Химия

Понятие о полимерах

 

Полимер – высокомолекулярное вещество, молекулы которого состоят из повторяющихся или сходных фрагментов, соединенных между собой химическими связями (X_n).

 

Структурное звено – группы атомов, многократно повторяющиеся в молекуле полимера (Х).

Степень полимеризации – число структурных звеньев (n) в молекуле полимера.

Не все молекулы полимера имеют одинаковую длину и одинаковую массу, поэтому обычно говорят о среднем значении n и средней молярной массе полимера. Для разных полимеров степень полимеризации варьируется от нескольких сотен до нескольких тысяч, а молярная масса – от нескольких тысяч до миллионов г/моль.

 

Полимерные материалы

 

 

Полимеризация – последовательное присоединение молекул непредельных соединений друг к другу с образованием высокомолекулярного продукта.

 

Мономер – низкомолекулярное соединение, из которого получается цепь.

На концах молекулы полимера расположены какие-то другие группы, зависящие от того, с помощью каких катализаторов получен полимер. Масса концевых групп относительно массы всей молекулы полимера ничтожна, эти группы практически не влияют на свойства вещества, и в формуле полимера их не указывают.

При полимеризации молекулы могут соединяться между собой регулярно: «голова к хвосту» и «голова к голове», или нерегулярно, случайным образом.

Полиэтилен и полипропилен

ПЭ и ПП легко плавятся, обладают химическими свойствами алканов. Они ни в чем не растворяются, поэтому их нельзя склеить никаким клеем. Чтобы соединить куски этих материалов, их сплавляют.

ПЭ и ПП используют как упаковочные материалы, из них готовят трубы, детали машин, изоляцию и т. д. (рис. 1).

Рис. 1. Изделия из полиэтилена и полипропилена

ПЭ и ПП образуются из этилена и пропена при высоком давлении или при помощи катализаторов Циглера-Натта. ПЭ и ППнизкого давления, полученные с использованием катализаторов, имеют упорядоченную структуру. Их молекулы не содержат боковых ответвлений, а у ПП к тому же они регулярны. Кроме того, у них значительно выше средняя степень полимеризации.

Тефлон

Рис. 2. Изделия из тефлона

Тефлон (политетрафторэтилен) – инертный и термостойкий полимер.

Из него делают детали приборов для химической промышленности, протезы для хирургии. В домашнем хозяйстве популярна посуда с тефлоновым покрытием (рис. 2).

 

Производные полиэтилена

 

 

 

ПАН используется для изготовления искусственных волокон (в том числе искусственного меха), акриловых красок, накладных ногтей, пластиковой сантехники и т. п. (рис. 3).

Рис. 3. Из­де­лия из ак­ри­ла

Поливинилхлорид

ПВХ используют для производства разнообразных емкостей, водопроводных труб, линолеума, «виниловых» моющихся обоев и т. д. Рис. 4.

Рис. 4. Изделия из поливинилхлорида

При горении ПВХ и ПАН образуются такие ядовитые газы, как хлороводород HCl, фосген СOCl₂, циановодород HCN и дициан (CN)₂.

Полистирол

Нерегулярным макромолекулам ПС, содержащим объемные заместители, трудно упаковаться в упорядоченные кристаллические структуры, поэтому ПС хрупок, легко плавится, растворим во многих органических растворителях.

Из ПС делают коробочки для компакт-дисков, корпуса для шариковых ручек, детские игрушки, бытовую одноразовую посуду и т. д. (рис. 5).

Рис. 5. Изделия из полистирола

 

---

Влияние полимеров на экологию

В природе обычная бумага разлагается за 3–4 месяца, а изделия из полимеров могут сохраняться годами и даже десятилетиями. Одним из направлений в химии полимеров, является создание полимеров, способных разлагаться в природе или биоразлагаемых полимеров. Ведутся работы по разработке методов вторичного использования традиционных полимеров. Но для этого нужно научиться их правильно собирать. Несмотря на все усилия, в природе еще много изделий из полимеров, которые её загрязняют.

---

 

 

Подведение итога урока

 

 

На этом уроке вы рассмотрели тему: «Полимеры этиленового ряда». Вы смогли узнать о полимерах этиленового ряда, которые представляют собой очень длинные молекулы углерода, об особенностях формы записи молекулы полимера.

 

 

Список литературы

1. Рудзитис Г. Е. Химия. Основы общей химии. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – 14-е издание. – М.: Просвещение, 2012.
2. Химия. 10 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений / В. В. Еремин, Н. Е. Кузьменко, В.В. Лунин и др. – М.: Дрофа, 2008. – 463 с.
3. Химия. 11 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений / В. В. Еремин, Н. Е. Кузьменко, В. В. Лунин и др. – М.: Дрофа, 2010. – 462 с.
4. Хомченко Г. П., Хомченко И. Г. Сборник задач по химии для поступающих в вузы. – 4-е изд. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2012. – 278 с.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет-портал «interneturok.ru» (Источник)
2. Интернет-портал «Органическая химия» (Источник)
3. Интернет-портал «Химик» (Источник)
4. Интернет-портал «ТехноWIN» (Источник)
5. Интернет-портал «Варсон» (Источник)

 

Домашнее задание

1. №№ 13, 14 (с. 39) Рудзитис Г. Е., Фельдман Ф. Г. Химия: Органическая химия. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – 14-е издание. – М.: Просвещение, 2012.
2. Дайте определение реакции полимеризации. Что такое мономер, полимер, степень полимеризации?
3. Напишите реакцию полимеризации получения акрила. Какие материалы изготавливают из него и где они находят применение?