Полимеры: состав, строение, свойства

Неметаллические материалы

Вопросы контрольной работы.

1. Что такое полимер?
2. Что такое макромолекула?
3. Что такое мономер?
4. Как классифицируют полимеры по происхождению? Приведите примеры.
5. Как классифицируют полимеры по способу получения? Приведите примеры.
6. Как классифицируют полимеры в зависимости от химического состава? Приведите примеры.
7. Как классифицируют полимерыпо форме макромолекул?
8. Как классифицируют полимерыв зависимости от поведения при нагреве?
9. Что такое полимеризация?
10. Что такое поликонденсация?
11. В Каких трёх состояниях может находиться полимер?
12. Что такое пластмасса?
13. Какие компоненты входят в состав пластмасс?
14. Примеры термопластов с точки зрения их использования в строительстве?
15. Примеры реактопластов с точки зрения их использования в строительстве?
16. Что такое плексиглас? Примеры применения его в строительстве?
17. Что такое органическое стекло? Примеры применения его в строительстве?
18. Что такое пеноплэкс? К какому виду пластмасс его можно отнести?
19. Преимущества пеноплэкса по сравнению с традиционными матнриалами?
20. Что такое ЛВЛ- брус?
21. Как получают ЛВЛ-брус?
22. Где используют ЛВЛ-брус?
23. Преимущества ЛВЛ-бруса по сравнению с материалами из натурального дерева?
24. К какому виду пластмасс можно отнести ЛВЛ-брус?
25. Что такое неорганическое стекло? Его состав? Применение в строительстве?
26. Что такое закаленное стекло? Применение в строительстве?
27. Что такое стекло-триплекс? Применение в строительстве?
28. Что такое СВАМ? Применение в строительстве?
29. Что такое ситалл? Применение в строительстве?
30. Что такое резина? Применение в строительстве?
31. Что такое жидкая резина? Применение в строительстве?

Неметаллические материалы (пластмасса, резина, стекло, керамика и др.) находят все возрастающее применение в различных областях техники, а также в строительстве. Они становятся важным дополнением к дереву, бетону, металлам и металлическим сплавам; в ряде случаев с успехом заменяют их, а иногда неметаллические материалы сами являются незаменимыми.

К преимуществам неметаллических материалов следует отнести сочетание требуемого уровня механических, физических и химических свойств с низкой стоимостью и высокой технологичностью при изготовлении изделий, в том числе сложной конфигурации. Трудоемкость продукции при изготовлении изделий из неметаллических материалов в 5-6 раз ниже, а стоимость их в 4-5 раз ниже по сравнению с традиционными аналогами.

Полимеры: состав, строение, свойства

Большинство важнейших неметаллических материалов (пластмассы, резины, химические волокна, лакокрасочные материалы, органические смолы, клеи) имеют своей основой полимеры. Полимеры (высокомолекулярные соединения) – вещества, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся элементарных звеньев, соединенных между собой химическими связями.

Немного истории. Термин «Полимер» введен шведским химиком Й.Я. Берцелиусом (1779-1848) в 1833г. Основы структурной теории химического строения органических соединений заложил великий русский химик-органик А.М.Бутлеров (1828-1886). Его учебник «Введение к полному изучению органической химии» вышел из печати тремя выпусками в 1864—1866 годах. Эта работа не шла ни в какое сравнение ни с одним из известных тогда учебников. Этот труд был откровением Бутлерова — химика, экспериментатора и философа, перестроившего весь накопленный наукой материал по новому принципу, по принципу химического строения. Книга вызвала настоящую революцию в химической науке. Уже в 1867 году началась работа по ее переводу и изданию на немецком языке. Вскоре после этого вышли издания почти на всех основных европейских языках. По словам немецкого исследователя Виктора Мейера, она стала «путеводной звездой в громадном большинстве исследований в области органической химии». Помимо теоретических изысканий А.М.Бутлеров открыл полимеризацию изобутилена, синтезировал ряд органических соединений. Первый в мире синтетический пластик бакелит (резол) – термореактивный полимер, — продукт поликонденсации фенола с формальдегидом в присутствии щелочногокатализатора получил американский химик Л.Бакеланд в 1910г.

Большой вклад в теорию и практику полимеров внесли русские ученые.

Русский химик-технолог Г.С.Петров (1886-1957) в 1913г. получил первую отечественную пластмассу – карболит. На основании его исследований стало возможным производство первых синтетических фенопластов. С.В.Лебедев (1874-1934) в 1932 г. впервые в мире осуществил промышленный способ синтеза бутадиенового каучука из этилового спирта. Лауреат Нобелевской премии Н.Н.Семенов (1896-1986) создал общую количественную теорию цепных реакций, что явилось толчком для создания огромного количества новых синтетических материалов. Большой вклад в развитие теории полимеров внесли отечественные ученые Каргин В.А. (1907-1969), Александров А.П. (1903-1994), Медведев С.С. (1891-1970). К. А. Андрианов (1904-1978) – один из основателей химии кремнийорганических полимеров и материалов на их основе.

Молекула полимера называется макромолекула. Низкомолекулярные вещества, из которых получают полимеры, называют мономерами.

Число мономерных звеньев в макромолекуле называется степенью полимеризации n. Особенностью молекул полимеров является присущая им большая молекулярная масса М. Молекулярная масса полимера зависит от n и может изменяться от нескольких сотен до многих миллионов. От молекулярной массы зависят свойства полимера. В зависимости от n изменяются молекулярный вес и свойства полимера. Например, из газа этилен (Н₂С=С Н₂) получают полимер полиэтилен (-Н₂С-СН₂-)_n. Если в макромолекуле содержится 5 мономерных звеньев (n=5), то образующееся вещество является жидкостью. При n =5000-6000 образуется жесткий твердый полиэтилен. Полимеры сравнительно небольшой молекулярной массы (М=500-5000) называют олигомерами. К олигомерам относят многие синтетические смолы (феноло-формальдегидные, эпоксидные, полиэфирные, антибиотики).

Для справки. Этилен, бесцветный газ. В больших количествах (до 20%) содержится в газах нефтепереработки; входит в состав коксового газа. Один из основных продуктов нефтехимической промышленности, необходим для синтеза полиэтилена, винил хлорида, этилового спирта и др.