Понятие о высокомолекулярных соединениях. Классификация пластмасс. Синтетические каучуки. Синтетические волокна. Капрон

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ ХИМИИ ВМС
n СН = СН → (– СН – СН –)
СН CH
Полимер – высокомолекулярное соединение, состоящее из множества одинаковых повторяющихся структурных звеньев.
Мономер – низкомолекулярное вещество, из которого синтезируют полимер.
Структурные звенья – многократно повторяющиеся в макромолекуле группы атомов.
Степень полимеризации – число n в формуле полимера, показывающее сколько молекул мономера соединяется в макромолекулу.
2
2
3
3
n

Макромолекулы полимеров могут иметь различную геометрическую форму:
а) линейная (полиэтилен)
б) разветвленная (крахмал)
в) пространственная (резина)
Полимеры могут иметь кристаллическое
и аморфное строение.
Под кристалличностью полимеров понимается упорядоченное (параллельное) расположение
макромолекул. Аморфное строение характеризуется отсутствием упорядоченности.

Форма макромолекул.
Линейная форма

Форма макромолекул.
Разветвленная форма
Пространственная форма

Пространственные конфигурации
синтетических каучуков.
Стереорегулярная структура.
Нестереорегулярная структура.

СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ
Молекулярная масса полимера определяет его физическое состояние: при небольшой степени полимеризации получается густая жидкость, увеличение числа элементарных звеньев приводит к образованию твердого вещества. Чем больше молекулярная масса, тем выше физико-механические свойства полимера.
Не имеют определенной температуры кипения и плавления.
Плохая растворимость.
Высокая механическая прочность, химическая стойкость, легкость.
Эти свойства полимеров обуславливают их широкое применение.

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ
Реакция полимеризации – это процесс соединения молекул в более крупные молекулы.
Реакция поликонденсации – это процесс образования высокомолекулярных соединений из низкомолекулярных, идущий с отщеплением побочного низкомолекулярного продукта (чаще всего воды).

Получение полимеров.
Реакция полимеризации – процесс, в результате которого молекулы низкомолекулярного соединения (мономеры) соединяются друг с другом при помощи ковалентных связей, образуя полимер. Эта реакция характерна для соединений с кратными связями.

Реакция поликонденсации – процесс образования полимера из низкомолекулярных соединений, содержащих 2 или несколько функциональных групп, сопровождающийся выделением за счет этих групп, таких веществ, как вода, аммиак, галогеноводород и т. п. (Капрон, нейлон, фенолформальдегидные смолы).
Реакция сополимеризации – процесс образования полимеров из двух или нескольких разных мономеров. (Получение бутадиенстирольного каучука).

СРАВНЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ И ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ

Широко распространенный полимер поливинилхлорид имеет строение:
– СН – СН – СН – СН – СН – СН – …
Cl Cl Cl
Найдите структурное звено полимера и определите структурную формулу мономера.
Сополимеризацией бутадиена-1,3 и стирола получают бутадиенстирольный каучук. Составить уравнение данной реакции.
Исходные вещества:
СН = СН – СН = СН СН = СН
С Н
2
2
2
2
2
2
6
5

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ
ПОЛИМЕРЫ
ПРИРОДНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ
МИНЕРАЛЬНЫЕ ИСКУССТВЕННЫЕ СИНТЕТИЧЕСКИЕ
1. Минералы
2. Горные породы 1. Пластмассы 2. Волокна
3. Каучуки
РАСТИТЕЛЬНЫЕ ЖИВОТНЫЕ
1.Белки
2. Полисахариды
3. Нуклеиновые кислоты
4. Волокна

Пластмассы.
Пластическим массами называют материалы на основе природных и синтетических ВМС (часто в состав пластмасс входят и другие компоненты), способные под воздействием высокой температуры и давления принимать любую заданную форму и сохранять ее после охлаждения (пластичность). Если полимер переходит из высокоэластичного состояние в стеклообразное при температуре ниже комнатной, его относят к эластомерам, при более высоких – к пластикам.

Пластмассы делятся на два типа: термопластичные и термореактивные.
Термопластичные – пластмассы, которые обратимо твердеют и размягчаются.
Свойства:
Их структура – линейная.
У них отсутствуют прочные связи между отдельными цепями.
Легко плавятся, используются для переплавки.
Термореактивные – пластмассы, которые при нагревании утрачивают способность переходить в вязкотекучее состояние из-за образования сетчатой структуры.
Свойства:
Сетчатая структура.
Существуют прочные связи между отдельными цепями.
С трудом плавятся, не подвергаются переплавке.

Применение пластмасс.

Натуральный каучук представляет собой высокомолекулярный непредельный углеводород, молекулы которого содержат большое количество двойных связей; состав его может быть выражен формулой (С Н )n – где n от 1000 до 3000). Он является полимером изопрена.
Природный каучук содержится в млечном соке каучуконосных растений, главным образом тропических (браз. дерево гевея). Его получают из их сока.

Другой природный продукт – гуттаперча. Она также является полимером изопрена, но с иной конфигурацией молекул.
Важнейшими физическими свойствами каучуков являются:
Эластичность – способность восстанавливать форму.
Непроницаемость для воды и газов.
Сырой каучук липок, непрочен, при небольшом понижении температуры становится хрупким. Чтобы придать изготовленным из каучука изделиям необходимую прочность и эластичность, каучук подвергают вулканизации – вводят серу и нагревают. Вулканизированный каучук – это резина.
К сожалению, у нас нет возможности производить природный каучук.

Волокна.
Волокна – ВМС природного синтетического происхождения, перерабатываемые в нити. Характеризуются высокой упорядочностью молекул (линейные полимеры).
Природные волокна бывают 2 типов:
животного происхождения – белковые. Их получают из животных (шерсть, шелк).
растительного происхождения – целлюлозные. Их вырабатывают из растительности (хлопок, лен, джут).
Применяют в легкой промышленности для одежды и других принадлежностей. Также для изготовления веревок, канатов и др.

Получение ацетатного волокна
ОСОСН3
[С6Н7О2 ОСОСН3 ]n
ОСОСН3
триацетат целлюлозы

ВОЛОКНО ЛАВСАН

ВОЛОКНО КАПРОН