Презентація з хімії полімери початкові поняття. Презентація на тему "полімери"

«Температура полімерів» - ПСФ - простий ефір пропану та дифенілсульфону, що випускається у вигляді гранул. Переробляється прямим та трансферним пресуванням при температурі 340-360 ° С, вологонабухання 10-12%. В обох випадках температура під час вимірювань підвищується за лінійним законом. Отримання ПФО. Одержання полісульфону. Метод Мартенс.

"Характеристики полімерів" - Основні поняття. Застосування полімерів. Способи одержання полімерів. Літій-полімерний конденсатор. Кокосова койра. Полімери. Натуральний каучук. Використання тепличної плівки. Вовна. Поліконденсація. Удароміцність. Природний полімер. Пластмаси та волокна. Природні та синтетичні полімери. Вулканізація каучуку.

"Неорганічні полімери" - Кристалічна решіткакварц. Алотропні модифікації вуглецю. Роль неорганічних полімерів. Абразивні матеріали. Корунд. Кварцове скло. Колір. Червоний селен. Застосування сірого селену. Кварц. Неорганічні полімери Особливості будови. Застосування. Сірий селен. Різні типинеорганічних полімерів

«Природні та синтетичні полімери» - Синтетичні полімери. Основні поняття хімії полімерів. Полімери. Матеріали тваринного чи рослинного походження. Природні та синтетичні полімери. Мономір. Полімери діляться на природні та синтетичні. Способи одержання полімерів. Ацетатні волокна. Особлива роль. Структури полімерів. Особливі молекули.

"Відкриття каучуку" - Відкриття каучуку. У початку XIXстоліття почалося дослідження каучуку. У 1890-ті роки. з'являються перші каучукові шини. Синтетичний каучук. У другій половині ХІХ століття попит на натуральний аучук швидко наростає. Процес було названо вулканізацією. Англієць Томас Генкок у 1826 р. відкрив явище пластикації каучуку.

«Отримання полімерів» - Ступінь полімеризації. Геометричні форми макромолекул. Класифікація полімерів. Поліконденсація. Основні поняття хімії полімерів. Біополімери. Мономір. Каучук. Полімеризація. Методи утворення полімерів. Ієрархічна підпорядкованість основних понять. Полімер. Полімери.

Всього у темі 16 презентацій

Державне бюджетне професійне освітня установа

Московської області

«Московський обласний медичний коледж№4»

Сергієво-Посадська філія

Індивідуальний підсумковий проект з навчальної дисципліни

"Хімія"

Тема: Полімери у нашому житті

Виконав:

студент 22-15 групи Коваленко Н.Є.

Перевірив:

викладач природничих дисциплін

Томілова Т.В.

м. Сергіїв Посад

2017 р.

Зміст

Введение…………………………………………………………………………….3

Глава 1. Класифікація та загальні властивості високомолекулярних сполук………………………………………………………………………….4

Глава 2. Використання полімерів у сучасного життялюдини……..9

2.1. Полімери в медицині……………………………………………………….9

2.2. Полімери в машинобудуванні…………………………………………...…10

2.3. Полімери в сільському господарстві………………………………………...…11

Глава 3. Небезпека використання полімерів людини і довкілля……………………………………………………………………………......13

Заключение………………………………………………………………...………16

Список використаних джерел…………………………………………..17

Додатки…………………………………………………………………….....18

Вступ

Високомолекулярні сполуки або полімери – це складні речовиниз великими молекулярними масами (порядку сотень, тисяч, мільйонів), молекули яких побудовані з безлічі повторюваних елементарних ланок, що утворюються в результаті взаємодії та з'єднання один з одним однакових або різних простих молекул - мономерів.

Полімерні матеріали у життєдіяльності людини мають велике значення. Тому питання про їх використання та подальшу утилізацію особливо актуальне.

«Широко простягає хімія руки свої у людські справи. Куди не подивимося, куди не оглянемося, скрізь відбиваються перед очима нашими успіхи її старанності»

Полімерні речовини проникли у всі сфери людської діяльності- Техніку, охорону здоров'я, побут. Щодня ми зіштовхуємось із різними пластмасами, гумами, синтетичними волокнами. Полімерні матеріали мають багато корисними властивостями: вони високостійкі в агресивних середовищах, хороші діелектрики та утеплювачі. Деякі полімери мають високу стійкість до низьким температурам, Інші - водовідштовхувальними властивостями і так далі.

Полімерами природних високомолекулярних сполук можуть служити крохмаль, целюлоза, побудовані з елементарних ланок, що є залишками моносахариду (глюкози), а також білки, елементарні ланки яких є залишками амінокислот, сюди ж відносяться природні каучуки та інші органічні речовини.

Нині синтетичні полімери, що випускаються у світі, приблизно на 75% складаються з продуктів полімеризації. Застосовуються вони у будівництві та радіотехніці, машинобудуванні та виробництві побутових виробів.

Метою даної роботи є вивчити полімери, вказати їх будову, властивості та сфери застосування.

Для цього мені доведеться вирішити такі завдання:

Вивчити літературу на цю тему.

Показати важливість полімерних матеріалів для людини.

Виявити шкоду та користь використання полімерів у житті людини.

Глава 1. Класифікація та загальні властивості високомолекулярних сполук

«Всі ми пов'язуємо з хімічною наукоюпрогрес у пізнанні навколишнього
світу, нові методи його перебудови та вдосконалення. І не може бути
у наші дні фахівця, який міг би обійтися без знання хімії.

Полімер - це унікальна речовина, дивовижний клас хімічних сполук, що має велику різноманітність у природі, буквально пронизує її повністю. Вважається, що полімери, будучи неживими речовинами, лягли в основу життя, адже вони можуть обмінюватися інформацією між собою, відтворюватися завдяки своїй мінливості. Різноманітність фізичної будови, гнучкість і мінливість просторової структури та молекулярно-хімічного складу, сприяють присутності як у мінералах та пластиках, так і в полісахаридах та білках. Така важлива і складна людська ДНКта РНК, що відповідають за передачу інформації у спадок, не обходяться без полімерів.

