Презентация по химии «Полимеры»

10 кл Федотова Е.А.- учитель химии МБОУ Изыхская СОШ Особую, очень важную, группу органических веществ составляют высокомолекулярные соединения (полимеры). Масса их молекул достигает нескольких десятков тысяч и даже миллионов.Какова роль этих соединений?Во-первых, полимерные вещества являются основой Жизни на Земле.Органические природные полимеры – биополимеры – обеспечивают процессы жизнедеятельности всех животных и растительных организмов.Во-вторых, благодаря особым, только для них характерным свойствам, полимеры широко используются при изготовлении самых разнообразных материалов: Мономер Низкомолекулярные соединения, из которых образуются полимеры, называются мономерами.Например, пропилен СН2=СH–CH3 является мономером полипропилена: Структурное звено макромолекулы Группа атомов, многократно повторяющаяся в цепной макромолекуле, называется ее структурным звеном....-CH2-CHCl-CH2-CHCl-CH2-CHCl-CH2-CHCl-CH2-CHCl-... поливинилхлоридВ формуле макромолекулы это звeно обычно выделяют скобками: (-CH2-CHCl-)nПо строению структурного звeна можно сказать о том, какой мономер использован в синтезе данного полимера. Строение структурного звена соответствует строению исходного мономера, поэтому его называют также мономерным звеном. Степень полимеризации - это число, показывающее сколько молекул мономера соединилось в макромолекулу.В формуле макромолекулы степень полимеризации обычно обозначается индексом "n" за скобками, включающими в себя структурное (мономерное) звено: n >> 1 Степень полимеризации Геометрическая форма макромолекул Геометрическая форма макромолекулы - пространственная структура макромолекулы в целом.Для макромолекул характерны три основные разновидности геометрических форм (каждый шарик на рисунках условно означает структурное звено).Линейная форма (например, полиэтилен низкого давления, невулканизованный натуральный каучук и т.п.):Разветвленная форма (полиэтилен высокого давления и др.):Пространственная (трехмерная или сетчатая) форма (например, вулканизованный каучук): СПОСОБЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛИМЕРОВ Кроме того, следует отметить, что некоторые полимеры получают не из мономеров, а из других полимеров, используя химические превращения макромолекул (например, при действии азотной кислоты на природный полимер целлюлозу получают новый полимер - нитрат целлюлозы). Мономеры, способные к полимеризацииМономерами в полимеризации могут быть вещества, способные вступать в реакции присоединения.Это непредельные соединения, содержащие двойные или тройные связи: а также некоторые вещества циклического строения. Схема полимеризации Схематически реакцию полимеризации часто изображают как простое соединение молекул мономера в макромолекулу.Например, полимеризация этилена записывается следующим образом:n CH2=CH2      (-CH2-CH2-)n,   илиСH2=CH2 + CH2=CH2 + CH2=CH2 + ...  -CH2-CH2-  +  -CH2-CH2- +  -CH2-CH2-       (-СН2-СH2-)n . Мономеры, способные к поликонденсацииВ поликонденсацию могут вступать соединения, содержащие не менее двух функциональных групп, способных к химическому взаимодействию.Например, соединение с двумя разнородными функциональными группами:· аминокислоты   H2N - R - COOH       полиамиды· оксикислоты      HO - R - COOH       полиэфиры;или два соединения, каждое из которых содержит одинаковые функциональные группы, способные взаимодействовать с группами другой молекулы:· двухатомные спирты и двухосновные (дикарбоновые) кислоты:    HO-R-OH + HOOC-R`-COOH       полиэфиры.· диамины и двухосновные кислоты:    H2N-R-NH2 + HOOC-R`-COOH       полиамиды. Поликонденсация Пoликонденсация - процесс образования высокомолекулярных соединений, протекающий по механизму замещения и сопровождающийся выделением побочных низкомолекулярных продуктов.Например, получение капрона из аминокапроновой кислоты:n H2N-(CH2)5-COOH H-[-NH-(CH2)5-CO-]n-OH + (n-1) H2O ;или лавсана из терефталевой кислоты и этиленгликоля:n HOOC-C6H4-COOH + n HO-CH2CH2-OH HO-(-CO-C6H4-CO-O-CH2CH2-O-)n-H + (n-1) H2O СТРОЕНИЕ МАКРОМОЛЕКУЛ Понятие строение молекулы включает в себя представления о химическом, пространственном и электронном строенииХимическое строение - последовательность химических связей атомов в молекуле (А.М. Бутлеров).Пространственное строение - определенное расположение атомов молекулы в пространстве (геометрия молекулы). Физические состояния полимеров . В зависимости от строения и внешних условий полимеры могут находиться в аморфном или кристаллическом состояниях.· Аморфное состояние полимера характеризуется отсутствием упорядоченности в расположении макромолекул.· Кристаллическое состояние возможно лишь для стереорегулярных полимеров. Геометрическая форма макромолекул в значительной степени влияет на свойства полимеров: линейные и разветвленные полимеры термопластичны, растворимы;линейные полимеры имеют наибольшую плотность, их макромолекулы способны к ориентации вдоль оси направленного механического поля (это используется, например, при формовании волокон и пленок);полимеры сетчатого (пространственного) строения, не плавятся, не растворяются, а только набухают в растворителях; определение молекулярной массы для таких полимеров утрачивает смысл (нет отдельных макромолекул, все цепи сшиты в единую сетку). Сетчатые структуры могут быть получены из термореактивных полимеров. . Названия полимеров Существуют два основных способа названий полимеров.1. Название полимера строится по названию исходного мономера с добавлением приставки "поли" (полиэтилен, полистирол и т.п.). Этот способ используется обычно для полимеров, полученных путем полимеризации.2. Полимеру дается тривиальное название (лавсан, нитрон, найлон и т.п.), которое не отражает строения макромолекул, но удобно своей краткостью. Данный способ применяют создатели полимерных материалов (фирмы, научные и производственные коллективы).Так, название ЛАВСАН присвоено полимеру[–O–CH2–CH2–O–CO–C6H4–CO–]nполиэтиленгликольтерефталаткак сокращенное название ЛАборатории Высокомолекулярных Соединений Академии Наук. Фенолформальдегидные смолы - продукты поликонденсации фенола с формальдегидом. Реакция проводится в присутствии кислых (соляная, серная, щавелевая и другие кислоты) или щелочных катализаторов (аммиак, гидроксид натрия, гидроксид бария). Композиционный материал (композит) - это материал, в котором наряду с основным веществом содержатся упрочняющие или модифицирующие компоненты.В состав композита входят: связующее вещество (обычно полимер), наполнитель, пластификаторы, свето- и термостабилизаторы, красители и т.п.Вот некоторые примеры наполнителей в композитах:сажа в резине,ткань в текстолите,бумага в гетинаксе,стеклоткань и стекловолокно в стеклопластиках,