Полимеры

Сентябрь 3, 2022

Содержание

2. Определение полимеров Полимерами называются соединения, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся атомных группировок, соединенных химическими
4. Степень полимеризации Степень полимеризации может изменяться в широких пределах: от нескольких единиц до 5 000–10 000
5. Разветвленные полимеры A | ⋅⋅⋅–A–A–A–A–A–A–⋅А-⋅⋅ | | A A | | A A | | Разветвленный
6. Сетчатые полимеры Сетчатыми, или пространственными, полимерами называются полимеры, которые построены из длинных цепей, соединенных друг с
7. В молекулах сополимеров остатки мономеров могут располагаться в цепи беспорядочно (по закону случая) или регулярно. Первые
8. Разветвленные сополимеры, главная цепь которых состоит из одних мономеров, а боковые ответвления – из других мономеров,
9. По строению главной цепи все полимеры делятся на гомоцепные и гетероцепные. Гомоцепными называются полимеры (гомополимеры), главные
10. Гетероцепными называются полимеры, главная цепь которых построена не только из атомов углерода, но и из других
11. Большую часть полимеров получают из низкомолекулярных соединений путем осуществления двух принципиально различных методов синтеза. Один из
12. Другой метод получения полимеров осуществляется путем проведения реакции поликонденсации, в которой происходит взаимодействие двух или нескольких
13. В зависимости от поведения при нагревании полимеры и материалы на их основе разделяют (классифицируют) на термореактивные,
14. Термостабильные полимеры при нагревании не переходят в пластичное состояние и мало изменяют физические свойства вплоть до
15. Как правило, пластики и пластические массы содержат: 1) сам полимер, который является основой, или связующим материалом;
16. Однако имеются пластические массы, которые состоят только из связующего вещества – полимера. Таковы, например, полиэтилены, фторопласты,
17. Применение полимеров в строительстве Пластмассы и пластики
19. Скачать презентацию

Слайд 2

Определение полимеров
Полимерами называются соединения, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся

атомных группировок, соединенных химическими связями в длинные цепи. В зависимости от состава различают органические, неорганические и элементоорганические полимеры. Органические полимеры находят широкое применение в антикоррозионной технике. Исходные вещества, из которых синтезируются полимеры, носят название мономеров. Например, из п молекул этилена получают полиэтилен:
nCH2 = CH2 → (– CH2 – CH2 – CH2 –)п
Многократно повторяющиеся группировки, которые являются остатками мономеров, носят название мономерных звеньев; молекула полимера, составленная из мономерных звеньев, называется макромолекулой, или полимерной цепью. В случае полиэтилена – CH2 – CH2 – является звеном, а (– CH2 – CH2 –)п – это полимерная цепь.
Число звеньев в цепи называется степенью полимеризации и обозначается п или Р. Молекулярная масса полимера равна произведению степени полимеризации п на молекулярную массу звена Мзв:
Mпол. = n·Mзв.

Слайд 3

Слайд 4

Степень полимеризации
Степень полимеризации может изменяться в широких пределах: от нескольких единиц

до 5 000–10 000 и даже больше. Полимеры с высокой степенью полимеризации называются высокополимерами, полимеры с низкой степенью полимеризации – олигомерами. Высокополимеры характеризуются очень большими значениями молекулярной массы – порядка 100 000-1000 000, поэтому их относят к классу высокомолекулярных соединений.
Макромолекула может быть построена из одинаковых по химическому строению мономеров или же из мономеров разного строения.
В первом случае – это гомополимеры, во втором – сополимеры или смешанные полимеры. И те, и другие могут иметь линейное, разветвленное или сетчатое (пространственное) строение. Например, гомополимер линейного строения, состоящий из звеньев мономера А, будет выглядеть так:
⋅⋅⋅–A–A– A–A–A–⋅⋅⋅

Слайд 5

Разветвленные полимеры

A
|
⋅⋅⋅–A–A–A–A–A–A–⋅А-⋅⋅
| |
A A
|

|
A A
| |
Разветвленный полимер представляет собой длинную цепь (называемую обычно главной, или основной) с боковыми ответвлениями (боковые цепи), причем число этих ответвлений и их длина могут варьироваться в очень широких пределах.

