Определение высокомолекулярных органических соединенияВысокомолекулярными называют вещества с молекулярной массой от десяти тысяч до миллиона и более углеродных единиц. Молекулы таких веществ, содержащие от нескольких сотен до сотен тысяч атомов, по сравнению с обычными молекулами обладают огромными размерами. Поэтому их называют макромолекулами. Классификация Различают природные высокомолекулярные соединения (белки, крахмал, целлюлозу, натуральный каучук) и синтетические, полученные химическим путём за счет объединения многих молекул обычного размера в одну макромолекулу. Применение Высокополимеры являются основой для получения таких важных в народном хозяйстве материалов, как пластические массы, синтетические каучуки, электроизоляционные смолы, синтетические материалы для постройки орудий лова, латексы, смолы, пленкообразующие вещества и т.д. Исходное сырьё Исходным сырьём для производства многих полимеров служат нефтяные газы и продукты переработки нефтяной и коксобензольной промышленности. Полимеризация Реакция полимеризации заключается в соединении многих молекул исходного вещества в одну макромолекулу. Необходимым условием для реакции полимеризации является наличие двойной или тройной связи в молекулах мономеров. Под действием тех или иных факторов (света, тепла, энергии веществ, специально введенных для этой цели, энергии радиоактивных частиц) одна связь разрывается, и молекула превращается в радикал, обладающий двумя свободными валентностями (бирадикал). Своими свободными валентностями эти радикалы связываются между собой, образуя макромолекулы. Поликонденсация В процессах поликонденсации также имеет место объединение многих молекул в одну макромолекулу в результате химического взаимодействия между функциональными группами, которое сопровождается образованием низкомолекулярных веществ (воды, хлористого водорода, аммиака и т. п.). Продукт конденсации опять соединится с формальдегидом, образуя фенолоспирт, но уже более сложного строения, который снова реагирует с фенолом и т.д. Общие свойства К важнейшим свойствам большинства пластмасс относятся: плотность, достаточная механическая прочность, химическая стойкость, низкая теплопроводность, высокие диэлектрические свойства, хороший внешний вид и др. К недостаткам пластмасс можно отнести невысокую теплостойкость (не выше 120˚С), большой коэффициент термического расширения, вязко-текучее состояние под нагрузками, старение под действием света и влаги, механических и термических воздействий. Эти недостатки часто устраняются рациональным выбором состава пластмасс, удалением вредных примесей, введением ингибиторов, стабилизаторов и дополнительной термообработкой. Применение Высокая механическая прочность и малая плотность обуславливает их применение как незаменимых конструкционных материалов. Некоторые пластмассы широко применяют в химическом машиностроении в качестве антикоррозионного материала (фторопласты, полиэтилен, полиизобутилен, полистирол, поливинилхлорид). Некоторые пластики (полиакрилат и кремнийорганические смолы) имеют высокую термостойкость, до 300˚С и выше. Полиэтилен, полистирол и политетрафторэтилен – наилучшие диэлектрики и поэтому используются как электроизоляционные материалы. Токопроводящие наполнители (графит, металлические порошки, сажа и др.) позволяют получить токопроводящие и теплопроводящие пластики. Полиамиды, слоистые фенопласты (на основе тканей и древесного шпона) – хорошие антифрикционные материалы для изготовления подшипников, зубчатых передач. Прозрачные пластики (полиметилметакрилат, полистирол и др.) превосходят силикатные стекла. Состав пластмасс Пластмассы – это полимеры и композиции на их основе. К полимерам добавляются красители и стабилизаторы. К композиционным пластмассам добавляются также незначительные количества (до нескольких десятков процентов) иных компонентов: наполнителей, пластификаторов, иногда специальных отвердителей. Пористые пластмассы получают с помощью газообразователей (пенопласты). Наполнители – это измельченные неорганические и органические материалы (песок, тальк, слюда и др.) и волокнистые материалы (очесы хлопка, обрезки тканей, бумаги). Пластификаторы – маслообразные органические вещества с высокой температурой кипения (дибутилфталат - С6Н4(СООС4Н9)2, низкомолекулярные полиэфирные смолы и др.) уменьшают жесткость и хрупкость полимера, увеличивают морозостойкость. Красители – минеральные пигменты (окись цинка и др.) или органические красители. Стабилизаторы (от 0,1 до 3 %) – термостабилизаторы (амины, фенолы) и светостабилизаторы (сажа и др.) препятствуют термоокислительной и фотохимической деструкции. Вопросы к защите лабораторной работы 1. Какие функциональные группы в полимерах повышают: а) теплостойкость, б) адгезию, в) прочность при растяжении, г)водопоглощение. Привести конкретные примеры. 2. Приведите примеры синтетических волокон, получаемых методом полимеризации и поликонденсации. 3. Какими общими свойствами обладают высокомолекулярные вещества?
Ø Учебная литература: /1/, с. 646-651; /2/, с. 642;/3/, с. 450-466;
|
