Material pentru o lecție de chimie în clasa a XI-a

UMK O.S. Gabrielyan

• POLIMERI (de la poli... și greacă meros - share, part), substanțe ale căror molecule (macromolecule) constau dintr-un număr mare de unități repetate; Greutatea moleculară a polimerilor poate varia de la câteva mii la multe milioane.

• Termenul „polimeri” a fost introdus de J. Ya Berzelius în 1833.

• Pe baza originii lor, polimerii sunt împărțiți în natural, sau biopolimeri (de exemplu, proteine, acizi nucleici, cauciuc natural) și sintetic(de exemplu, polietilenă, poliamide, rășini epoxidice), obținut prin metode de polimerizare și policondensare. Pe baza formei moleculelor, acestea se disting liniar, ramificatŞi plasă polimeri, prin natura - organic, organoelement, anorganic polimeri.

• În funcție de structura lor, macromoleculele sunt împărțite în liniar, desemnat schematic -A-A-A-A-A-, (de exemplu, cauciuc natural); ramificată având ramuri laterale (de exemplu, amilopectină); Şi plasă sau reticulat, dacă macromoleculele adiacente sunt conectate prin legături încrucișate chimice (de exemplu, rășini epoxidice întărite). Polimerii foarte reticulati sunt insolubili, infuzabili si incapabili de deformari foarte elastice.

• Reacția de formare a unui polimer dintr-un monomer se numește polimerizare. În timpul polimerizării, o substanță se poate schimba de la o stare gazoasă sau lichidă la o stare lichidă sau solidă foarte groasă. Reacția de polimerizare nu este însoțită de eliminarea oricărui produs secundar cu greutate moleculară mică. În timpul polimerizării, polimerul și monomerul sunt caracterizate de aceeași compoziție elementară.

• n CH 2 = CH → (- CH 2 – CH-) n

propilenă polipropilenă

Expresia dintre paranteze se numește Unitate Structurală, iar numărul n din formula polimerului este gradul de polimerizare.

• Pe lângă reacția de polimerizare, se pot obține polimeri policondensare- o reacție în care are loc o rearanjare a atomilor de polimer și din sfera de reacție sunt eliberate apă sau alte substanțe cu molecul scăzut.

• n C 6 H 12 O 6 → (- C 6 H 10 O 5 -) n + H 2 O

polizaharidă de glucoză

• Polimerii liniari și ramificati formează o clasă termoplastic polimeri sau termoplastice, și spațial - clasa termorigide polimeri sau termorigide.

Institutul de Tehnologie Electronică din Moscova

(Universitatea Tehnica)

Lucrări de curs

pe subiect:

"poliamide"

Finalizat:

student gr. ETM-23

Sharov N.A.

Moscova

2000

Poliamide - compuși cu molecule înalte înrudiți cu polimerii heterolanțuri, al căror lanț principal conține legături amidice prin care reziduurile monomerice sunt legate între ele. Un exemplu de poliamide este nylonul. Prin urmare, să ne uităm la poliamide folosind polimeri și nailon ca exemple.

Polimeri

Polimerii sunt compuși chimici cu un mol mare. masă (de la câteva mii la multe milioane), ale căror molecule (macromolecule) constau dintr-un număr mare de grupuri repetate (unități monomer). Atomii care alcătuiesc macromoleculele sunt legați între ei prin forțe ale valențelor principale și (sau) de coordonare.

Clasificarea polimerilor

Pe baza originii lor, polimerii sunt împărțiți în naturali (biopolimeri), de exemplu proteine, acizi nucleici, rășini naturale și sintetice, de exemplu polietilenă, polipropilenă, rășini fenol-formaldehidă. Atomii sau grupările atomice pot fi localizați într-o macromoleculă sub formă de: un lanț deschis sau o secvență alungită de cicluri (polimeri liniari, de exemplu cauciucul natural); lanțuri ramificate (polimeri ramificați, cum ar fi amilopectina), rețele tridimensionale (polimeri reticulati, cum ar fi rășini epoxidice întărite). Polimerii ale căror molecule constau din unități monomerice identice se numesc homopolimeri (de exemplu, clorură de polivinil, policaproamidă, celuloză).

Macromoleculele cu aceeași compoziție chimică pot fi construite din unități de configurații spațiale diferite. Dacă macromoleculele constau din aceiași stereoizomeri sau din stereoizomeri diferiți care alternează în lanț cu o anumită periodicitate, polimerii sunt numiți stereoregulari.

Polimerii ale căror macromolecule conțin mai multe tipuri de unități monomerice se numesc copolimeri. Copolimerii în care unitățile de fiecare tip formează secvențe continue suficient de lungi care se înlocuiesc reciproc în cadrul macromoleculei se numesc copolimeri bloc. Unul sau mai multe lanțuri ale unei alte structuri pot fi atașate la legăturile interne (non-terminale) ale unei macromolecule a unei structuri chimice. Astfel de copolimeri sunt numiți copolimeri grefați.

Polimerii în care fiecare sau unii stereoizomeri ai unei unități formează secvențe continue suficient de lungi care se înlocuiesc unul pe altul în cadrul unei macromolecule se numesc copolimeri stereobloc. În funcție de compoziția lanțului principal (principal), polimerii sunt împărțiți în: heterolanț, al cărui lanț principal conține atomi de diferite elemente, cel mai adesea carbon, azot, siliciu, fosfor și homochain, al cărui lanț principal este construit. din atomi identici. Dintre polimerii cu omocatenă, cei mai des întâlniți sunt polimerii cu lanț de carbon, ale căror catene principale constau numai din atomi de carbon, de exemplu polietilenă, metacrilat de polimetil, politetrafluoretilenă. Exemple de polimeri cu heterocatenă sunt poliesteri (polietilen tereftalat, policarbonați), poliamide, rășini uree-formaldehidă, proteine ​​și unii polimeri organosilici. Polimerii ale căror macromolecule, împreună cu grupările de hidrocarburi, conțin atomi de elemente anorganogenice se numesc organoelement. Un grup separat de polimeri este format din polimeri anorganici, de exemplu sulf plastic și clorură de polifosfonitril.

Proprietățile și cele mai importante caracteristici ale polimerilor

Polimerii liniari au un complex specific fizico-chimic și proprietăți mecanice. Cele mai importante dintre aceste proprietăți: capacitatea de a forma fibre și pelicule anizotrope foarte orientate de înaltă rezistență, capacitatea de a suferi deformații reversibile mari, pe termen lung; capacitatea de a se umfla într-o stare foarte elastică înainte de dizolvare; vâscozitatea ridicată a soluțiilor. Acest set de proprietăți se datorează greutății moleculare ridicate, structurii lanțului și flexibilității macromoleculelor. Când treceți de la lanțuri liniare la rețele tridimensionale ramificate, rare și, în cele din urmă, la structuri de plasă dense, acest set de proprietăți devine din ce în ce mai puțin pronunțat. Polimerii foarte reticulati sunt insolubili, infuzabili si incapabili de deformari foarte elastice.

Polimerii pot exista în stări cristaline și amorfe. O condiție necesară pentru cristalizare este regularitatea secțiunilor suficient de lungi ale macromoleculei. În polimerii cristalini pot apărea diferite structuri supramoleculare (fibrile, sferulite, monocristale), al căror tip determină în mare măsură proprietățile materialului polimeric. Structurile supramoleculare din polimerii necristalizați (amorfi) sunt mai puțin pronunțate decât în ​​cei cristalini.

Polimerii necristalizați pot exista în trei stări fizice: sticloase, foarte elastice și vâscoase. Polimerii cu o temperatură scăzută (sub cameră) de tranziție de la o stare sticloasă la una foarte elastică sunt numiți elastomeri, în timp ce cei cu o temperatură ridicată sunt numiți materiale plastice. În funcție de compoziția chimică, structura și aranjarea relativă a macromoleculelor, proprietățile polimerilor pot varia în limite foarte largi. Astfel, 1,4.-cispolibutadiena, construită din lanțuri hidrocarburice flexibile, la o temperatură de aproximativ 20 ° C este un material elastic, care la o temperatură de -60 ° C se transformă în stare sticloasă; metacrilatul de polimetil, construit din lanțuri mai rigide, la o temperatură de aproximativ 20 ° C este un produs solid sticlos care se transformă într-o stare foarte elastică doar la 100 ° C. Celuloza, un polimer cu lanțuri foarte rigide legate prin legături de hidrogen intermoleculare, nu poate exista în general într-o stare foarte elastică înainte de temperatura sa de descompunere. Diferențele mari în proprietățile polimerilor pot fi observate chiar dacă diferențele în structura macromoleculelor sunt, la prima vedere, mici. Astfel, polistirenul stereoregulat este o substanță cristalină cu un punct de topire de aproximativ 235 °C, în timp ce polistirenul nestereoreregulat nu este deloc capabil de cristalizare și se înmoaie la o temperatură de aproximativ 80 °C.

Polimerii pot intra în următoarele tipuri principale de reacții: formarea de legături chimice între macromolecule (așa-numita reticulare), de exemplu, în timpul vulcanizării cauciucurilor și tăbăcirii pieilor; descompunerea macromoleculelor în fragmente separate, mai scurte, reacții ale grupelor funcționale laterale ale polimerilor cu substanțe cu molecule scăzute care nu afectează lanțul principal (așa-numitele transformări polimer-analoage); reacții intramoleculare care apar între grupele funcționale ale unei macromolecule, de exemplu ciclizare intramoleculară. Legătura încrucișată are loc adesea simultan cu distrugerea. Un exemplu de transformări analoge polimerului este saponificarea acetatului de politil, care duce la formarea alcool polivinilic. Viteza de reacții a polimerilor cu substanțe cu greutate moleculară mică este adesea limitată de viteza de difuzie a acestora din urmă în faza polimerică. Acest lucru este cel mai evident în cazul polimerilor reticulati. Viteza de interacțiune a macromoleculelor cu substanțe cu molecularitate scăzută depinde adesea în mod semnificativ de natura și locația unităților învecinate în raport cu unitatea de reacție. Același lucru este valabil și pentru reacțiile intramoleculare dintre grupările funcționale aparținând aceluiași lanț.

Unele proprietăți ale polimerilor, cum ar fi solubilitatea, curgerea vâscoasă și stabilitatea, sunt foarte sensibile la acțiunea unor cantități mici de impurități sau aditivi care reacționează cu macromoleculele. Astfel, pentru a transforma un polimer liniar din solubil în complet insolubil, este suficient să se formeze 1-2 legături încrucișate per macromoleculă.

Cele mai importante caracteristici ale polimerilor sunt: compozitia chimica, greutatea moleculară și distribuția greutății moleculare, gradul de ramificare și flexibilitatea macromoleculelor, stereoregularitatea și altele. Proprietățile polimerilor depind în mod semnificativ de aceste caracteristici.

Solubilitatea poliamidelor sulfonice

Majoritatea poliamidelor aromatice se dizolvă în număr limitat solvenți, ceea ce restrânge semnificativ domeniul de aplicare a acestora și complică tehnologia de prelucrare. Introducerea grupărilor sulfo în lanțul poliamidic afectează solubilitatea polimerilor. La un anumit conținut de grupări sulfo, poliamidele aromatice dobândesc capacitatea de a se dizolva în apă. Pentru poliamidele pe care le luăm în considerare, această tranziție corespunde intervalului de capacitate de schimb de 2,6–3,2 g-eq/g. În solvenții amidici cu valori ale capacității de schimb de 2,6 g-echiv/g și mai mici, aceștia formează soluții stabile cu o concentrație de 5-15% în greutate. Trebuie remarcat faptul că toate poliamidele prezentate, indiferent de structura și numărul de grupări sulfo, sunt solubile în acid sulfuric 96%.

Nailon (anid, poliamidă-6,6) obtinut prin policondensarea a doi monomeri:

 acid adipic HOOC-(CH 2) 4-COOH și

 hexametilendiamină H 2N-(CH2)6-NH2.

Numerele din denumirea „poliamidă-6,6” înseamnă numărul de atomi de carbon dintre grupările amidice -NH-CO- din unitatea structurală. Pentru a asigura echivalența strictă a acidului adipic și a diaminei, sarea lor (sarea AG) este mai întâi preparată prin amestecarea reactanților într-o soluție de metanol:

H 2 N(CH 2 ) 6 N.H. 2 +HOOC(CH 2 ) 4 COOH + —

Apoi soluția sau suspensia apoasă (60-80%) de sare purificată este încălzită într-o autoclavă. La sfârșitul reacției, poliamida topită este stoarsă din autoclavă sub forma unei benzi continue, care este apoi tăiată în „fărâmituri”. Întregul proces de policondensare și operațiunile ulterioare cu polimerul topit sunt efectuate într-o atmosferă de azot, eliberată cu grijă de oxigen pentru a evita oxidarea și întunecarea polimerului.

Domeniile de aplicare ale nailonului, ca și alte poliamide, sunt producția de fibre sintetice și unele părți structurale.

Caracteristicile unor poliamide

POLIAMIDĂ PA6-LT-SVU4

Compozitie din poliamida umpluta cu sticla, termostabilizata, rezistenta la impact, rezistenta la uleiuri si benzina. PA6-LT-SVU4 este recomandat pentru fabricarea de piese de caroserie pentru unelte electrice si pneumatice, constructii si finisare si alte utilaje care functioneaza in conditii de soc si vibratii.

SPECIFICAȚII TEHNICE

2, nu mai puțin

POLIAMIDA PA6-LPO-T18

Materialul compozit plastifiat colorat umplut cu săpun PA6-LPO-T18 ​​se caracterizează printr-o stabilitate dimensională crescută, rezistență la deformare și rezistență la uzură. Recomandat pentru fabricarea de piese pentru scopuri structurale, antifrictiune si electrice care necesita o precizie dimensionala crescuta. În timpul procesării, asigură o uzură redusă a mașinilor și echipamentelor de turnat prin injecție.

SPECIFICAȚII TEHNICE

Rezistența la impact Charpy, KJ/m 2, nu mai puțin

POLIAMIDĂ PA66-1A

Poliamida structurală PA66-1A este un produs de policondensare stabilizat la căldură al hexametilendiamidei și acidului adipic. Se caracterizează prin proprietăți de rezistență ridicată, rezistență la căldură și stabilitate la deformare. Rezistent la alcalii, uleiuri, benzină. Folosit pentru fabricarea pieselor care funcționează sub sarcini mecanice crescute (angrenaje, carcase de rulmenți, carcase etc.)

SPECIFICAȚII TEHNICE

Punct de topire, „C

POLIAMIDĂ PA66-2

Poliamida structurală PA66-2 este un produs de policondensare stabilizat la căldură al hexametilendiamidei și acidului adipic. Se caracterizează prin proprietăți de rezistență ridicată, rezistență la căldură și stabilitate la deformare. Rezistent la alcalii, uleiuri, benzină. Folosit pentru fabricarea pieselor care funcționează sub sarcini mecanice și termice crescute în industria electrică.

SPECIFICAȚII TEHNICE

Punct de topire, C

POLIAMIDA PA66-1-L-SV30

PA66-1-L-SVZO este o compoziție umplută cu sticlă pe bază de rășină poliimidă. Recomandat pentru fabricarea de produse structurale si electroizolante utilizate in inginerie mecanica, electronica, auto, fabricarea de instrumente, functionand la temperaturi ridicate.

SPECIFICAȚII TEHNICE

Tensiunea de încovoiere la defecțiune, MPa, nu mai puțin

POLIAMIDA PA66-LTO-SV30

Poliamida PA66-LTO-SV30 este o compoziție umplută cu sticlă stabilizată la căldură, care este rezistentă la antigel, uleiuri minerale și benzină. Are mare fizice si mecanice indicatori. Recomandat pentru fabricarea de piese în industria auto.

SPECIFICAȚII TEHNICE

Rezistența la impact Charpy, KJ/m 2, nu mai puțin

POLIAMIDĂ PA610-L

Poliamida PA610-L este un termoplastic turnat prin injecție, produs prin policondensarea hexametilendiamidei și a acidului sebacic. Are proprietăți izolante fizice, mecanice și electrice ridicate, stabilitate dimensională crescută și absorbție scăzută a umidității. Materialul este rezistent la ulei și benzină. Este utilizat pentru fabricarea pieselor structurale și antifricțiune, a pieselor de precizie ale mecanicii de precizie (angrenaje cu modul fin, bobine, manșete etc.). Aprobat pentru fabricarea produselor în contact cu produse alimentare, și jucării.

SPECIFICAȚII TEHNICE

Rezistența la impact Charpy, KJ/m 2

POLIAMIDA PA610-L-SV30

PA610-L-SVZO este o compoziție umplută cu sticlă pe bază de rășină poliimidă PA610. Se caracterizează prin rezistență crescută, rezistență la căldură, rezistență la uzură și un coeficient scăzut de dilatare termică. Produsele pot funcționa la temperaturi de până la 150 °C și pentru scurt timp până la 180 °C. Recomandat pentru părțile structurale care funcționează în condiții de sarcini și temperaturi crescute.

SPECIFICAȚII TEHNICE

Rezistența la impact Charpy, KJ/m 2, nu mai puțin

POLIAMIDA PA610-L-T20

Materialul compozit plastifiat colorat umplut cu săpun PA610-LPO-T20 se caracterizează printr-o stabilitate dimensională crescută, rezistență la deformare și rezistență la uzură. Recomandat pentru fabricarea de piese în scopuri structurale, antifricțiune și izolare electrică care necesită o precizie dimensională sporită. În timpul procesării, asigură o uzură redusă a mașinilor și echipamentelor de turnat prin injecție.

SPECIFICAȚII TEHNICE

Rezistența la impact Charpy, KJ/m 2, nu mai puțin

Exemple de producție de poliamide

H2CCH2

| | căldură

H2C C …- N.H.(CH 2 ) 5 — CNH(CH 2 ) 5 — CNH(CH 2 ) 5 — C-…

| || || ||

NH O O O

H2C

Analogii polipeptidici pot fi preparați sintetic dinw-aminoacizi, și aplicare practică găsiți compuși de acest tip începând cu „polipeptidă”w-acid aminocaproic. Aceste polipeptide (poliamide) sunt obținute prin încălzirea lactomilor ciclici, care formează oxizi de cetone ciclici prin rearanjare Beckmann.

Din topirea acestui polimer de rășină de nailon, prin întindere se formează fibra de nailon. În principiu, această metodă este aplicabilă pentru obținerea de omologi ai nailonului.

Poliamidele pot fi obținute și prin policondensarea aminoacizilor înșiși (cu eliminarea apei):

nNH 3 -(CH 2 ) 6 -C-O …-NH(CH 2 ) 6 -CNH(CH 2 ) 6 -CNH(CH 2 ) 6 -C-…

|| || || ||

O O O O

Fragment dintr-o macromoleculă de poliamidă etan

nNH 3 -(CH 2 ) 10 -C-O…-NH(CH 2 ) 10 -CNH(CH 2 ) 10 -CNH(CH 2 ) 10 -C-

|| || || ||

O O O O

Fragment al macromoleculei polimaid rilsan.

Poliamide tipul specificat folosit pentru fabricarea fibrelor sintetice, blanii artificiale, piele si produse din plastic, având o mare rezistență și elasticitate (cum ar fi fildeş). Nailonul este cel mai răspândit datorită disponibilității materiilor prime și prezenței unei rute de sinteză dezvoltate îndelung. Entant și Rilsan au avantajul unei mari rezistențe și ușurință.. a sunat . ru /

De aproape 10 ori mai ușor decât pluta(densitate medie nu mai mult de 20 kg/m 3 );

Coeficient de conductivitate termică 0,03 W/(m×K).

