Материал к уроку химии в 11 классе
УМК О.С. Габриеляна
- ПОЛИМЕРЫ (от поли... и греч. meros - доля, часть), вещества, молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся звеньев; молекулярная масса полимеров может изменяться от нескольких тысяч до многих миллионов.
- Термин «полимеры введен Й. Я. Берцелиусом в 1833.
- По происхождению полимеры делят на природные , или биополимеры (напр., белки, нуклеиновые кислоты, натуральный каучук), и синтетические (напр., полиэтилен, полиамиды, эпоксидные смолы), получаемые методами полимеризации и поликонденсации. По форме молекул различают линейные, разветвленные и сетчатые полимеры, по природе - органические, элементоорганические, неорганические полимеры.
- По строению макромолекулы подразделяются на линейные , схематически обозначаемые -А-А-А-А-А-, (например, каучук натуральный); разветвленные , имеющие боковые ответвления (например, амилопектин); и сетчатые или сшитые, если соседние макромолекулы соединены поперечными химическими связями (например, отвержденные эпоксидные смолы). Сильно сшитые полимеры нерастворимы, неплавки и неспособны к высокоэластическим деформациям.
- Реакцию образования полимера из мономера называют полимеризацией . В процессе полимеризации вещество может переходить из газообразного или жидкого состояния в состояние весьма густой жидкости или твердое. Реакция полимеризации не сопровождается отщеплением каких-либо низкомолекулярных побочных продуктов. При полимеризации полимер и мономер характеризуются одинаковым элементным составом.
- n СН 2 = СН → (- СН 2 – СН-) n
пропилен полипропилен
Выражение в скобках называют Структурным звеном, а число n в формуле полимера – степенью полимеризации.
- Помимо реакции полимеризации полимеры можно получить поликонденсацией - реакцией, при которой происходит перегруппировка атомов полимеров и выделение из сферы реакции воды или других низкомолекулярных веществ.
- n С 6 Н 12 О 6 → (- С 6 Н 10 О 5 -) n + Н 2 О
глюкоза полисахарид
- Полимеры линейные и разветвленные образуют класс термопластических полимеров или термопластов, а пространственные - класс термореактивных полимеров или реактопластов.
«Натуральный шёлк» - В странах Европы шёлк пользовался большим спросом и ценился очень дорого. Вопросы для закрепления. Коконы собирают и сортируют. Через две недели в коконе гусеница из куколки готова превратиться в мотылька. Шёлковые портьеры ХVIII век. Работа на ручном ткацком станке привлекает туристов. Эри – самый низкий по качеству шёлк.
«Получение ткани» - Производственные этапы изготовления ткани. Полотняное переплетение. Специальные отделки. Признаки нитей основы. Волшебный цветок. Прялка. Современный ткацкий станок. Ровничный цех. Ткацкое переплетение. Получение ткани. Выполнение макета полотняного переплетения. Прядильные машины. Попытки создания механических приспособлений для прядения.
«Природные и химические волокна» - Зависимость свойств волокон от их строения. Синтетические ткани получают из древесины. Натуральный шёлк. Конопля. Волокна в современном мире. Минеральное волокно. Классификация волокон. Пастижер. Экологические проблемы. Соревнование природы и химии. Получение капрона. Волокна, подаренные природой. Шерсть.
«Органическая шерсть» - Производство: LANAcare (Дания) для Organic & Natural™ Baby. Размеры: Рост 38, недоношенные, маловесные Рост 44, недоношенны, маловеныее Рост 50, 0-3 мес. Поглощает влагу. Рост 38, недоношенные, маловесные Рост 44, недоношенные, маловесные Рост 50, 0-3 мес. Рост 86, 1-2 года Комбинезон с капюшоном.
«Искусственные волокна» - Синтетические волокна. Схема получения ткани из химических волокон. Ацетатные ткани. Искусственные волокна. Свойства синтетических волокон. Ткани из искусственных волокон. Химические волокна. Стеклянные нити. Символы по уходу за изделиями. Технология производства химических волокон. Искусственные ткани.
«Натуральные волокна» - Основа. В прядильном цехе из ровницы вытягивают и скручивают нити. Ленточный цех. Лен и волокна льна волокна находится в стебле. Швейное материаловедение. Трепание льна. Челнок. На ткацкой фабрике из пряжи ткут ткань (суровье). Закончи предложение: Ровничный цех. Прядильный цех. Пряжа (нити). Лабораторная работа «изучение волокон хлопка».
Полиамиды (ПА) Полиамидами называются полимеры, содержащие амидную группу в основной цепи макромолекул Широкое применение нашли полиамиды: ПА-6, ПА-610 и смешанный полиамид ПА-54. Цифры 6, 10 и др. в условном обозначении полиамидов указывают на количество атомов углерода в составе исходных мономеров. Другие названия полиамидов – найлон, капрон, Chemlon, перлон, зайтел и др.
