Понятие о полимерах
Полимер– высокомолекулярное вещество, молекулы которого состоят из повторяющихся или сходных фрагментов, соединенных между собой химическими связями (Xn).
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. Interneturok.ru (Источник).
2. Органическая химия (Источник).
3. Химик (Источник).
4. ТехноWIN (Источник).
6. 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?