Se carbonizează, dar nu arde la flacără deschisă la 500 °C și atunci când este introdus în compoziție retardanții de flacără nu se aprind într-un mediu cu oxigen.

Are o absorbție semnificativă de apă și sensibilitate la substanțele chimice agresive. În timpul depozitării și exploatării, este protejat cu celofan sau folie de plastic.

Folosit ca material de izolare termică și fonică în construcții, în fabricarea unităților frigorifice, a instalațiilor de depozitare și a vaselor pentru transportul oxigenului lichid, ca umplutură pentru structuri goale în ingineria transporturilor.

Lipici ureic

adeziv pe bază de rășini uree-formaldehidă și melamină-formaldehidă rășini (așa-numitele rășini ureice), precum și amestecurile acestora.

folosit in cantitati mari in industria prelucrarii lemnului la fabricarea placajului, mobilierului etc.; folosit pentru lipirea fosforului și a metalului.

este o soluție apoasă de rășină ureică. Adesea lipiciul conțineîntăritor (acizi oxalic, ftalic, clorhidric sau unele săruri) și umplutură (făină de leguminoase sau cereale, amidon, făină de lemn, gips etc.).

De exemplu, adezivul K-17 constă

din 100 părți (în greutate) rășină MF-17, 7 - 22 părți soluție apoasă 10% de acid oxalic, 6-8 părți făină de lemn.

se poate întări atât când este încălzită cât și când temperatura normala(numai în prezența unui întăritor).

Poliamide

materiale plastice dure, translucide și opace, care se înmoaie la temperatură 150-180°C. Se caracterizează prin rezistență chimică ridicată, rezistență, rezistență la frecare și elasticitate. Poliamidele nu se aprind bine, ard cu o flacără albăstruie, emanând miros de os ars.

Proteinele precum mătasea, care au fost înlocuite cu nailon, sunt, de asemenea, poliamide.

Structura poliamidelor

O caracteristică distinctivă a poliamidelor este prezența unei grupări amidice care se repetă în lanțul molecular principal–C(O)–NH–. Se face o distincție între poliamide alifatice și aromatice. Sunt cunoscute poliamide care conțin atât fragmente alifatice, cât și aromatice în lanțul principal.

Macromoleculele de poliamide constau din lanțuri flexibile de metilen și grupări amide polare situate în mod regulat de-a lungul lanțului.

amida acidului acetic (acetamidă)

Amidele sunt derivați funcționali ai acizilor carboxilici în care hidroxil –OH din grupa carboxil –COOH este înlocuit cu o grupare amino –NH2.

Metode de producere a poliamidelor

1. policondensare (această reacție se numește poliamidare) acizi dicarboxilici (sau diesteri ai acestora)

și diamine.

Policondensarea se realizează în principal într-o topitură, mai rar într-o soluție de solvent cu punct de fierbere ridicat sau într-o fază solidă.

Pentru a obține poliamide cu greutate moleculară mare din acizi dicarboxilici și diamine, poliamidarea se efectuează la echimolar.

raporturile substanțelor inițiale.

În acest fel, se obțin poliamide pentru producerea fibrelor de tip anidă (NYLON).

2. Policondensarea diaminelor, dinitrililor și apei în prezența catalizatorilor. De exemplu, compuși de oxigen ai fosforului și borului, în special amestecuri de fosfor și acizi boric.

Procesul se efectuează la 260-300 °C. În primul rând, sub presiune, eliberând periodic amoniacul eliberat din zona de reacție. Terminați la presiunea atmosferică.

Nitrili - compuși organici formula generala R-C≡N, formal derivați ai acidului cianhidric HC≡N.

