынесении из пламени продолжает гореть	Очень резкий (хлористого водорода)	Растворим в дихлорэтане	Эластичен
Полиамиды (ПА-PA)	Разбухает, пшикает, вытягивается в нити из расплава	Пламя голубое, горит при удалении из пламени	Горелых овощей, жженой кости или волоса	Хорошая стойкость к нефтепродуктам. Растворим в серной кислоте	Высокое влаго-поглащение
Полиуретан (ПУ-TPU)	Темнеет, коптит, стекает жирными каплями	Пламя светящееся желтоватое, у основания голубое	Острый миндальный	Растворим в ледяной уксусной кислоте	Очень гибкий и эластичный материал, на морозе – хрупок
Стеклопластик
Фторопласт
ПЭТ

 

Данный метод нужно считать условным, так как образец может содержать добавки, меняющее структуру, цвет и запах полимера при горении.

Типы полимеров – VCE Chemistry

Типы полимеров – VCE Chemistry

Химия ВКЭ

ЧТО ТАКОЕ ПОЛИМЕРЫ? • Молекула полимера состоит из большого количества звеньев, называемых мономерами, соединенных вместе в цепи. • Когда мономеры соединяются вместе, образуя полимерную цепь, этот процесс называется полимеризацией. • Сополимеры образуются при использовании двух или более различных мономеров.​ ТЕРМОСМЯГЧАЮЩИЕ ПОЛИМЕРЫ ​• Пластмассы, которые могут многократно плавиться, изменять форму или затвердевать при охлаждении, называются термопластичными полимерами или термопластами . • Examples: 1.Polyvinyl chloride (PVC) 2.Nylon 3.Polystyrene 4.Polytetrafluoroethylene (teflon) 5.Polymethyl methacrylate (perspex) ​ ​ THERMOSETTING POLYMERS • Пластмассы, которые не плавятся, а обугливаются при нагревании, называются . термореактивные полимеры . Эти пластмассы должны формоваться или формоваться во время их производства. • Примеры: 1.UREA ФОРМАДЕГИД (бакелит) 2. Эпокси -смола (аральдит) 3. Формальдегид меламина (Formica) 4. Polyurethane Полимеризация 1111 • Аджина. Ад. (двойная связь в алкене разрывается) с образованием полимера полиэтилена. •Длина полимерных цепей может варьироваться от 100 до 1000 атомов углерода. • Модификация этилена путем замещения различных функциональных групп приводит к получению других мономеров, которые образуют полимеры с другими свойствами. • Примеры: полиэтилен, поливинилхлорид (ПВХ), полистирол, тефлон.

Изображение предоставлено Nolabob — собственная работа, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=37065954

КОНДЕНСАЦИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ
•Конденсационные полимеры образуются путем соединения мономерных звеньев «голова к хвосту».
•Каждое соединение (связь) сопровождается потерей небольшой молекулы, такой как вода, h30.
•Для реакции требуется наличие 2 реакционноспособных функциональных групп на каждом мономере.
Примеры: нейлон, полиэстер, хлопок, шерсть, шелк, белок, крахмал.

Kahoot викторина – полимеры

Мономеры

полимеры Аддитивная полимеризация Конденсационная полимеризация

Классификация полимеров – GeeksforGeeks

Полимер состоит из макромолекул (очень больших молекул), состоящих из нескольких повторяющихся структурных субъединиц этих молекул. Сегодня полимеры составляют основу четырех различных отраслей промышленности, а именно волокон, пластмасс, эластомеров и лаков. Этот термин «полимер» происходит от «поли», что означает «много», и «мер», что означает «единица» или «часть». Полимеры, как упоминалось выше, представляют собой макромолекулы, которые образованы повторяющимися структурными единицами в массовом масштабе. Повторяющиеся звенья состоят из мономеров, которые представляют собой простые и реакционноспособные молекулы. Эти звенья имеют ковалентные связи. Образование полимеров из соответствующих мономеров называется полимеризацией.

Трудно отнести полимеры к одной категории из-за их чрезвычайно сложной структуры, различного поведения и широкого применения. Таким образом, мы классифицируем полимеры на основе следующих:

1. Источник доступности
2. Структура
3. Полимеризация
4. Мономеры
5. Молекулярные силы

Классификация Полимеров, основанные на источниках доступности

.

Полимеры, на основе исходных доступных

. синтетические полимеры и полусинтетические полимеры в зависимости от источника доступности.

• Природные полимеры

Эти полимеры встречаются в природе в природе и содержатся в растениях и животных. Кроме того, существуют также биоразлагаемые полимеры, называемые биполимерами. Примеры включают крахмал, белки, каучук и целлюлозу.

• Полусинтетические полимеры

Эти полимеры разработаны из природных полимеров и химически модифицированы. Например, ацетат целлюлозы, нитрат целлюлозы и т. д.

• Синтетические полимеры

Эти полимеры полностью созданы человеком. Пластик, который мы обычно используем, является наиболее широко используемым синтетическим полимером. Синтетические полимеры используются в промышленности и некоторых молочных продуктах. Примеры включают полиэфир, нейлон-6, 6, 6 и т. д.

Классификация полимеров на основе их структуры

В зависимости от структуры полимеры классифицируются как линейные полимеры, полимеры с разветвленной цепью и полимеры с поперечными связями.

• Линейные полимеры

Линейные полимеры имеют такую ​​структуру, что имеют длинные и прямые цепи. Например, поливинилхлорид (ПВХ) используется в электрических кабелях и трубах.

• Полимеры с разветвленной цепью

Полимеры с разветвленной цепью — это такие полимеры, в которых линейные цепи образуют разветвления. Например, полиэтилен низкой плотности.

• Сшитые полимеры

Сшитые полимеры состоят из бифункциональных и трифункциональных мономеров. По сравнению с линейными полимерами они имеют более прочную ковалентную связь. Примеры включают меламин и бакелит.

Классификация полимеров на основе полимеризации

На основе полимеризации полимеры классифицируются как аддитивная полимеризация и конденсационная полимеризация.

• Аддитивная полимеризация

В аддитивной полимеризации молекулы одного и того же или разных мономеров объединяются вместе в огромных количествах, образуя полимеры. Эти мономеры представляют собой ненасыщенные соединения, такие как алкены, алкадиены и их соответствующие производные.

Например, тефлон, поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилен и т. д. являются полимерами присоединения.

• Полимеризация конденсацией

В полимеризации конденсации происходит повторение реакции конденсации между двумя бифункциональными или трифункциональными мономерными звеньями.

Например, перилен, полиэфиры, нейлон-6, 6 и т. д. являются конденсационными полимерами.

Классификация на основе мономеров

На основе мономеров полимеры можно разделить на гомомеры и гетерополимеры.

• Хомомер

В гомомерах присутствуют мономерные звенья только одного типа. Пример – полиэтилен.

• Гетерополимер или сополимер

В отличие от гомомеров, гетерополимеры состоят из различных типов мономерных звеньев. Примером может служить нейлон-6, 6.

Классификация на основе молекулярных сил

На основе молекулярных сил полимеры классифицируются как эластомеры, волокна, термопласты и термореактивные полимеры.

• Эластомеры

Эластомеры имеют слабые силы взаимодействия. Примерами являются каучук и Buna-S.

• Волокна

Волокна обладают жесткостью, прочностью, высокой прочностью на растяжение и очень сильными силами взаимодействия. Примером является нейлон -6, 6.

• Термопласты

Термопласты имеют промежуточные силы притяжения. Например, поливинилхлорид.

• Термореактивные полимеры

Термореактивные полимеры значительно улучшают механические свойства материала. Они также обеспечивают повышенную термическую и химическую стойкость. Примеры включают фенолы, эпоксидные смолы и силиконы.

Структура полимеров

Окружающие нас полимеры в основном состоят из углеводородной основы. Углеводородная цепь представляет собой длинную цепь связанных атомов углерода и водорода, возможно, из-за четырехвалентной природы углерода.

Несколькими примерами полимера с углеводородной основной цепью являются полистирол, полипропилен, полибутилен. Кроме того, существуют полимеры, в основе которых вместо углерода лежат другие элементы. Например, нейлон имеет атомы азота в основной цепи повторяющегося звена.

Типы полимеров

В зависимости от типа основной цепи полимеры можно разделить на:

1. Органические полимеры: Состоит из углеродной цепи.
2. Неорганические полимеры: Состоит из основной цепи, состоящей из элементов, отличных от углерода.

Концептуальные вопросы

Вопрос 1: В чем разница между аддитивной и конденсационной полимеризацией?

Ответ:

Аддитивная полимеризация	Конденсационная полимеризация
Кроме того, при полимеризации молекулы одного и того же или разных мономеров объединяются в большие количества.	При конденсационной полимеризации происходит повторение реакции конденсации между двумя бифункциональными или трифункциональными мономерными звеньями.
Не производит побочных продуктов.	Вода, аммиак и HCl как некоторые побочные продукты.
Образуется в результате добавления мономеров.	Образуется в результате конденсации мономеров.
Молекулярная масса полимера кратна заданной молекулярной массе мономера.	Молекулярная масса полимера не кратна заданной молекулярной массе мономера.
Радикальные инициаторы и кислоты или основания Льюиса являются катализаторами аддитивной полимеризации.	Катализаторами конденсационной полимеризации являются кислоты, основания, цианид-ионы и комплексные ионы металлов.
Например, тефлон, поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилен и т. д. являются полимерами присоединения.	Например, перилен, полиэфиры, нейлон-6, 6 и т. д. являются конденсационными полимерами.

Вопрос 2: Каковы различные основания классификации полимеров?

Ответ:

Мы классифицируем полимеры на основе следующего:

1. Источник доступности
   1. Natural Polymers
   2. Synthetic Polymers
   3. Semi-Synthetic Polymers
2. Structure
   1. Linear Polymers
   2. Branched-chain Polymers
   3. Cross-linked Polymers
3. Polymerization
   1. Addition Polymerisation
   2. Condensation Полимеризация
4. Мономеры
   1. Гомомер
   2. Гетерополимер
5. Молекулярные силы
   1. Эластомеры
   2. Волокна
   3. Термопласты
   4. Термореактивные полимеры

Вопрос 3: Что такое полимеризация?

Ответ:

Полимеры представляют собой макромолекулы, которые образованы повторяющимися структурными единицами в массовом масштабе. Повторяющиеся звенья состоят из мономеров, которые представляют собой простые и реакционноспособные молекулы. Эти звенья имеют ковалентные связи. Полимеризация – это образование полимеров из соответствующих мономеров.

Вопрос 4: Различия между эластомерами и волокнами.

Ответ:

Эластомеры	Волокна
Эластомеры обладают свойствами, подобными твердым каучукам.	Волокна представляют собой нитеобразующие твердые вещества с высокой прочностью на растяжение.
Обладают слабыми силами взаимодействия.	У них сильные силы взаимодействия, такие как водородная связь.
Примерами являются каучук и Buna-S.	Примерами являются полиэфиры и нейлон 6, 6.

Вопрос 5: Классифицируйте и объясните полимеры на основе мономеров.

Ответ:

Полимеры представляют собой макромолекулы, которые образованы повторяющимися структурными единицами в массовом масштабе.