• Задать вопрос менеджеру

Twitter новости

Обучение письменному иноязычному общению на основе ИКТ http://t.co/IK2NAjncrk

Online-опрос

Антиплагиат онлайнДипломант
Яндекс.Метрика

Характеристика и классификация полимеров

Предмет:Химия
Тип:Курсовая
Объем, листов:26
Word
Получить полную версию работы
Релевантные слова:стирол, изделие, высокополимерный, цеп, свойственник, высоко, обычно, группа, таки, тип, основа
Процент оригинальности:
59 %
Цена:300 руб.
Содержание:

Введение, общая характеристика и классификация полимеров

1. Историческая справка

2. Описание полистирола

3. Основные свойства

3. 1. Физические свойства

3. 2. Химические свойства

4. Получение

5. Надмолекулярная структура, конформация, конфигурация

6. Способы отверждения

7. Применение в промышленности

Заключение

Список литературы

Вступление:

Общая характеристика и классификация полимеров

Полимером называется органическое вещество, длинные молекулы ко-торого построены из одинаковых многократно повторяющихся звеньев – мо-номеров.

Размер молекулы полимера определяется степенью полимеризации n, т. е. числом звеньев в цепи. Если n= от 10 до 20, вещества представляют со-бой легкие масла. С возрастанием n увеличивается вязкость, вещество стано-вится воскообразным, наконец, при n=1000 образуется твердый полимер. Степень полимеризации неограниченна: она может быть 104, и тогда длина молекул достигает микрометров. Молекулярная масса полимера равна произ-ведению молекулярной массы мономера и степени полимеризации. Обычно она находится в пределах от 103 до 3?105. Столь большая длина молекул пре-пятствует их правильной упаковке, и структура полимеров варьирует от аморфной до частично кристаллической. Доля кристалличности в значительной мере определяется геометрией цепей. Чем ближе укладываются цепи, тем более кристалличным полимер становится. Кристалличность даже в лучшем случае оказывается несовершенной [1].

Аморфные полимеры плавятся в диапазоне температур, зависящем не только от их природы, но и от длины цепей; кристаллические имеют точку плавления.

По происхождению полимеры делятся на три группы: синтетические полимеры (искусственные), природные органические и природные неоргани-ческие полимеры.

Синтетические полимеры получаются путем ступенчатой или цепной полимеризации низкомолекулярных полимеров.

Природные неорганические полимеры – это например расплав магмы, оксид кремния.

Природные органические полимеры образуются в результате жизне-деятельности растений и животных и содержатся в древесине, шерсти, коже. Это протеин, целлюлоза, крахмал, шеллак, лигнин, латекс.

Обычно природные полимеры подвергаются операциям выделения очистки, модификации, при которых структура основных цепей остается не-изменной. Продуктом такой переработки являются искусственные полимеры. Примерами являются натуральный каучук, изготовляемый из латекса, целлу-лоид, представляющий собой нитроцеллюлозу, пластифицированную камфа-рой для повышения эластичности.

Природные и искусственные полимеры сыграли большую роль в со-временной технике, а в некоторых областях остаются незаменимыми и до сих пор, например в целлюлозно-бумажной промышленности. Однако резкий рост производства и потребления органических материалов произошел за счет синтетических полимеров – материалов, полученных синтезом из низ-комолекулярных веществ и не имеющих аналогов в природе. Развитие химической технологии высокомолекулярных веществ – неотъемлемая и сущест-венная часть современной НТР. Без полимеров уже не может обойтись ни одна отрасль техники, тем более новой. По химической структуре полимеры делятся на линейные, разветвленные, сетчатые и пространственные. Молеку-лы линейных полимеров химически инертны по отношению друг к другу и связаны между собой лишь силами Ван-дер-Ваальса. При нагревании вяз-кость таких полимеров уменьшается и они способны обратимо переходить сначала в высокоэластическое, а затем и в вязкотекучее состояния (рисунок 1). Поскольку единственным следствием нагрева является изменение пла-стичности, линейные полимеры называют термопластичными. Не следует думать, что термин «линейные» обозначает прямолинейные, наоборот, для них более характерна зубчатая или спиральная конфигурация, что придает таким полимерам механическую прочность.

Термопластичные полимеры можно не только плавить, но и растворять, так как связи Ван-дер-Ваальса легко рвутся под действием реагентов.

Разветвленные (привитые) полимеры более прочны, чем линейные. Контролируемое разветвление цепей служит одним из основных промыш-ленных методов модификации свойств термопластичных полимеров.