3. Polimerizarea aminoacizilor lactam.În principal caprolactamă. Procesul se desfășoară în prezența apei, alcoolilor, acizilor, bazelor și a altor substanțe care favorizează deschiderea inelului, sau în prezența catalizatorilor, într-o soluție sau topitură la temperatură ridicată.

caprolactamă

Lactam - amidă ciclică

Așa se obține nailonul și enantul.

Ia nailon

Hidroliza caprolactamei

Policondensare

NH2 -(CH2) 5 - COOH + NH2 -(CH2) 5 - COOH + ... →

NH2 -(CH2) 5 - CO - NH -(CH2) 5 - CO - ... + nH2 O Diagrama simplificată

În industrie se obține din caprolactamă. Procesul se desfășoară în prezența apei, care joacă rolul unui activator, la o temperatură de 240-270 ° C și o presiune de 15-20 kgf/cm2 în atmosferă de azot.

Polimerul se formează datorită interacțiunii grupări amino - și carboxil ale moleculelor substanțelor inițiale sau datorită conexiunii moleculelor de lactam deschise.

Pentru a produce poliamide cu proprietăți stabile și pentru a le regla greutatea moleculară, procesele sunt adesea efectuate în prezența regulatorilor de greutate moleculară - cel mai adesea acid acetic.

Ele se atașează la grupurile terminale reactive ale lanțului în creștere și le blochează, oprind creșterea ulterioară a moleculelor.

În denumirile poliamidelor alifatice după cuvântul „poliamidă” (în străinătate literatură – „nylon”) se pun numere care indică numărul de atomi de carbon din substanțele utilizate pentru sinteza poliamidei.

Pe bază de poliamidă hexametilendiamidă şi adipică

acidul se numește poliamidă-6,6 sau nailon-6,6

prima cifră arată numărul de atomi de carbon din diamină, a doua- în acid dicarboxilic.

Slide 2

Definiţia polymers

POLIMERI (de la poli... și greacă meros - share, part), substanțe ale căror molecule (macromolecule) constau dintr-un număr mare de unități repetate; Greutatea moleculară a polimerilor poate varia de la câteva mii la multe milioane. Termenul „polimeri” a fost introdus de J. Ya Berzelius în 1833.

Slide 3

Clasificare

Pe baza originii lor, polimerii sunt împărțiți în naturali sau biopolimeri (de exemplu, proteine, acizi nucleici, cauciuc natural) și sintetici (de exemplu, polietilenă, poliamide, rășini epoxidice), obținuți prin metode de polimerizare și policondensare. Pe baza formei moleculelor, polimerii liniari, ramificati și de rețea se disting prin natură - polimeri organici, organoelement și anorganici.

Slide 4

Structura

POLIMERII sunt substanțe ale căror molecule constau dintr-un număr mare de unități care se repetă structural - monomeri. Greutatea moleculară a polimerilor ajunge la 10 6, iar dimensiunile geometrice ale moleculelor pot fi atât de mari încât soluțiile acestor substanțe au proprietăți similare sistemelor coloidale.

Slide 5

După structura lor, macromoleculele sunt împărțite în liniare, denumite schematic -A-A-A-A-A- (de exemplu, cauciuc natural); ramificat, având ramuri laterale (de exemplu, amilopectină); și reticulate sau reticulate, dacă macromoleculele adiacente sunt conectate prin legături încrucișate chimice (de exemplu, rășini epoxidice întărite). Polimerii foarte reticulati sunt insolubili, infuzabili si incapabili de deformari foarte elastice.

Slide 6

Reacția de polimerizare

Reacția de formare a unui polimer dintr-un monomer se numește polimerizare. În timpul polimerizării, o substanță se poate schimba de la o stare gazoasă sau lichidă la o stare lichidă sau solidă foarte groasă. Reacția de polimerizare nu este însoțită de eliminarea oricărui produs secundar cu greutate moleculară mică. În timpul polimerizării, polimerul și monomerul sunt caracterizate de aceeași compoziție elementară.

Slide 7

Producția de polipropilenă

n CH2 = CH → (- CH2 – CH-)n ||

CH3 CH3 propilenă polipropilenă Expresia dintre paranteze se numește unitate structurală, iar numărul n din formula polimerului este gradul de polimerizare.

Slide 8

Reacția de policondensare

Pe lângă reacția de polimerizare, polimerii pot fi obținuți prin policondensare - o reacție în care are loc rearanjarea atomilor de polimer și eliberarea apei sau a altor substanțe cu conținut molecular scăzut din sfera de reacție.

Slide 9

Obținerea amidonului sau a celulozei

nС6Н12О6 → (-С6Н10О5 -)n + Н2О polizaharidă de glucoză

Clasificare

Slide 10

Polimerii liniari și ramificati formează clasa polimerilor termoplastici sau termoplastici, iar polimerii spațiali formează clasa polimerilor termorigizi sau termorigide.

Slide 11

Aplicație Datorită rezistenței lor mecanice, elasticității, izolației electrice și altor proprietăți, produsele polimerice sunt utilizate în diverse industrii

industrie și viața de zi cu zi. Principalele tipuri de materiale polimerice sunt materiale plastice, cauciucuri, fibre, lacuri, vopsele, adezivi, rășini schimbătoare de ioni. În tehnologie, polimerii sunt utilizați pe scară largă ca izolații electrice și materiale structurale. Polimerii sunt buni izolatori electrici și sunt utilizați pe scară largă în producția de condensatoare electrice, fire și cabluri de diferite modele și scopuri. Materialele cu proprietăți semiconductoare și magnetice sunt obținute pe bază de polimeri. Importanța biopolimerilor este determinată de faptul că aceștia formează baza tuturor organismelor vii și participă la aproape toate procesele vieții.

Prepararea nailonului Pentru obţinerea nailonului se folosesc unii derivaţi de aminoacizi, de exemplu caprolactama (un produs al interacţiunii intramoleculare a grupării carboxil şi a grupării amino a moleculei de acid 6-aminohexanoic). Caprolactama în prezența apei este transformată în acid 6-aminohexanoic, ale cărui molecule reacţionează între ele: O H 2 N –CH 2 –(CH 2) 4 –C + H –N –CH 2 –(CH 2) 4 –C + … OH OH O H O H 2 N –(CH 2) 5 –C –N –(CH 2) 5 –C – … + nH 2 O Fizice și proprietăți chimice: polimerul este o rasina - material transparent elastic, termoplastic, rezistent la uzura; ușor de vopsit cu vopsele pentru țesături; datorită prezenței numeroaselor legături de hidrogen între grupările amidice ale macromoleculelor învecinate, are o rezistență ridicată; Caracteristici chimice: Se topește când este expus la căldură mare. Când este ars, formează o minge tare, strălucitoare, de culoare închisă, răspândind un miros neplăcut; Reacțiile cu produși de descompunere produc compuși care conțin grupări amino, care devin hârtia de turnesol roșie în albastru; Se dizolvă numai în HNO3, H2SO4 concentrat și fenol topit. Nailon roz

Tipuri de materiale pe bază de nailon și aplicarea lor Prin trecerea topiturii de nailon sub presiune prin matrițe cu orificii minuscule, se obțin fibre cu rezistență superioară celor naturale. Țesătura din cordon este realizată din partea inferioară, care este folosită pentru a face rame pentru anvelopele de mașini și avioane, plase de pescuit, fire de nailon (dresuri, ciorapi, ciorapi pentru genunchi). Țesăturile din nailon sunt rezistente la abraziune și nu se șifonează atunci când sunt deformate. Cu toate acestea, ele sunt distruse de acizi și nu pot rezista temperaturi ridicate, deci nu pot fi călcate cu un fier de călcat fierbinte. Rășina de nailon se obține și din nailon, din care sunt fabricate materiale plastice. Este utilizat pentru fabricarea diferitelor piese de mașini, angrenaje, carcase de rulmenți, care au o rezistență și rezistență la uzură excepțional de ridicate. Frânghie de remorcare (nailon de aviație) nailon 70%