Самостійна робота № 42

Тема Поліолефіни: поліетилен, поліпропілен, полістерол, полівінілхлорид, поліметилметакрилат, синтетичний каучук, їх властивості.

Мета: поглибити і розвинути знання про поліолефіни на прикладі поліетилену, поліпропілену, полістеролу, з’ясувати їх властивості, використання.

Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

1 Поняття про поліолефіни.

2 Поліетилен, його властивості, використання.

3 Полістерол, його властивості, використання.

Література:

1 Потапов В.М., Татаринчик С.Н. Органическая химия, учебник для учащихся химических и химико-технологических специальностей техникумов.- Москва: «Химия», 1989.

Питання для самоконтролю:

1 Чим відрізняються пластмаси від власне полімерів?

2 Завдяки чому з поліетилену можна виробляти і плівку, і посуд?

Поліолефіни — синтетичні полімери, продукти полімеризації олефінів, [—СН2—С(R', R")—]n, де R', R"—Н, СН3— або інші алкільні радикали. Фізико-механічні і хімічні властивості окремих представників поліолефінів залежать головним чином від їхньої природи і способу одержання. Поліолефіни займають одне з перших місць серед пластмас за обсягом виробництва і застосуванням у різних галузях промисловості й побуті. Практичне значення мають поліетилен, поліпропілен, поліізобутилен.

Початковою сировиною для синтезу поліолефінів служать ненасичені вуглеводні — етилен, пропілен, бутилен та інші вищі олефіни, що виходять при термічній переробці нафти, а також переробці природного газу.

Поліетиле́н (-СН2–СН2-)n — є карбоцепним полімером аліфатичного органічного вуглеводня олефінового ряду етилену. Термопластичний насичений полімерний вуглеводень; твердий, безколірний, жирний на дотик матеріал. Він легший за воду, горить повільно синюватим полум'ям без кіптяви.

Якщо етилен нагріти до 150—200°С і піддати високому тиску, його молекули почнуть сполучатися одна з одною у великі молекули. Сполучення молекул відбувається за рахунок розриву в кожній з них подвійних зв'язків з утворенням одинарних й вивільненням двох одиниць валентності. Молекули поліетилену мають лінійну структуру. На кінцях полімерних молекул, зрозуміло, вільними валентності не залишаються, як це показано на схемі. Вони насичуються приєднанням до кінців молекул вільних атомів або радикалів, що утворюються при руйнуванні молекул етилену.

Будову молекул полімеру зображають звичайно скорочено структурою однієї елементарної ланки. Скорочена структурна формула поліетилену:

[ —CH2—CH2— ]n

Число n показує, скільки молекул мономеру сполучається в молекулу полімеру. Це число називають коефіцієнтом полімеризації.

Різні молекули даного полімеру складаються з різного числа молекул мономеру. Тому й молекулярні маси різних молекул даного полімеру різні. В галузі полімерних сполук молекулярна маса показує не масу кожної окремої молекули, а середню молекулярну масу. Молекулярна маса окремих молекул даного полімеру може значно відрізнятися від його середньої молекулярної маси.

Середня молекулярна маса полімеру може істотно змінюватися залежно від умов його одержання, а разом з тим змінюються і властивості полімеру.

Так, наприклад, коли етилен піддавати полімеризації під тиском 300 атм, то утворюється пластичний полімер з довжиною ланцюжків макромолекул до 1500—2000 елементарних ланок. Середня молекулярна маса такого поліетилену досягає 56 000. При тиску 1500 атм утворюється твердий поліетилен з довжиною ланцюжків макромолекул до 5000—6000 елементарних ланок і з середньою молекулярною масою понад 150 000.

Стійкий до дії води, не реагує з лугами будь-якої концентрації, з розчинами нейтральних, кислих і основних солей, органічними і неорганічними кислотами, навіть концентрованою сірчаною кислотою, але розкладається при дії 50%-ої азотної кислоти при кімнатній температурі і під впливом рідкого чи газоподібного хлору і фтору. При температурі вище 70°C він набухає та розчиняється у хлорованих і ароматичних вуглеводнях.

При кімнатній температурі не розчиняється і не набухає в жодному з відомих розчинників. При підвищеній температурі (80° C) розчинний в циклогексані і чотирихлористому вуглеці. Під високим тиском може бути розчинений в перегрітій до 180° C воді.

З часом, розкладається з утворенням поперечних міжланцюгових зв'язків, що призводить до підвищення крихкості на тлі невеликого збільшення міцності. Нестабілізований поліетилен на повітрі піддається термоокислювальній деструкції (термостарінню). Термостаріння поліетилену проходить за радикальним механізмом, супроводжується виділенням альдегідів, кетонів, перекису водню та ін.

Поліетилен є найдешевшим матеріалом із групи поліолефінів. Його обсяг у загальному виробництві поліолефінів становить 75-78%.

Поліетилен біологічно нешкідливий, тому він широко застосовується у медицині, у житловому будівництві. Завдяки високій хімічній стійкості поліетилен широко застосовується в хімічній промисловості для виробництва пластикових труб, частин різних апаратів, внутрішньої футеровки місткостей для зберігання кислот тощо. Поліетилен застосовується також в електротехнічній, електрокабельній і радіотехнічній промисловості як високоякісний і високочастотний провідник. Значна частина поліетилену йде на виготовлення водопровідних труб, а також різних побутових предметів — поліетиленових плівок, бутелів, пробок тощо.

Поліпропіле́н — синтетичний полімер, продукт полімеризації пропілену, [—СН2—СН(СН3)—]n. Безбарвна речовина; густина (при температурі 20 °С) 920—930 кг/м3, tпл 172 °С. Характеризується високою ударною міцністю, стійкістю до багаторазових згинань, зносостійкістю, низькою паро- й газопроникністю, високими діелектричними показниками. Поліпропілен не розчиняється в органічних розчинниках, стійкий до діяння киплячої води і лугів; руйнується під дією азотної та сірчаної кислот, хромової суміші; відзначається низькою термо- і світлостійкістю.

Полістиро́л (стирофлекс) — продукт полімеризації стиролу (вінілбензолу). Виробляють з рідкого стиролу, вихідною сировиною для якого є нафта та кам'яне вугілля

Полістирол — тверда, пружна, безбарвна, прозора, гнучка та негігроскопічна речовина. З полістиролу одержують пластичні маси, які широко застосовують в електротехнічній промисловості, для виготовлення предметів побутового призначення (посуд, фігурки, дитячі іграшки і т. д.), лінз, різнокольорових облицювальних плиток для будівництва та ін. З полістиролу виробляють стрічки товщиною 0.045 мм і шириною 10 … 12 та кордель діаметром 0.8 мм для ізоляції жил високочатсотних кабелів зв'язку. Застосовують у виробництві поліпропіленового волокна, полімерних труб, плівок.

Поиск по сайту: