Отчет о выполнении домашнего задания (в виде презентации, сделанной в программе Microsoft PowerPoint ) прислать на электронный адрес:
Учебная дисциплина: ОДП.04. Химия.
Группа: СВ-4-18.
Профессия: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы)
Дата проведения: 28.04.20 г.
Преподаватель: Иванова Л.Н.
Тема № 4. СИНТЕТИЧЕСКИЕ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВЕЩЕСТВА И ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ИХ ОСНОВЕ
Урок № 48
Тема урока: КЛАССИФИКАЦИЯ ПЛАСТМАСС. ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ ПОЛИМЕРЫ (ПОЛИЭТИЛЕН, ПОЛИПРОПИЛЕН, ПОЛИВИНИЛХЛОРИД, ПОЛИСТИРОЛ, ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТ).
Цель урока: ознакомиться
КЛАССИФИКАЦИЯ ВМС
1. Органические и неорганические высокомолекулярные соединения (ВМС)
Органические высокомолекулярные соединения являются основой живой природы и входят в состав растений, — полисахариды, белки, пектиновые вещества, крахмал. Торф, бурый уголь, каменные угли представляют собой продукты геологического превращения растительных тканей, главным образом целлюлозы и лигнина, также относят к высокомолекулярным соединениям.
В основе живого мира также лежат ВМС — белки, являющиеся главной составной частью почти всех веществ животного происхождения.
Неорганические высокомолекулярные соединения играют большую роль в минеральном мире. Основная часть земной коры состоит из окислов кремния, алюминия и других многовалентных элементов, соединенных в макромолекулы. Наиболее распространен среди этих окислов кремниевый ангидрид [SiO2]n, являющийся высокомолекулярным соединением. Более 50% всей массы земного шара состоит из кремниевого ангидрида, а в наружной части земной коры содержание его достигает 60%. Наиболее распространенной модификацией кремниевого ангидрида является кварц — важнейшая составная часть большинства горных пород и песка.
2. По происхождению высокомолекулярные соединения делят на природныеили биополимеры (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды), искусственные исинтетические (полиэтилен, полистирол, фенолформальдегидные смолы).
3. В зависимости от расположения в макромолекуле атомов и атомных групп (по структуре) различают:
1) линейные высокомолекулярные соединения, макромолекулы которых представляют собой открытую, линейную, цепь (каучук натуральный) или вытянутую в линию последовательность циклов (целлюлоза);
2) разветвленные высокомолекулярные соединения, макромолекулы которых имеют форму линейной цепи с ответвлениями (амилопектин);
3) пространственные или сетчатые высокомолекулярные соединения - трехмерные сетки, образованные отрезками высокомолекулярных соединений цепного строения (пластмассы, дубленый коллаген, вулканизованный каучук).
Гибкость макромолекул — это их способность обратимо (без разрыва химических связей) изменять свою форму. Степень гибкости макромолекул полимеров определяет область их применения.
По строению
Химическое строение макромолекул - это порядок соединения структурных звеньев в цепи. Структурные звeнья несимметричного строения, например, могут соединяться между собой двумя способами: Полимеры, макромолекулы которых построены одним из этих способов, называютрегулярными. Полимеры нерегулярного строения образованы произвольным сочетанием обоих способов соединения звeньев. Полимер называется стереорегулярным, если заместители R в основной цепи макромолекул расположены упорядоченно:
Стереорегулярные полимеры способны кристаллизоваться, они обладают большей прочностью и теплостойкостью.
А тактические полимеры не способны кристаллизоваться и уступают по большинству эксплуатационных свойств стереорегулярным полимерам такого же химического состава.
5. По отношению к нагреванию различают: Термопластичность – свойство тел изменять форму в нагретом состоянии и сохранять её после охлаждения.
ТЕРМОПЛАСТЫ – пластмассы, которые после формования изделия сохраняют способность к повторной переработке. Наиболее распространены термопласты на основе полиэтилена, поливинилхлорида, полистирола. РЕАКТОПЛАСТЫ – термореактивные пластмассы, пластмассы, переработка которых в изделия сопровождается необратимой химической реакцией, приводящей к образованию неплавкого и нерастворимого материала (происходит отверждение). Наиболее распространены реактопласты на основе феноло-формальдегидных, полиэфирных, эпоксидных и карбамидных смол. Содержат обычно большие количества наполнителя - стекловолокна, сажи, мела и др. 6. По способам образования полимеры делятся на получаемые в результате реакции полимеризации или реакции поликонденсации. 1) Пoлимеризация – реакция образования высокомолекулярных соединений путем последовательного присоединения молекул мономера к растущей цепи. Например, полимеризация этилена записывается следующим образом: n CH2=CH2 → (–CH2–CH2–)n или С H2=CH2 + CH2=CH2 + CH2=CH2 + ... → → -CH2–CH2- + -CH2–CH2- + -CH2–CH2- + ... → (–СН2–С H 2 –) n Процесс образования высокомолекулярных соединений при совместной полимеризации двух или более различных мономеров называют сополимеризацией.
