От полимеров природных к полимерам синтетическим

От полимеров природных к полимерам синтетическим

11 класс

Основные понятия химии полимеров.

Макромолекулы – молекулы полимеров

(от греч. макрос – большой, длинный);

Мономер – исходное вещество для получения полимеров;

Структурное звено – многократно повторяющиеся в макромолекуле группы атомов.

Степень полимеризации n – число структурных звеньев в макромолекуле.

Природные и синтетические полимеры

Полимеры – это соединения, без

которых человек уже не может

обойтись. С этими соединениями

знакомы все – от самых маленьких до

пожилых, от домохозяек до специалистов

многих отраслей промышленности.

Что же такое полимеры?

Полимеры – это высокомолекулярные соединения, состоящие из множества одинаковых структурных звеньев.

• Полимеры  представляют собой аморфные и кристаллические, неорганические и органические вещества, общим признаком которых является то, что их структура состоит из «мономерных звеньев», соединённых в макромолекулы.

• Число мономерных звеньев – отдельных элементов в структуре полимера называют степенью полимеризации .
• Степень полимеризации должна быть достаточно высокой, в противном случае соединение называют олигомером .
• В большинстве случаев, полимеры – это вещества, молекулярная масса которых составляет от нескольких тысяч до нескольких миллионов.

Природные, или натуральные, волокна - это материалы животного или растительного происхождения: шёлк, шерсть, хлопок, лён.

Примером торжества науки может служить синтетический каучук

История открытия

История каучука началась со времен Великих географических открытий. Когда Колумб вернулся в Испанию, он привез из Нового Света множество диковин. Одной из них был эластичный мяч из «древесной смолы», который отличался удивительной прыгучестью.

Индейцы делали такие мячи из белого сока гевеи, растущего на берегах Амазонки. Этот сок темнел и затвердевал на воздухе.

Каучуконосы

Сбор латекса из гевеи

• Добытчик каучука, коагулирующий собранный латекс, сначала собирая его на палку, а затем удерживая ее над чаном с дымом

Макинтош

В Англии британский химик и изобретатель Чарльз Макинтош (Charles Macintosh) предложил класть тонкий слой каучука между двумя слоями ткани и из этого материала шить водонепроницаемые плащи.

Лебедев С.В.

Инициатором полимеризации был металлический натрий, на поверхности которого происходила адсорбция и поляризация дивинила (1,3-бутадиена); механизм этой реакции анионный.

Синтетический каучук впервые был получен 30  декабря 1927 г. С. В.Лебедевым.

В 1931 г. на небольшой установке было получено 260 кг синтетического каучука из дивинила (1,3-бутадиена), а в 1932 году впервые в мире осуществлен его промышленный синтез.

В Германии каучук был синтезирован в 1936–1937 г.,

а в США – в 1942 г.

Чарльз Гудьир

в 1834 г. открыл процесс

Вулканизации резины.

В один из зимних дней 1839 г. «резиновый человек» бросил в печь смесь каучука с серой. Продукт оказался необычайно упругим и прочным, а главное – не терял своих свойств под воздействием жары.

Мономерами для синтетического каучука служат преимущественно сопряженные диеновые углеводороды: дивинил, изопрен, хлоропрен, полимеризующиеся по радикальному или ионному механизму.

Для улучшения технических свойств каучука диены часто полимеризуют совместно с мономерами. Подобный процесс ( сополимеризация ) имеет широкое промышленное применение.

Каучуки

Из каучука делают резину.

Резиновая крошка

Синтетические полимеры – это многочисленные пластмассы, волокна, каучуки.

Они играют большую роль

в развитии всех отраслей

промышленности,

сельского хозяйства, транспорта, связи.

Как без природных по-

лимеров невозможна сама жизнь, так без синтетических полиме-ров немыслима Сов-ременная цивилизация.

Природные полимеры -

это натуральный каучук, крахмал, целлюлоза, белки, нуклеиновые кислоты. Природные органические полимеры (биополимеры) составляют основу всех животных и растительных организмов. Без них не возможна жизнь на нашей планете.

Синтетические полимеры -

это многочисленные пластмассы, волокна, каучуки. Они играют большую роль в развитии всех отраслей промышленности, с/х, транспорта, связи. Синтетические полимеры – основа современной цивилизации.

Способы получения полимеров.

Как же образуются эти необычные соединения?

Полимеры получают в основном двумя методами - реакциями полимеризации и реакциями поликонденсации.

В реакцию полимеризации вступают молекулы, содержащие кратную (чаще – двойную) связь. Такие реакции протекают по механизму присоединения и всё начинается с разрыва двойных связей.

Полиэтилен

Плёнка,

упаковка,

изоляция.

Полипропилен

Пленка,

прочные волокна,

трубы.

Поливинилхлорид

Изоляция проводов.

клеёнка,

линолеум,

обои,

пластиковые окна

жалюзи,

плащи,

искусственная кожа .

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.

Полистирол

Одноразовая и многоразовая посуда,

ручки, линейки,

корпуса бытовых

приборов,

упаковка.

Тефлон

Изготавливают

изоляцию,

электротехническую

и химическую

аппаратуру,

покрывают

сковородки и ткани.

Оргстекло

Капрон

Делают особопрочные волокна

Фенол-формальдегидная смола

Служит основой для

электротехнических изделий

Пэт (лавсан)

Изготавливают во л окна,

упаковку для

пищевых и

непищевых

жидкостей.

Химические волокна получают путём химической переработки природных (прежде всего целлюлозы) или синтетических полимеров.

К химическим волокнам относятся вискозные, ацетатные волокна, а также капрон, нейлон, лавсан и многие другие.