Слайд 6

Сетчатые полимеры
Сетчатыми, или пространственными, полимерами называются полимеры, которые построены из длинных

цепей, соединенных друг с другом в трехмерную сетку поперечными химическими связями:
/ / /
A – A – A
/ / /
A – A – A
/ / /
–A–A–A–A–A–A– A
| |
A A
| |
–A–A–A–A–A–A–

Слайд 7

В молекулах сополимеров остатки мономеров могут располагаться в цепи беспорядочно (по

закону случая) или регулярно.
Первые сополимеры называют статистическими (нерегулярными), вторые – регулярными.
Линейные смешанные полимеры, в которых звенья каждого типа образуют достаточно длинные непрерывные последовательности (блоки), называются блок-сополимерами:
⋅⋅⋅–A–A–A–A–⋅⋅⋅– A–A–Б–Б–Б–Б–

Слайд 8

Разветвленные сополимеры, главная цепь которых состоит из одних мономеров, а боковые

ответвления – из других мономеров, называются привитыми сополимерами:
⋅⋅
⋅–A–A–A–A–A–A– A–⋅⋅⋅
| |
Б Б
| |
Б Б
| |
Б Б
| |

Слайд 9

По строению главной цепи все полимеры делятся на гомоцепные и гетероцепные.
Гомоцепными

называются полимеры (гомополимеры), главные цепи которых построены из одинаковых атомов, например из атомов углерода, серы, фосфора и т. д. Полимеры, в которых главная цепь макромолекулы состоит только из атомов углерода, называются карбоцепными:
| | | | | |
– C– C – C – C – C – C –
| | | | | |

Слайд 10

Гетероцепными называются полимеры, главная цепь которых построена не только из атомов

углерода, но и из других атомов (гетероатомов), например:
– C– C – O– C – C – O – C – C – O –

Слайд 11

Большую часть полимеров получают из низкомолекулярных соединений путем осуществления двух принципиально

различных методов синтеза.
Один из них осуществляется с помощью реакции полимеризации, в ходе которой происходит образование полимера из мономеров, так получают полиэтилен из молекул этилена. Таким же образом могут осуществляться реакции сополимеризации, на которых основывается получение синтетических каучуков; например, бутадиеновые каучуки получают при сополимеризации бутадиена со стиролом или акрилонитрилом. С помощью реакции сополимеризации получают также сополимер винилхлорида с винилацетатом, сополимер этилена с пропиленом и др.
В названии полимеров, как правило, используют
приставку «поли» перед названием мономера, из которого
синтезирован материал: поливинилхлорид, полипропилен, полистирол, полиакрилат, полиамид и т. д.).

Получение полимеров

Слайд 12

Другой метод получения полимеров осуществляется путем проведения реакции поликонденсации, в которой

происходит взаимодействие двух или нескольких веществ с образованием полимера и выделением побочных низкомолекулярных продуктов, например воды, кислоты, аммиака и др. Путем поликонденсации получают фенолоформальдегидные, эпоксидные, полиэфирные, фурановые и другие синтетические смолы, широко используемые для изготовления лакокрасочных материалов, конструкционных пластмасс, различных композиций и других материалов, применяемых в технике, в том числе и для антикоррозионной защиты. Способ получения полимеров положен в основу классификации пластиков и пластмасс, созданных на основе этих полимеров. По этой классификации различают полимеризационные смолы и пластмассы на их основе и поликонденсационные смолы и пластмассы на их основе. Например, пластмассы на основе полистирола относят к полимеризационным, а на основе фенолоформальдегидной смолы (фенопласты) – к поликонденсационным.

Слайд 13

В зависимости от поведения при нагревании полимеры и материалы на их

основе разделяют (классифицируют) на термореактивные, термопластичные и термостабильные(термореактивные).
Термореактивные полимеры при нагревании легко переходят в вязкотекучее состояние, но с повышением температуры и увеличением продолжительности ее действия они необратимо переходят в твердое нерастворимое и неплавкое состояние вследствие произошедших химических реакций. При обычных температурах термореактивные смолы изменяются мало. Основная масса термореактивных смол отверждается по принципу поликонденсации (фенолоальдегидные, мочевиноальдегидные и т. д.).
Термопластичные полимеры при нагревании приобретают пластичность, а при охлаждении вновь возвращаются в твердое состояние; при этом свойства материала не изменяются. К этому типу полимеров относятся полиэтилен, полиизобутилен, поливинилхлорид и т. д.

Слайд 14

Термостабильные полимеры при нагревании не переходят в пластичное состояние и мало

изменяют физические свойства вплоть до температуры их термического разложения. К таким полимерам относятся полимеры с высокоориентированной структурой линейных макромолекул и полимеры, имеющие сетчатую или пространственную структуру макромолекул, например, политетрафторэтилен, полиэфирные смолы и др.
Термореактивный полимер может перейти в термостабильную (т. е. отвержденную) форму без выделения каких-либо побочных низкомолекулярных соединений. Такой процесс носит название «отверждение методом полимеризации».
Полимерные материалы, применяемые в качестве конструкционных материалов или в виде обкладок, композиций, лаков, изготавливаются на основе синтетических полимеров с добавлением к ним различных веществ. Эти добавки вводятся в различных количествах, и каждая придает получаемому материалу те или иные свойства или влияет на технологию изготовления изделий из него.

Слайд 15

Как правило, пластики и пластические массы содержат:
1) сам полимер, который является

основой, или связующим материалом;
2) пластификаторы – вещества, которые придают полимеру пластичность, способствуют переходу его в состояние, удобное для придания изделиям той или иной требуемой формы, а также повышают морозостойкость изделий, их эластичность, пластичность, снижают хрупкость и жесткость. Эти вещества называют также мягчителями;
3) наполнители – вещества, которые придают изделиям механическую прочность, твердость, теплостойкость и другие специальные свойства. В качестве наполнителей могут использоваться древесная мука, измельченный асбест, стеклянное волокно, ткань, графит, асбест и другие минеральные вещества; каждый наполнитель по-своему влияет на изменение свойств связующего. Во многих случаях в композицию вводят стабилизаторы, предохраняющие пластические массы от разложения в процессе их переработки и под действием тепла и света при эксплуатации, а также красители и другие добавки.

Слайд 16

Однако имеются пластические массы, которые состоят только из связующего вещества –

полимера. Таковы, например, полиэтилены, фторопласты, полистиролы, полиамидные смолы и т. д. В этом случае понятия «пластическая масса» и «связующее» совпадают.
Для получения термореактивных конструкционных материалов, обкладок, композиций и лаков наибольшее применение нашли материалы на основе фенолоформальдегидных смол, кремнийорганических соединений, полиэфирных, фурановых и эпоксидных смол; из термопластичных материалов – виниловые смолы, полиэтилены, полиизобутилены, фторопласты, синтетические каучуки и др.
Полимерные материалы, применяемые в виде самостоятельных коррозионно-стойких конструкционных материалов и в виде различных покрытий и композиций для защиты от коррозии стали, бетона, дерева, сочетают в себе комплекс весьма ценных физико-механических свойств.

Слайд 17

Полимеры

Содержание

Определение полимеровПолимерами называются соединения, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся

Степень полимеризацииСтепень полимеризации может изменяться в широких пределах: от нескольких единиц

Разветвленные полимеры A |⋅⋅⋅–A–A–A–A–A–A–⋅А-⋅⋅ | | A A |

Сетчатые полимерыСетчатыми, или пространственными, полимерами называются полимеры, которые построены из длинных