Важнейшие полимеры и их применение

      Рекомендуется использовать пленки до 80 °С, а открытые емкости до 30 °С.

      Полипропилен, модифицированный добавками специального назначения. Получают введением в готовый полипропилен функциональных групп и веществ, воздействующих на надмолекулярную структуру материала, а также созданием композиций с различными полимерными низкомолекулярными соединениями. Модифицирующие добавки: кремнийорганические соединения (силиконовые жидкости, полиэтилсилоксановые смазки и т. п.), оксиды металлов (Ti, А1 др.). Гигиенические свойства определяются маркой исходного полипропилена, составом композиции и технологией. В композициях используются стабилизаторы ирганокс 1010, топанол СА, дилаурилтиодипропионат, «сайсорб» и др. все они не склонны к миграции. Изделия отвечают гигиеническим требованиям при 80° и даже 100°.

      Санитарно-химическое исследование вытяжек показало следы (иногда до 1 мг/л) изопропилового спирта. Не обнаружена миграция бромирующихся веществ, формальдегида, ионов А1³⁺ и Ti⁴⁺. Токсичность. Употребление в пищу масляных ч водных вытяжек в течение 15 месяцев не вызвало у крыс патологических изменении. Жесткая тара из материала на основе полипропилена «пищевых» марок разрешена для использования в контакте с продуктами питания при температуре до 80°, пленки—до 100°.

 

       5.3 Полистирол 

      Санитарно-химическое исследование, водных вытяжек из различных сортов полистирола установило возможность миграции мономера — от тысячных долей до 10 мг/л. Миграция стирола усиливается с повышением температуры и увеличением срока контакта полистирола с водой.

      Токсичность водных вытяжек (1 см^-1; 37 и 80°; 1 сутки) из полистирола марки СНП-2П изучена в 12-месячном эксперименте на белых крысах. Обнаружено повышение окисляемости вытяжек и миграция в них стирола. У крыс не обнаружено существенных изменений гематологических показателей активности ряда ферментов, содержания SН-групп в крови, массовых коэффициентов внутренних органов и их гистологического строения. Влияние вытяжек па потомство самок, затравляемых в течение 9 месяцев, существенно не проявилось. При содержании стирола в вытяжках из полистирола на уровне ≤ 0,1 мг/л у подопытных животных, которым их вводили в течение года, не обнаружено функциональных изменений.

      Полистирол  вспенивающийся марки ПСВ (ОСТ 6-05-202—73) используется для изготовления тепло- и звукоизоляционных плит, упаковки, товаров народного потребления. Вытяжки (дистиллированная вода; исходная температура 20 и 100°;затем 18—20° 1 сутки) не приобретали постороннего вкуса и запаха. Миграция стирола достигала 0,08 мг/л.

      Токсичность. Мыши и крысы получали в течение года суточные вытяжки (1 см^-1; 18—25°) из полистирола марок ППС и ПСВ. Отмечены симптомы состояния неспецифически повышенной сопротивляемости.

      У крыс первого поколения снизилась  плодовитость, а у потомства обнаружены признаки изменения функционального состояния нервной системы. Под влиянием вытяжек из полистирола, содержащих до 2 мг/л мономера, снизилась выживаемость эмбрионов во втором поколении, изменились масса и длина плодов и плаценты.

      Полистирол  общего назначения марки ПС-С. Продукт полимеризации стирола в водной среде. Влияние полистирола на органические показатели качества воды не обнаружено. Выделение в воду этилбензола, ксилола и изопропилбензола не происходит. Миграция стирола ≤ 0,01 мг/л.

      Таблица 3.3

      Миграция  химических веществ из невакуумированных  образцов

      полистирольных пластиков ( 4 см^-1; 20 °С; 3 мес.) 

 

     6 Практическое применение полимеров 

     В зависимости от области применения полимеров материалы делят на

     1) пластические массы (пластмассы, пластомеры);

     2) эластомеры;

     3) химические волокна.

     Помимо  этих трех групп, широко применяют композиционные полимерные материалы (композиторы: а) лакокрасочные изделия, б) клеи, в) герметики, г) компаунды).

