Синтетический полимер полиэтилен – – , , | Pandia.ru

alexxlab | 02.06.2020 | 0 | Вопросы и ответы

Полиэтилен

Полиэтилен – простейший из углеводородных полимеров. Получается в виде двух модификаций: низкой и высокой плотности.

Полиэтилен низкой плотности состоит из разветвленных цепей и получается радикальной полимеризацией этилена при высоком давлении. Это один из самых легких полимеров (плотность 0,92 г\см³ ), он не растворяется в органических растворителях, устойчив к действию кислот и щелочей, имеет довольно высокую температуру плавления – 110-120^о и выдерживает дезинфекцию кипячением. Из полиэтилена низкой плотности изготовляют пленку для упаковки пищевых продуктов и медикаментов, флаконы с пипетками для глазных капель, бутылки.

Полиэтилен высокой плотности (0,92 г\см³) состоит из линейных цепей и получается координационной полимеризацией. По сравнению с полиэтиленом низкой плотности он имеет бóльшую механическую прочность, меньшую газопроницаемость и химически более устойчив. Применяется для изготовления коррозионно-устойчивых труб, предметов домашнего обихода.

Полипропилен

Может быть получен в виде атактического, синдиотактического и изотактического полимеров. Последний обладает более высокими механическими свойствами.

Полипропилен превосходит полиэтилен по прочности, химической устойчивости и теплостойкости. Изделия из него легко стерилизуются. Из него изготавливают одноразовые шприцы, капельницы, узлы аппаратов искусственного кровообращения. Детали из полипропилена используются в радиоаппаратуре.

Полистирол

Полистирол получается в основном радикальной полимеризацией в виде атактического полимера. В отличие от полиэтилена и полипропилена полистирол почти не эластичен, представляет собой стеклообразную массу, из него изготовляют, в частности, диски для цифровой записи. Химически инертен и обладает высокими электроизоляционными свойствами. Пенополистирол используется как термоизолятор и упаковочный материал.

Поливинилхлорид

Хлорсодержащий полимер, устойчивый к действию кислот и щелочей. Производится в больших количествах как один из наиболее многоцелевых полимеров. Он хорошо смешивается с различными наполнителями, что дает возможность получать различные изделия в виде труб, пленок, волокон.

Поливинилхлорид применяется в медицине для изготовления катетеров, дренажей, воздуховодов.

Фторсодержащие полимеры

Полимеры, содержащие атомы фтора – фторопласты – отличаются исключительно высокой стойкостью к действию кислот, щелочей, окислителей и органических растворителей.

Политетрафторэтилен (тефлон, фторопласт-4)

образует длинные линейные плотно упакованные цепи и представляет собой тяжелый полимер с температурой плавления выше 250^о.

Связь C-F настолько прочна, что не разрывается под действием практически всех реагентов. Величина радиуса фтора такова, что его атомы полностью экранируют углеродную цепь, защищая её от воздействия агрессивных агентов:

Этим объясняется исключительная химическая стойкость фторопластов.

Недостатком политетрафторэтилена является трудность его переработки в изделия.

Политрифторхлорэтилен (фторопласт-3)

несколько уступает тефлону по химической и термической стойкости, но легче поддается переработке.

Сополимер тетрафторэтилена с перфторпропиленом, сохраняя химическую и термическую устойчивость, имеет менее плотную упаковку цепей, чем тефлон, и может перерабатываться по обычной технологии литья под давлением.

Фторсодержащие каучуки обладают уникальной устойчивостью к действию высоких температур и агрессивных агентов. Их разработка и применение позволили решить многие кардинальные вопросы в создании авиационной и космической техники.

studfiles.net

Синтетический полимер полиэтилен |

16.08.2014. Категория: Литье изделий из пластмасс  

Всем известный полиэтилен является обычным синтетическим полимером, относящимся к классу полиолефинов. Он получается способом быстрой полимеризации этилена в твердое вещество. Полиэтилен – твердый материал, который может производиться как при высоком давлении, так и при пониженном. Эти методы позволяют получать полиэтилен высокой и низкой плотности, свойства которых несколько различаются. В случае полиэтилена низкой плотности используются так называемые комплексные металлорганические катализаторы, находящиеся в суспензии. Еще полиэтилен можно получать в результате применения газофазного метода полимеризации. И практически всегда при производстве полиэтилена используются высокие температуры, которые сильно ускоряют этот процесс.

Способы производства полиэтиленов бывают разными. От способа также зависит получение того или иного вида или типа полиэтилена, который будет обязательно отличаться по своим свойствам от других типов. Например, самыми популярными полиэтиленами являются: полиэтилен сверхвысокомолекулярный, линейный полиэтилен с пониженной плотностью, а также полиэтилен бимодальный. Кроме этого, сейчас активно начала использоваться в промышленности полиэтилен, который получают при применении металлоценовых катализаторов. Но в данном случае стоимость полиэтилена резко возрастает – это очень качественный и твердый материал.

Полиэтилен имеет вполне определенную форму выпуска. Это всегда небольшие стабилизированные гранулы со средним диаметров от 2 до 5 миллиметров. Эти гранулы могут окрашиваться в необходимые цвета. Также возможно изготовление порошка полиэтилена в виде порошка (используется очень редко). В настоящее время из полиэтилена выпускается множество изделий самых разных сфер деятельности человека. И это самый распространенный в мире полимер, использующийся повсеместно!

Отметим, что сверхпопулярность полиэтилена целиком и полностью объясняется его уникальными качествами и свойствами. Например, данный материал очень пластичный, великолепно справляется с механическими нагрузками, совершенно не имеет запаха и в то время является прекрасным диэлектриком. Материал, помимо всего прочего, абсолютно не восприимчив к щелочам любой концентрации, плавиковой и соляной кислотам и растворам всех солей. Полимер совершенно не боится воздействия алкоголя, бензина, природных соков и масел. Давно доказано, что полиэтилен не вступает в реакцию с растворителями, может нагреваться в вакууме и в среде с инертным газом. Его использование может проводиться даже при температуре до -70 градусов.

Нанести вред изделию из полиэтилена можно лишь 50% азотной кислотой, фтором или хлором, но только в его газообразном состоянии. Его деструкция происходит при довольно высокой температуре – около +80 градусов. Фотодеструкция возникает только в случае прямого действия ультрафиолетовых лучей.

Данный полимер сейчас необыкновенно распространен. Из него производятся изделия самой разной сферы и области.

spektr-izoplast.com

Полиэтилен – самый дешевый полимер

09.08.2014

Полиэтилен – один из самых дешевых синтетических полимеров, который представляет собой белое твердое вещество, иногда с сероватым оттенком. Данный продукт выпускают почти все крупные компании отечественного нефтехимпрома. В качестве основного сырья используют этилен. Синтез полиэтилена происходит при разных уровнях давления: низком, среднем и высоком. Наиболее популярен полиэтилен низкого давления (ПНД) и высокого давления (ПВД).

Производство полиэтилена высокого давления включает следующие этапы. В промышленном производстве для получения полиэтилена высокого давления используется технология полимеризации этилена посредством автоклавы. Также может быть задействован трубчатый реактор.

Производство ПВД в реакторе предполагает радикальный механизм под воздействием кислорода или смеси бензоила, лаурила. Этилен смешивается с инициатором, нагревается до 700 градусов, сжимается посредством компрессора и поступает сначала в одну часть реактора, где его температура поднимается до 1800 градусов, затем во вторую часть, где происходит полимеризация. Температура при этом составляет 190–300 градусов, а давление 130–250 Мпа. Время нахождения этилена в трубчатом реакторе составляет 70–100 с. Далее из образованного полиэтилена необходимо удалить непрореагировавший этилен. Очищенный продукт охлаждается и гранулируется. Полученные гранулы еще нужно подсушить, а потом можно упаковывать. Товарный продукт изготавливается в окрашенном и неокрашенном виде.

Производство полиэтилена низкого давления включает следующие этапы. Самым распространенным способом производства ПНД является полимеризация в гексане (растворе). Главным условием успешной полимеризации является постоянная температура на уровне 50–60 градусов. Температура поддерживается за счет этилена. К минусам данной технологии относятся остатки катализатора, которые загрязняют ПНД. Это ухудшает химические показатели полиэтилена и придают ему коричневый цвет. Для удаления катализатора используют химический способ. Отмывают полимер в центрифуге. Для этого применяется метиловый спирт. В некоторых случаях вместо центрифуги используют гидроциклон.

После того, как ПНД промыт и отжат, в него добавляют специальные вещества, которые должны повысить качество полимера. Для осветления используют стабилизатор и этиленгликоль, а для придания блеска – воск. После этого продукт сушится и гранулируется. Чаще всего реализуется в виде цветных и бесцветных гранул, реже – порошком.

Полиэтилен – один из самых дешевых синтетических полимеров, который представляет собой белое твердое вещество, иногда с сероватым оттенком. Данный продукт выпускают почти все крупные компании отечественного нефтехимпрома. В качестве основного сырья используют этилен. Синтез полиэтилена происходит при разных уровнях давления: низком, среднем и высоком. Наиболее популярен полиэтилен низкого давления (ПНД) и высокого давления (ПВД).

Производство полиэтилена высокого давления включает следующие этапы. В промышленном производстве для получения полиэтилена высокого давления используется технология полимеризации этилена посредством автоклавы. Также может быть задействован трубчатый реактор.

Производство ПВД в реакторе предполагает радикальный механизм под воздействием кислорода или смеси бензоила, лаурила. Этилен смешивается с инициатором, нагревается до 700 градусов, сжимается посредством компрессора и поступает сначала в одну часть реактора, где его температура поднимается до 1800 градусов, затем во вторую часть, где происходит полимеризация. Температура при этом составляет 190–300 градусов, а давление 130–250 Мпа. Время нахождения этилена в трубчатом реакторе составляет 70–100 с. Далее из образованного полиэтилена необходимо удалить непрореагировавший этилен. Очищенный продукт охлаждается и гранулируется. Полученные гранулы еще нужно подсушить, а потом можно упаковывать. Товарный продукт изготавливается в окрашенном и неокрашенном виде.

Производство полиэтилена низкого давления включает следующие этапы. Самым распространенным способом производства ПНД является полимеризация в гексане (растворе). Главным условием успешной полимеризации является постоянная температура на уровне 50–60 градусов. Температура поддерживается за счет этилена. К минусам данной технологии относятся остатки катализатора, которые загрязняют ПНД. Это ухудшает химические показатели полиэтилена и придают ему коричневый цвет. Для удаления катализатора используют химический способ. Отмывают полимер в центрифуге. Для этого применяется метиловый спирт. В некоторых случаях вместо центрифуги используют гидроциклон.

После того, как ПНД промыт и отжат, в него добавляют специальные вещества, которые должны повысить качество полимера. Для осветления используют стабилизатор и этиленгликоль, а для придания блеска – воск. После этого продукт сушится и гранулируется. Чаще всего реализуется в виде цветных и бесцветных гранул, реже – порошком.

Органическая химия. Полимеры. Полиэтилен. Полипропилен
Уроки по химии. Органическая химия. Подготовка к ЕГЭ. Органическая химия. Полимеры. Классификация полимеров по происхождению и способу получения. Полимеры.



www.akvatruboplast.ru

Синтетические полимеры – HimHelp.ru

Общая характеристика

Пластмассами называют материалы на основе полимеров, способные изменять свою форму при нагревании и сохранять новую форму после охлаждения. Благодаря этому свойству пластмассы легко поддаются механической обработке и используются для производства изделий с заданной формой. Пластмассы бывают двух основных типов: термопластичные и термореактивные. Термопластичные пластмассы могут многократно изменять свою форму при нагревании и последующем охлаждении. К…

Полиэтилен

Полиэтилен (-СН2-СН2-)n — один из простейших полимеров. Его молекулярная масса колеблется от 20 тыс. до 3 млн. в за­висимости от способа получения. Полиэтилен с низкой молеку­лярной массой и разветвленной структурой получают радикальной полимеризацией этилена при высоком давлении (120-150 МПа) в присутствии кислорода или органических пероксидов. Если процесс полимеризации проходит при низком давлении в присутствии металлоорганических…

Полипропилен

Полипропилен (-СН2-СН(СН3)-)n получают полимеризацией пропилена под давлением в присутствии металлоорганических катализаторов. При этом образуется стереорегулярный полимер. Полипропилен по свойствам похож на полиэтилен, однако отличается от него более высокой температурой размягчения (160-170 °С против 100-130 °С). Полипропилен используют для изготовления изоляции, труб, деталей машин, химической аппаратуры, канатов. Конфигурации полимеров на основе монозамещенных производ­ных этилена. Большие кружки…

Полистирол

Полистирол (-СН2-СН(С6Н5)-)n — термопластичный полимер, имеющий линейную структуру и молекулярную массу от 50 тыс. до 300 тыс. По свойствам он похож на полиэтилен. Темпера­тура размягчения атактического полистирола 85 °С, а изотактического полимера — 230 °С. Полистирол используют для изготов­ления деталей радиоаппаратуры, облицовочных плит, посуды, игрушек и других изделий. Широко применяются сополимеры стирола с акрилонитрилом и…

Поливинилхлорид

Поливинилхлорид (-Ch3—CHCl-)n — термопластичный полимер с молекулярной массой от 300 до 400 тыс. Он отличается хорошей прочностью и высокой химической стойкостью, поэто­му из него изготавливают детали химической аппаратуры, работающей в агрессивных средах.

Фенолоформальдегидная смола

Фенолоформальдегидная смола — термореактивный поли­мер, который получают по реакции поликонденсации фенола с формальдегидом в присутствии кислот. Начало процесса поли­конденсации можно представить следующим образом: Образующаяся молекула может через молекулу формальдегида соединяться с другими молекулами фенола. Если процесс соеди­нения происходит только в орото-положениях к ОН-группе, то образуется линейный термопластичный полимер. При нагревании этого полимера возможно соединение различных…

Натуральный каучук

Каучуки — продукты полимеризации диенов и их производных. Натуральный каучук получают из латекса — сока некото­рых тропических растений. Его строение можно установить по химическим свойствам: каучук присоединяет бром, бромоводород и водород, а при нагревании без доступа воздуха распадается с образованием изопрена (2-метилбутадиена). Это означает, что каучук представляет собой непредельный полимер — полиизо­прен. При более детальном…

Синтетические каучуки

Промышленный спрос на каучук значительно превосходит возможности его природных источников, поэтому химикам пришлось решать проблему синтеза каучука, не уступающего по свойствам натуральному продукту. Первый промышленный синтетический каучук был получен в России в 1931 г. Профессор С.В.Лебедев открыл экономичный способ производства бутадиена из этилового спирта и осуществил полимеризацию бутадиена по радикальному меха­низму в присутствии металлического натрия:…

www.himhelp.ru

Синтетические полимеры

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

Что такое полимеры

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

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

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

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

Классификация полимеров

Условная систематизация подразделяет их на такие группы:

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

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

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

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

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

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

fb.ru

Синтетические полимеры | Новости в строительстве

Синтетические полимеры в зависимости от метода получения делятся на поликонденсационные и полимеризационные. Сегодня, в рамках данной статьи,  мы с вами познакомимся более основательно с каждой из этих подгрупп.

В технологии производства строительных пластмасс полимеры, получаемые из простейших веществ( мономеров) методом синтеза подразделяются по способу производства на два класса:

класс А-полимеры, получаемые цепной полимеризацией.

класс Б-полимеры, получаемые поликонденсацией и ступенчатой полимеризацией.

Таким образом, в основу классификации полимеров положены состав и методы получения полимеров а также их внутреннее строение. Синтетические полимеры в зависимости от метода получения делятся на поликонденсационные и полимеризационные.

Поликонденсационные полимеры

♦ Феноло-альдегидные полимеры получают в результате реакции поликонденсации фенолов (крезола, фенола, резорцина и других) с альдегидами ( фурфуролом, формальдегидом, лигнитоном и др.) Феноло-формальдегидный полимер получил широкое применение в технике.Полимер изготовляют из фенола и формальдегида. Фенол (С6Н5ОН) получают синтетическим путем  из каменеугольного дегтя. Формальдегид( СН2О)-путем окисления метана или метилового спирта.

Формальдегид это газ которого используют в виде водного раствора под названием формалин. Фенол вступает в реакцию с формальдегидом при нагревании в водных растворах кислот или щелочей в присутствии катализаторов.

Новолачные ( новолаки) полимеры с линейным строением молекул и термопластичными свойствами получают при избытке фенола и конденсации в кислой среде.

Резольные термореактивные полимеры с трехмерным строением молекул образуются при избытке формальдегида и конденсации в щелочной среде.

Феноло-формальдегидные полимеры при нормальной температуре представляют собой твердые и хрупкие вещества темно-коричневого или светлого цвета, с плотностью 1,2…1,27 г/см³. Эти полимеры с наполнителями из древесной стружки, стекляным волокном, тканью и бумагой хорошо совмещаются. При этом получаются более прочные и менее хрупкие пластики, чем сами полимеры.



Изделия на основе фенол-формальдегидных полимеров

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поэтому феноло-формальдегидные полимеры довольно широко применяют в качестве связующего при изготовлении древесно-стружечных плит (ДСтП), стеклопластиков, бумажно-слоистых пластиков и разнообразных изделий из минеральной ваты. Для получения бакелитовых лаков, клеев и водостойкой фанеры используют эти же самые полимеры ( феноло-формальдегидные полимеры). Из твердых резольных полимеров, обладающие высокие диэлектрические свойства, приготовляют пресс-порошки и фаолит, которых применяют в производстве труб, электротехнических изделий, листов и плиток. Широкому распространению в технике феноло-формальдегидных полимеров способствует их относительная низкая стоимость.

♦ Кабамидные ( мочевино-формальдегидные или амино-формальдегидные) полимеры изготовляют из мочевины и формальдегида. Мочевина ( карбамид) СО(Nh3)2  представляет собой в чистом виде крупные призматические  бесцветные кристаллы, которые хорошо растворяются в хлороформе и воде. Мочевину получают из углекислого газа и аммиака. Карбамидные полимеры являются бесцветными, и хорошо окрашиваются в различные цвета. Полимеры являются сравнительно дешевыми в изготовлении. Их применяют для изготовления теплоизоляционных материалов ( ячеистых пластмасс и сотопластов), клеев, волокнистых и слоистых пластиков.

♦ Кремнийорганические полимеры представляют собой особую группу полимеров. Методы получения кремнийорганических полимеров были разработаны академиком К.А. Андриановым еще в 1935-1937 гг. Особенностью строения макромолекулы полимера является наличие кремнийкислородной ( силоксановой) связи. В строительстве наиболее широко применяются кремнийорганические полимеры типа (R-радикал, например С2Н5).

Рисунок-1.Строение макромолекулы кремнийорганического полимера

 

 

 

 

 

В кремнийорганическом полимере молекулы построены из кремнеземистого скелета с органическими ответвлениями( радикалами). Поэтому такой полимер выгодно сочетает лучшие свойства силикатных материалов ( высокую теплостойкость) и обычных синтетических полимеров(эластичность). Кремнийорганические полимеры получают из низкомолекулярных кремнийорганических соединений-алкил( арил) хлорсиланов и др.

Низкомолекулярные кремнийорганические полимеры  в виде жидкостей (ГКЖ-10; ГКЖ-11; ГКЖ-94) используют в производстве лакокрасочных материалов в качестве водооталкивающих фасадных красок. также эти жидкости добавляют в бетон для придания бетонной смеси гидрофобных свойств.

Высокомолекулярные полимеры сшитой структурой обладают теплостойкостью и жесткостью. Обычные органические полимеры неустойчивы уже при температуре 100-140 °С, а кремнийорганические выдерживают без разрушения температуру 300-500°С. Поэтому на основе этих полимеров изготовляют жароупорные лаки и эмали. Их же используют в производстве пенопластов и клеев. При изготовлении волокнистых и слоистых пластиков, кремнийорганические полимеры  используют в виде связующих и пропиточных составов.

♦ Эпоксидные полимеры получили свое название в виду наличия в их молекул эпоксигруппы (смотри рис-2). Промышленное производство полиэпоксидов было начато сравнительно недавно в 1948 г. Основным сырьем для эпоксидных полимеров является эпихлоргидрин , получаемый из глицерина и пропилена. В большинстве случаев эти полимеры представляют собой жидкости различной вязкости.

Рисунок-2. Эпоксигруппа эпоксидных полимеров

 

 

 

 

Эпоксидные смолы характеризуются высокой химической стойкостью, за исключением сильных окислителей и влажного хлора. Материалы на их основе, такие как краски, мастики, клеи,растворы и бетоны отличаются высокой прочностью и универсальной клеящей способностью к бетону, керамике, металлу, стеклу и другие. Эти замечательные свойства сочетаются у них с относительно высокой теплостойкостью ( 100-150°С).

В качестве отвердителей эпоксидных смол применяют:

◊ При холодном отверждении -полиэтиленполиамин, гексаметилендиамин (ГМД).

◊ При горячемотверждении-фталевый ангидрид, меламин, карбамидные смолы и другие.

♦ Полиэфиры-это группа полимеров получаемые в результате поликонденсации многоосновных кислот со спиртами. Глифталевый полимер из этой группы получил широкое применение. Его готовят из глицерина и фталевого ангидрида. Глицерин представляет собой простейший трехатомный спирт C3H5(OH)3. Получают его синтезом из продуктов нефтепереработки. Фталевый ангидрид С6Н4(СО)2О является продуктом окисления  нафталина который выделяется из каменноугольного дегтя.Относительная дешевизна и распространенность исходного сырья позволяют применить полиэфирные полимеры для изготовления стеклопластиков, санитарно-технических изделий, цветных и светопрозрачных покрытий,фасадных красок, клеев, лаков и других изделий.

Полиэфирные полимеры стойки к концентрированному раствору окисляющих кислот, к  влажному хлору, разрушающим фурановые и эпоксидные полимеры.Но при  длительном воздействии воды понижается прочность полиэфирного полимера до 40%, при этом уменьшается и его адгезионная способность.

♦ Полиамидные полимеры получают в результате реакции поликонденсации двухосновных кислот и диаминов, сходны с полиэфирами. Их применяют например в виде влагоизолирующих пленок.

♦ Полиуретаны готовят из изоцианатов и многоатомных спиртов, содержащих две и более гидроксильные группы.Линейные полиуретаны применяют для изготовления пленок, волокон, листовых материалов , которые выдерживают высокую влажность и температуру до 110°С.

Полиуретановые каучуки синтезируют из диизоцианатов и полиэфиров. В зависимости от вида полиэфира получают жесткие и мягкие эластичные материалы, а из них прекрасные теплоизоляционные и звукоизоляционные пластмассы. Полимеры получаемые путем модификации природных высокомолекулярных веществ ( белков, целлюлозы) имеют определенное значение для строительства. Из ацетилцеллюлозы вырабатывают прочные и водостойкие лаки для окрашивания древесины и металла.

Полимеризационные  полимеры

♦ Полиэтилен (—СН2—СН2—)n получают путем полимеризации этилена следующим образом:

〈 При высоком давлении 120-250 МПа;

〉 При среднем давлении3-7МПа в углеводородных растворителях с окиснометаллическими катализаторами;

〈 При атмосферном или небольшом избыточном давлении ( 00,5-0,6 МПа) с участием металлоорганических катализаторов.

Полиэтилен представляет собой твердый белый роговидный продукт. Его выпускают в виде гранул размером 3-5 мм или в виде белого порошка. Технические свойства полиэтилена зависят от молекулярной массы, разветленности цепи и степени кристалличности. Поэтому на свойства полиэтилена влияет метод его производства.Полиэтилен низкого давления имеет в основном кристаллическую структуру, ему свойственны твердость и жесткость.

Полиэтилен высокого давления обладает большой гибкостью в тонких пленках, так как состоит на 40-45 % из аморфной фазы, представляющей недостаточно упорядоченные участки молекул. Полиэтилен является одним из самых легких полимеров с плотностью 0,92-0,97 (меньше плотности воды).При растяжении (12-32МПа) в сочетании с высоким пределом прочности это дает высокий коэффициент конструктивного качества.

