Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Ноября 2011 в 22:13, доклад
Среди изобилия самых разнообразных по строению и свойствам органических
соединений есть особый класс — полимеры (от греч. «поли» — «много» и
«мерос» — «часть»). Для этих веществ прежде всего характерна огромная
молекулярная масса — от десятков тысяч до миллионов атомных единиц массы,
поэтому часто их ещё называют высокомолекулярными соединениями (сокращённо
ВМС).
автомобильных шин.
Наибольшее распространение в этой области имеет бутадиен-сти-рольный
каучук — продукт радикальной сополимеризации бутадиена и стирола.
Он широко применяется в производстве резины для легковых автомобилей,
однако шины для грузовиков и самолётов по-прежнему делают из натурального
или синтетического полиизопренового каучука.
В 1953г. благодаря открытию катализаторов Циглера — Натты учёным всё-
таки удалось получить регулярные полибутадиен и полиизопрен, которые по
прочности и эластичности превосходили все известные к тому времени
синтетические каучуки.
Вскоре выяснилось, что по составу и строению макромолекул регулярный
полиизопрен тождествен натуральному каучуку, и химики реализовали свою
давнюю мечту — получать в промышленном масштабе каучук гевеи.
Синтетические каучуки в значительной степени вытеснили натуральный
каучук; например, в 1985 г. в мире было произведено 12 млн тонн
синтетического
каучука и только 4
млн тонн натурального.
Что такое поликонденсация
Образование макромолекул полимеров из мономеров возможно не только
путём полимеризации, которая характерна для соединений с кратными связями.
Есть ещё олин процесс, приводящий к получению полимеров, — поли
конденсация. Если при полимеризации превращение мономера в полимер
происходит без выделения каких-либо соединений, то реакция поликонденсаиии
состоит во взаимодействии функциональных групп молекул мономеров и
сопровождается выделением воды, аммиака или хло-роводорода.
Фенолформальдегидные
смолы
В обычной жизни смолой называют густую тягучую жидкость, выступающую из
надреза в коре сосны, ели и некоторых других деревьев. Раньше,
когда не было синтетических смол, люди использовали только природные.
Многие из них, например канифоль (от названия древнегреческого города
Колофона в Малой Азии), копал (ископаемая смола), янтарь, натуральный
каучук, имеют растительное происхождение, однако есть и такие смолы,
которые производятся животными — в частности, шеллак.
Раньше природный шеллак был практически незаменимым материалом: из него
делали граммофонные пластинки и другие предметы быта, а его спиртовой
раствор использовали в качестве лака для дерева. Шеллак стоил очень дорого:
европейцам приходилось завозить его из далёких
южных стран — Индии и Индокитая. Процесс получения шеллака из
природного сырья был очень долгим и трудоёмким. Все эти причины заставили
химиков в конце XIX в. заняться поисками материала, который смог бы
заменить шеллак. И такой материал удалось найти. Им стала
фенолформальдегидная смола — синтетическая смола, получаемая нагреванием
смеси фенола с формальдегидом.
Реакция образования фенолформальдегидной смолы впервые была описана
немецким учёным Адольфом Байером в 1872 г. В результате этой реакции
молекулы формальдегида связывают между собой молекулы фенола, при этом
выделяется молекула воды.
Формальдегид способен взаимодействовать с молекулами фенола по орто-и
пара-положениям с образованием сетчатого полимера.
Главным недостатком первой синтетической смолы была хрупкость. Кроме
того, её синтез проводили при довольно высокой температуре (140—180 °С), и
образующаяся вода выделялась в виде пара. Это приводило к возникновению
вздутий
и пустот.
Может
ли стекло быть органическим
С древнейших времён человеку было известно стекло — твёрдый прозрачный
термостойкий материал. К сожалению, оно очень хрупкое — все хорошо знают,
как легко бьётся стеклянная посуда. И только в XX в. развитие химии
полимеров позволило получить пластмассу, по свойствам похожую на
неорганическое стекло, — полиметилметакрилат (ПММА). Это высокомолекулярное
соединение образуется в результате радикальной полимеризации мономера —
метилового эфира метакриловой кислоты.
В макромолекулах ПММА к атому углерода присоединено два заместителя —
полярная сложноэфирная и метильная группы. Силы притяжения между молекулами
полимера чрезвычайно велики, и потому ПММА — один из самых жёстких
пластиков: его можно пилить и обрабатывать на токарном станке.
Этот бесцветный прозрачный полимер при температуре более 110 °С
размягчается и переходит в вязко-текучее состояние. Поэтому ПММА легко
перерабатывается в различные изделия формованием и литьём под давлением.
Полиметилметакрилат — один из наиболее термостойких полимеров: он начинает
разлагаться только при температуре свыше 300 °С.
Лёгкие прозрачные листы, изготовленные из ПММА, а также ряда других
полимеров (полистирола, поликарбоната и т. п.) химики-технологи назвали
органическим стеклом (сокращённо — оргстекло или плексиглас). Главное
достоинство этого материала — его высокая прочность. Она превосходит
прочность обычного (силикатного) стекла в десятки раз: предметам из
органического стекла не страшны удары. В отличие от обычного стекла,
оргстекло хорошо пропускает ультрафиолетовые лучи, необходимые растениям, и
именно его предпочтительнее использовать для остекления теплиц. Однако
такое стекло уступает обычному в твёрдости (острые предметы оставляют на
нём царапины) и химической стойкости.
Благодаря уникальным свойствам оргстекло прочно обосновалось в
промышленности и в быту, потеснив в некоторых областях силикатное стекло.
Оно широко применяется в военной технике, авиации, различных измерительных
приборах, часовых механизмах. Этот материал оказался удобным и для
изготовления светильников, реклам, дорожных знаков и безосколочного стекла
«триплекс». А поскольку оргстекло практически безвредно для человеческого
организма, оно нашло применение в качестве материала для зубных протезов и
контактных линз. Так вот и сбылась многовековая мечта ремесленников-
стекольшиков и химиков-технологов:
получено лёгкое, прочное, небьющееся стекло — стекло из органических
соединений.