Рисунок 1 – Схематическая диаграмма вязкости термопластичных по-лимеров в зависимости от температуры: Т1 – температура перехода из стек-лообразного в высоко эластичное состояние, Т2 – температура перехода из высокоэластичного в вязкотекучее состояние

Сетчатая структура характерна тем, что цепи связаны друг с другом, а это сильно ограничивает движение и приводит к изменению как механиче-ских, так и химических свойств. Обычная резина мягка, но при вулканизации серой образуются ковалентные связи типа S-ноль, и прочность растет. Поли-мер может приобрести сетчатую структуру и спонтанно, например, под дей-ствием света и кислорода произойдет старение с потерей эластичности и ра-ботоспособности. Наконец, если молекулы полимера содержат реакционно-способные группы, то при нагревании они соединяются множеством попе-речных прочных связей, полимер оказывается сшитым, т. е. приобретает про-странственную структуру. Таким образом, нагрев вызывает реакции, резко и необратимо изменяющие свойства материала, который приобретает проч-ность и высокую вязкость, становится нерастворимым и неплавким. Вследствие большой реакционной способности молекул, проявляющейся при по-вышении температуры, такие полимеры называют термореактивными. Не-трудно представить, что их молекулы активны не только по отношению друг к другу, но и к поверхностям инородных тел. Поэтому термореактивные по-лимеры, в отличие от термопластичных, обладают высокой адгезионной спо-собностью даже при низких температурах, что позволяет использовать их в качестве защитных покрытий, клеев и связующего в композиционных мате-риалах.

Термопластичные полимеры получают по реакции полимеризации, про-текающей по схеме (рисунок 2).

Рисунок 2 – Реакции образования полимеров: а) – полимеризация, б) - поликонденсация

При цепной полимеризации молекулярная масса нарастает почти мгно-венно, промежуточные продукты неустойчивы, реакция чувствительна к присутствию примесей и требует, как правило, высоких давлений. Неудиви-тельно, что такой процесс в естественных условиях невозможен, и все при-родные полимеры образовались иным путем. Современная химия создала но-вый инструмент — реакцию полимеризации, и благодаря ему большой класс термопластичных полимеров. Реакция полимеризации реализуется лишь в сложной аппаратуре специализированных производств, и термопластичные полимеры потребитель получает в готовом виде.

Реакционноспособные молекулы термореактивных полимеров могут образоваться более простым и естественным путем – постепенно от мономе-ра к димеру, потом к тримеру, тетрамеру и т. д. Такое объединение мономе-ров, их «конденсацию», называют реакцией поликонденсации; она не требует ни высокой чистоты, ни давлений, но сопровождается изменением химиче-ского состава, а часто и выделением побочных продуктов (обычно водяного пара) (рисунок 2). Именно эта реакция реализуется в природе; она может быть легко осуществлена за счет лишь небольшого нагрева в самых простых условиях, вплоть до домашних. Такая высокая технологичность термореак-тивных полимеров предоставляет широкие возможности изготовлять различ-ные изделия на нехимических предприятиях, в том числе на радиозаводах [1].

Независимо от вида и состава исходных веществ и способов получения материалы на основе полимеров можно классифицировать следующим обра-зом: пластмассы, волокниты, слоистые пластики, пленки, покрытия, клеи.

Заключение:

Изучение полимеров, их физических, химических свойств, а так же взаимодействие различных полимеров друг с другом, приводит к появлению новых соединений, которые соответствовали бы нужным свойствам. Напри-мер, можно создавать ударопрочные соединения, или соединения сочетаю-щие несколько нужных свойств, например ударопрочность, морозостойкость, стойкость к воздействию солнечных лучей.

Так изучение полистирола одного из известных полимеров привело к его повсеместному использованию. Все чаще натуральные материалы, на-пример дерево, заменяется пластмассам, который гораздо дешевле, и износа стойкий.

Можно сделать один большой вывод: нужно изучать новые материалы, во-первых, натуральных материалов осталось не так уж и много, во-вторых, изучая полимеры можно создавать соединения которые в разы превосходят натуральные, а в третьих, полимеры стали использоваться в промышленно-сти относительно недавно и есть возможность открывать что-то новое.

Список литературы:

1. Арзамасом Б. Н. Материаловедение – Москва: Машиностроение, 1986. – 456 с.

2. Беккер Х. Органикум: Пер. с нем. – 2-й том. – М. : Мир, 1992 – 474 с.

3. Малкин А. Я. Полистирол. Физ. хим. основы получения и перера-ботки. – М. : Химия, 1975 – 263 с.

4. Полимерные смеси: Пер с англ. /под редакцией Д. Пола, С. Ньюмена. 1-й том, – М. : Мир, 1981 – 541 с.

5. Дж. Робертс, М. Касерио. Основы органической химии. том 2-й. – М. : Мир, 1978 – 345 с.

6. Alhimik [Электронный ресурс] / Кунсткамера, Химия для любо-знательных. Основы химии и занимательные опыты; Гроссе Э. , Вайсмантель X. ; ред. L. Alikberova; М. : МИТХТ им. М. В. Ломо-носова, 2006 . Режим доступа: http://www. alhimik. ru, свободный. Алхимик, Alhimik.

7. Mixport [Электронный ресурс] / Рефераты, Химия, Полимеры; А. Лебедев; ред. И. Водонов; М. : Российский химико-технологический университет (РХТУ) им. Д. И. Менделеева, 2008. Режим доступа: http://www. mixport. ru, свободный. Микспорт, Mixport.

Бесплатные работы:

Рекомендованные документы: