Предыдущая страница реферата | 17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27 | Следующая страница реферата

Общие понятия химии высокомолекулярных соединений (мономер, полимер, структурное звено, степень полимеризации). Полиэтилен. Полихлорвинил.

Отношение полимеров к нагреванию, действию растворов кислот и щелочей.

Использование полимеров.

Соединения с молекулярными массами от нескольких тысяч до миллионов получили название высокомолекулярных (полимерных). В настоящее время научились синтезировать много различных ВМС, нашедших применение для изготовления различных материалов: пластмасс, волокон, эластомеров. Для этих материалов очень важны физико-механические свойства – их прочность, эластичность, термостойкость и др. В результате изучения ВМС установлено, что их физико-механические свойства зависят, прежде всего, от формы молекулы, химический состав играет подчиненную роль. По форме молекул различают два крайних типа полимеров: линейные (нитевидные) и трехмерные
(объемные, глобулярные). Существует и много др. полимеров, занимающих промежуточное положение между этими крайними типами. Характерные особенности линейных полимеров – это способность образовывать прочные волокна и пленки, значительная эластичность, способность растворяться, а при повышении температуры – плавиться. Типичные представители линейных полимеров – каучук и его синтетические аналоги, полиамидные волокна.
Трехмерные полимеры не плавятся, нерастворимы, значительно менее эластичны, чем линейные полимеры, часто даже хрупки. Линейные полимеры можно превратить в трехмерные, «сшивая» цепные молекулы в пространственную сетку.
Именно такой процесс происходит при вулканизации каучука. Другие типичные представители трехмерных полимеров – фенолоформальдегидные и глифталевые смолы. Конечно, не только форма, но и химическая природа макромолекулы влияет на физико-механические свойства полимера. В зависимости от состава основной цепи различают полимеры карбоцепные (полимерная цепь состоит только из атомов углерода) и гетероцепные (в состав полимерной цепи входят атомы и др. элементов). Важный класс образуют элементоорганические полимеры, в которые помимо обычных элементов-органогенов входят и атомы др. элементов – кремния, фосфора, бора, титана и др. ВМС возникают в результате соединения множества молекул низкомолекулярных веществ – мономеров. Это может осуществляться путем полимеризации или поликонденсации.
Соответственно полимеры по способам получения разделяют на полимеризационные и поликонденсационные. Реакция полимеризации заключается в присоединении друг к другу большого числа молекул мономеров. Реакции полимеризации идут за счет присоединения к кратным связям или за счет раскрытия циклов. Цепной реакции дает толчок кокой-то инициатор.
Инициатором часто служат вещества, легко распадающиеся на свободные радикалы. Большое значение в технике имеет совместная полимеризация смеси мономеров: такой процесс называется сополимеризацией. Меняя состав смеси мономеров, можно тонко регулировать свойства получаемых материалов.

Полиолефины. Особое значение приобрела полимеризация олефинов, при которой образуются ценные высокомолекулярные материалы.

Полиэтилен – это по существу насыщенный углеводород с молекулярной массой от 20 тысяч до миллиона. Он представляет собой прозрачный материал, обладающий высокой химической стойкостью, температура размягчения 100-
130°С, предел прочности при растяжении 120-340 кг/смІ, имеет низкую тепло- и электропроводность.

CH2=CH2 > ???–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–???

Полипропилен получают из пропилена аналогично полиэтилену. Это прозрачный материал с температурой размягчения 160-170°С, предел прочности при растяжении 260-500 кг/смІ, обладающий хорошими электроизоляционными свойствами. Особенностью полимеризации является получение нескольких видов строения молекулы: атактический полимер (1), синдиотактический полимер (2), изотактический полимер (3):

1.

[pic]

2.

[pic]

3.

[pic]

Полистирол – бесцветный прозрачный материал, хорошо известный в виде различных изделий из «органического стекла». Температура размягчения атактического полистирола ~85°С, а изотактического 230°С, что позволяет использовать последний при более высоких температурах. Строение изотактического полистирола следующее:

[pic]

Виниловые полимеры. Кроме углеводородов, способны полимеризоваться и многие другие соединения с двойной связью, носящие название виниловых мономеров. Их общая формула CH2=CH–X, где Х – хлор, CN, COOCH3 и др.
Формула получаемых полимеров следующая:

???–CH2–CH–CH2–CH–CH2–CH–CH2–CH–???

| | |

|

X X X
X

Поливинилхлорид – прочный термопластичный материал, молекулярная масса
300–400 тысяч. При обычной температуре это твердый материал, однако его можно сделать мягким и гибким, смешивая с труднолетучими растворителями, так называемыми пластификаторами.

Широко используются полиметилакрилат (1) и полиметилметакрилат (2), получаемые из эфиров ненасыщенных кислот – акриловой и метакриловой.
1. nCH2=CH > ???–CH2–CH–CH2–CH–CH2–CH–???

| | |

|

COOCH3 COOCH3 COOCH3 COOCH3

CH3 CH3 CH3

CH3

| | |
|
2. nCH2=C > ???–CH2–CH–CH2–CH–CH2–CH–???

| | |

|

COOCH3 COOCH3 COOCH3 COOCH3

Ценные материалы получаются при полимеризации нитрила акриловой кислоты
(акрилонитрила): nCH2=CH > ???–CH2–CH–CH2–CH–CH2–CH–???

| | |
|

CN CN CN CN

Из полиакрилонитрила изготавливается волокно нитрон – искусственная шерсть.

Поливинилацетат.

–CH2–CH–

|

O–CO–CH3

В реакции поликонденсации участвуют обычно бифункциональные мономеры, молекулы которых присоединяются друг к другу с отщеплением какой-либо простой молекулы (обычно воды).

Полиамиды:

Анид получают из адипиновой кислоты и гексаметилендиамина: nHOOC–(CH2)4–COOH + nH2N–(CH2)6–NH2 >

> [–OC–(CH2)4–CO–NH–(CH2)4–NH–]n + nH2O

Капрон получается из капролактама:

> ???–NH–(CH2)5–CO–NH–(CH2)5–CO–NH–(CH2)5–CO–???

Энант получают при конденденсации ?-аминоэтановой кислоты. Это волокно имеет строение:

???–NH–(CH2)6–CO–NH–(CH2)6–CO–NH–(CH2)6–CO–???

Полиэфиры. При поликонденсации дикарбоновых кислот с многоатомными спиртами получают высокомолекулярные материалы полиэфирного типа.

Лавсан – полиэфир этиленгликоля и терефталевой кислоты:

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: конспект изложения, рефераты, рефераты по политологии.





Предыдущая страница реферата | 17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27 | Следующая страница реферата