Презентація "Полімери. Загальна характеристика".

Будова. Класифікація. ВластивостіДобування -Реакції полімеризації і поліконденсаціїСинтетичні високомолекулярні речовини. Полімери.

Високомолекулярні сполуки (ВМС) - це сполуки з молекулярною масою від декількох тисяч до багатьох мільйонів, молекули яких складаються з великого числа угрупувань, що повторюються, або мономерних ланок, що поєднані між собою хімічними зв,язками. ВМС – це полімери (матеріали) Матеріали – речовини або комбінація речовин, з яких виготовляють потрібні предмети, обладнання, що виконують певні функції.

Основні поняття хімії високомолекулярних сполук. Полімери - це високомолекулярні речовини, молекули яких складаються з повторюваних структурних елементів - ланок, з'єднаних у ланцюжки хімічними зв'язками. Існує величезна кількість полімерів. Вони різні за будовою, властивостями, галузями використання. Але, всі вони мають ряд спільних рис, характеризуються певними однаковими поняттями. ХХІ століття можна справедливо назвати ерою полімерів, оскільки жодна із сфер людського життя без них не обходиться.

Н2 С = СН2Н2 С СН2 (n. Ступінь полімеризації (n) – число, яке показує кількість елементарних ланок у макромолекулі полімеру. Ступінь полімеризації (n) в молекулі полімеру може коливатися в певних межах, тому заведено говорити про середню відносно молекулярну масу. Мономер Полімер. Структурна ланка Мономер – вихідна низькомолекулярна речовина. Полімер – це високомолекулярна речовина, що утворюється в результаті реакції полімеризації. Структурна ланка (елементарна, мономерна ланка – група атомів, що багаторазово повторюється в молекулі полімеру.nrr

У кожному полімері містяться макромолекули різної довжини, а отже, й різної маси. Тому для характеристики такої сполуки використовують середню молекулярну масу. Її обчислюють за формулою. Мr(полімеру) = n · Мr(ел. ланки), де n — середньоарифметичне значення ступеня полімеризації для даного полімеру. Задача: Середня молекулярна маса зразка поліпропілену становить 21 000. Обчисліть значення ступеня полімеризації для цього полімеру. Дано: Мr(полімеру) = n · Мr(ел. ланки)1)Знаходимо відносну молекулярну масу елементарної ланки: Мr ( -СН2 –СН-) = 42 │ СН3 2)Знаходимо ступінь полімеризації: 21000= n · 42 n = 2100042 = 500 Відповідь: 500

Класифікація полімерів

І. Класифікація полімерів за походженням ПриродніШтучніСинтетичніУтворені синтезом  з низькомолекулярних речовин: Утворюються в результаті життєдіяльності рослин і тварин: Утворюються з природних полімерів шляхом їхньої хімічної модифікації Полімери натуральний каучук, крохмаль, целюлоза, білки, нуклеїнові кислоти.нітроцелюлоза, ацетатцелюлозапластмаси, синтетичні волокна (капрон), каучуки.

Природні біополімери. Натуральний Каучук. Полісахариди(целюлоза, крохмаль,глікоген)Білки Нуклеїнові кислоти-ДНК, РНК

ІІ. Класифікація полімерів за структурою макромолекул:...—СН2—СН2—СН2—СН2—СН2—СН2— поліетиленглікогенгума

ІІІ. Класифікація полімерів залежно від способу упаковки молекул: Полімери КристалічніАморфніПолімери, у яких відсутня впорядкованість у розміщенні макромолекул. Полімери, що мають впорядковане розміщення значних ділянок макромолекул.

IV. Класифікація за розміщенням структурних ланок: Полімери Стереорегулярні Нестереорегулярні Полімери, у ланцюзі яких спостерігається одноманітне чергування ланок( ізотактичні, синдіотактичні   полімери)Полімери, у яких спостерігається безладне розміщення структурних ланок у макромолекулі.Ізотактичний полімер. Синдіотактичнй  полімер. Нестереорегулярний полімер 

V. Класифікація залежно від хімічного складу:

Фізичні властивості полімерів. Фізичні властивості полімерів значною мірою визначаються масою макромолекул, їх довжиною, розгалуженістю, відносним розміщенням у просторі тощо.

1. Мають високу механічну міцність. Полімери сітчастої будови мають більшу міцність, ніж лінійні полімери.2. Полімери нерозчинні у воді, а ті, що мають сітчасту будову, ще й в органічних розчинниках. Полімери з лінійними макромолекулами повільно розчиняються в деяких органічних розчинниках з утворенням в’язких розчинів.3. Високостійкі в агресивних середовищах,4. Гарні діелектрики і теплоізолятори, деякі мають високу стійкість до низьких температур5. Легкі .6. Полімери не мають певної температури плавлення. Це пояснюється тим, що до складу полімеру входять молекули різних розмірів. Чим менше ступінь полімеризації, тим з меншою силою молекули притягуються, чим більше ступінь полімеризації, тим з більшою силою молекули притягуються. 7. За відношенням до нагрівання полімери поділяються на 2 групи: термопластичні і термореактивні.

Термопластичні полімери. Термореактивні полімери. Під час нагріву розм'якшуються, переходять у в'язкотекучий стан, стають придатними до формування виробів, а при охолодженні тверднуть, і цей процес повторюється при повторному нагріванні. Тобто такі полімери допускають повторну переробку. Поліетилен, поліпропілен, полівінілхлорид. Після нагрівання втрачаютьпластичність і здатність розчинятися в органічних розчинниках. Це — результат необоротних змін у макромолекулах, пов’язаних з утворенням додаткових ковалентних зв’язків і формуванням сітчастої будови. Непридатні до повторної обробки. Фенолоформальдегідні, поліуретанові, епоксидні смоли. Під час нагрівання змінюють форму , яка зберігається при охолодженніПри повторному нагріванні здатність змінювати форму втрачається.

Хімічні властивості полімерів. Залежать від наявності в їхніх макромолекулах кратних зав’язків, різних функціональних груп. Залежно від хімічного складу, будови і взаємного розташування макромолекул, наповнювачів, можуть змінювати властивості у доволі широких межах, мати різні, іноді протилежні, характеристики.- Більшість полімерів має значну хімічну інертність ( поліетилен і поліпропілен).Інші полімери реагують з окисниками, концентрованими розчинами кислот і лугів. Полімери — переважно термічно нестійкі сполуки, розкладаються при нагріванні: Розкладу поліетилену (t) : (–CH2–СН2–)n → n. CH2=СН2↑ Але є полімери, що витримують високі температури (поліуретан, склотканина.

Синтез полімерівІснує два способи синтезу полімерів: Реакція полімеризаціїРеакція поліконденсації

Полімеризація - це послідовне сполучення однакових молекул низькомолекулярної речовини з утворенням високомолекулярної речовини. В реакцію полімеризації вступають молекули, що містять кратнi (частіше - подвійнi) зв'язки. Такі реакції протікають по механізму приєднання і все починається з розриву подвійних зав'язків.поліпропіленпропілен

Співполімеризація - полімеризація кількох різних мономерів, напр. бутадієну з стиролом:

Поліконденсація — це процес утворення високомолекулярних сполук з низькомолекулярних, що звичайно супроводжується виділенням побічних речовин (води, аміаку, хлороводню тощо). У реакції поліконденсації беруть участь мономери, які містять функціональні групи, що взаємодіють одна з одною. Наприклад, аміногрупа і карбоксильна група взаємодіють при утворенні поліпептидів:+ n Н2 О

Реакція синтезу капрону: Реакції поліконденсації етиленгліколю: Потім приєднуються наступні молекули:

Співконденсація — реакція поліконденсації з використанням низькомолекулярних сполук різної хімічної природи. Реакція утворення фенолформальдегідних смол: фенолформальдегідфенолформальдегід

Задача 1. Формулу поліпропілену можна записати так: H-[CH2-CH(CH3)]n-H. Визначте молярну масу поліпропілену, якщо кожна молекула містить по 150 структурних ланок. Дано: H-[CH2-CH(CH3)]n-H n=150 M(H-[CH2-CH(CH3)]n-H) - ?M(полімеру) = n ∙ Mr(ел.ланки)М(H-[CH2-CH(CH3)]n-H) = = 1·2 + (12 ·3 + 1·6)150 = 6302 г/моль Відповідь: 6302 г/моль

Задача 2. Формулу полістиролу можна записати так: H-[CH2-CH(C6 H5)]n-H. Визначте число структурних ланок у його молекулах п, якщо його молярна маса дорівнює 12 482 г/моль. Дано: M(H-[CH2-CH(C6 H5)]n-H) == 12 482 г/мольn - ?M(полімеру) = n ∙ Mr(ел.ланки)М (H-[CH2-CH(C6 H5)]n-H) =124821·2 + n(12·8+1·8)=12482n(12·8+1·8)=12482 - 2104 ·n= 12480n= 120 Відповідь: 120

Якщо в річку чи море викинути паперову серветку, то вона зникне через 3 місяці, сірник розчиниться через 6 місяців, цигарковий недопалок — через 1,5 року; поліетиленовий пакет — через 200 років, вироби з нейлону — через 300 — 400 років, консервна бляшанка чи пластикова пляшка — через 500 років. Шкідливі властивості полімерів

В Тихому океані, дрейфує величезний «сміттєвий острів», що складається з пластику. Його маса перевищує 3,5 млн тон. Черепахи харчуються медузами, але не розуміючи, вони ковтають поліетиленові пакети, приймаючи їх за медуз і гинуть від нестачі дихання.