Полімерні молекули є великим класом сполук, основними відмінними характеристикамияких є велика молекулярна маса та висока конформаційна гнучкість ланцюга. Можна з упевненістю сказати, що все характеристичні властивостітаких молекул, а також пов'язані з цими властивостями, можливості їх застосування обумовлені вищезазначеними особливостями. Великий інтерес, таким чином, представляє дослідження можливості апріорного передбачення хімічного та фізичної поведінкиполімеру виходячи з аналізу його будови. Таку можливість надають методи молекулярної механіки та молекулярної динаміки, реалізовані як комп'ютерних розрахункових програм.

Термін полімери походить від грецького «polymeres» - що складається з багатьох частин. Перші згадки про синтетичні полімери були понад 200 років тому. Ряд полімерів, можливо, було отримано ще першій половині 19 століття. Але в ті часи хіміки не знали, що продукти, які вони одержують, є полімерами. Великий російський хімік А.М.Бутлеров вивчав зв'язок полімерних матеріалів та створив теорії хімічногобудови органічних сполук. На її основі виникла хімія полімерів. Головною причиною бурхливого розвитку хімії полімерів стала потреба у нових недорогих матеріалах та розвиток технічного процесу.

За походженням полімери ділять на

1. Природні - (полісахариди, білки, нуклеїнові кислоти, каучук, гутаперча). Природні полімери утворюються в процесі біосинтезу в клітинах живих організмів та рослин. За допомогою спеціальних методіввони можуть бути виділені з рослинної та тваринної сировини.

2 . Хімічні:

- Штучні – одержані з природних шляхом хімічних перетворень (целулоїд, ацетатне, мідно-аміачне, віскозне волокна).

- Синтетичні - Отримані з мономерів (синтетичні каучуки, волокна, капрон, лавсан, пластмаси). Синтетичні полімери одержують в результаті хімічних реакцій. В основному синтетичні полімери одержують із продуктів переробки нафти та газу. На спеціальних заводах спочатку отримують складові, які далі реакції з'єднуються в довгі ланцюги.

За складом:

1 . Органічні

2. Елементоорганічні – поділяються на три групи: основний ланцюг неорганічний, а відгалуження органічні; основний ланцюг містить вуглець та інші елементи, а відгалуження органічні; основний ланцюг органічний, а відгалуження неорганічні.

3. Неорганічні – мають головні неорганічні ланцюги і містять органічних бічних відгалужень (елементи верхніх рядів III – VI груп).

За структурою макромолекули:

1. Лінійні - полімери, що знаходяться в макромолекулі у вигляді відкритого ланцюга або витягнутої в лінію послідовності.

2. Розгалужені - полімери , в основний ланцюг яких є статистично або регулярно розташовані відгалуження.

3. Сітчасті (низько еластичні) -полімери зі складною топологічною структурою, що утворюють єдину просторову сітку.

Лінійні та розгалужені ланцюги можна перетворити на тривимірну дію хімічних агентів, світла, і радіації, а також шляхом вулканізації.

Лінійні полімери мають здатність утворювати високоміцні волокна і плівки, здатні до великих, тривалих деформацій вони зазвичай гнучкі, м'які і тягучі. Усі розгалужені полімери навпаки міцні та тверді.

за хімічного складу:

1. Гомополімери (містять однакові мономірні ланки).

2. Гетерополімери або кополімери (містять різні мономірні ланки).

Полімерні молекули, що складаються з однакових мономерних ланок, називаються гомополімерами, наприклад, полівінілхлорид, полікапроамід, целюлоза, а з різних ланок – гетероплімери.

За складом головного ланцюга:

1. Гомоланцюгові (в головний ланцюг входять атоми одного елемента).

2. Гетероцепні (до головного ланцюга входять різні атоми)

за просторової будови:

1. Стереорегулярні – макромолекули побудовані з ланок однакової чи різної просторової конфігурації, чергуються у ланцюгу з певною періодичністю.

2. Нестереорегулярні (атактичні) – з довільним чергуванням ланок різною просторовою конфігурацією.

За фізичними властивостями:

1. Кристалічні (мають довгі стереорегулярні макромолекули)

2. Аморфні

За способом отримання:

1. Полімеризаційні.

2. Поліконденсаційні.

За властивостями та застосуванням:

1. Пластмаси.

2. Еластомери.

3. Волокна.

Загальні властивостіполімерів (характерні більшості ВМС).

1. ВМС не мають певної температури плавлення, плавляться в широкому діапазоні температур, деякі розкладаються нижче за температуру плавлення.

2. Не піддаються перегонці, тому що розкладаються при нагріванні.

3. Не розчиняються у воді або розчиняються важко.

4. Мають високу міцність.

5. Інертні в хімічних середовищах, стійкі до впливу довкілля

Полімери бувають у кількох агрегатних станах: твердому, м'якому та текучому як рідина.

Властивості полімерів.

Лінійні полімери мають специфічний комплекс фізико-хімічних та механічних властивостей. Найважливіші з цих властивостей: здатність утворювати високоміцні анізотропні високоорієнтовані волокна та плівки, здатність до великих оборотних деформацій, що тривало розвиваються; здатність у високоеластичному станінабухати перед розчиненням; висока в'язкість розчинів. Цей комплекс властивостей обумовлений високою молекулярною масою, ланцюговою будовою, а також гнучкістю макромолекул При переході від лінійних ланцюгів до розгалужених, рідкісних тривимірних сіток і, нарешті, до густих сітків цей комплекс властивостей стає все менш вираженим. Сильно пошиті полімери нерозчинні, неплавкі та нездатні до високоеластичних деформацій.

Полімери можуть існувати в кристалічному та аморфному стані. Необхідна умоваКристалізація - регулярність досить довгих ділянок макромолекули. У кристалічних полімерах можливе виникнення різноманітних надмолекулярних структур (фібрил, сферолітів, монокристалів, тип яких багато в чому визначає властивості полімерного матеріалу. Надмолекулярні структури незакристалізованих (аморфних) полімерах менш виражені, ніж у кристалічних.

Незакристалізовані полімери можуть перебувати у трьох фізичних станах: склоподібному, високоеластичному та в'язко текучому. Полімери з низькою (нижче за кімнатну) температурою переходу зі склоподібного у високоеластичний стан називаються еластомерами, з високою - пластиками. Залежно від хімічного складу, будови та взаємного розташуваннямакромолекул властивості полімерів можуть змінюватись у дуже широких межах. Так, 1,4.-цисполібутадієн, побудований з гнучких вуглеводневих ланцюгів, при температурі близько 20 ° С - еластичний матеріал, який при температурі -60 ° переходить в склоподібний стан; поліметилметакрилат, побудований з жорсткіших ланцюгів, при температурі близько 20 °С - твердий склоподібний продукт, що переходить у високоеластичний стан лише при 100 °С. Целюлоза - полімер із дуже жорсткими ланцюгами, з'єднаними міжмолекулярними водневими зв'язками, взагалі не може існувати у високоеластичному стані до температури її розкладання. Великі відмінності у властивостях полімерів можуть спостерігатися навіть у тому випадку, якщо відмінності у будові макромолекул на перший погляд і невеликі.

Полімери можуть вступати до таких основних типів реакцій: освіта хімічних зв'язківміж макромолекулами (так зване зшивання), наприклад, при вулканізації каучуків, дубленні шкіри; розпад макромолекул на окремі, більш короткі фрагменти, реакції бічних функціональних груп полімерів з низькомолекулярними речовинами, що не торкаються основного ланцюга (так звані полімераналогічні перетворення); внутрішньомолекулярні реакції, що протікають між функціональними групами однієї макромолекули, наприклад, внутрішньомолекулярна циклізація. Зшивання часто протікає одночасно з деструкцією. Прикладом полімер аналогічних перетворень може бути омилення поливтилацетату, що призводить до утворення полівінілового спирту. Швидкість реакцій полімерів із низькомолекулярними речовинами часто лімітується швидкістю дифузії останніх у фазу полімеру. Найбільш явно це проявляється у разі пошитих полімерів. Швидкість взаємодії макромолекул з низькомолекулярними речовинами часто суттєво залежить від природи та розташування сусідніх ланок щодо реагуючої ланки. Це саме стосується і внутрішньомолекулярних реакцій між функціональними групами, що належать до одного ланцюга.

Деякі властивості полімерів, наприклад, розчинність, здатність до в'язкої течії, стабільність дуже чутливі до дії невеликих кількостей домішок або добавок, що реагують з макромолекулами. Так, щоб перетворити лінійний полімер з розчинного повністю нерозчинний, достатньо утворити на одну макромолекулу 1-2 поперечні зв'язки.

Найважливіші характеристики полімерів - хімічний склад, молекулярна маса та молекулярно-масовий розподіл, ступінь розгалуженості та гнучкості макромолекул, стереорегулярність та інші. Властивості полімерів суттєво залежать від цих показників.

Глава 2. Використання полімерів у житті людини

2.1. Полімери в медицині

«Роль наук службова, вони становлять засіб для досягнення блага»

Медицина є галуззю, що постійно розвивається, де знаходять застосування різні матеріалита технології, своє місце в медицині знайшли і полімери. На сьогоднішній деньполімери в медицинізастосовуються практично повсюдно.

Перспективи використання полімерів у медичній практиці необмежені. Зі стійких до впливу високої температуриполімерів виробляють шприци разового застосування, системи для переливання крові, апарати штучного кровообігу та штучної нирки, шпателі, аплікатори.

У Наразіблизько 12% медичних виробів, що випускаються в Російської Федерації, Виробляється на 28-ми підприємствах, які знаходяться на території Московської області.

У Росії та за кордоном широким фронтомведуться роботи із синтезу фізіологічно активних полімерних лікарських речовин, напівсинтетичних гормонів та ферментів, синтетичних генів. Великих успіхів досягнуто у створенні кополімерних замінників плазми людської крові. Нині вже не рідкість, коли людині у разі потреби заповнюють до 30% крові розчинами медичних кополімерів. Синтезовані та з хорошими результатами застосовуються у клінічній практиці еквіваленти різних тканин та органів людини: кісток, суглобів, зубів.

Найбільшого поширенняу цій сфері отримали вироби, виконані на основі високомолекулярних сполук і є пластмасою. З них виготовляють штучні судини, суглоби та інші вироби, що імітують тканини та органи. людського організму. З поліамідів, крім іншого, виготовляють хірургічні нитки, та якщо з поліуретанів – камери штучного серця.

Медичні полімери та кополімери використовуються для культивування клітин та тканин, зберігання та консервації крові, кровотворної тканини – кісткового мозку, консервації шкіри та багатьох інших органів. У терапії широко використовуються кополімери - іонообмінники ( іонообмінні смоли) для видалення з організму лужних металів, радіоактивних елементів для введення в організм додаткових кількостей необхідних іонів металів. Вивчається можливість застосування іонообмінників для корекції електролітного та кислотно-лужної рівновагибіологічних середовищ при серцевій, печінковій та нирковій недостатності. На основі синтетичних кополімерів створюються противірусні речовини, пролонгатори найважливіших лікарських засобів, протиракові препаратори.

