Електронна презентація до уроку хімії на тему "Вплив полімерних матеріалів на здоров'я людини та навколишнє оточення"

Влияние полимерных материалов на здоровье человека и окружающею среду. Синтетические волокна

Что такое полимеры?ПОЛИМЕРЫ – вещества, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся группировок, соединенных между собой химическими связями

Структура полимеров

Способы получения полимеров. Синтетические полимеры получают в результате реакций полимеризации и поликонденсации. Получение полимеров реакцией полимеризации и поликонденсации - основные пути синтеза ВМС на сегодняшний день. Многие полимеры нельзя получить ни полимеризацией, ни поликонденсацией, поскольку или неизвестны исходные мономеры, или мономеры не образуют высокомолекулярных соединений при получении полимеров реакцией полимеризации и поликонденсации. Синтез таких полимеров осуществляют, исходя из высокомолекулярных соединений, макромолекулы которых содержат реакционноспособные функциональные группы. По этим группам полимеры вступают и те же реакции, что и содержащие такие группы низкомолекулярные соединения.

Полимеризация и полиндексация. Полимеризация — это процесс соединения друг с другом большого числа молекул мономера за счет кратных связей (С = С, С = О и др.) или раскрытия циклов, содержащих гетероатомы (О, N, S). При полимеризации обычно не происходит образования низкомолекулярных побочных продуктов, вследствие чего полимер и мономер имеют один и тот же элементный состав. Поликонденсация — зто процесс соединения друг с другом молекул одного или нескольких мономеров, содержащих две и да более функциональные группы (ОН, СО, СОС, NHS и др.) способные к химическому взаимодействию, при котором происходит отщепление низкомолекулярных продуктов. Полимеры, получаемые поликонденсационным способом, по элементному составу не соответствуют исходным мономерам.

Полимеризация. Полимеризация мономеров с кратными связями протекает по законам цепных реакций в результате разрыва непредельных связей. Макромолекула при цепной полимеризации образуется очень быстро и сразу же приобретает конечные размеры, т. е не возрастает при увеличении длительности процесса. Полимеризация мономеров циклического строения происходит за счет раскрытия цикла и в ряде случаев пропекает не по цепному, а по ступенчатому механизму. Макромолекула при ступенчатой полимеризации образуется постепенно, т. е. сначала образуется димер затем тример и т.д., поэтому молекулярная масса полимера растет со временем. Принципиальное отличие ценной полимеризации от ступенчатой и от поликонденсации состоит в том, что на разных стадиях процесса реакционная смесь всегда состоит из мономера и полимера и не содержит ди-, три-, тетрамеров. С увеличением продолжительности реакции растет лишь число макромолекул полимера, а мономер расходуется постепенно. Молекулярная масса полимера не зависит от степени завершенности реакции или, что то же, от конверсии мономера, которая определяет только выход полимера.

Реакции в цепях полимеров. Многие полимеры нельзя получить ни полимеризацией, ни поликонденсацией, поскольку или неизвестны исходные мономеры, или мономеры не образуют высокомолекулярных соединений при получении полимеров реакцией полимеризации и поликонденсации. Синтез таких полимеров осуществляют, исходя из высокомолекулярных соединений, макромолекулы которых содержат реакционноспособные функциональные группы. По этим группам полимеры вступают и те же реакции, что и содержащие такие группы низкомолекулярные соединения. Реакции в цепях полимера могут происходить без существенного изменения молекулярной массы полимера (таи называемые полимер-аналогичные превращения), с увеличением молекулярной массы полимера (синтез привитых и блок сополимеров) или с уменьшением молекулярной массы (деструкция макромолекул).

Виды полимеров

Класификация полимеров. Твердые. Практически все люди знакомы с полимерами, так как они используются при изготовлении корпусов бытовой техники и других предметов быты. Другое название этого материала – пластмасса. В твердой форме полимерный материал обладает достаточно высокой прочностью и пластичностью. Эластичные материалы. Высокая эластичность структуры получила применение при производстве резины, поролона, силикона и других подобных материалов. Большая часть встречается в строительстве в качестве изоляции, что также связано с основными эксплуатационными качествами. Жидкости. На основе полимеров производится достаточно большое количество самых различных жидких веществ, большая часть которых также применима в строительстве. Примером назовем краски, лаки, герметики и многое другое.

Применение полимеров. В настоящее время полимеры используются практически во всех областях производства. Из них делают игрушки и строительные материалы, имплантаты, ткани, лекарственные средства, смазку для станков, защитные маски и очки, оптические стекла, навесы и окна, мебельные ткани и наполнители, кожезаменители и обработанные натуральные кожи, резины, упаковочные материалы, рекламную продукцию, корпуса приборов, ткани и волокна искусственные и синтетические, пленки различного назначения, конструкционные материалы, материалы для электротехнической и радиотехнической индустрии, украшения, ионообменные и эпоксидные смолы, пластики с экстремальными свойствами (жаростойкие и морозоустойчивые, повышенной твердости, пожаробезорасные  ит.д.). Полимеры служат основой для производства композиционных материалов.

Влияние полимеров на окружающую среду. Проблема усугубляется тем, что промышленные синтетические полимеры являются весьма устойчивыми химическими соединениями. Многие из них, такие, как полиэтилен, способны выдерживать воздействие солнечного излучения и кислорода воздуха в совокупности с воздействием тепла и влаги в природных условиях в течение десятков лет без заметного химического разрушения. Другие, например полипропилен, подвергаются разрушению. Его легко заметить по ухудшению механической прочности пленки, которая после пребывания на воздухе в течение лета растрескивается. Тем не менее фрагменты изделий из этого полимера также сохраняются в окружающей среде и загрязняют ее в течение многих лет.

Каким образом полимеры влияют на человека?При длительном контакте упаковки с продуктом пластификаторы, стабилизаторы, ингибиторы, наполнители, красители, мягчители могут мигрировать в продукт, а из него в желудок человека.

Как обезопасить жизнь человека от вреда полимеров?Гигиенические требования, предъявляемые к полимерной упаковке контактирующей с пищевыми продуктами, определяются различными факторами.· Токсичностью. В рецептуру полимерного упаковочного материала не должны входить вещества, обладающие высокой токсичностью.· Кумулятивными свойствами и специфическим действием на организм человека (канцерогенным, мутагенным, аллергенным и др.)· Химически инертным по отношению к продукту упаковочным материалом (он не должен изменять органолептических свойств продукта и выделять химических веществ в дозах, превышающих допустимые уровни). Санитарно-гигиенические исследования новых упаковочных материалов многоступенчаты.

Утилизация полимеров. Наиболее прогрессивный подход – химическая переработка, технологии которой многообразны. Это превращение полимера в мономер, разрушение к низким молекулярным массам через расщепление точно определенных химических связей, наращивание полимерных цепей для восстановления молекулярной массы и т.д. Как Вы заметили, технологий химической переработки в настоящий момент множество, чтобы отдать предпочтение именно этому подходу. Данный подход к переработке отходов позволяет восстановить их большее число и не имеет ряда ограничений. Чтобы такой мусор не наносил вреда экологии региона, его необходимо утилизировать по отработанной схеме: сортировать, вывозить, хранить в специальных условиях, затем отправлять на переработку (пиролиз и другие методы переработки), если это возможно.

Синтетические волокна. Синтетические волокна (нити) - формируют из полимеров, не существующих в природе, а полученных путем синтеза из природных низкомолекулярных соединений. В качестве исходного сырья для получения синтетических волокон используют продукты переработки газа, нефти и каменного угля (бензол, фенол, этилен, ацетилен...). Вид полученного полимера зависит от вида исходных веществ. По названию исходных веществ дается и название полимеру. Синтетические полимеры получают путем реакций синтеза (полимеризации или поликонденсации) из низкомолекулярных соединений (мономеров). Синтетические волокна формуют либо из расплава или раствора полимера по сухому или мокрому методу.

Классификация синтетических волокон

Применение синтетических волокон Для изготовления одежды пока еще ограниченно, поскольку они не обладают всем необходимым комплексом свойств. Несмотря на придание нитям объемности, облагораживание, отделку и модификацию они все еще недостаточно поглощают влагу, накапливают электростатические заряды и быстро загрязняются В качестве связующего материала приводит к некоторому уменьшению сопротивления изоляции по сравнению с асбоматериалами, содержащими хлопок. Для изготовления сетей дает большой эффект, так как такие изделия не гниют, более-прочны и поэтому имеют более длительный срок службы и допускают большую нагрузку.

Спасибо за внимание!