Внешние признаки полиамидов. Это твердые, рогоподобные вещества от белого до светло-кремового цвета. В ходе переработки и эксплуатации немного темнеют. В тонком слое прозрачные. При горении имеют запах жженого рога или горелых растений. Немного тяжелее воды.
Основные свойства. Полиамиды – частично кристаллические термопластичные полимеры невысокой молекулярной массы – 8 000 – 25 000. Имеют плотность 1140 - 1170 кг/м 3 и температуру плавления Тm = 215 -290ºС. Отличительные свойства полиамидов – высокая твердость, прочность на изгиб, износоустойчивость, т. е. высокая стойкость к истиранию, устойчивость к действию воды, масел и растворителей, хорошая совместимость с металлами. Большая часть свойств объясняется наличием амидных групп, которые связаны между собой с помощью водородных связей. Ряд свойств полиамидов зависит от их кристаллического устройства, в частности от содержания воды. Полиамиды взаимодействуют с окружающей средой обратимо впитывая влагу, при этом вода собирается в аморфных областях полиамида. Так, например в окружении воздуха, полиамид 6 принимает примерно 2, 5 -3, 5% воды, а полиамид 610 около 0, 5%. Влагопоглощение полиамидов напрямую влияет на их долговечность.
Получение Полиамиды получают поликонденсацией амидов многоосновных кислот с альдегидами, поликонденсацией высших аминокислот или диаминов с дикарбоновыми кислотами, конденсацией капролактама и солей диаминов дикарбоновых кислот и др. Соединение двух аминокислот. Множественная реакция образует длинные цепочки белков
Альдегиды Общая структура α-аминокислот, составляющих белки (кроме пролина). Составные части молекулы аминокислоты - аминогруппа NH 2, карбоксильна группа COOH, радикал (различается у всех α-аминокислот), αатом углерода (в центре).
Применение полиамидов. Благодаря этому полиамиды применяют для производства трущихся деталей (шестерни, подшипники), крепежной фурнитуры (мебельные стяжки, петли, дюбели, полкодержатели, опоры и колесики для мебели небольших размеров) и металлопластовой фурнитуры (мебельные ручки), а также при изготовлении нагруженных деталей офисных кресел. Полиамиды используют для производства износостойких, эластичных волокон, из которых изготовляют прочные ткани для обивки мебели, сетки для стульев, качалок и кресел. На основе полиамидов выпускают клеевые нити, искусственную кожу, меха и ковры.
Клеевые нити применяют для соединения листов натурального шпона "встык". Отдельные листы шпона закрепляют клеевыми нитями швом "зигзаг" Лист шпона Вершины "зигзага", в которых клеевая нить расплавляется и после охлаждения остывает, затвердевает и скрепляет листы шпона.
В машиностроении полиамиды наиболее часто применяются как конструкционный материал и могут быть армированы следующими компонентами: стекловолокно тальк графит масло дисульфид молибдена Полиамид также может быть использован как антикоррозийный материал для защиты металлов и для защиты бетона. В медицинской промышленности полиамидные волокна используются для изготовления протезов, хирургических нитей, искусственных кровеносных сосудов. В текстильной промышленности из полиамида изготавливают нити, ткани. В народном хозяйстве полиамид часто используется в качестве пленки, клеёв. В пищевой промышленности из полиамида производят различные оболочки для колбасных изделий.
Капрон (поли-ε-капроамид, найлон-6, полиамид 6)- синтетическое полиамидное волокно, получаемое из поли-εкапроамида - продукта полимеризации капролактама. Капролактам получают в ходе Бекмановской перегруппировки: Впервые поликапролактам как полимер для формования полиамидного волокна (под названием перлон) был синтезирован в 1938 г. в Германии Паулем Шлаком, работавшим в компании I. G. Farben
Свойства и применение Капрона Капрон или капроновое волокно - бело-прозрачное, очень прочное вещество. Эластичность капрона намного выше шелка. Прочность капрона зависит от технологии и тщательности производства. Капроновая нить диаметром 0, 1 миллиметра выдерживает 0, 55 килограммов. За рубежом синтетическое волокно типа капрон именуется перлон и нейлон. Капрон вырабатывается нескольких сортов; хрустальнопрозрачный капрон более прочен, чем непрозрачный с мутножелтоватым или молочным оттенком. Наряду с высокой прочностью капроновые волокна характеризуются устойчивостью к истиранию, действию многократной деформации (изгибов).
Капроновые волокна не впитывают влагу, поэтому не теряют прочности во влажном состоянии. Но у капронового волокна есть и недостатки. Оно малоустойчиво к действию кислот - макромолекулы капрона подвергаются гидролизу по месту амидных связей. Сравнительно невелика и теплостойкость капрона. При нагревании его прочность снижается, при 215°С происходит плавление. Из капрона изготовляют канаты, рыболовные сети, леску, гитарные струны, фильтровальные материалы, кордную ткань, а также штапельные ткани, чулки и другие бытовые товары. Изделия из капрона, и в сочетании с капроном, широко используются в быту. Из капроновых нитей шьют одежду, которая стоит намного дешевле, чем одежда из натуральных природных материалов. Из кордной ткани делают каркасы авто- и авиапокрышек. Будучи термопластичной, капроновая смола используется и в качестве пластмассы для изготовления деталей машин и механизмов - зубчатых колес, втулок, подшипников и т. п. , отличающихся большой прочностью и износостойкостью.
Полиамид-66 Найло н (найлон-66, полиамид 66 - найлон, nylon; найлон-6, полиамид 6 - капрон) - синтетический полиамид, используемый преимущественно в производстве волокон. Существуют два изомерных вида нейлона: полигексаметиленадипинамид (анид, найлон-66) и поли-ε-капроамид (капрон, найлон-6). Структура найлона
Нейлон-66 синтезируется поликонденсацией адипиновой кислоты и гексаметилендиамина. Для обеспечения стехиометрического отношения реагентов 1: 1, необходимого для получения полимера с максимальной молекулярной массой, используется соль адипиновой кислоты и гексаметилендиамина (АГ-соль):
Адипи новая кислота (гександиовая кислота) НООС(СН 2)4 СООН - двухосновная предельная карбоновая кислота. Гексаметилендиамин NH 2(CH 2)6 NH 2 -
В кристаллических участках макромолекулы нейлонов имеют конформацию плоского зигзага с образованием с соседними молекулами водородных связей между атомами кислорода карбонила и атомами водорода соседних амидных групп. Вследствие этого нейлоны обладают более высокими, по сравнению с полиэфирами и полиалкенами физико-механическими свойствами, более высокой степенью кристалличности (40 -60%) и температурами стеклования и плавления. При повышении степени кристалличности нейлонов их прочностные характеристики улучшаются, такое повышение кристалличности происходит и при холодной вытяжке волокна на 400600%, происходящая при этом ориентация макромолекул в направлении вытяжки ведет к повышению кристалличности и упрочнению волокна в 4 -6 раз. Нейлоны при нагревании на воздухе подвергаются термоокислительной деструкции, ведущей к снижению прочностных характеристик: при выдерживании на воздухе при температурах 100 -120°C предел прочности на растяжение снижается в 5 -10 раз. Деструкция ускоряется под воздействием ультрафиолетового излучения.
Синтез 66 -монополимера (нейлон) впервые был проведён 28 февраля 1935 года У. Карозерсом, главным химиком исследовательской лаборатории американской компании Du. Pont. Широкой общественности об этом было объявлено 27 октября 1938 года. Существует версия, что слово «нейло н» произошло от названий городов Нью -Йорк и Лондон (NYLON = New York + London). Также встречается мнение, что это слово - аббревиатура от New York Lab of Organic Nitrocompounds, однако достоверных сведений об этом нет. В словаре Вебстера сообщается, что это искусственно придуманное слово. В этимологическом словаре Дугласа Харпера указано, что название создано компанией Du. Pont из случайно выбранного родового слога nyl- и окончания on, часто употребляемого в названиях волокон (например, капрон), исходно взятого из английского слова «cotton» («хлопок»).
Слайд 2
Определение полимеров
ПОЛИМЕРЫ (от поли... и греч. meros - доля, часть), вещества, молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся звеньев; молекулярная масса полимеров может изменяться от нескольких тысяч до многих миллионов. Термин «полимеры введен Й. Я. Берцелиусом в 1833.
Слайд 3
Классификация
По происхождению полимеры делят на природные, или биополимеры (напр., белки, нуклеиновые кислоты, натуральный каучук), и синтетические (напр., полиэтилен, полиамиды, эпоксидные смолы), получаемые методами полимеризации и поликонденсации. По форме молекул различают линейные, разветвленные и сетчатые полимеры, по природе - органические, элементоорганические, неорганические полимеры.
Слайд 4
Строение
ПОЛИМЕРЫ - вещества, молекулы которых состоят из большого числа структурно повторяющихся звеньев - мономеров. Молекулярная масса полимеров достигает 10 6, а геометрические размеры молекул могут быть настолько велики, что растворы этих веществ по свойствам приближаются к коллоидным системам.
Слайд 5
По строению макромолекулы подразделяются на линейные, схематически обозначаемые -А-А-А-А-А-, (например, каучук натуральный); разветвленные, имеющие боковые ответвления (например, амилопектин); и сетчатые или сшитые, если соседние макромолекулы соединены поперечными химическими связями (например, отвержденные эпоксидные смолы). Сильно сшитые полимеры нерастворимы, неплавки и неспособны к высокоэластическим деформациям.
Слайд 6
Реакция полимеризации
Реакцию образования полимера из мономера называют полимеризацией. В процессе полимеризации вещество может переходить из газообразного или жидкого состояния в состояние весьма густой жидкости или твердое. Реакция полимеризации не сопровождается отщеплением каких-либо низкомолекулярных побочных продуктов. При полимеризации полимер и мономер характеризуются одинаковым элементным составом.
Слайд 7
Получение полипропилена
n СН2 = СН → (- СН2 – СН-)n || СН3 СН3 пропилен полипропилен Выражение в скобках называют Структурным звеном, а число n в формуле полимера – степенью полимеризации.
Слайд 8
Реакция поликонденсации
Помимо реакции полимеризации полимеры можно получить поликонденсацией - реакцией, при которой происходит перегруппировка атомов полимеров и выделение из сферы реакции воды или других низкомолекулярных веществ.
Слайд 9
Получение крахмала или целлюлозы
nС6Н12О6 → (- С6Н10О5 -)n + Н2О глюкоза полисахарид
Слайд 10
Классификация
Полимеры линейные и разветвленные образуют класс термопластических полимеров или термопластов, а пространственные - класс термореактивных полимеров или реактопластов.
Слайд 11
Применение
Благодаря механической прочности, эластичности, электроизоляционным и другим свойствам изделия из полимеров применяют в различных отраслях промышленности и в быту. Основные типы полимерных материалов - пластические массы, резины, волокна, лаки, краски, клеи, ионообменные смолы. В технике полимеры нашли широкое применение в качестве электроизоляционных и конструкционных материалов. Полимеры – хорошие электроизоляторы, широко используются в производстве разнообразных по конструкции и назначению электрических конденсаторов, проводов, кабелей, На основе полимеров получены материалы, обладающие полупроводниковыми и магнитными свойствами. Значение биополимеров определяется тем, что они составляют основу всех живых организмов и участвуют практически во всех процессах жизнедеятельности.
Соглашение об использовании материалов сайта
Просим использовать работы, опубликованные на сайте , исключительно в личных целях. Публикация материалов на других сайтах запрещена.
Данная работа (и все другие) доступна для скачивания совершенно бесплатно. Мысленно можете поблагодарить ее автора и коллектив сайта.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Подобные документы
Осуществление синтеза жесткоцепных ароматических гребнеобразных сложных полиэфиров и полиамидов, содержащих сложноэфирные мезогенные боковые заместители. Исследование зависимости свойств полимеров, имеющих то же строение полимерной цепи от природы.
статья , добавлен 22.02.2010
Уравнения реакций промышленных способов получения полиамидов. Обменные и обратные реакции при синтезе полиамидов. Аминолиз, ацидолиз и гидролиз. Молекулярная масса и прочность технических полиамидов, правила безопасного ведения процесса получения.
контрольная работа , добавлен 04.04.2014
Полимеры в стеклообразном состоянии как промежуточное положение между твердыми, кристаллическими и жидкими аморфными. Теории стеклования. Гибкость цепи. Влияние структуры на температуру стеклования. Деформационные свойства стеклообразных полимеров.
реферат , добавлен 18.12.2013
Классификация. Свойства и важнейшие характеристики. Получение. Полимеры в сельском хозяйстве. Овцы в синтетических шубах. Полимеры в машиностроении. Пластмассовые ракеты. Пластмассовый шлюз. Сварка без нагрева.
курсовая работа , добавлен 09.04.2003
Химические соединения с высокой молекулярной массой (от нескольких тысяч до многих миллионов). Свойства и важнейшие характеристики, получение, применение. Поверхностно-активные вещества: молекулярное строение и получение, свойства и применение.
реферат , добавлен 05.02.2008
Вещества, молекулы которых состоят из числа повторяющихся группировок, соединенных между собой химическими связями. Молекулярная масса макромолекул. Основные типы биополимеров. Классификация полимеров. Полимеры, получаемы реакцией поликонденсации.
презентация , добавлен 22.04.2012
Распространение в природе поверхностно-активных полимеров. Способы конструирования ПАВ. Полимеры с гидрофильной основной цепью и гидрофобными боковыми цепями. Уникальные свойства высокомолекулярных поверхностно-активных веществ.
реферат , добавлен 16.09.2009
Общая характеристика алифатических полиамидов, их технические характеристики. Физико-химические закономерности получения полиамидов. Особенности поликонденсации дикарбоновых кислот и диаминов. Изменение структуры и свойств наполненного полиамида ПА-6.
курсовая работа , добавлен 04.01.2010
