Природные и синтетические полимеры

Полимеры

План урока

Природные и синтетические полимеры. Способы получения полимеров. Основные понятия химии полимеров. Пластмассы и волокна.

Природные и синтетические полимеры

1. Природные и синтетические полимеры.

Полимеры – это соединения, без которых человек уже не может обойтись. С этими соединениями знакомы все – от самых маленьких до пожилых, от домохозяек до специалистов многих отраслей промышленности. Что же такое полимеры? Полимеры – это высокомолекулярные соединения, состоящие из множества одинаковых структурных звеньев.

Полимеры делятся на природные и синтетические

По происхождению полимеры делятся на природные и синтетические.

Природные полимеры – это, например, натуральный каучук, крахмал, целлюлоза, белки, нуклеиновые кислоты. Без некоторых из них невозможна жизнь на нашей планете.

Днк

Крахмал

Белок

Синтетические полимеры

– это многочисленные пластмассы, волокна, каучуки.

Они играют большую роль в развитии всех отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспорта, связи.

Как без природных по- лимеров невозможна сама жизнь, так без синтетических полиме-ров немыслима Сов-ременная цивилизация.

Способы получения полимеров

2. Способы получения полимеров.

Как же образуются эти необычные соединения? Полимеры получают в основном двумя методами - реакциями полимеризации и реакциями поликонденсации. В реакцию полимеризации вступают молекулы, содержащие кратную (чаще – двойную) связь. Такие реакции протекают по механизму присоединения и всё начинается с разрыва двойных связей.

Особые молекулы

С реакцией полимеризации мы знакомились на примере получения полиэтилена:

nСН2=СН2 (- СН2 – СН2 - )n Для реакции поликонденсации нужны особые молекулы. В их состав должны входить две или более функциональные группы (-ОН, -СООН, -NН2 и др.). При взаимодействии таких групп происходит отщепление низкомолекулярного продукта (например, воды) и образование новой группировки, которая связывает остатки реагирующих между собой молекул.

Аминокислоты

В реакцию поликонденсации вступают, например, аминокислоты. При этом образуется биополимер- белок и побочное низкомолекулярное вещество – вода:

…+ Н NН-СН(R)–СООН+ … Н NН-СН(R)–СООН+… …-NН-СН(R)-СО- NН-СН(R)-СО-… + nН2О Реакцией поликонденсации получают многие полимеры, в том числе капрон.

Основные понятия химии полимеров

3. Основные понятия химии полимеров.

Макромолекула – от греч. макрос – большой, длинный. Мономер – исходное вещество для получения полимеров. Полимер – много мер (структурное звено). Структурное звено – многократно повторяющиеся в макромолекуле группы атомов. Степень полимеризации n – число структурных звеньев в макромолекуле.

Мономер

n X ( -X- )n Х – мономер, (-Х-) – структурное звено, n - степень полимеризации. (- Х- )n - макромолекулы полимеров.

В зависимости от строения основной цепи полимеры имеют разные структуры: линейную (например, полиэтилен), разветвленную (например, крахмал) и пространственную ( например, вторичная и третичная структура белков).

Структуры полимеров

Пространствен-ная

Линейная

Разветвлённая

Пластмассы и волокна

4. Пластмассы и волокна.

Обычно полимеры редко используют в чистом виде. Как правило из них получают полимерные материалы. К числу последних относятся пластмассы и волокна. Пластмасса – это материал, в котором связующим компонентом служит полимер, а остальные составные части – наполнители, пластификаторы, красители, противоокислители и др. вещества.

Особая роль

отводится наполнителям, которые добавляют к полимерам. Они повышают прочность и жёсткость полимера, снижают его себестоимость. В качестве наполнителей могут быть стеклянные волокна, опилки, цементная пыль, бумага, асбест и др.

Поэтому такие пластмассы, как, например, полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, фенолформальдегидные, широко применяются в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, в медицине, культуре, в быту.

Волокна

– это вырабатываемые из природных или синтетических полимеров длинные гибкие нити, из которых изготавливается пряжа и другие текстильные изделия.

Материалы животного или растительного происхождения

Природные, или натуральные, волокна - это материалы животного или растительного происхождения: шёлк, шерсть, хлопок, лён.

Ацетатные волокна

К химическим волокнам относятся вискозные, ацетатные волокна, а также капрон, нейлон, лавсан и многие другие.

Химические волокна получают путём химической переработки природных (прежде всего целлюлозы) или синтетических полимеров.