Высокие прочностные свойства полиэтилена сочетаются благоприятно с незначительным водопоглощением (0,03-0,04%) высокими показателями по морозостойкости и высокой химической стойкостью. Хорошая морозостойкость полиэтилена обусловлена низкой температурой стеклования аморфной фазы (-80°С по В. А. Кирееву). Свойственные всем линейным полимерам особенности учитывают  и для полиэтилена, такие как малая твердость, большой коэффициент теплового расширения, ограниченная теплостойкость(108-130°С), сравнительно низкий модуль упругости (150-800 МПа) и другие.

При введении в полиэтилен  2% сажи, получаются хорошие результаты( по В. А. Воробьеву). Применяют полиэтилен для изготовления гидроизоляционных материалов , санитарно-технического оборудования, труб и других изделий.

♦ Поливинилхлорид ПВХ является продуктом полимеризации винилхлорида. В нормальных условиях мономер (СН2=СНСl) представляет собой безцветный газ обладающий эфирным запахом. Винилхлорид он же хлорвинил получают из дихлорэтана и из ацетилена. Применяют при этом эмульсионный, блочный( полимеризация в массе) и суспензионный методы полимеризации винилхлорида. Поливинилхлорид выделюят сушкой или коагуляцией из эмульсий.



Изделия из поливинилхлорида (ПВХ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поливинилхлорид представляет собой белый ( иногда желтоватый) порошок аморфного строения лишенный  вкуса и запаха.  Температурный предел эксплуатации полимера 60°С. Плотность поливинилхлорида составляет 1,38-1,4 ( примерно в 1,4 раза больше, чем полиэтилена). Это говорит о высокой плотности упаковки цепей поливинилхлорида, которая обуславливает высокую прочность полимера при растяжении( 50-60МПа) и изгибе (80-120МПа), а также сравнительно большую твердость(по Бринеллю 15-16).

Высокие механические свойства поливинилхлорида определили главные области его применения в строительной отрасли. Полимер используется главным образом для производства разнообразных материалов для чистых полов: однослойного безосновного линолеума, линолеумов на тканевой и теплой основах, многослойных линолеумов, плиток для полов.

Из поливинилхлорида изготовляют отделочные декоративные материалы и гидроизоляционные материалы. Стойкость к действию кислот, бензина, спирта, щелочей, смазочных масел является ценным свойством полимера. Его используют довольно широко при производстве труб для системы канализации, водоснабжения и технологических трубопроводах. Из  поливинилхлорида изготовляют поручни, плинтусы, ячеистые теплоизоляционные материалы.

Из недостатков выделяют: резкое снижение прочности при повышении температуры, и ползучесть при длительном действии нагрузки.

♦ Перхлорвинил получают хлорированием поливинилхлорида в хлорбензоле до содержания 60-80% хлора. Хорошо зарекомендовали себя  перхлорвиниловые составы в качестве фасадных красок. Устойчивость перхлорвинила к агрессивным средам ( щелочам, кислотам) благоприятствует их долговечности. Температура размягчения перхлорвинила 85-100 °С.

♦ Полистирол является одним из наиболее применяемых полимеров. Его получают путем полимеризации мономера -стирола (С6Н5СН=СН2). Стирол( винилбензол) получают из бензола и этилена. В противоположность мономеру полистирол лишен запаха и вкуса, физиологически безвреден. При обычной температуре полистирол представляет собой твердый прозрачный материал, на стекло похожий и пропускающий до 90% видимой части спектра.

Листы полистирола для теплоизоляции

 

 

 

 

 

 

Полистирол выпускают в виде гранул (6-10 мм), крупного или мелкозернистого порошка, а также в виде бисера ( при суспензионном методе производства) с влажностью до 0,2%. Применяемый в строительстве полистирол имеет аморфное строение, хотя при определенных условиях производства получают полимер с большим содержанием кристаллической фазы ( до 50%). Степень полимеризации колеблется от 500 до 2000, что соответствует молекулярной массе полимера от 50000 до 200000.

Полистирол легок( его плотность 1,04-1,06) и малотеплопроводен( теплопроводность 0,09-0,15 Вт/(м·°С). Поэтому он в больших количествах идет для производства пенополистирола. Обладая высокими механическими свойствами (Rp=35-60МПа, Rож=80-110 МПа)полистирол водостоек сопротивляется хорошо действию концентрированных кислот( кроме ледяной уксусной кислоты и азотной кислоты). Полистирол противостоит растворам щелочей ( с концентрацией до 40%).

Благодаря этим свойствам полистирольные облицовочные плитки являются долговечными и их можно применить в замен керамических  в качестве облицовки стен ванных комнат, кухонь, санузлов, лабораторных помещений и так далее. Плитки изготовляют методом литья под давлением с применением литьевых машин. Из полистирола также делают трубки для электропр

stroivagon.ru

Синтетические полимеры. Представители синтетических пластмасс. Пластмассы и их характеристика.

Пластические конструкционные материалы на основе органических полимеров называют пластмассами. По масштабам производства среди полимеров пластмассы занимают первое место. Основой состава является высокомолекулярное соединение — полимер.

Пластмассы – это материалы, полученные на основе полимеров, способные приобретать заданную форму при изготовлении изделия и сохранять ее в процессе эксплуатации.

Пластмасса – это материал, в котором связующим компонентом служит полимер, а остальные составные части – наполнители, пластификаторы, красители, противоокислители и др. вещества.

Особая роль отводится наполнителям, которые добавляют к полимерам. Они повышают прочность и жёсткость полимера, снижают его себестоимость. В качестве наполнителей могут быть стеклянные волокна, опилки, цементная пыль, бумага, асбест и др. Поэтому такие пластмассы, как, например, полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол,фенолформальдегидные, широко применяются в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, в медицине, культуре, в быту.

Поливинилхлорид (ПВХ)— бесцветная, прозрачная пластмасса, термопластичный полимер винилхлорида. Отличается химической стойкостью к щелочам, минеральным маслам, многим кислотам и растворителям. Не горит на воздухе и обладает малой морозостойкостью (−15 °C). Нагревостойкость: +66 °C.

Применяется для электроизоляции проводов и кабелей, производства листов, труб (преимущественно хлорированный поливинилхлорид), пленок, пленок для натяжных потолков, искусственных кож, поливинилхлоридного волокна, пенополивинилхлорида, линолеума, грязезащитных ковриков, обувных пластикатов, мебельной кромки и т. д. Также применяется для производства виниловых грампластинок, профилей для изготовления окон и дверей. Поливинилхлорид также часто используется в одежде и аксессуарах для создания подобного коже материала, отличающегося гладкостью и блеском. Такая одежда широко распространена в альтернативных направлениях моды, среди участников готической субкультуры и сторонников сексуального фетиша. Поливинилхлорид используют как уплотнитель в бытовых холодильниках, вместо относительно сложных механических затворов. Это дало возможность применить магнитные затворы в виде намагниченных эластичных вставок, помещаемых в баллоне уплотнителя. Моющиеся обои покрываются плёнкой из ПВХ с лицевой стороны, для того, чтобы сделать их непромокаемыми. Также находит широкое применение в пиротехнике как источник хлора, необходимого для создания цветных огней. Широко применяется в рекламе: для оформления витрин магазинов и торговых точек, создания рекламных баннеров и плакатов. Служит сырьём для производства различного рода продукции от грампластинок и плакатов до наклеек. Слоем ПВХ покрыта металлическая сетка восьмиугольника, где проводят соревнования по MMA. Из ПВХ также делают презервативы для людей с аллергией на латекс. Поливинилхлорид используется в производстве трикотажных рабочих перчаток для нанесения различных рисунков на трикотажную основу. ПВХ-рисунок на перчатке позволяет обеспечить хороший захват при выполнении различных работ, предотвращает процесс скольжения, увеличивает износостойкость продукции. Поливинилхлорид используется для производства хлорированного поливинилхлорида, обладающего самыми высокими характеристиками огнестойкости и самой высокой температурой воспламенения (482 °С) среди термопластов.





 

Синтетические волокна: лавсан, нитрон и капрон.

При изготовлении ворсовых тканей используют разнообразные виды сырья, для ворсового покрова применяют пряжу из капрона, лавсана, нитрона, а также вискозное волокно. Ворсовой покров из синтетических волокон устойчив к смятию и истиранию, позволяет создать устойчивую отделку, имитирующую натуральные меха.

Ткани из синтетических волокон полиамидных– капрон, найлон, амид, полиэфирных– лавсан,полиакрилонитрильных – нитрон.
Смесь лавсановых и хлопковых волокон или из лавсановых и шерстяных применяют для изготовления тканей, в основном это плащёвые ткани. а с добавлением шерстянных – костюмные. Такие ткани меньше мнутся и почти не садятся после стирки- одежда из них дольше носится и сохраняет форму. Из лавсана делают искусственный мех. ковры и др. изделия. Из лавсана делают брезент, гардинные и обивочные ткани, тесьму и ленты, транспортные ленты, рыболовные сети, пожарные рукава, канаты, верёвки, а также кордную нить, используемую для повышения прочности автомобильных шин, для шин самолётов и тяжеловесных автомобилей.

Волокно из полиакрилонитрила обладает массой достоинств: оно очень устойчиво к свету и сырости и не растягивается. Именно поэтому его широко применяют для изготовления тканей для технических целей: тентов, парусов. флагов и т. д. Одежда из чистого полиакрилонитрила или из его смеси быстро высыхает, не теряя формы, так что из этого материала делают тонкие ткани для купальных костюмов. Нитрон также смешивают с хлопком и шерстью и делают ткани плательные и костюмные.