     Пластмассы  делят на две большие группы: термопласты  и реактопласты. Производство термопластов в 4 раза выше, чем производство реактопластов. К термопластам относят полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид.

     Каучуки – по области применения делят  на две группы: общего и специального назначения.

     Общего  назначения – производство изделий, эксплуатируемых при высоких температурах, например, обувь, автомобильные шины. Относят к этой группе СКД, СКС (стирольный), СКМС (полистирольный), СКБК (бутилкаучук).

     Специального  назначения – производство изделий, эксплуатируемых в специальных  условиях. Стойки к действию окислителей, растворителей, высоких и низких температур. К ним относят КК, СК, кремний органические каучуки, СКФ (фторкаучуки). На основе каучуков изготавливают резины, которые классифицируются на те же две группы по их назначению.

     Волокна делят на две группы – природные (шерсть, щелк, хлопок) и химические (ацетатный шелк, нитроцеллюлоза, капрон, нейлон).

     Композиционные  пластмассы – это многокомпонентные  материалы, состоящие из основы (матрицы) и наполнителя.

     Основные компоненты композиторов: матрица, наполнитель, стабилизатор, пластификатор, пигмент, модифицирующие добавки. Наполнитель принимает на себя главную роль нагрузки. Структура волокнистая, слоистая, дисперсноармированная. Наполнитель играет роль  внутренней арматуры материала.

     Лакокрасочные материалы – лаки, краски, эмали. Вспомогательные материалы – грунтовки, шпатлевки, разбавители. В состав красок и лаков входят: связующее (пленкообразователь) – алкидные смолы и олифы, пигмент (наполнитель), ускорители высыхания. Лак – раствор смолы в растворителе без пигмента.

     Клей  – композиции на основе веществ, способных  соединить различные материалы, благодаря возникновению прочных связей. Компоненты клеев: связующее, отвердитель, растворитель, пластификатор. Ведущую роль играет клей на синтетической основе. По химической природе основы делят на две группы. Реактивные клеи (при склеивании меняется химическая структура) и термопластичные (при склеивании химическая структура не меняется), затвердевающие при испарении растворителя. Например: реактивные – фенолформальдегидные (древесная, резиновая), эпоксидные, полиуретановые, карбомидные, полиэфирные, полиэфирные, термопластичные, полиакриловые, полиамидные, поливинилацетатные, поливинилхлоридные.

     Герметики – это композиции, на основе каучуков, используемые с целью герметизации соединений.

     Компаунды – композиции, применяемые для  заливки и пропитки деталей электрорадиоаппаратуры с целью электрической изоляции и защиты от различных воздействий. В основе лежат полиэфирные или эпоксидные смолы [7]. 

 

      Заключение 

     Актуальность  работы заключается в том, что  пластмассы широко используются в народном хозяйстве и имеют важное прикладное значение. Крупными потребителями высокомолекулярных соединений являются:

     А) строительство;

     Б) санитарно-техническое оборудование;

     В) предметы хозяйственно-бытового назначения;

     4) стеклянная и керамическая промышленность.

     Высокомолекулярные  соединения – это химические вещества с большой молекулярной массой. Огромное число атомов, соединенных между собой ковалентными связями – это есть макромолекула.

     В основу классификации могут быть положены разнообразные признаки: по происхождению, оласти применения. Полимеры редко используются в чистом виде. Обычно применяют композиции, в которых связывающим компонентом служит полимер, а остальные части – наполнители, красители. Эти композиции называют пластмассами. Широко применяются, легко перерабатываются., инертны к средам.

      Высокомолекулярные  соединения  получают двумя основными  способами: полимеризацией, поликонденсацией. Для полимеров характерны разнообразные физические свойства. Полимеры не проводят электрический ток, являясь диэлектриками. По химическим свойствам для полимеров характерны различные реакции с уменьшением степени полимеризации, без изменения, с увеличением степени полимеризации. Характерно набухание – увеличение объема и массы высокомолекулярного соединения. Так как полимеры не подвергаются действию растворителей, они используются в водоснабжении, пищевой промышленности, быту, медицине.

      Полипропилен  – продукт полимеризации пропилена  в присутствии комплексных металлоорганических катализаторов в среде углеводородных растворителей. Санитарно-химические исследования полипропиленов не обнаружило следов полимеров на органо-лептических показателях воды. Полимер не является высокотоксичным для живых организмов.

     Полистирол  – твердый бесцветный материал, используется для изготовления технических изделий. Санитарно-химические исследования показали возможность миграции мономера в воду, усиливающаяся с увеличением температуры и срока контакта полимера с водой. Изучение токсичности полистирола показало влияние на репродуктивную функцию и состояние нервной системы.

     Полиэтилен  – продукт полимеризации этилена  в присутствии перекиси бензоила. Белый, твердый материал. В зависимости  от давления, при котором ведут  полимеризации, производят полиэтилен высокого, среднего, низкого давления. Широко применяют для изготовления тары и упаковки, в медицине, в быту. Санитарно-химические исследования полиэтилена высокого давления показали, что изделия из него не рекомендованы для применения в пищевой промышленности. Полиэтилен низкого давления по внешнему виду напоминает полиэтилен высокого давления, отличается большой механической прочностью и упругостью. Химическая стойкость выше. Исследовали токсичность полиэтилена низкого давления и обнаружили, что он не является высокотоксичным веществом. Полиэтилен среднего давления по запаху отличается от других полиэтиленов. Используется в водоснабжении и в пищевой промышленности. полиэтилен среднего давления является безвредным для живых организмов.

     Таким образом, пластмассы имеют большое  практическое применение в силу своих свойств, и в ходе решения поставленных задач, цели работы были достигнуты.

 

      Список использованной литературы 

1. Артеменко А.И. Органическая химия. – М.: Высшая школа, 1980. – 322с.
2. Артеменко А.И. Углубленный курс. Теоретические основы. – М.: Просвещение, 2001. – 457с.
3. Быков Г.В. История органической химии. Открытие важнейших органических соединений. – М.: Наука, 1978. – 540с.
4. Бэррер Р. Диффузия в твердых телах. – М.: Издателлен, 1948. – 257с.
5. Гигиена и токсикология пластмасс. / Научные труды КГМИ. – Киев, 1979. – 141с.
6. Каргин В.А., Сломинский Г.Л. Краткие очерки по физико-химии полимеров. – М.: МГУ, 1960. – 167с.
7. Каунельсон М.Ю., Балаев Г.А. Полимерные материалы. – Л.: Химия, 1982. – 120с.
8. Кельман Г.Я. Токсикологические свойства химикатов – добавок для полимерных материалов. – М.: Медицина, 1974. – 115с.
9. Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения: Учебник для высших учебных заведений. – М.: Просвещение, 1981. – 352с.
10. Кутянин Г.И. Пластические массы и химические товары. – М.: Экономика, 1974. – 215с.
11. Материаловедение. / Под ред.М.Ю. Арзамасова. – М.: Машиностроение, 1986. – 350с.
12. Пасынков В.В. Материалы электронной техники. – М.: Высшая школа, 1986. – 172с.
13. Писаренко А.П., Хавин Э.Я. Курс органической химии. – М.: Высшая школа. – М.: Просвещение, 1968. – 541.
14. Рейтмингер С.А. Проницаемость полимерных материалов. – М.: Химия, 1974. – 275с.
15. Семченков Ю.Д., Жильцов С.Ф. Введение в химию полимеров. – М.: Высшая школа, 1988. – 211с.
16. Справочник по гигиене применения полимеров. / Под ред. К.И. Станкевича. – Киев: Здоровье, 1984. – 192с.
17. Тагер А.И. Физико-химия полимеров. – М.: Химия, 1978. – 332с.
18. Токсикология и санитарная химия полимеризационных пластмасс. / Под ред.Б.Б.Калинина. – Л.: Химия, 1984. – 168с.
19. Химический энциклопедический словарь. /Под ред. И.Л.Кнунянц. – М.: Советская энциклопедия, 1983. – 620с.
20. Шефтель В.О. Полимерные материалы: Справочник. – Л.: Химия, 1982. – 351с.
21. Шефтель В.О. Вредные вещества в пластмассах. – М.: Химия, 1991. – 186с.
22. Шур А.Н. Высокомолекулярные соединения: Учебник. – М.: Просвещение, 1981. – 352с.