Содержание1. Определения и основные понятия.
2. Определения и основные понятия.
3. Классификация и номенклатура ВМС.
3.1 Классификация по происхождению.
3.2 Классификация по типу звеньев.
3.3 Классификация по химическому составу и строению.
3.4 Классификация по расположения в макромолекуле ато-мов и атомных групп.
3.5 Классификация по полярности полимера.
3.6 Классификация по их отношению к воздействию тепла.
3.7 Номенклатура полимеров.
4. Регулярные и нерегулярные полимеры. Стереорегулярность и стереонерегулярность
5. Методы получения полимеров.
5.1 Реакции полимеризации.
5.2 Реакции поликонденсации
6. Свойства полимеров.
6.1 Химические свойства полимеров.
6.2 Фазовые состояния полимеров.
6.3 Механические свойства полимеров.
6.4 Электрические свойства полимеров.
Заключение
ЛитератураВведение1. Введение
Громадное значение в нашей жизни имеют природные и синтетические вы-сокомолекулярные органические соединения: целлюлоза, химические волокна, пластмассы, каучуки, резина, лаки, клеи, искусственная кожа и мех, пленки и др. Как природ¬ные, так и синтетические высокомолекулярные соединения обла¬дают совокупностью замечательных свойств. Они могут быть эла¬стичными или жест-кими, твердыми или мягкими, прозрачными или непроницаемыми для света и да-же сочетать самые неожиданные свойства: прочность стали при малой плотности, эластичность с тепло- и звукоизоляцией т. п. Подобная универсальность свойств наряду с легкой обраба¬тываемостью позволяет изготовлять детали и разнообраз-ные кон¬струкции любой формы, величины и окраски. Без синтетических материа-лов сейчас немыслим дальнейший технический прогресс в самолето-, машино- и судостроении, электротехнике, реактивной и атомной промышленности и других областях науки и техники.
Из пластмасс можно изготовлять корпуса судов, автомобилей, тракторов, части станков, изоляцию. Применение пластмасс в стан¬костроении позволяет по-новому решать ряд конструктивных задач, ведет к экономии труда, снижает себе-стоимость станков и улучшает их эксплуатационные качества. Литье металлов в оболочковые формы, изготовляемые из песка и синтетических смол, не только уменьшает затраты труда, но и сокращает расход металла на 30—40%.
Высокомолекулярные соединения надежно защищают металл, дерево и бетон от коррозии. Для этого отдельные части, а также целые агрегаты обкладывают листами пластмасс, каучука, покры¬вают пленками, лаками и эмалями.
Использование новых синтетических материалов в дополнение к сельскохо-зяйственному сырью позволяет значительно увеличить производство тканей, одежды, обуви, меха и различных предметов домашнего и хозяйственного обихо-да в нашей стране.
В настоящее время уже нет такой отрасли народного хозяйства, где не использовались бы в той или иной мере синтетические мате¬риалы.
2. Определения и основные понятия.
К высокомолекулярным соединениям (ВМС) относятся ве¬щества, состоящие из больших молекул. Резкой границы по молекулярной массе между высокомоле-кулярными и низкомо¬лекулярными соединениями нет. Условно принято считать вы¬сокомолекулярными соединения с молекулярной массой более 5000. Молеку-лярная масса особенно природных ВМС может достигать нескольких миллионов.
Высокомолекулярные соединения называют также поли¬мерами. В молекуле полимера химически связаны и законо¬мерно повторяются остатки исходного ве-щества — мономера. Большую молекулу полимера называют макромолекулой, или полимерной цепью. Повторяющиеся остатки моно¬мера называют элемен-тарными звеньями. Число звеньев в цепи (п) называют степенью полимериза¬ции (СП).
Степень полимеризации п увеличивается в течение реакции и может достичь значительной величины. В то же время п является средней величиной, т. е. в лю-бой момент процесса полимеризации или поликонденсации в полученном соеди-нении имеется смесь частиц с различным молекулярным весом. Это называют по-лидисперсностью или молекулярной неоднородностью и наглядно представ-лена на рис. 1.
Полимеры, образованные мономерами двух или нескольких типов называют сополимерами. Члены гомологических рядов, занимающие по размеру молекул область между мономерами и высокомолекулярными соединениями называют олигомерами(от греч. oligos-малый, маленький и meros-часть) .
Вследствие очень большой молекулярной массы при написа¬нии формул по-лимеров концевыми звеньями цепей пренебре¬гают. Например, формулу крахмала и целлюлозы записывают в виде (С6Н10О5)n, каучука (С5Н8) n и т. п.