Нитроновое волокно обладает высокими теплозащитными свойствами, самое теплое из всех химических волокон, с очень малой сминаемостью и усадкой, совсем не выгорает, хорошо красится, сравнительно большой прочности, устойчивость к истиранию: в 5-10 раз меньше, чем капроновое и лавсановое; изделия сохраняют 80% своей исходной прочности в течение полутора лет эксплуатации. Волокно хрупкое, электризуется. Изделия из нитрона прекрасно стираются в теплой воде с мылом, любые пятна быстро исчезают. Изделия можно чистить бензином, ацетоном. Волокно малой гигроскопичности, поэтому гигиенические свойства плохие, но теплозащитность очень большая.

Применение. По светостойкости нитроновые волокна превосходят все текстильные волокна, поэтому из него изготавливают гардинно-тюлевые, тентовые и другие изделия. По внешнему виду и некоторым свойствам напоминает шерсть, выпускают в виде волокон и применяют аналогично шерсти: для выработки платьево-костюмных тканей, ковров искусственного меха, различных трикотажных изделий, головных уборов, шарфов, одеял, перчаток. Из нитей – гардинно-тюлевые изделия, рыболовные снасти. Сочетание шерсти и нитрона дают прекрасные смесевые волокна для красивых, тонких, теплых трикотажных костюмов.

Капрон — синтетическое полиамидное волокно, получаемое из капролактама. Из капрона изготовляют канаты, рыболовные сети и др., а также штапельные ткани, чулки и другие бытовые товары. Большим недостатком капронового волокна является электризуемость, накопление электрических зарядов, резкий блеск, большая гладкость поверхности, что служит причиной плохой сцепляемости с нитями, из-за этого происходит спуск петель на чулках и трикотажных изделиях. При носке изделий из смесевых тканей капроновые волокна вылезают на поверхность, образуя катышки, нарушая структуру и внешний вид изделий.

 

 

Контроль знаний:

Тест: ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА КАК ОСНОВА СОВРЕМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ. ПЛАСТМАССЫ.КАУЧУКИ. РЕЗИНА.

Вариант І

Уровень 1

1.К каким материалам относят целлулоид ?

А) природным; Б) синтетическим; В) искусственным; Г) строительным.

2. Какие термины характеризуют природный каучук?

А) эластомер; Б) резина; В) термопласт; Г) пластмасса.

3.Классифицируйте химическую реакцию синтеза полиэтилена из этилена:

А) гидрирование; Б) дегидрирование; В) полимеризация; Г) поликонденсация.

4. Каково назначение хлоропренового каучука?

А) секретное; Б) эксклюзивное; В) специальное; Г) общее.

5.Продуктом полимеризации винилстирена является:

А) полипропилен; Б) поливинилхлорид; В) полистирол Г) полиэтилен.

6. К синтетическим каучукам относятся:

А) полибутадиеновый; Б) полиизопреновый; В) полихлоропреновый; Г) полибутандиенстирольный.

Уровень 2

1. Сравните искусственные и синтетические полимеры.

2. Сравните каучуки общего и специального назначения.

3. Термопластичность – ……

Уровень 3

1.Объясните, почему нельзя чистить подошву утюга с тефлоновым покрытием абразивным материалом.

2.Объясните, почему нельзя использовать для хранения пищевых продуктов тару из поливинилхлорида.

3. Напишите структурные формулы следующих веществ:

А)полиамида ; Б) полиэтилена ; В) полистирола

Вариант І І

Уровень 1(каждый правильный ответ

1.Какие компоненты придают пластмассам эластичность?

А) наполнители; Б) антипирены; В) красители; Г) пластификаторы.

2. Какой материал является продуктом вулканизации природного каучука?

А) полибутадиенстирольный каучук; Б) резина; В) полихлоропреновый каучук;Г) пластмасса.

3.Способность полимеров и пластмасс многократно размягчаться и отвердевать вследствие нагревания и следующего охлаждения – это:

А) терморегуляция; Б) термореактивность; В) термодеструкция; Г) термопластичость4.Каково вещество является вулканизирующим агентом?

А) вода; Б) сера; В) углерод; Г) кислород.

5.К каучукам общего назначения относятся:А) полибутадиеновый; Б) полиизопреновый; В) полихлоропреновый;Г) полибутандиенстирольный

6.Каучуки делятся на:

А) искусственные; Б) натуральные; В) химические Г) синтетические.

Уровень 2

1.Сравните свойства натурального каучука и резины.

2.Сравните два основных способа синтеза полимеров.

3.Материал – ……

Уровень 3

1.Объясните, почему нельзя пользоваться посудой, если тефлоновое покрытие на ней повреждено.

2.Объясните, почему нельзя употреблять и хранить горячие напитки и блюда в посуде, изготовленной из полистирола.

3.Напишите структурные формулы следующих веществ:

А) полипропилена; Б) поливинилхлорида; В) тефлона.

 

 

Литература:

1.Габриелян О.С. Химия. 11 класс. Базовый уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений. – М., 2010,

2. Габриелян О.С. Химия: учеб. для студ. сред. проф. учеб. заведений.- 2-е издание / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. – М., 2013.

3. http://ru.wikipedia.org– энциклопедия

4. .Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г, химия. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений (базовый уровень). – М.: Просвещение, 2016.

 

 

stydopedia.ru