Реферат: Полімерні матеріали, пластмаси, BestReferat.ru

21.09.2015

Реферат: Полімерні матеріали, пластмаси

4. Основні представники.

· Полістирол

· Поліетилен

· Поліімід

· Епоксидні смоли

5. Основні властивості пластмас.

· Хімічні властивості

· Фізичні властивості

Історична довідка.

Термін «полимерия» був введений у науку В. Берцеліусом в 1833 для позначення особливого виду ізомерії, при якій речовини (полімери), що мають однаковий склад, володіють різною молекулярною масою, наприклад етилен і бутилен, кисень і озон. Такий зміст терміна не відповідало сучасним уявленням про полімери. «Щирі» синтетичні полімери на той час ще не були відомі.

Ряд полімерів був, очевидно, отриманий ще в першій половині 19 століття. Однак хіміки тоді звичайно намагалися придушити полімеризацію і поліконденсацію, що вели до «осмолення» продуктів основної хімічної реакції, тобто, власне, до утворення полімерів (дотепер полімери часто називають «смолами»). Перші згадування про синтетичні полімери відносяться до 1838 (поливинилиденхлорид) і 1839 (полістирол),

Хімія полімерів виникла тільки в зв’язку зі створенням А.М. Бутлеровым теорії хімічної будови. А. М. Бутлеров вивчав зв’язок між будівлею і відносною стійкістю молекул, що виявляється в реакціях полімеризації. Подальший свій розвиток наука про полімери одержала головним чином завдяки інтенсивним пошукам способів синтезу каучуку, у яких брали участь найбільші вчені багатьох країн (Р. Бушарда, У. Тилден, німецький учений До Гарриес, В. Л. Кондаков, С. В. Лебедєв та інші). У 30-х років було доведене існування вільнорадикального й іонного механізмів полімеризації. Велику роль у розвитку уявлень про поліконденсації зіграли роботи У. Карозерса.

З початку 20-х років 20 століття розвиваються також теоретичні представлення про будівлю полімерів Спочатку передбачалася, що такі біополімери, як целюлоза, крохмаль, каучук, білки, а також деякі синтетичні полімери, подібні з ними по властивостях (наприклад, полиизопрен), складаються з малих молекул, що володіють незвичайною здатністю асоціювати в розчині в комплекси колоїдної природи завдяки нековалентним зв’язкам (теорія «малих блоків»). Автором принципово нового представлення про полімери як про речовини, що складаються з макромолекул, часток надзвичайно великої молекулярної маси, був Р. Штаудінгер. Перемога ідей цього вченого змусила розглядати полімери як якісно новий об’єкт дослідження хімії і фізики.

Полімери

(Визначення полімерів)

Полімери – високомолекулярні сполуки, речовини з великою молекулярною масою (від декількох тисяч до декількох мільйонів), в яких атоми, з’єднані хімічними зв’язками, утворюють лінійні або розгалужені ланцюги, а також просторові тривимірні структури. До полімерів відносяться численні природні сполуки: білки, нуклеїнові кислоти, целюлоза, крохмаль, каучук та інші органічні речовини. Велика кількість полімерів отримують синтетичним шляхом на основі найпростіших сполук елементів природного походження шляхом реакцій полімеризації, поліконденсації, і хімічних перетворень.

В залежності від будови основного ланцюга полімери поділяються на лінійні, розгалужені і просторові структури. Лінійні та розгалужені ланцюги можна перетворити в тривимірні дією хімічних агентів, світла та радіації, а також шляхом вулканізації.

Лінійні ВМС можуть мати як кристалічну, так і аморфну (стеклообразную) структуру. Розгалужені і просторові полімери, як правило, є аморфними. При нагріванні вони переходять в високоеластичне стан подібно каучуку, гуми та інших еластомерів. При дії особливо високих температур, окислювачів, кислот і лугів, органічні і элементоорганические ВМС зазнають поступового розкладання, утворюючи газоподібні, рідкі і тверді з’єднання.

Фізико-механічні властивості лінійних і розгалужених полімерів багато в чому пов’язані з міжмолекулярним взаємодією за рахунок сил побічних валентностей. Так, наприклад, молекули целюлози взаємодіють між собою по всій довжині молекул, і це явище забезпечує високу міцність целюлозних волокон. А розгалужені молекули крохмалю взаємодіють лише окремими ділянками, тому не здатні утворювати міцні волокна. Особливо міцні волокна дають багато синтетичні полімери (поліаміди, поліефіри, поліпропілен та ін), лінійні молекули яких розташовані вздовж осі розтягування. Тривимірні структури можуть лише тимчасово деформуватися при розтягуванні, якщо вони мають порівняно рідку сітку (подібно гумі), а при наявності густої просторової сітки вони бувають пружними або крихкими залежно від будови.

ВМС діляться на дві великі групи: гомоцепні, якщо ланцюг складається з однакових атомів (у тому числі карбоцепні, що складаються тільки з вуглецевих атомів), і гетероцепні, коли ланцюг включає атоми різних елементів. Усередині цих груп полімери поділяються на класи у відповідності з прийнятими в хімічній науці принципами.

Так, якщо в основну або бічні ланцюги входять метали, сірка, фосфор, кремній та ін полімери відносяться до элементоорганическим з’єднанням.

Полімерні матеріали поділяються на три основні групи: пластичні маси, каучук, хімічні волокна. Вони широко застосовуються в багатьох областях людської діяльності, задовольняючи потреби різних галузей промисловості, сільського господарства, медицини, культури і побуту.

Пластмаси.

Означення.

ПЛАСТМАСИ (пластичні маси, пластики)-це матеріали на основі полімерів. Великий клас полімерних органічних легко формованих матеріалів, з яких можна виготовляти легкі, жорсткі, міцні, стійкі до корозії вироби.

Ці речовини складаються в основному з вуглецю (C), водню (H), кисню (O) і азоту (N). Всі полімери мають високу молекулярну масу, від 10 000 до 500 000 і більше; для порівняння, кисень (O2 ) має молекулярну масу 32. Таким чином, одна молекула полімеру, що містять дуже велика кількість атомів.

Класифікація.

Деякі органічні пластичні матеріали зустрічаються в природі, наприклад асфальт, бітум, шелак, смола хвойних дерев і копав (тверда викопна природна смола). Зазвичай такі природні органічні формовані речовини називають смолами.

Хоча модифіковані природні полімери і знаходять промислове застосування, більшість пластмас є синтетичними. Органічна речовина з невеликою молекулярною масою (мономер) спочатку перетворюють в полімер, який потім прядуть, відливають, пресують або формують у готовий виріб. Сировиною зазвичай є прості, легко доступні побічні продукти вугільної та нафтової промисловості або виробництва добрив.

Першим термопластом, що знайшли широке застосування, був целулоїд—штучний полімер, отриманий шляхом переробки природного—целюлози.

Реферат: Полімерні матеріали, пластмаси, BestReferat.ru

Основні представники.

Полістирол— неполярний полімер, широко застосовується в електротехніці, зберігає міцність у діапазоні 210. 350 К. Завдяки введенню різних добавок набуває спеціальні властивості: ударостійкість, підвищену теплостійкість, антистатичні властивості, пенистость. Недоліки полістиролу—крихкість, низька стійкість до дії органічних розчинників (толуол, бензол, чотирихлористий вуглець легко розчиняють полістирол; в парах бензину, скипидару, спирту він набухає).

Полістирол, що спінюється широко використовується як теплозвукоізоляційний матеріал. В радіоелектроніці він знаходить застосування для герметизації виробів, коли треба забезпечити мінімальні механічні напруги, створити тимчасову ізоляцію від впливу тепла, випромінюваного іншими елементами.

Поліетилен— полімер з надзвичайно широким набором властивостей і використовується у великих обсягах, внаслідок чого його вважають королем пластмас. За 10. 12 років експлуатації міцність його знижується лише на ¼. Завдяки хімічній чистоті і неполярному будовою поліетилен володіє високими діелектричними властивостями. Вони в поєднанні з високими механічними і хімічними властивостями зумовили широке застосування поліетилену в електротехніці, особливо для ізоляції проводів і кабелів.

Крім поліетилену загального призначення випускаються його багато спеціальні модифікації, серед яких: антистатичний, з підвищеною адгезійною здатністю, світлостабілізована, самозатухаючий, ингибитированный (для захисту від корозії), електропровідний (для екранування).

Головний недолік поліетилену—порівняно низька нагревостойкость

Поліімід — новий клас термостійких полімерів, ароматична природа молекул яких визначає їх високу міцність аж до температури розкладання, хімічну стійкість, тугоплавкість. Полиимидная плівка працездатна при 200°С протягом кількох років, при 300°С -1000 год, при 400°С —до 6 ч. Короткочасно вона не руйнується навіть в струмені плазмового пальника. При деяких специфічних умовах поліімід перевершує по температурної стійкості навіть алюміній. Ступінь руйнування полиимида — 815°С. алюмінію 515°С.

Епоксидні смоли— продукт поліконденсації багатоатомних сполук, які включають эпоксигруппу кільця

Реферат: Полімерні матеріали, пластмаси, BestReferat.ru

Основні властивості пластмас .

Хімічні властивості.

З точки зору хімічного поведінки полімер схожий на мономер (або мономери), з якого (або яких) він отриманий. Вуглеводні етилен H2 C=CH2. пропілен H2 C=CH–CH3 і стирол H2 C=CH–C6 H5 зазнають приєднувальну полімеризацію, утворюючи поліетилен, поліпропілен і полістирол з наступними структурами

Ці полімери ведуть себе як вуглеводні. Вони, наприклад, розчиняються у вуглеводнях, не змочуються водою, не реагують з кислотами і підставами, горять, подібно вуглеводнів, можуть хлорироваться, бромироваться і  у разі полістиролу  нитроваться і сульфироваться

Фізичні властивості.

Фізичні властивості полімеру, навпаки, залежать не тільки від характеру мономеру, але більшою мірою від середньої кількості мономерних ланок у ланцюзі і від того, як ланцюга розташовані в кінцевій макромолекуле.

Всі синтетичні і використовуються в промисловості природні полімери містять ланцюги з різним числом мономерних одиниць. Це число називають ступенем полімеризації (СП) і зазвичай користуються його середнім значенням, оскільки ланцюга не однакові по довжині. Середня довжина ланцюга і СП може бути визначена експериментально кількома методами (наприклад, осмометрией  вимірюванням осмотичного тиску різних розчинів; вискозиметрией  вимірюванням в’язкості; оптичними методами  вимірюванням світлорозсіювання різними розчинами; ультрацентрифугированием, при якому речовини поділяються за їх щільності). СП особливо важлива при визначенні механічних властивостей полімеру, оскільки при інших рівних умовах більш довгі ланцюги накладаються один на одного більш ефективно і породжують великі сили зчеплення. Можна сказати, що помітна механічна міцність спостерігається вже при СП 50-100, досягаючи максимуму при СП вище 1000.

Короткий опис статті: виробництво пластмас Зміст: Історична
довідка. Визначення
полімерів. Пластмаси. Визначення Класифікація
а.
Природні
(органічні) б.
Синтетичні 4.
Основні
представники. реферат: полімерні матеріали, пластмаси bestreferat шпаргалки

Джерело: Реферат: Полімерні матеріали, пластмаси — BestReferat.ru

Також ви можете прочитати