В отличие от низкомолекулярных соединений полимер состоит из макромо-лекул разной длины (с разной степенью поли¬меризации). Поэтому в химии ВМС введено понятие о полимергомологах и полимергомологическом ряде. Полимер-гомологи — это полимерные соединения одинакового химиче¬ского строения, -отличающиеся степенью полимеризации, т. е., длиной цепей. Полимергомологи-ческий ряд — это ряд соединений, в котором каждый член отличается от преды¬дущего на элементарное звено. У целлюлозы члены полимергомологического ря-да отличаются на группу С6Н10О5, у природ¬ного каучука — на группу C5 H8.
Любой полимер представляет собой смесь полимергомологов. Поэтому по-лимеры характеризуются средней молекуляр¬ной массой. Средняя молекулярная масса — это произведение среднего числа звеньев (средней СП) на молеку¬лярную массу звена.
3. Классификация и номенклатура ВМС.
Из-за большого разнообразия ВМС единая система их клас¬сификации прак-тически невозможна. Классифицировать ВМС можно по разным признакам.
3.1. По происхождению ВМС подразделяются на природные, выделенные из природных материалов; к ним относятся при¬родный каучук, белки, сложные уг-леводы (полисахариды) и др., искусственные, полученные в результате химиче-ских превращений природных полимеров, и синтетические, по¬лученные синте-зом из низкомолекулярных соединений (моно¬меров).Например основу земной коры состав¬ляет высокомолекулярное соединение кремневый ангидрид (Si02)n - Разновидности кремневого ангидрида — кварц, гор¬ный хрусталь и аметист. Ру-бин и сапфир — полимерные окислы алюминия (А1203)n. К неорганическим по-лимерам относятся также силикаты сложного строения — слюда и асбест, моди¬фикации элементарного углерода — алмаз, графит.
3.2. По типу звеньев в цепях полимеры подразделяются на гомополимеры и сополимеры. У гомополимеров макромолекулы состоят из одинаковых элемен-тарных звеньев. Названия этих полимеров складываются из названия моно¬мера и приставки «поли», например полиэтилен, полистирол и т. д. У гетерополимеров, или сополимеров (совместных поли¬меров), макромолекулы состоят из двух или более различных элементарных звеньев.
3.3. В зависимости от химического состава и химического строе¬ния мак-ромолекул ВМС подразделяются на органические, неорганические и элементоор-ганические. К ор¬ганическим ВМС относят соединения, которые состоят из ато¬мов углерода и водорода, а также могут содержать атомы кис¬лорода, азота, серы и га-лоидов. К элементоорганическим ВМС относят соединения, которые построены не только из атомов углерода, но также и из других атомов (не считая водород, кислород, азот и серу), например кремния, бора и др. К неор¬ганическим ВМС от-носят соединения, не содержащие атомов углерода.
Органические ВМС подразделяют в свою очередь на два класса: карбоцеп-ные и гетероцепные полимеры. Цепи карбоцепных полимеров построены только из атомов угле¬рода. Другие атомы (кислород, азот, сера, галоиды) могут входить в состав заместителей. Цепи гетероцепных полимеров построены из атомов углеро-да и гетероатомов (кислорода, азота, серы).
Карбоцепные полимеры далее подразделяются в соответ¬ствии с классификаци-ей, принятой в органической химии.
1. Полимерные предельные углеводороды (полиолефины), например полиэтилен (—СН2—СН2—)n.
2. Полимерные непредельные углеводороды (полидиены), например полибу-тадиен (—СН2—СН=СН—СН2—)n.
3. Галоидсодержащие полимеры, например полихлорвинил (СН2—СНС1—)п.
4. Полимерные спирты и их производные (сложные и про¬стые эфиры), на-пример поливиниловый спирт
Соответствующий ему мономер виниловый спирт СН2=СНОН в свободном виде не существует; получают поливиниловый спирт из его сложного эфира по-ливинил ацетата омылением.
5. Полимерные альдегиды, например полиакролеин
6. Полимерные кислоты и их производные, например поли¬акриловая кислота
и полиакриламид
7. Полимерные амины (полиамины), например поливиниламин
8. Полимерные ароматические соединения типа
9. Полимерные жирноароматические соединения, например полистирол
10. Сополимеры (их принято выделять в отдельную группу), например сопо-лимер бутадиена и стиролаЛитература1. Оболенская А.В, Щеглов В.Н. Химия древесины и полимеров. М.: Лес-ная промышленность,1980
2. Аскадский А.А.,Матвеев Ю.И. Химическое строение и физические свой-ства полимеров.-М.:Химия,1983.
3. Ван Кревелен Д.В., Свойства и химическое строение полимеров, пер. с англ.,- М., 1976
4. Мухленов И.П. Кузнецов Д.А. Общая химическая технология. – М.: Выс-шая школа
5. Курс общей химии. / Э.И. Масленникова, Н.В. Коровин.-М.: Высшая школа,1990
6. Фримантл М. Химия в действии . В 2-х ч. Ч.2.: Перевод с англ. – М.: Мир,1991.
7. Копылов В.В. В мире полимеров. – М.: Знание,1983
|
|