Например, схема сополимеризации этилена с пропиленом:
2) Пoликонденсация – процесс образования высокомолекулярных соединений, протекающий по механизму замещения и сопровождающийся выделением побочных низкомолекулярных продуктов. - Видео-опыт «Получение пластмасс на примере резорцинформальдегидной смолы» : https://yandex.ua/video/preview/?filmId=3415078918678543784&text=Видео-опыт%20«Получение%20пластмасс%20на%20примере%20резорцинформальдегидной%20смолы»&path=wizard&parent-reqid=1587986783305560-390726717749494509000129-production-app-host-vla-web-yp-342&redircnt=1587986822.1 - Видео-опыт «Получение пенопласта» https://yandex.ua/video/preview?filmId=102784827606923730&text=Видео-опыт%20«Получение%20пенопласта»&path=wizard&parent-reqid=1587987013876110-319269267944631156100251-prestable-app-host-sas-web-yp-88&redircnt=1587987021.1
Например, получение капрона из ε-аминокапроновой кислоты: n H2N-(CH2)5-COOH → H-[-NH-(CH2)5-CO-]n-OH + (n-1) H2O или лавсана из терефталевой кислоты и этиленгликоля: n HOOC-C6H4-COOH + n HO-CH2CH2-OH → → HO-(-CO-C6H4-CO-O-CH2CH2-O-)n-H + (n-1) H2O Поликонденсация является основным способом образования природных полимеров в естественных условиях. Пластмассы – материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные органические вещества – полимеры. Полиэтилен
В зависимости от условий полимеризации различают три видаполиэтилена. 1. Полиэтилен высокого давления (ВД) или низкой плотности (НП), получаемый при давлении 1000-3000 атм и температуре около 180°С; инициатором служит кислород (радикальная полимеризация). Макромолекулы полиэтилена, полученного этим способом имеют разветвленное строение, этим объясняется его невысокая плотность (менее плотная упаковка макромолекул). 2. Полиэтилен среднего давления (полиэтилен СД) получают в среде разбавителя при 35-40 атм и 125-150°С на металлоксидных катализаторах. 3. Полиэтилен низкого давления (НД) или высокой плотности (ВП). Полимеризацию проводят в среде органического растворителя при давлении около 5 атм и температуре ниже 80°С. Катализаторами являются металлорганические комплексы (катализаторы Циглера-Натта). Процесс идет по ионному механизму. Несмотря на то, что различные виды полиэтилена получают из одного и того же мономера, они представляют собой совершенно различные материалы, отличаясь друг от друга не меньше, чем от других полимеров. Это объясняется различными геометрическими формами макромолекул и разной способностью к кристаллизации. Полиэтилен высокого давления состоит из разветвленных макромолекул и представляет собой мягкий и эластичный материал. Полиэтилены среднего и низкого давления, имеющие линейное строение и довольно высокую степень кристалличности (85-90%), – жесткие продукты. Все полиэтилены обладают высокой морозостойкостью (низкой температурой хрупкости) и могут эксплуатироваться при температурах до -70°С, некоторые марки сохраняют свои ценные свойства при температурах ниже -120°С. Полиэтилены, являясь предельными углеводородами, стойки по отношению ко многим агрессивным средам (кислотам, щелочам и т.д.) и органическим жидкостям. В промышленности полиэтилен разных марок выпускается в виде блоков, листов и гранул. Перерабатываются они в изделия главным образом методом литья под давлением, экструзии (выдавливание размягченного полимера через сопло шприц-машины) и выдувания. Из полиэтилена производят бесшовные коррозионно-стойкие трубки, изоляционные оболочки электропроводов и пленки, широко применяемые в качестве упаковочного материала, для изготовления покрытий, перегородок, в сельском хозяйстве и т.д. При помощи литья под давлением или выдувания получают различную тару (бутылки, ведра и т.п.). Благодаря прекрасным диэлектрическим свойствам полиэтилен применяется для изоляции электрических кабелей в телевидении, радиолокации и многопроводной телефонной связи. Полиэтилен хорошо сваривается. Пропуская струю сжатого воздуха со взвешенными в ней частицами полимера через воздушно-ацетиленовое пламя и направляя эту струю на металлические изделия, можно покрыть их сплошным защитным слоем (метод газопламенного напыления). Существенным недостатком полиэтилена является его быстрое старение, которое, однако, можно резко замедлить при введении в полимер противостарителей (фенолы, амины, газовая сажа).
Полипропилен Полимеризация пропилена осуществляется в условиях, близких к тем, которые применяются при получении полиэтилена низкого давления. При этом образуется стереорегулярный (изотактический) полипропилен. Этот полимер легко кристаллизуется и обладает высокой температурой плавления (175° С). Кристаллический полипропилен – наиболее легкий из всех известных жестких полимеров (относительная плотность 0,9); он отличается высокой прочностью на разрыв и твердостью. Благодаря кристаллической структуре стереорегулярный полипропилен сохраняет форму и хорошие механические свойства вплоть до температуры плавления и может поэтому подвергаться обычной стерилизации. По прочности полипропилен превосходит полиэтилен, но уступает ему по морозостойкости (температура хрупкости от -5 до-15° С). Однако этот недостаток устраняется путем введения в макромолекулу изотактического полипропилена звеньев этилена (например, при сополимеризации пропилена с этиленом). Стереорегулярный полипропилен обладает такими же диэлектическими свойствами, как и полиэтилен, но более химически устойчив при повышенных температурах. При помощи тех же методов, которые используются при переработке полиэтилена, из полипропилена изготовляют трубы для горячих жидкостей, прозрачные пленки с низкой проницаемостью для жидкостей и газов, бутылки и различные сосуды для химической промышленности. Полипропилен является экологически чистым материалом. За столь ценные свойства он получил титул "короля пластмасс". При сополимеризации пропилена с этиленом получают некристаллизующиеся сополимеры, которые проявляют свойства каучука, отличающегося повышенной химической стойкостью и сопротивлением старению.
Политетрафторэтилен (тефлон) Полимеризация тетрафторэтилена проводится обычно водно-эмульсионным способом при 70-80° С и давлении 40-100 атм в присутствии инициаторов. Вследствие симметричного линейного строения политетрафторэтилен ...-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-..., или (-CF2-CF2-)n, или (-CF2-)2n имеет кристаллическую структуру и высокую температуру плавления (320-327°С). Суммарный дипольный момент полимера равен 0, поэтому тефлон является прекрасным диэлектриком. Температурный интервал эксплуатации очень велик: от -190° С до +300° С. При этом полимер отличается высокой химической стойкостью. Для переработки тефлона в изделия применяется метод холодного прессования порошкообразного полимера в цилиндрические заготовки, которые затем подвергаются механической обработке на токарных станках. Тефлон используется в химическом машиностроении для изготовления пластин, кранов, вентилей, клапанов и т.д., применяемых при высокой температуре в среде концентрированных минеральных кислот. Высокое сопротивление износу и низкий коэффициент трения сделали тефлон незаменимым материалом для производства подшипников, работающих в агрессивных средах или в контакте со сжиженными газами (кислород, водород и т.п.) и не требующих смазки.
Фенопласты – пластмассы полученные из фенолформальдегидной смолы (текстолит, волокнит, гетинакс, стеклопласт, карболит). |
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ: изучить теоретический материал, создать презентацию по теме урока, используя учебную литературу и Интернет-источники.
Отчет о выполнении домашнего задания (в виде презентации, сделанной в программе Microsoft PowerPoint ) прислать на электронный адрес:
Учебная литература:
Рудзитис Г.Е. Химия 10 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман - М.: «Просвещение», 2012. - 192 с.
ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСЫ:
1. https://www.sites.google.com/site/himulacom/zvonok-na-urok/10-klass---tretij-god-obucenia/urok-no61-klassifikacia-plastmass-termoplasticnye-polimery-polietilen-polipropilen
2. http://schooled.ru/lesson/chemistry/11klas/60.html
3. https://www.yandex.ua/search/?text=Видео%20%20%20Изделия%20из%20полиэтилена&lr=24875&clid=9582
4. https://nsportal.ru/shkola/khimiya/library/2017/06/15/modulnaya-tehnologiya-polimery-10-klass
5. https://multiurok.ru/index.php/files/tiema-uroka-klassifikatsiia-plastmass-tiermoplastichnyie-polimiery-polietilien-polipropilien-fienolformal-dieghidnyie-smoly.html
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 83; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!