Презентація "Органічні речовини як основа сучасних матеріалів"

Органічні речовини як основа сучасних матеріалів11 клас. ХІМІЯ

Матеріал - речовина (або комбінація речовин), оброблена чи створена людиною для виготовлення певного об’єкта з корисними функціями.

Сучасні матеріали - це пластмаси, синтетичні каучуки й гума, штучні й синтетичні волокна. Що між ними спільного?

Пластмаси - що означає ця назва? Йдеться про матеріали, виготовлені на основі полімерів і здатні внаслідок впливу нагрівання і тиску набувати певної форми і зберігати її після охолоджування або тверднення.

У пошуках штучного замінника слонової кістки першу пластмасу - паркезін - добув 1855 р. англійський металург і винахідник Олександр Паркс. Інша, більш відома, назва цієї пластмаси - целулоїд , що озна­чає «подібний до целюлози».

Целулоїд - приклад штучного матеріалу, оскільки його виготовляють хімічною обробкою природного полімеру. До продукту нітрування целю­лози як і до інших полімерів добавляють пластифікатори, наповнювачі, барвники.

Пластифікатори надають полімерним матеріалам еластичності і (або) пластичності під час переробки та експлуатації. Наповнювачі поліпшують експлуатаційні власти­вості, полегшують переробку, а також істотно здешевлюють матеріал. Барвники - пігменти, що надають того чи іншого забарвлення.

Однією з умов сталого розвитку є створення новітніх матеріа­лів на основі біосировини. Їх виготовляють, модифікуючи макромолекули крохмалю, целюлози (назвіть природні джерела цих сполук) і хітозану, який виділяють з панцирів крабів, креветок тощо. Наразі найпоширеніши­ми є пластики на основі синтетичних високомолекулярних сполук (ВМС).

Способи синтезу ВМС: полімеризація

Способи синтезу ВМС Поліконденсація амінокислот: Поліконденсація можлива, якщо кожен мономер є біфункціональним тобто містить дві функціональні групи. Окрім полімеру продуктом поліконденсації є низькомолекулярна сполука, зазвичай — вода.

ОСОБЛИВОСТІ ПОЛІМЕРІВТермопластичність - здатність полімерів і пластмас багаторазово розм'якшуватися і тверднути внаслідок нагрівання і наступного охолодження. Рециклізація багатьох пластмас ґрун­тується саме на їхній термопластичності. ⃰ Рециклізація – отримання з використаної готової продукції шляхом її переробки нової продукції того ж чи близького їй типу (наприклад, паперу з макулатури, металу з металолому).

Для забезпечення утилізації одноразових предметів Товариство пластмасової про­мисловості 1988 р. запровадило систему маркування й ідентифікаційні коди для всіх видів пластику. Маркування склада­ється з трьох стрілок у формі трикутни­ка, усередині яких розташована цифра:

PETE (РЕТ або ПЕТ) – поліетилентерфталат. HDPE або ПВТ - поліети­лен високого тиску. V, PVC або ПВХ – полівінілхлорид. LDPE або ПНД - по­ліетилен низького тиску. PP або ПП – поліпропілен. PS або ПС – полістирол. OTHER або ІНШЕ (не можна рециклізу вати).

Інформування про тип матеріалу і можливості його переробки спрощує сортування перед відправ­кою пластмаси на переробку і вторинне використання. Зверніть увагу: для зберігання харчових продуктів придатні лише пластмасові вироби марковані знаком: 

Найвідоміші термопластичні синтетичні полімери і пластмаси на їх основіПоліетилен - карболанцюговий полімер. У промисловості добувають полімеризацією за високого, се­реднього і низького тиску . Властивості: діелектрик, стійкий до дії кислот, лугів, розчинів со­лей і органічних розчинників. Застосування: електроізоляційне покриття, захисний матеріал в агресивних середовищах, пакувальний плівковий мате­ріал. З нього виготов­ляють посуд, одноразовий зокрема. Недоліки: низька теплопровідність, недостатня стій­кість до УФ, схиль­ність до деформації за трива­лої дії статичних навантажень.

Найвідоміші термопластичні синтетичні полімери і пластмаси на їх основіПоліпропілен — карболанцюговий лінійний полімер, подіб­ний до поліетилену. Властивості: твердий, у тонких шарах прозорий, у товстих - молочно-білий. Стійкий до дії агресивних середовищ. Вироби з нього стій­кі до стирання, витримують нагрівання до 100 °С. Застосування: для виробництва паку­вальної плівки, сантехнічних труб, побутового і хімічного посуду, іншого обладнання. Недоліки: невисока морозостійкість (до - 30◦C) і надто висока чутливість до світла і кисню .

