Polimery, MiBM, Nauczka, 1 semestr, chemia

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->POLIMERYOpracowanie: dr Urszula Lelek-Borkowska, Joanna LochWSTĘPPolimeryzacją nazywamy reakcję łączenia się cząsteczek niektórych związków organicznych wdługie łańcuchy bądź sieci – makrocząsteczki o masie cząsteczkowej przekraczającej 10 000u. Cząsteczkimające zdolność do takich reakcji nazywamymonomerami,a powstające w wyniku reakcji makrocząsteczki-polimerami.Monomerami mogą być wyłącznie cząsteczki posiadające:wiązanie wielokrotne,najczęściej podwójne, które może ulec rozerwaniu dając dwa elektronyzdolne do tworzenia nowych wiązań,dwie grupy funkcyjne,zdolne do reakcji.Ogólne równanie reakcji polimeryzacji można zapisać następująco:mer- najmniejszy, powtarzający sięn A...–A-A-A-A-A-A-.... Anelement łańcucha.monomerpolimermerZe względu na mechanizm reakcje polimeryzacji dzielimy na:polimeryzację łańcuchową,poliaddycję,polimeryzację kondensacyjną.a) Polimeryzacja łańcuchowa (najczęściej rodnikowa)zachodzi dla monomerów posiadającychwiązania wielokrotne, które pękają pozwalając na tworzenie się rodników zdolnych do łączenia sięw długie łańcuchy:Reakcja polimeryzacji rodnikowej musi być inicjowana.b) Poliaddycja (polimeryzacja stopniowa)polega na takim przegrupowaniu się atomów pomiędzycząsteczkami monomerów, że polireakcja zachodzi bez wydzielenia produktu ubocznego.W odróżnieniu od polimeryzacji addycyjnej ma charakter stopniowy, a nie łańcuchowy, np.poliuretany).c) Polimeryzacja kondensacyjnazachodzi dla monomerów posiadających co najmniej dwie grupyfunkcyjne, które reagują z wydzieleniem produktu ubocznego (najczęściej wody). Jeżeli monomerposiada dwie różne grupy funkcyjne, mogące reagować ze sobą – mamy do czynieniazhomopolikondensacją(jeden monomer z dwiema różnymi grupami funkcyjnymi), np.:On H N R1C OH+nH N R1C OHHHaminokwasaminokwasOON R1C N R1CHHpoliamidO+n H2OnW przypadku, gdy monomer posiada dwie takie same grupy funkcyjne, może reagować tylkozkomonomerem,czyli drugim monomerem, który posiada dwie inne grupy funkcyjne – mamy wówczas doczynienia zheteropolikondensacją(dwa komonomery), np.:1nHO R1OOH+nHO C R2C OHkwas=dwukarboksylowyOOO R1O C R2CnpoliesterO+n H2Oalkohol+dwuwodorotlenowyZe względu na własności fizykochemiczne polimery można podzielić na:elastomery– zwane gumami, posiadają zdolność wielokrotnego rozciągania i powrotu dopoprzednich wymiarów (np. usieciowany polibutadien),duromery– twarde, nieelastyczne, trudnotopliwe o wysokiej wytrzymałości mechanicznej, służącejako materiały konstrukcyjne. Trudnotopliwe duromery są nazywane duroplastami (np. bakelit,żywice poliestrowe, epoksydowe),plastomery– zwane termoplastami, mniej sztywne od duromerów, można je przetwarzać poprzeztopienie i wtryskiwanie do form lub wytłaczanie (np. polietylen, polipropylen, polimetakrylan metylu).Wielokrotne przerabianie termiczne pogarsza właściwości mechaniczne i użytkowe.Ze względu na pochodzenie dzielimy polimery na:naturalne,sztuczne.1. POLIMERY NATURALNEPolimery naturalne są to polizwiązki występujące naturalnie w przyrodzie. Od tysięcy lat sąwykorzystywane przez człowieka w postaci naturalnej, bądź zmodyfikowanej. Najczęściej spotykanepolimery naturalne:kauczuk naturalny,polisacharydy (wielocukry): skrobia, celuloza.polipeptydy (białka).Kauczuk naturalnyMonomerCH2C CH CH2CH3CH2C CH CH2CH3PolimerCH2C CH CH2CH3n2–metylobut–1,3–dienizoprenpoliizoprenkauczuk naturalnyKauczuk naturalny poddawany jest procesowi wulkanizacji za pomocą siarki, w wyniku któregouzyskuje się gumę (ok. 3% siarki) oraz ebonit (guma twarda, ok. 25–30% siarki).Wulkanizacja– jest chemicznym procesem sieciowania cząsteczek polimeru polegający na addycjisiarki do podwójnych wiązań węgiel-węgiel prowadzący do otrzymania gumy, co przedstawione jest naponiższym schemacie:2Kauczuk naturalnypolimer liniowyGumapolimer usieciowanyCH3CH2C CH CH2CH2C CH CH2CH3Stemp.CH3SCH2C CH CH2SCH2C CH CH2CH3SWłaściwościgumyZastosowaniegumyduroplast, odporna na wysoką temperaturę, nieprzepuszczalna dla wody, elastycznaw szerokim zakresie temperatur, wytrzymała na rozciąganie, palna (wydziela się gryzącydym), pod wpływem światła ulega procesowi starzenia; ebonit – duroplast, twardy,kruchy, dobry izolator ciepła i elektryczności, odporny na działanie czynnikówchemicznych.uszczelki, opony, zabawki, artykuły gospodarstwa domowego, sprzęt sportowy, sprzętmedyczny, elastyczne tkaniny, liny, kleje; ebonit – skrzynki akumulatorowe, wykładzinyochronne i antykorozyjne, ustniki do fajek, drobny sprzęt elektrotechniczny, częściaparatury chemicznej, materiał izolacyjny w przemyśle elektrotechnicznym, chemicznymi radiotechnice.Polisacharydy (wielocukry)MonomerOCHMonosacharydPolimer(polisacharyd)CHOH C OHHO C HH C OHH C OHCH2OHD-glukozaCH2OHC OHO C HH C OHH C OHCH2OHD-fruktozaC (H O)n2C H O (ryboza) lub5105HO C HHO C HHO C HCH2OHC H O (glukoza,6126nfruktoza, galaktoza)D-rybozaCząsteczki monosacharydów łączą się za pomocą wiązania glikozydowego (mostek tlenowy)–O–CH2OHHOOOHOHOCH2OHOOHOHOCH2OHOOHfragment łańcucha skrobi (amyloza)3WłaściwościDo polisacharydów należą:skrobia (materiał zapasowy roślin, gromadzony w owocach, nasionach, korzeniach,liściach, bulwach, rdzeniu łodygi i kłączach),celuloza (drewno, słoma, bawełna, juta), glikogen (materiał zapasowy tkanekzwierzęcych i ludzkich, gromadzony w wątrobie i tkance mięśniowej),chityna (budulec pancerzy owadów i skorupiaków).Z celulozy wyrabia się papier, kleje, lakiery, celofan, błony fotograficzne i sztucznyjedwab. Octan celulozy służy do wyrobu błon fotograficznych, tworzyw sztucznych,lakierów i włókien.Skrobia i jej pochodne – przemysł włókienniczy, farmaceutyczny,kosmetyczny, papierniczy, tekstylny oraz do produkcji klejów.ZastosowanieBiałka (proteiny, polipeptydy)MonomerAminokwasyPolimer (polipeptyd)OR CH CNH2OHCH2CNH2OOHCH2CH CSH NH2OOHOCH2CH CNH2OHOHN C C N C CHH RH R21On–aminokwasglicynacysteinafenyloalaninaWłaściwościBiałka to podstawowe, wielocząsteczkowe składniki wszystkich organizmów żywych,zbudowane z reszt aminokwasowych połączonych wiązaniami peptydowymi. Białkautrzymują strukturę organizmów żywych i biorą udział we wszystkich procesach w nichzachodzących.Podział białek ze względu na ich funkcje biologiczne:enzymy,transportowe (hemoglobina, albumina),strukturalne (kolagen, elastyna, keratyna),odpornościowe (globulina),biorące udział w skurczach mięśni (miozyna),błony komórkowe,hormony (insulina, oksytocyna),toksyny (jad węża).przemysł spożywczy, medycynaZastosowanie42. POLIMERY SZTUCZNEPolimery sztuczne są to związki otrzymywane przez człowieka na drodze syntezy chemicznej.POLIMERY SZTUCZNEPolimery łańcuchowePolietylen (PE),Polipropylen (PP),Polichlorek wunylu (PCV, PVC),Politetrafluoroetylen (PTFE, Teflon,Tarflen),Polistyren (PS),Polimetakrylan metylu (PMMA),Kauczuki syntetyczne (Polibutadien (PB,PBA), Polichloropren (Neopren))Polimery poliaddycyjnePolimery kondensacyjnePoliestry,Poliamidy,Poliwęglany,Fenoplasty,Aminoplasty,Silikony.Poliuretany (PU),Żywice epoksydowe.2.1. POLIMERY ŁAŃCUCHOWEPolietylen (PE)MonomerCH2= CH2eten(etylen)WłaściwościZastosowaniePolimerCH2CH2polietylenntermoplast, giętki, woskowaty, przezroczysty, odporny na działanie roztworów kwasów,zasad i soli oraz niską temperaturę.folie, opakowania, zabawki, materiały izolacyjne, artykuły gospodarstwa domowego.Polipropylen (PP)MonomerPolimerCH2CHCH3propen(propylen)WłaściwościZastosowanien CH2CHCH3CH2CHCH3npolipropylentermoplast, palny, bezbarwny, bezwonny, niewrażliwym na działanie wody, odporny nadziałanie kwasów, zasad i soli oraz rozpuszczalników organicznych.przewody do wody i cieczy agresywnych, zbiorniki zderzaki, części karoserii, butelki,pojemniki, folie, opakowania, zabawki, materiały izolacyjne, artykuły gospodarstwadomowego.5 [ Pobierz całość w formacie PDF ]

  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • tlumiki.pev.pl