Сучасні біосумісні полімери використовуються також для створення лікарських плівок, різних мазей, оболонок для мікрокапсул.

Полімери використовують і в процесі виробництва різної медичної техніки, спеціального посуду, упаковок для лікарських засобів та інструментів. З поліетилену високої щільностівиготовляють пробірки, стерилізатори, піпетки, а фторопласт-4 є основою для виробництва медичних інструментів, катетерів. Полістирол є чудовим матеріалом для виготовлення одноразових шприців і упаковок для ліків.

Широко застосовуютьсяполімери в медицинізавдяки своїй економічності, крім того, багато виробів мають високим ступенемстійкості до негативному впливу різних середовищ. Полімери лягають в основу необхідних в медицині одноразових виробів.

Застосування у сфері медицини полімерів у сукупності з сучасними технологіямидозволило зробити великий крок уперед у питанні імплантації та порятунку життя людей, коли їхньому здоров'ю існує реальна загроза.

2.2. Полімери в машинобудуванні

Сьогодні можна говорити щонайменше про чотири основні напрямки використання полімерних матеріалів у сільському господарстві. І у вітчизняній та у світовій практиці перше місце належить плівкам. Завдяки застосуванню перфорованої мульчуючої плівки на полях врожайність деяких культур підвищується до 30%, а терміни дозрівання прискорюються на 10-14 днів. Використання поліетиленової плівки для гідроізоляції створюваних водосховищ забезпечує суттєве зниження втрат вологи, що запасається. Укриття плівкою сінажу, силосу, грубих кормів забезпечує їхню найкращу безпеку навіть у несприятливих погодних умовах. Але головна сфера використання плівкових полімерних матеріалів у сільському господарстві - будівництво та експлуатація плівкових теплиць. В даний час стало технічно можливим випускати полотнища плівки завширшки до 16 м, а це дозволяє будувати плівкові теплиці шириною в основі до 7,5 і завдовжки до 200 м. У таких теплицях можна всі сільськогосподарські роботи проводити механізовано; більше того, ці теплиці дозволяють вирощувати продукцію цілий рік. У холодну пору теплиці обігріваються знову-таки за допомогою полімерних труб, закладених у ґрунт на глибину 60-70 см.

Інша сфера широкого застосування полімерних матеріалів сільському господарстві - меліорація. Тут і різноманітні форми труб і шлангів для поливу, особливо для найпрогресивнішого в даний час краплинного зрошення; Тут і перфоровані пластмасові труби для дренажу. Цікаво відзначити, що термін служби пластмасових труб у системах дренажу, наприклад, у республіках Прибалтики у 3-4 рази довше, ніж відповідних керамічних труб. До того ж використання пластмасових труб, особливо з гофрованого полівінілхлориду, дозволяє майже повністю виключити ручну працю під час прокладання дренажних систем.

Ще в 1930-і роки Генрі Форд дослідив можливість створення полімерних матеріалів на основі сої для подальшого використання в автомобілях. Однак, даний розвиток дослідження в галузі розробки біополімерів отримали в другій половині XX ст. У 1970-80-ті роки в США, Італії, Німеччині були створені синтетичні полімерні матеріали з активним наповнювачем на основі крохмалю для застосування як пакувальні матеріали.

Відмінною рисою цих матеріалів стала здатність до біодеструкції у поєднанні з високими експлуатаційними характеристиками синтетичного полімеру. На сьогоднішній день у світі успішно впроваджено понад 100 видів біорозкладних полімерів. Поки що обсяги їх виробництва становлять лише близько 0.1% загальносвітового виробництва полімерів усіх видів. У 2010 р. обсяг їх виробництва становив близько 700 тис. т., проте вже 2011 р. за оцінками деяких експертів він перевищив 1 млн т., а 2015 р. досягне 1.7 млн. т.

Сучасні обсяги випуску біополімерів підтверджують, що технології їх одержання мають значний потенціал промислового освоєння та комерціалізації. Ринок біорозкладних полімерів є одним з сегментів світової економіки, що найбільш швидко розвиваються. Їхнє виробництво вже є невід'ємною частиною національних агрохімічних комплексів Японії, США, країн Євросоюзу.
Найбільшим попитом на біополімерному ринку користуються плівки, що використовуються в сільському господарстві, де важливі біорозкладність і компостування, а також в галузі упаковки.

Запорукою успішного розвитку виробництва біорозкладних полімерів є вживання численних законодавчих заходів, які зобов'язують виробників здійснювати рециклінг полімерної упаковки з метою її повторного використання та звільняють біополімерну упаковку, що компостується, від сплати відповідних податків. Так, для розвитку ринку біорозкладних полімерів у Європі прийняті спеціальні державні програми з роздільного збору відходів, що компостуються. Переваги біопластиків, пов'язані з нижчою платою за зберігання відходів, незаперечні. З 2000 р. в ЄС прийнято стандарт Б 13432, що регламентує вимоги до біорозкладних полімерів. Крім того, у червні 2008 р. Європейський Парламент затвердив рамкову директиву про відходи, яка визначає послідовність вибору способів переробки відходів, запобігання утворенню відходів, вторинне використання продукції та матеріалів, вилучення енергії та утилізація відходів.

Одними з найбільш перспективних біорозкладаються є аліфатичні поліефіри на основі молочної кислоти - полілактиди (ПЛА, РLА), одержувані поліконденсацією молочної кислоти або полімеризацією лактиду.

