Полимерные материалы, пластмассы

    Дисциплина: Химия и физика
    Тип работы: Реферат
    Тема: Полимерные материалы, пластмассы

    Полимерные материалы, пластмассы

    Историческая справка

    Термин «поли­мерия» был введен в науку И.Берцелиусом в

    1833 году для обозначения особого вида изомерии, при которой вещества (полимеры), имеющие одинаковый состав, обладают различной молекулярной массой, например этилен и

    бутилен, кислород и озон. Такое содер­жание термина не соответствовало современным представлениям о полимерах.

    «Истинные» синтетические полимеры к тому времени еще не были известны.

    Ряд полимеров был, по-видимому, получен еще в первой половине

    19 века. Однако химики тогда обычно пытались подавить полимеризацию и поликонденсацию, которые вели к «осмолению» продуктов основной химической

    реакции, т.е., собственно, к образованию полимеров (до сих пор полимеры часто называют «смолами»). Первые упоминания о синтетических полимерах отно­сятся к 1838 году

    поливинилиденхлорид) и 1839 году (полистирол).

    Химия полимеров возникла только в связи с созданием А.М.Бутлеровым теории химического строения.

    А.М.Бутлеров изучал связь между строением и относительной устойчивостью мо­лекул, проявляющейся в реакциях поли­меризации. Дальнейшее свое развитие наука о полимерах по­лучила главным

    образом благодаря интенсивным поискам способов

    синтеза

    каучука, в которых участвовали крупнейшие учёные многих стран (

    Г.Бушарда,

    У.Тилден, немецкий учёный К

    Гарриес,

    И.Л.Кондаков, С.В.Лебедев и другие). В 30-х годов было до­казано существование

    свободнорадикального и ионного механиз­мов полимеризации. Большую роль в развитии представлений о поликонденса­ции сыграли работы

    У.Карозерса.

    С начала 20-х годов 20 века развиваются также теоретические представления о строении полимеров. Вначале

    предполагалось, что такие био­полимеры, как целлюлоза, крахмал, кау­чук, белки, а также некоторые син­тетические полимеры, сходные с ними по свойствам (например, полиизопрен), состоят

    из малых молекул, обладающих необычной способ­ностью ассоциировать в растворе в комп­лексы коллоидной природы благодаря

    нековалентным связям (теория «малых блоков»). Автором принципиально но­вого представления о полимерах как о веществах, состоящих из макромолекул, частиц необычайно большой

    молекулярной массы, был

    Г.Штаудингер. Победа идей этого учёного заставила рассматривать полимеры как качественно новый объект исследования химии и физики.

    Полимеры.

    Определение полимеров

    Полимеры – высокомолекулярные соединения, вещества с большой молекулярной массой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов), в которых атомы, соединенные

    химическими связями, образуют линейные или разветвленные цепи, а также пространственные трехмерные структуры. К полимерам относятся многочисленные природные соединения: белки,

    нуклеиновые кислоты, целлюлоза, крахмал, каучук и другие органические вещества. Большое число полимеров получают синтетическим путем на основе простейших соединений элементов природного

    происхождения путем реакций полимеризации, поликонденсации, и химических превращений.

    В зависимости от строения основной цепи полимеры делятся на линейные, разветвленные, и пространственные

    структуры. Линейные и разветвленные цепи можно превратить в трехмерные действием химических агентов, света, и радиации,

    а также путем вулканизации.

    Линейные ВМС могут иметь как кристаллическую, так и аморфную (стеклообразную) структуру. Разветвленные и

    трехмерные полимеры, как правило, являются аморфными. При нагревании они переходят в высокоэластическое состояние подобно каучуку, резине, и другим эластомерам. При действии особо

    высоких температур, окислителей, кислот и щелочей, органические и элементоорганические ВМС подвергаются постепенному разложению, образуя газообразные, жидкие, и твердые соединения.

    Физико-механические свойства линейных и разветвленных полимеров во многом связаны с межмолекулярным

    взаимодействием за счет сил побочных валентностей. Так, например, молекулы целлюлозы взаимодействуют между собой по всей длине молекул, и это явление обеспечивает высокую прочность

    целлюлозных волокон.

    А разветвленные молекулы крахмала взаимодействуют лишь отдельными участками, поэтому не способны образовывать прочные волокна. Особенно прочные волокна дают многие

    синтетические полимеры (полиамиды, полиэфиры, полипропилен и др.), линейные молекулы которых расположены вдоль оси растяжения. Трехмерные структуры могут лишь временно деформироваться

    при растяжении, если они имеют сравнительно редкую сетку (подобно резине), а при наличии густой пространственной сетки они бывают упругими или хрупкими в зависимости от строения.

    ВМС делятся на две большие группы: гомоцепные, если цепь состоит из одинаковых атомов (в том числе

    карбоцепные, состоящие только из углеродных атомов), и гетероцепные, когда цепь включает атомы разных элементов. Внутри этих групп полимеры подразделяются на классы в соответствии с

    принятыми в химической науке принципами.

    Так, если в основную или боковые цепи входят металлы, сера, фосфор, кремний и др., полимеры относятся к

    элементоорганическим соединениям.

    Полимерные материалы делятся на три основные группы: пластические массы, каучуки, волокна химические. Они

    широко применяются во многих областях человеческой деятельности, удовлетворяя потребности различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, медицины, культуры и быта.

    Пластмассы

    Определение.

    ПЛАСТМАССЫ

    (пластические массы, пластики) - материалы на основе полимеров. Большой класс полимерных органических легко формуемых материалов, из которых можно изготавливать легкие, жесткие,

    прочные,

    коррозионностойкие изделия.

    Эти вещества состоят в основном из углерода (C), водорода (H), кислорода (O) и азота (N). Все полимеры

    имеют высокую молекулярную массу, от 10 000 до 500 000 и более; для сравнения, кислород (O

    2) имеет молекулярную массу 32. Таким образом, одна молекула полимера содержит очень большое число атомов.

    Классификация.

    Некоторые органические пластические материалы встречаются в природе, например асфальт, битум, шеллак, смола хвойных деревьев и копал (твердая ископаемая

    природная смола). Обычно такие природные органические формуемые вещества называют смолами.

    Хотя модифицированные природные полимеры и находят промышленное применение, большинство используемых пластмасс являются синтетическими.

    Органическое вещество с небольшой молекулярной массой (мономер) сначала превращают в полимер, который затем прядут, отливают, прессуют или формуют в готовое изделие. Сырьем обычно

    являются простые, легко доступные побочные продукты угольной и нефтяной промышленности или производства удобрений.

    Первым термопластом, нашедшим широкое применение, был целлулоид - искусственный полимер, полученный путем перера­ботки

    природного – целлюлозы.

    Основные

    представители

    Полистирол - неполярный полимер, широко применяющийся в электротехнике, сохраняющий прочность в диапазоне 210 ... 350 К. Благодаря введению различных добавок приобретает специальные

    свойства:

    ударопрочность, повышенную теплостойкость, антистатические свойства, пенистость. Недостатки полистирола - хрупкость, низкая ...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены