Натуральные, синтетические и искусственные волокна

Пластмассы и волокна.

Понятие о пластмассах и химических волокнах.

Натуральные, синтетические и искусственные волокна.

 

Полимеры (ВМС) – это вещества, макромолекулы которых состоят из

повторяющихся звеньев. Как правило, полимеры – вещества с молекулярной массой от

нескольких тысяч до нескольких миллионов.

Полимер образуется из мономеров в результате реакций полимеризации или

поликонденсации:

1 Полимеризация – процесс образования высокомолекулярного вещества (полимера)

путём многократного присоединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера),

обладающего двойными связями

2 Поликонденсация – процесс синтеза полимеров из полифункциональных (чаще всего

бифункциональных)

соединений,

обычно

сопровождающийся

выделением

низкомолекулярных побочных продуктов (воды, спиртов и т. п.)

Физические и механические свойства полимеров

Полимеры имеют малую плотность и высокие механические свойства.

Предел прочности полимеров при растяжении колеблется от 10 до 60 мПа и выше,

а при сжатии предел прочности составляет от 20 до 180–200 мПа.

Отдельные полимеры и материалы на их основе обладают прочностью, которая

превышает прочность дерева, камня, керамики, некоторых металлов и сплавов.

Физико-химические и химические свойства полимеров зависят:

1) от их химического состава

2) молекулярного строения

3) надмолекулярной структуры

4) межмолекулярных взаимодействий

5) способа получения

Применение полимеров

в машиностроительном производстве

в текстильном производстве

в медицине

в сельском хозяйстве.

в лако-красочной промышленности

Это: и пластмассы, и волокна, и каучуки, и резина, и лаки, и заменители человеческих

органов, и многое другое…

Применение полимеров в различной технике

 как электроизоляционные и конструкционные материалы - в производстве различныхv

по конструкции и назначению проводов, кабелей, электрических конденсаторов

 как полупроводниковые материалы с магнитными свойствамиv

 как пластмасса белого цвета в производстве ПВХ оконv

Традиционно, изделия из полимеров отличаются надежностью и высоким качеством

 

 

Высокомолекулярные соединения, состоящие из множества одинаковых структурных звеньев, называются полимерами.

По происхождению полимеры делятся на природные, или биополимеры, и синтетические, получаемые с помощью реакций полимеризации или поликонденсации.

Природные полимеры — это натуральный каучук, крахмал, целлюлоза, белки, нуклеиновые кислоты. Как видно, это те вещества, из которых построены клетки и ткани живых организмов. Это органические полимеры, без них невозможна жизнь на нашей планете.

Среди природных полимеров есть и неорганические полимеры. К ним относятся различные силикаты (полевые шпаты, глинистые минералы, слюды, асбест и др.), сера пластическая, селен и теллур цепочного строения.

Синтетические полимеры — это многочисленные пластмассы, волокна, каучуки. Они играют большую роль в развитии всех отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспорта, связи. Как без природных полимеров невозможна сама жизнь, так без синтетических полимеров немыслима современная цивилизация. Наш век можно назвать веком полимеров — так велико их значение в существовании современного общества.

Вспомним реакции, с помощью которых получают полимеры, — реакции полимеризации и реакции поликонденсации.

С реакцией полимеризации вы знакомились на примере получения полиэтилена:

nСН2=СН2 —> (—СН2—СН2—)n

А реакцию поликонденсации мы рассматривали на примере соединения молекул аминокислот в биополимер — белок, в результате чего образуется еще и побочное низкомолекулярное вещество — вода:

Теперь, кроме понятий «реакция полимеризации», «реакция поликонденсации», «полимер», постарайтесь запомнить еще несколько других понятий, которые характеризуют химию полимеров:

макромолекулы — молекулы полимеров (греч. макрос — большой, длинный);

мономер — исходное вещество для получения полимеров; структурное звено — многократно повторяющиеся в макромолекуле группы атомов (в записанной выше формуле полиэтилена это выражение в скобках);

степень полимеризации n — число структурных звеньев в макромолекуле.

В зависимости от строения основной цепи полимеры имеют разные структуры: линейную, например полиэтилен, разветвленную, например крахмал, и пространственную, например вторичная и третичная структуры белков.

Из полимерных материалов рассмотрим две важнейшие группы: пластмассы и волокна.

Рис. 52. Структура полимеров:

а — линейная; б — разветвленная; в — пространственная

Пластмассы — это материалы, изготавливаемые на основе полимеров, способные приобретать при нагревании заданную форму и сохранять ее после охлаждения.

Полимеры легкие, обладают большой механической прочностью, высокой химической стойкостью, имеют хорошие теплоизоляционные и электроизоляционные свойства. Они производятся из доступного сырья (продуктов газо- и нефтехимического, угле- и лесохимического производств) и легко перерабатываются в разнообразные изделия. Поэтому такие пластмассы, как, например, полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, фенолформальдегидные, широко применяются в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, в медицине, культуре, быту.

Поливинилхлорид имеет структурное звено

Волокна — это вырабатываемые из природных или синтетических полимеров длинные гибкие нити, из которых изготавливается пряжа и другие текстильные изделия. Волокна подразделяются на природные и химические.

Природные, или натуральные, волокна — это материалы растительного или животного происхождения. К ним относятся хорошо известные вам хлопок, лен, шерсть, шелк.

Химические волокна получают путем химической переработки природных или синтетических полимеров. Из природных полимеров, прежде всего целлюлозы, изготавливают искусственные волокна, например вискозное, ацетатное. Другая широко распространенная группа химических волокон — синтетические волокна, которые вырабатывают из синтетических полимеров. Из синтетических волокон вам, конечно, известны капрон, нейлон, лавсан.