У Росії виробництво біорозкладних полімерів поки що знаходиться в початковій стадіїта, за оцінками низки експертів, на початок 2011 р. становило не більше 6.5 тис. тонн на рік. При цьому переважну кількість виробників використовують зарубіжні розробки. Так, компанія «Євробалт» з 2008 р. виробляє пакувальні матеріали з поліетилену з використанням оксорозкладаної присадки «d2w»; фірма «ТІКО-пластик» випускає біорозкладну пакувальну продукцію на основі полімерів з додаванням імпортних каталізаторів; фірма "Тампо-Механік" випускає мішки та плівки з полімеру Ecovio фірми BASF. Тим не менш, в Росії є і власні розробки в галузі полімерів, що біорозкладаються. Фірма «БіоЕкоТехнологія» веде самостійні дослідження та займається використанням власних біорозкладних добавок до полімерів на території Росії та СНД.

Дослідженнями у цій галузі займається велика кількість науково-дослідних лабораторій у Москві, Пущині, Красноярську, Уфі та інших містах. Проводяться випробування окремих зразків матеріалів на основі біополімерів, що мають велике значеннядля медицини як імплантанти та хімічні контейнери для спрямованої доставки лікарських препаратів. Однак для отримання товарів народного споживання, Насамперед пакувальних матеріалів, біорозкладаються полімери в Росії поки використовуються недостатньо широко. Це пов'язано з низькою популярністю ідеї використання біополімерів як у виробників, так і у споживачів різних упаковок, а також недостатньою увагою законодавчої влади. Тим часом проблема поховання і переробки твердих побутових відходів, значну частину яких складають полімери, вже досить гостро стоїть у всьому світі, в тому числі в Росії. Тому найближчим часом очікується суттєве зростання виробництва біополімерних матеріалів для різних потреб.

Не викликає сумнівів, що найближчими роками виробництво полімерів, одержуваних із відновлюваних ресурсів, та його асортимент розширюватимуться, а ціна і характеристики - наближатися до рівня традиційних полімерних матеріалів.

Висновок

І на закінчення, підбиваючи підсумки, слід зазначити, що з початку 20-х років ХХ століття розвиваються також теоретичні уявлення про будову полімерів. Спочатку передбачалося, що такі біополімери, як целюлоза, крохмаль, каучук, білки, а також деякі синтетичні полімери, подібні з ними за властивостями (наприклад, поліізопрен), складаються з малих молекул, що володіють незвичайною здатністю асоціювати в розчині комплекси колоїдної природи зв'язків (теорія "малих блоків"). Автором принципово нового уявлення про полімери як про речовини, що складаються з макромолекул, часток надзвичайно великої молекулярної маси, був Г.Штаудінгер. Перемога ідей цього вченого змусила розглядати полімери як якісно новий об'єкт дослідження хімії та фізики.

Важко переоцінити значення полімерів у нашому житті. Полімери оточують нас буквально з усіх боків: з них складаються пакети в супермаркетах та одноразовий посуд, корпуси телефонів та іншої побутової техніки, автомобільні шини та віконні рами. Це найважливіший матеріал, з якого виготовлені предмети, які ми постійно використовуємо. З іншого боку, полімери є природними компонентами всіх живих організмів, зокрема людини.

До полімерів належать численні природні сполуки: білки, нуклеїнові кислоти, целюлоза, крохмаль, каучук та інші органічні речовини. Велике число полімерів отримують синтетичним шляхом на основі найпростіших сполук елементів природного походження шляхом реакцій полімеризації, поліконденсації та хімічних перетворень.

Полімери широко застосовуються в багатьох галузях людської діяльності, задовольняючи потреби різних галузей промисловості, сільського господарства, медицини, культури та побуту. При цьому доречно відзначити, що останніми роками дещо змінилася і функція полімерних матеріалів у будь-якій галузі, та способи їх отримання. Полімерам стали довіряти все більш відповідальні завдання. З полімерів стали виготовляти все більше щодо дрібних, але конструктивно складних і відповідальних деталей машин і механізмів, і в той же час все частіше полімери стали застосовуватися у виготовленні корпусних великогабаритних деталей машин і механізмів, що несуть значні навантаження.

Список використаних джерел

Аксьонова А.А. Енциклопедія для дітей Том 17. Хімія. - М: Видавництво: Аванта +. - 2007. - 640 с.

Білявський М. Т. Все випробував і все проник. - М: Видавництво: Московський університет, 1990. - 222 с.

Добротін Д.Ю. Справжня хімія для хлопчиків та дівчаток. - М: Видавництво: Інтелект-Центр. 2010. – 96 с.

Єршов В.В., Никифоров Г.А., Володькін А.А. Просторово-утруднені феноли. - М.: Хімія, 1998. - 352 с.

Карякін Ю.В, Ангелов І.І. Чисті хімічні речовини. - М.: Хімія, 1996. - 408 с.

Каргін Ст А., Г. Л. Слонімський. Короткі нарисиз фізикохімії полімерів. - М: Видавництво: МДУ, 1999. - 232 с.

Леєнсон І.А. Дивовижна хімія. - М: Видавництво: Енас, 2009. - 168 с.

Наукова бібліотека. КіберЛенінка.[Інтернет ресурс]адреса:

Птіцин О.А. та ін Лабораторні роботи з органічного синтезу. - М.: Просвітництво, 1997. - 256 с.

Савіна Л.А. Я пізнаю світ. Хімія. - М: Видавництво: ТОВ "Видавництво АСТ", 2007. - 400 с.

Тасекєєв М. С., Єремєєва Л. М. Виробництво біополімерів як один із шляхів вирішення проблем екології та АПК: Аналіт. огляд. – Алмати: Видавництво: НЦ НТІ, 2009. – 200 с.

Чуга Л.А. Дмитро Іванович Менделєєв. Життя та діяльність. - Л.: Наукове хіміко-технічне вид-во, 1994. - 57 с.

Мал. 3 - Полімери в медицині

Додаток 4


Мал. 4 – Штучні суглоби

Додаток 5



Мал. 5 - Полімери в машинобудуванні

Додаток 6



Мал. 6 – Лакофарбові матеріали

Додаток 7

Мал. 7 – Укриття плівкою грубих кормів

Додаток 8



Мал. 8 – Перфорована плівка, що мульчує.

Додаток 9



Мал. 9 – Біорозкладні полімери

Додаток 10



Мал. 10 - Розкладання біополімерного стаканчика протягом 2-х років

Додаток 11



Мал. 11 - Процес отримання ПЛА полімеризацією лактиду

Ломоносов М. В. – «Слово про користь хімії» //Бялявський М. Т. «…Все випробував і проник» - М: Видавництво Московського університету, 1990. З. 37.

«Синтетичний каучук» - майже 60% використовується для виготовлення покришок. Килим на натуральному каучуку. Взуття Подумайте. Бутилкаучук (БК) - кополімер 2-метилпропену з невеликою кількістю ізопрену. Структура виробництва синтетичних каучуків країнами Західної Європи. С. В. Лебедєв. Не забутий і природний каучук, частка якого у загальному виробництві становить 20% стабільні.

"Отримання каучуку" - Каучук буває двох видів: натуральний та синтетичний. Далі каучук йде транспортером і потрапляє у подрібнювач. Сік із цистерни переливають у спеціальні басейни. Тут пластина подрібнюється і трубами подається в спеціальний контейнер. Тримають каучук у печі хвилин п'ятнадцять. Така ж солодкувата.

«Каучук» – порівняйте властивості бутадієнового та дивінілового каучуків. Зробіть висновок про характер каучуку як полімеру. Форма макромолекул каучуку. Про каучук. Як змінилося забарвлення розчину? ПРЕЗИДІУМ ВРНГ». Завдання №7. Лабораторний досвід. Кінець газовідвідної трубки опустіть у пробірку з бромною водою. Буль. Будова каучуку.

"Синтетичні полімери" - Полімери. Лінійна структура полімерів. Розгалужена структура полімерів. Природні та синтетичні полімери. Волокна поділяються на природні та хімічні. Мономер – вихідна речовина для одержання полімерів. Які ж утворюються ці незвичайні сполуки? Що таке полімери? Як правило, з полімерів отримують полімерні матеріали.

"Природний каучук" - Чарльз Гудьїр. Будова природного каучуку. Фізичні властивостікаучуку. У 1834 р. відкрив процес вулканізації гуми. Процес полімеризації ізопрену. Гудьїр наполегливо змішував каучук з усім поспіль: з сіллю, перцем, піском, олією і навіть із супом і, зрештою, досяг успіху. Макромолекула природного каучуку складається із макромолекул ізопрену. | CH2 = C - CH = CH2 | CH3.

"Полімери хімія" - Висновок. Чи знаєте ви, що... Все живе складається з полімерів. М. Ломоносов. Вклад хімії у перемогу. Несподівані якості полімер. Матеріали майбутнього. Широко розповсюджує хімія руки свої в людські справи… В даний час немає необхідності говорити про важливу роль полімерів.

Всього у темі 16 презентацій

Полімери Матвєєв Д. 11 «Б»

Класифікація полімерів Полісахариди Білки Крохмаль Целюлоза Натуральний каучук Гуттаперча Нуклеїнові кислоти Біополімери Поліізопрени

Класифікація полімерів Синтетичні: Штучні: Каучуки(СК)

Основні поняття хімії полімерів полімер макромолекула мономер структурна ланка макромолекули ступінь полімеризації макромолекули молекулярна маса макромолекули молекулярна маса полімеру геометричні формимакромолекул

Полімер. Макромолекула Полімерами називаються речовини, що складаються з великих молекул ланцюгової будови (від грецького «полі»-багато та «мерос»-частина). Молекула полімеру називається макромолекулою (від грецького «макрос» - великий, довгий)

Мономер, структурне ланка Мономери це речовини, у тому числі утворюються полімери. Вони містять: -кратний зв'язок СН 2 = СH-CH 3 -одну або кілька функціональних груп NH 2 - CH 2 - COOH Структурна ланка це група атомів, що багаторазово повторюється в макромолекулі. ...-CH 2 -CHCl- CH 2 -CHCl -CH 2 -CHCl-CH 2 -CHCl-CH 2 -CHCl-...

Ступінь полімеризації Молекулярна маса Ступінь полімеризації (n) - це число, що показує, скільки молекул мономеру з'єдналося в макромолекулу. Молекулярна маса макромолекули пов'язана зі ступенем полімеризації співвідношенням: М(макромолекули) = M(ланка)х n де n - ступінь полімеризації, M - молекулярна маса ланки Молекулярна маса та ступінь полімеризації полімеру є усередненими величинами: M порівн. (полімеру) = M (ланки)х n порівн.

Полімеризація Полімеризація це утворення полімеру без виділення низькомолекулярних продуктів. Мономери полімеризації-з'єднання з кратними зв'язками. Стадії полімеризації: - ініціювання - зростання - обрив ланцюга. Схема полімеризації етилену: nCH 2 = CH 2  (-CH 2 - CH 2 -) n Сополімеризація це полімеризація одночасно двох або декількох мономерів.

Класифікація

Геометрична форма макромолекул Лінійна Розгалужена

Поліконденсація При поліконденсації утворюються: - полімер і - низькомолекулярна сполука (найчастіше - вода). Мономери містять щонайменше дві функціональні групи. Схема отримання лавсану з терефталевої кислоти та етиленгліколю: n HO OC-C 6 H 4 - COOH + n HO -CH 2 CH 2 - OH   HO-(-CO-C 6 H 4 -CO-O-CH 2 CH 2 -O-)-H + (n-1) H 2 O

Поліконденсацією називають реакцію утворення високомолекулярних речовин у результаті конденсації багатьох молекул, що супроводжується виділенням простих речовин(Води, спирту, вуглекислого газу, хлористого водню і т. д.). Процес полі конденсації не є мимовільним процесом і вимагає енергії з поза. На відміну від реакції полімеризації маса одержуваного полімеру менше маси

Розгорнуті формули Фенолформальдегідна смола Поліпропілен

Пластмаси (термореактивні) Застосування

Застосування Новолаки застосовують для виробництва лаків, пресувальних порошків. Резоли (просторове) - у виробництві пластмас з наповнювачами. Фенопласти (просочування): - Тканини (текстоліт), шарикопідшибники, шестерні для машин.

Папери (гетінакс): деталі машин, телевізійна та телефонна апаратура. -Очищення бавовни. -Волокніт: гальмівні накладки для машин, мотоциклів, сходи для екскалаторів. -Скляна тканина та скляні волокна. -Склопласти: деталі великих розмірів(автоцистерни) -деревне борошно Карболіт: Телефонні апарати, електричні контактні плати. Зображення

Ручки ножів часто роблять із гетинаксу Текстоліт на виробництві Склопласти активно використовуються у вікнах для громадського транспорту

Карболіт(з нього робиться безліч електронних плат) Карболіт на виробництві Синтетичні волокна

Біополімери

Поліетилентерефталат

Слайд 2

Полімери

Слайд 3

Студент повинен: знати Основні визначення та класифікацію полімерів. Методи одержання полімерів. Основні положення теорії будови та властивості полімерів. Вміти Класифікувати, складати загальну формулуі назва полімерів на основі будови органічних та неорганічних міономерів. Складати рівняння реакцій одержання полімерів. Складати структурні формулиполімерів та описувати їх властивості.

Слайд 4

4 Полімери - (від грецьк "poly" - багато, " meres " - частина) - хімічні сполуки з високою молекулярною масою (від кількох тисяч до багатьох мільйонів), молекули яких (макромолекули) складаються з великої кількостіповторюваних угруповань (мономірних ланок).

Слайд 5

5 Наприклад, поліетилен, одержуваний при полімеризації етилену CH2=CH2 ...-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-... або (-CH2-CH2-)n

Слайд 6

6 Низькомолекулярні сполуки, з яких утворюються полімери, називають мономерами. Наприклад, пропілен СН2=СH–CH3 є мономером поліпропілену: а такі сполуки, як α-амінокислоти, є мономерами при синтезі природних полімерів – білків (поліпептидів):

Слайд 7

Природні, або біополімери (нуклеїнові кислоти, білки) Синтетичні полімери (поліетилен, поліпропілен)

Слайд 8

8 За хімічною будовою: Структурні ланки несиметричної будови, наприклад, можуть з'єднуватися між собою двома способами: Полімери, макромолекули яких побудовані одним із цих способів, називають регулярними. Полімери нерегулярного будови утворені довільним поєднанням обох способів з'єднання ланок.

Слайд 9

9 За просторовою будовою макромолекули: Стереорегулярні Атактичні

Слайд 10

10 Полімер називається стереорегулярним, якщо заступники R в основному ланцюгу макромолекул (–CH2–CHR–)n розташовані впорядковано: або всі вони знаходяться по одну сторону від площини ланцюга або строго чергово по одну та іншу сторони від цієї площини (синдіотактичні полімери)

Слайд 11

11 Якщо бічні заступники в макромолекулах розташовуються безладно щодо площини основного ланцюга, то такий полімер є стереонерегулярним або атактичним.

Слайд 12

12 За хімічним складом макромолекули: Гомополімери (полімер утворений з одного мономеру, наприклад, поліетилен); Сополімери (полімер утворений щонайменше з двох раз. мономерів, наприклад бутадієн-стирольний

Слайд 13

Особливі механічні властивості: Еластичність - здатність до високих оборотних деформацій при відносно невеликому навантаженні (каучук); Мала крихкість склоподібних та кристалічних полімерів (пластмаси, органічне скло); Здатність макромолекул до орієнтації під впливом спрямованого механічного поля (використовується під час виготовлення волокон і плівок).

Слайд 14

14 Особливості розчинів полімерів: висока в'язкість розчину при малій концентрації полімеру; розчинення полімеру відбувається через стадію набухання. Особливі хімічні властивості: здатність різко змінювати свої фізико-механічні властивості під дією малих кількостей реагенту (вулканізація каучуку, дублення шкір тощо). Особливі властивостіполімерів пояснюються не тільки великою молекулярною масою, але й тим, що макромолекули мають ланцюгову будову і мають унікальну для неживої природи властивість - гнучкість.

Слайд 15

15 Гнучкість макромолекул - це їхня здатність оборотно (без розриву хімічних зв'язків) змінювати свою форму. Особливості полімерів, зумовлені гнучкістю макромолекул, виявляються при деформуванні полімерів. У відсутності зовнішніх впливіврівноважним станом гнучкої макромолекули є форма пухкого клубка (максимум ентропії). При деформації полімеру макромолекули розпрямляються, а після зняття навантаження, що деформує, прагнучи до рівноважного стану, вони знову згортаються за рахунок поворотів навколо σ- зв'язків в результаті теплового руху. Це є причиною високих оборотних деформацій (еластичність) полімерів.

Слайд 16

16 За ступенем гнучкості полімери поділяють на гнучколанцюгові (з більшою свободою внутрішньомолекулярного обертання) і жорстколанцюгові. Це визначає сферу застосування полімерів. Гнучких полімерів використовують як каучуки (гумові вироби), жорстколанцюгові - у виробництві пластмас, волокон, плівок. Гнучкість макромолекул зменшується під впливом внутрішньо- та міжмолекулярних взаємодій, які перешкоджають обертанню σ-зв'язків. Наприклад: При кристалізації полімеру посилюються міжмолекулярні взаємодії та його гнучкість (еластичність) зменшується. З цієї причини поліетилен, що легко кристалізується, не виявляє властивостей каучуку.

Слайд 17

Синтез полімерів з мономерів ґрунтується на реакціях двох типів:. полімеризації та поліконденсації Крім того, слід зазначити, що деякі полімери отримують не з мономерів, а з інших полімерів, використовуючи хімічні перетвореннямакромолекул (наприклад, при дії азотної кислотина природний полімерцелюлозу одержують новий полімер - нітрат целюлози).

Слайд 18

18 Полімеризація – реакція утворення високомолекулярних сполук шляхом послідовного приєднаннямолекул мономеру до зростаючого ланцюга. Полімеризація є ланцюговим процесом і протікає в кілька стадій: ініціювання зростання ланцюга обрив ланцюга

Слайд 19

19 Характерні ознакиполимеризации: 1. У основі полімеризації лежить реакція приєднання 2. Полімеризація є ланцюговим процесом, т.к. включає стадії ініціювання, зростання та обриву ланцюга. 3. Елементний склад (молекулярні формули) мономеру та полімеру однаковий.

Слайд 20

Схематично реакцію полімеризації часто зображують як просте з'єднання молекул мономеру макромолекулу. Наприклад, полімеризація етилену записується наступним чином: n CH2=CH2 → (–CH2–CH2–)n або СH2=CH2 + CH2=CH2 + CH2=CH2 + ... → ® -CH2–CH2- + -CH2–CH2- + -CH2–CH2- + ... → (–СН2–СH2–)n

Слайд 21

21 Однак мимовільно кратні зв'язки в мономері не розкриваються і частки типу -СH2-CH2- насправді не існують. Щоб почалася ланцюгова реакціяполімеризації, необхідно "зробити" незначну частину молекул мономеру активними, тобто перетворити їх на вільні радикали (радикальна полімеризація) або на іони (катіонна полімеризація або аніонна полімеризація).

Слайд 22

Процес утворення високомолекулярних сполук при спільній полімеризації двох або більше різних мономерів називають кополімеризацією. приклад. Схема кополімеризації етилену з пропіленом: Хімічна будова кополімерів залежить від властивостей мономерів та умов реакції.

Слайд 23

Слайд 24

Поліконденсація - процес утворення високомолекулярних сполук, що протікає механізмом заміщення і супроводжується виділенням побічних низькомолекулярних продуктів. Наприклад, отримання капрону з ε-амінокапронової кислоти: n H2N-(CH2)5-COOH H-[-NH-(CH2)5-CO-]n-OH + (n-1) H2O ; або лавсану з терефталевої кислоти та етиленгліколю: n HOOC-C6H4-COOH + n HO-CH2CH2-OH→ HO-(-CO-C6H4-CO-O-CH2CH2-O-)n-H + (n-1) H2O

Слайд 25

1. В основі поліконденсації лежить реакція заміщення. Наприклад, при поліконденсації двоосновної кислоти і двоатомного спирту група -ОН в кислоті заміщається на залишок спирту -О-R-OH: НOOC-R-CO-OH + H-O-R-OH HOOC-R-CO-O-R-OH + H2O Димер, що утворився одночасно і кислотою (-COOH) та спиртом (-OH). Тому він може вступати в нову реакціюяк з мономерами, так і іншими димерами, трімерами або n-мерами.

Слайд 26

26 2. Поліконденсація – процес ступінчастий, т.к. утворення макромолекул відбувається внаслідок низки реакцій послідовної взаємодії мономерів, димерів або n-мерів як між собою, так і один з одним. 3. Елементні склади вихідних мономерів та полімеру відрізняються на групу атомів, що виділилися у вигляді низькомолекулярного продукту (в даному прикладі- H2O).

Слайд 27

Існують два основні способи назв полімерів. 1. Назва полімеру будується за назвою вихідного мономеру з додаванням приставки "полі" (поліетилен, полістирол тощо). Цей спосіб зазвичай використовується для полімерів, отриманих шляхом полімеризації. 2. Полімеру дається тривіальна назва (лавсан, нітрон, найлон тощо), яка не відображає будови макромолекул, але зручна своєю стислою. Даний спосіб застосовують творці полімерних матеріалів (фірми, наукові та виробничі колективи). Так, назва ЛАВСАН присвоєно полімеру [–O–CH2–CH2–O–CO–C6H4–CO–]n поліетиленглікольтерефталат як скорочену назву ЛАбораторії Високомолекулярних Сполучень Академії Наук.

Слайд 28

28 Коровін Микола Васильович. Загальна хімія: Підручник. - 2-ге вид., Випр. та дод. - М: Вищ. шк., 2000. – 558с.: іл. Павлов Н.М. Загальна та неорганічна хімія: Навч. для вузів. - 2-ге вид., перероб. та дод. - М.: Дрофа, 2002. - 448 с.: Іл. Ахметов Наїль Сибгатович. Загальна та неорганічна хімія: Підручник для студ. хіміко-технологічних спец. вузів/Н.С.Ахметов. - 4-те вид., Вик. - М.: Вищ. шк.: Академія, 2001. – 743с.: іл. Глінка Микола Леонідович. Загальна хімія: Навчальний посібник для вузів/Н.Л.Глінка; Єрмаков Л.І (ред.) - 29-е вид.; вик. - М.: Інтеграл Прес, 2002 - 727с.: Іл. Писаренко О.П., Хавін З.Я. Курс органічної хімії - М.: Вища школа, 1975,1985. Альбіцька В.М., Сєркова В.І. Завдання та вправи з органічної хімії. - М.: Вищ. шк., 1983. Грандберг І.І. Органічна хімія - М.: Дрофа, 2001. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органічна хімія М.: Вищ. Шк., 1981 Іванов В.Г., Гева О.М., Гаверова Ю.Г. Практикум з органічної хімії - М.: Академія., 2000.

Переглянути всі слайди