Полимеры в нашей жизни План лекции модуль

Полимеры в нашей жизни

План лекции (модуль 5) 5. 1. Историческая справка 5. 2. Основные типы биополимеров 5. 3. Состав, строение, свойства 5. 4. Способы получения 5. 5. Классификация полимеров 5. 6. Области применения

ПОЛИМЕРЫ – вещества, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся группировок, соединенных между собой химическими связями. В строении полимера можно выделить мономерное звено — повторяющийся структурный фрагмент, включающий несколько атомов. Полимер образуется из мономеров в результате реакций полимеризации или поликонденсации. Они играют большую роль в развитии всех отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспорта, связи, медицины. На основании высокомолекулярных соединений изготовляют резины, волокна, пластмассы, пленки и лакокрасочные покрытия. Все ткани живых организмов представляют высокомолекулярные соединения.

5. 1. Историческая справка Термин "полимерия" был введён в науку И. Берцелиусом в 1833 для обозначения особого вида изомерии, при которой вещества (полимеры), имеющие одинаковый состав, обладают различной молекулярной массой. Например этилен и бутилен, кислород и озон. (содержание термина не соответствовало современным представлениям о Полимерах). "Истинные" синтетические полимеры к тому времени ещё не были известны. Ряд полимеров был, повидимому, получен ещё в 1 -й половине 19 в. , т. е. , собственно, к образованию полимеров (до сих пор полимеры часто называли "смолами"). Первые упоминания о синтетических полимерах относятся к 1838 (поливинилиденхлорид) и 1839 (полистирол). Йёнс Якоб Берцелиус

5. 1. Историческая справка Химия полимеров возникла только в связи с созданием А. М. Бутлеровым теории химического строения (начало 60 -х гг. 19 в. ). А. М. Бутлеров изучал связь между строением и относительной устойчивостью молекул, проявляющейся в реакциях полимеризации. А. М. Бутлеров

5. 1. Историческая справка Дальнейшее своё развитие (до конца 20 -х гг. 20 в. ) наука о полимерах получила главным образом благодаря интенсивным поискам способов синтеза каучука, в которых участвовали крупнейшие учёные многих стран: Г. Бушард, У. Тилден, К. Гарриес, И. Л. Кондаков, С. В. Лебедев и другие С. В. Лебедев И. Л. Кондаков

5. 1. Историческая справка С начала 20 -х гг. 20 в. развиваются также теоретические представления о строении полимеров. Автором принципиально нового представления о полимерах как о веществах, состоящих из макромолекул, частиц необычайно большой молекулярной массы, был Г. Штаудингер. Победа идей этого учёного (к началу 40 -х гг. 20 в. ) заставила рассматривать полимеры как качественно новый объект исследования химии и физики. Г. Штаудингер

5. 2. Основные типы биополимеров Белки ДНК Полимеры РНК Целлюлоза Значение биополимеров определяется тем, что они составляют основу всех живых организмов и участвуют практически во всех процессах жизнедеятельности.

5. 2. 1. Основные типы полимерных материалов: • • пластические массы, резины, волокна, лаки, краски, клеи, ионообменные смолы. Наполнители повышают прочность и жёсткость полимера, снижают его себестоимость. В качестве наполнителей могут быть стеклянные волокна, опилки, цементная пыль, бумага, асбест и др.

5. 3. Структуры полимеров В зависимости от строения основной цепи полимеры имеют разные структуры: линейную (например, полиэтилен), разветвленную (например, крахмал) и пространственную ( например, вторичная и третичная структура белков). линейная разветвлённая пространственная

5. 3. Формы макромолекул полимеров линейная пространственная Формы макромолекул полимеров пространственная лестничная паркетная

5. 3. Свойства полимеров

5. 3. 2. Свойства каучуков и резин (натур. ) (синт. бутадиен) (бутадиенстирольный) (изопреновый) (хлоропреновый) (бутадиеннитрильны) (кремнейорганические) (полеуретановый)

5. 3. 3. Влияние Т 0 С на характер кривых напряжение-деформация Аморфный термопласт Т 1 Т 2 Т 3 Кристаллический полимер

5. 4. Способы получения полимеров. Полимеры получают в основном двумя методами – реакциями полимеризации и реакциями поликонденсации. 5. 4. 1. Реакция полимеризации Полимеризация – процесс образования высокомолекулярного вещества (полимера) путём многократного присоединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера, олигомера) к активным центрам в растущей молекуле полимера. В 30 -х гг. доказали существование свободнорадикального (Г. Штаудингер и др. ) и ионного (американский учёный Ф. Уитмор и др. ) механизмов полимеризации.

5. 4. 2. Способы получения полимеров- реакция поликонденсации Поликонденсация — реакция, при которой происходит перегруппировка атомов полимеров и выделение из сферы реакции воды или других низкомолекулярных веществ. Большую роль в развитии представлений о поликонденсации сыграли работы У. Карозерса.

5. 5. Происхождение полимеров Природные полимеры – это, например, Синтетические натуральный каучук, крахмал, целлюлоза, многочисленные пластмассы, волокна, белки, каучуки. нуклеиновые кислоты. Без некоторых из них невозможна жизнь на нашей планете. полимеры – это

5. 6. Области применения полимеров Благодаря ценным свойствам полимеры применяются в машиностроении, текстильной промышленности, сельском хозяйстве и медицине, автомобиле- и судостроении, авиастроении, в быту (текстильные и кожевенные изделия, посуда, клей и лаки, украшения и другие предметы). На их основе изготавливают резины, волокна, пластмассы, пленки и лакокрасочные покрытия. Все ткани живых организмов представляют высокомолекулярные соединения. В технике полимеры нашли широкое применение в качестве электроизоляционных и конструкционных материалов.

5. 6. Области применения полимеров Обычно полимеры редко используют в чистом виде. Как правило из них получают полимерные материалы. К числу последних относятся пластмассы и волокна. Полимеры – хорошие электроизоляторы, широко используются в производстве разнообразных по конструкции и назначению электрических конденсаторов, проводов, кабелей, На основе полимеров получены материалы, обладающие полупроводниковыми и магнитными свойствами.

5. 6. Применение полимеров в машиностроении

Задание для самостоятельной работы 1. Составить тематический кроссворд. 2. Сформулировать пять вопросов другу по теме лекции. 3. В технике «пластилин» вылепить модель полимера на выбор.