1. Понятие о полимерах

По­ли­мер– вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­ное ве­ще­ство, мо­ле­ку­лы ко­то­ро­го со­сто­ят из по­вто­ря­ю­щих­ся или сход­ных фраг­мен­тов, со­еди­нен­ных между собой хи­ми­че­ски­ми свя­зя­ми (X_n).

Струк­тур­ное звено – груп­пы ато­мов, мно­го­крат­но по­вто­ря­ю­щи­е­ся в мо­ле­ку­ле по­ли­ме­ра (Х).

Сте­пень по­ли­ме­ри­за­ции – число струк­тур­ных зве­ньев (n) в мо­ле­ку­ле по­ли­ме­ра.

Не все мо­ле­ку­лы по­ли­ме­ра имеют оди­на­ко­вую длину и оди­на­ко­вую массу, по­это­му обыч­но го­во­рят о сред­нем зна­че­нии n и сред­ней мо­ляр­ной массе по­ли­ме­ра. Для раз­ных по­ли­ме­ров сте­пень по­ли­ме­ри­за­ции ва­рьи­ру­ет­ся от несколь­ких сотен до несколь­ких тысяч, а мо­ляр­ная масса – от несколь­ких тысяч до мил­ли­о­нов г/моль.

2. Полимерные материалы

По­ли­ме­ри­за­ция – по­сле­до­ва­тель­ное при­со­еди­не­ние мо­ле­кул непре­дель­ных со­еди­не­ний друг к другу с об­ра­зо­ва­ни­ем вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­но­го про­дук­та.

Мо­но­мер – низ­ко­мо­ле­ку­ляр­ное со­еди­не­ние, из ко­то­ро­го по­лу­ча­ет­ся цепь.

На кон­цах мо­ле­ку­лы по­ли­ме­ра рас­по­ло­же­ны ка­кие-то дру­гие груп­пы, за­ви­ся­щие от того, с по­мо­щью каких ка­та­ли­за­то­ров по­лу­чен по­ли­мер. Масса кон­це­вых групп от­но­си­тель­но массы всей мо­ле­ку­лы по­ли­ме­ра ни­чтож­на, эти груп­пы прак­ти­че­ски не вли­я­ют на свой­ства ве­ще­ства, и в фор­му­ле по­ли­ме­ра их не ука­зы­ва­ют.

При по­ли­ме­ри­за­ции мо­ле­ку­лы могут со­еди­нять­ся между собой ре­гу­ляр­но: «го­ло­ва к хво­сту» и «го­ло­ва к го­ло­ве», или нере­гу­ляр­но, слу­чай­ным об­ра­зом.

По­ли­эти­лен и по­ли­про­пи­лен

ПЭ и ПП легко пла­вят­ся, об­ла­да­ют хи­ми­че­ски­ми свой­ства­ми ал­ка­нов. Они ни в чем не рас­тво­ря­ют­ся, по­это­му их нель­зя скле­ить ни­ка­ким клеем. Чтобы со­еди­нить куски этих ма­те­ри­а­лов, их сплав­ля­ют.

ПЭ и ПП ис­поль­зу­ют как упа­ко­воч­ные ма­те­ри­а­лы, из них го­то­вят трубы, де­та­ли машин, изо­ля­цию и т. д. Рис. 1.

Рис. 1. Из­де­лия из по­ли­эти­ле­на и по­ли­про­пи­ле­на

ПЭ и ПП об­ра­зу­ют­ся из эти­ле­на и про­пе­на при вы­со­ком дав­ле­нии или при по­мо­щи ка­та­ли­за­то­ров Циг­ле­ра-На­т­та. ПЭ и ППниз­ко­го дав­ле­ния, по­лу­чен­ные с ис­поль­зо­ва­ни­ем ка­та­ли­за­то­ров, имеют упо­ря­до­чен­ную струк­ту­ру. Их мо­ле­ку­лы не со­дер­жат бо­ко­вых от­ветв­ле­ний, а у ПП к тому же они ре­гу­ляр­ны. Кроме того, у них зна­чи­тель­но выше сред­няя сте­пень по­ли­ме­ри­за­ции.

Те­флон

         Рис. 2. Из­де­лия из те­фло­на

Те­флон (по­ли­тет­рафтор­эти­лен) – инерт­ный и тер­мо­стой­кий по­ли­мер.

Из него де­ла­ют де­та­ли при­бо­ров для хи­ми­че­ской про­мыш­лен­но­сти, про­те­зы для хи­рур­гии. В до­маш­нем хо­зяй­стве по­пу­ляр­на по­су­да с те­фло­но­вым по­кры­ти­ем. Рис. 2.

3. Производные полиэтилена

ПАН ис­поль­зу­ет­ся для из­го­тов­ле­ния ис­кус­ствен­ных во­ло­кон (в том числе ис­кус­ствен­но­го меха), ак­ри­ло­вых кра­сок, на­клад­ных ног­тей, пла­сти­ко­вой сан­тех­ни­ки и т.п. Рис. 3.

 

 

Рис. 3. Из­де­лия из ак­ри­ла

По­ли­ви­нил­хло­рид

ПВХ ис­поль­зу­ют для про­из­вод­ства раз­но­об­раз­ных ем­ко­стей, во­до­про­вод­ных труб, ли­но­ле­ума, «ви­ни­ло­вых» мо­ю­щих­ся обоев и т. д. Рис. 4.

                                                 

Рис. 4. Из­де­лия из по­ли­ви­нил­хло­ри­да

При го­ре­нии ПВХ и ПАН об­ра­зу­ют­ся такие ядо­ви­тые газы, как хло­ро­во­до­род HCl, фос­ген СOCl₂, ци­а­но­во­до­род HCN и ди­ци­ан (CN)₂.

По­ли­сти­рол

Нере­гу­ляр­ным мак­ро­мо­ле­ку­лам ПС, со­дер­жа­щим объ­ем­ные за­ме­сти­те­ли, труд­но упа­ко­вать­ся в упо­ря­до­чен­ные кри­стал­ли­че­ские струк­ту­ры, по­это­му ПС хру­пок, легко пла­вит­ся, рас­тво­рим во мно­гих ор­га­ни­че­ских рас­тво­ри­те­лях.

Из ПС де­ла­ют ко­ро­боч­ки для ком­пакт-дис­ков, кор­пу­са для ша­ри­ко­вых ручек, дет­ские иг­руш­ки, бы­то­вую од­но­ра­зо­вую по­су­ду и т.д. Рис. 5.

Рис. 5. Из­де­лия из по­ли­сти­ро­ла

4. Влияние полимеров на экологию

В при­ро­де обыч­ная бу­ма­га раз­ла­га­ет­ся за 3–4 ме­ся­ца, а из­де­лия из по­ли­ме­ров могут со­хра­нять­ся го­да­ми и даже де­ся­ти­ле­ти­я­ми. Одним из на­прав­ле­ний в химии по­ли­ме­ров, яв­ля­ет­ся со­зда­ние по­ли­ме­ров, спо­соб­ных раз­ла­гать­ся в при­ро­де или би­о­раз­ла­га­е­мых по­ли­ме­ров. Ве­дут­ся ра­бо­ты по раз­ра­бот­ке ме­то­дов вто­рич­но­го ис­поль­зо­ва­ния тра­ди­ци­он­ных по­ли­ме­ров. Но для этого нужно на­учить­ся их пра­виль­но со­би­рать. Несмот­ря на все уси­лия, в при­ро­де еще много из­де­лий из по­ли­ме­ров, ко­то­рые её за­гряз­ня­ют.

Под­ве­де­ние итога

Вы рас­смот­ре­ли тему: «По­ли­ме­ры эти­ле­но­во­го ряда». Вы смог­ли узнать о по­ли­ме­рах эти­ле­но­во­го ряда, ко­то­рые пред­став­ля­ют собой очень длин­ные мо­ле­ку­лы уг­ле­ро­да, об осо­бен­но­стях формы за­пи­си мо­ле­ку­лы по­ли­ме­ра.