Найвідоміші термопластичні синтетичні полімери і пластмаси на їх основіПолівінілхлорид (ПВХ)Властивості: речовина білого кольору, хімічно стійка до лу­гів, мінеральних масел, багатьох кислот і розчинників, не горить на повітрі, діелектрик. Застосування: виготовлення лінолеуму, віконні профілі, кромки меблів, упаковки побутової техніки, шкірозамінників, плівки для натяжних стель, труб, ізоляції, обгорток, пляшок для побутової хімії. Недоліки: його морозо - і термостійкість невеликі.

Вплив на довкілля. Основною проблемою, пов’язаною з використанням ПВХ, є складність його утилізації. Спалювання цього пластику утворюються високотоксичні хлорорганічні сполуки. Із часом матеріал самостійно почи­нає виділяти їх у довкілля. Сучасні технології, спрямовані на подолання вади, поки що недостатньо ефективні.

Найвідоміші термопластичні синтетичні полімери і пластмаси на їх основіПолістирол. Пінополістирол - один з видів пінопласту. Його добува­ють пресуванням полістиролу з твердим газоутворювачем за нагрівання. Властивості: тверда, пружна, безбарвна, прозора, гнучка, негігроскопічна речовина. Застосування: виготовляють електроізоляцію, предмети буденного вжитку. лін­зи, різнокольорову облицювальну плитку і теплоізоляцію для будинків . Недоліки: низька теплостійкість і ударна міц­ність, схильність до старіння тощо.

Найвідоміші термопластичні синтетичні полімеріи і пластмаси на їх основіТефлон (фтороплас) - пластмаса на основі політетрафлуоретену. Властивості: біла, у тонкому шарі прозора речовина, зовні подібна до парафіну або поліетилену. Має високі тепло - і морозостійкість, не втрачає гнучкості й еластичності в широкому інтервалі температур, не змочується ні водою, ні жирами, ані більшістю органічних розчинників. За своєю хі­мічною стійкістю перевершує всі відомі синтетичні матеріали й благородні метали. Застосування: використовують у хімічній, електротехнічній і харчовій промисловості, у побуті, у медицині, у військовій і аерокосмічній техніці.

Чи знаєте ви, що…Політетрафлуоретен було синтезовано 1938 р. Вперше ТЕФЛОН® (розробка корпорації Du. Pont) у середині 50-х років мину­лого століття був нанесений на хлібопекарські форми. 10 років по тому його стали використовувати як антипригарне покриття на кухонному посуд). Однак, використовуючи посуд з тефлоновим покриттям, варто пам’ятати, що його легко ушкодити тертям абразивами. За температури понад 200 0 C політетрафлуороетен розкладається з утворенням токсичних продуктів. Тож ніколи не використовуйте для приготування їжі посуд з пошкодженим тефлоновим покриттям!

Найвідоміші термопластичні синтетичні полімеріи і пластмаси на їх основіПоліаміди - високомолекулярні сполуки, що містять повторювані амідні групи в основному ланцюзі. Властивості: здатні витримувати циклічні навантаження. Зберігають свої характеристики в широкому діапазоні температур, ви­тримують стерилізацію парою до 140 °С. Залишаються еластичними за низьких температур. Застосування: виробництво клеїв, плівок різних призначень (пакувальний матеріал, кіноплівка, шкірозамін­ники тощо). Замінники кісток, шкіри в медицині, захисні ан­тикорозійні покриття для металів, бетону. Недоліки: висока гігроскопічність і низька світлостійкість

Словничок► Матеріал — речовина (або комбінація речовин), оброблена чи створена людиною для виготовлення певного об’єкта з корисними функціями.► Пластмаси — матеріали, виготовлені на основі полімерів і здатні вна­слідок впливу нагрівання і тиску набувати певної форми і зберігати її після охолоджування або тверднення.► Введення до складу полімерних композицій барвників, пластифіка­торів, наповнювачів поліпшує ергономічні й експлуатаційні власти­вості, полегшує переробку, а також істотно здешевлює матеріал.► Найпоширенішими є пластики на основі синтетичних високомолеку­лярних сполук.► Термопластичність — здатність полімерів і пластмас багаторазово розм’як­шуватися і тверднути внаслідок нагрівання і наступного охолодження.► Полімеризація і поліконденсація — способи синтезу високомолеку­лярних сполук.► Важливою умовою сталого розвитку є створення новітніх матеріалів на основі біосировини.

Лабораторний дослід 4 Ознайомлення зі зразками пластмас. Назва. Хімічна формула. Зовнішній вигляд. ВластивостіЗастосування     Розгляньте видані вам зразки пластмас. З’ясуйте їх зовнішній вигляд, колір, твердість, пластичність, склад та застосування кожного з них. Результати досліджень оформіть у робочих зошитах у вигляді таблиці: