Методический материал для проведения практической работы по теме Применение полимеров в быту: положительные и отрицательные стороны

Практическая работа № 5.
Тема: «Применение полимеров в быту: положительные и отрицательные стороны»
Цель: освоить навыки распознавания материалов, из которых изготовлены предметы обихода, выяснить их положительное и отрицательное влияние на здоровье человека.
Приобретаемые умения и навыки: умение работать по инструкции, распознавать полимеры по маркировке.
Используемые средства и оборудование: учебная коллекция «Волокна», набор предметов из различных полимеров.
Порядок выполнения работы:
Изучить краткие теоретические положения;
Выполнить задания; заполнить таблицу в соответствии с инструкцией;
Ответить на контрольные вопросы;
Сделать вывод о проделанной работе.
Краткие теоретические положения.
Полимерные материалы заменили традиционные материалы, что стало символом технического прогресса. Среди них наибольший удельный вес принадлежит полиэтилену высокого и низкого давления, поливинилхлориду, полипропилену, полистиролу.
Полимерные материалы вырабатывают на естественной основе и из органических полимеров.
На естественной основе (из регенерированной целлюлозы) вырабатывают целлофан, который прозрачен, практически не проницаем для ароматических веществ, но водо- и паропроницаем, набухает в воде. Целлофан универсален в использовании.
К искусственным материалам относят большое количество полимеров.
Полиэтилен (ПЭ) - полимер, получаемый нагреванием под давлением газообразного мономера. ПЭ вырабатывают высокого и низкого давления. ПЭ паро- и водонепроницаем, химически инертен, прочен, дешев, обладает высокой степенью свариваемости, неустойчив к действию масел и жиров. ПЭ универсален в использовании.
Полипропилен (ПП) - гомополимер пропилена, обладает небольшой плотностью и высокой технологичностью. Для технических целей используют изостатический ПП. Пленка из ПП может быть различной прозрачности. ПП эластичен, выдерживает тепловую стерилизацию до 120 °С, химически инертен, имеет высокое сопротивление изгибу и разрыву. ПП используют как оберточный и термоусадочный материал, его также можно применять для упаковки продуктов в модифицированных газовых средах. Недостатками ПП являются его низкие светостойкость и морозостойкость.
Полистирол (ПС) - полимер, получаемый путем полимеризации стиролового мономера. ПС по химической природе близок к полиэтилену, но отличается наличием в молекуле бензольного кольца. ПС вырабатывают в виде ориентированной пленки, модифицированным, вспененным. Он обладает химической стойкостью, легко формуется. Модифицированный ПС ударопрочен, используется для производства стаканов, коробочек для пищевых продуктов (сыров, джемов, соусов, йогурта). Широко распространен вспененный ПС, из которого получают ящики, лотки, используемые в качестве транспортной многооборотной тары. Недостатки ПС - хрупкость и низкая ударопрочность.
Поливинилхлорид (ПВХ) - полимер, получаемый из этилена и хлора путем полимеризации винилхлоридного мономера под давлением. ПВХ химически устойчив, обладает высокой газо- и запахонепроницаемостью, устойчив к жирам и маслам. Пленки из ПВХ вырабатывают непластифицированные (жесткие) и пластифицированные (пластификаты). Жесткие пленки прозрачные, блестящие, глянцевые, поддаются термосвариванию. Из жесткого ПВХ производят банки, бутылки, флаконы, лотки и коробки универсального назначения. Мягкая пленка дает усадку при термической обработке, используется в качестве усадочной пленки и при сборной упаковке. Существенным недостатком ПВХ является токсичность мономера винилхлорида.
Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) получают отливкой или экструзией из расплавов с последующим растяжением. ПЭТФ обладает высокой прочностью, теплостойкостью (145-150 °С), морозостойкостью, стоек к жирам и маслам, имеет низкую паро- и газонепроницаемость. Из ПЭТФ изготовляют в основном бутылки, преимуществами которых являются высокая прозрачность и небольшая масса (1,5-литровая бутылка из ПЭТФ весит 62-65 г). Бутылки из ПЭТФ используют для напитков.
Полиамиды (ПА) получают отливкой из расплавов или растворов с последующей вытяжкой. ПА прочны, эластичны, тепло- и морозостойки, устойчивы к маслам и жирам. К недостаткам относятся сравнительно высокая паропроницаемость и трудность термической сварки.
Многие полимерные материалы могут быть вторично переработаны, что является важным фактором в современном мире.

В быту многие люди часто повторно используют пластиковую тару для бытовых нужд, храня в ней продукты питания. Нельзя забывать, что эти современные материалы при их повторном использовании несут в себе опасность. Тара из полиэтилентерефталата запрещена в повторном использовании, т.к. выделяет фталаты; изделия из полиэтилена и пропилена могут выделять формальдегид; изделия из поливинилхлорида при контакте с горячими или жирными продуктами выделяют канцероген винилхлорид и снова фталаты; изделия из полистирола могут выделять стирол – канцероген и химический эстроген, влияющий на репродуктивную функцию человека.
Действие веществ, выделяемых полимером при использовании, на организм человека.
Фталаты.  Относят к опасным химическим веществам, накапливаясь в организме человека, они могут серьезно навредить его здоровью. Вред фталатов проявляется из-за их токсичности для печени и почек, репродуктивных органов, эндокринной и нервной систем.
Считается, что фталаты могут являться причиной: онкологических заболеваний, проблем с эндокринной системой, проблем с астмой, бесплодием у женщин и мужчин. Считается, что фталаты отрицательно влияют на мужскую репродуктивную систему, снижая уровень мужского гормона тестостерона, вызывая ухудшение качества и количества вырабатываемой спермы.
Вред Фталатов обусловлен их легким высвобождением из пластиковых изделий и попаданием в воздух. Кроме того, чем дольше вы пользуетесь пластиковым изделием, тем больше фталатов попадает в воздух. Ведь молекулы фталатов химически не связаны с полимерными цепями ПВХ и поэтому легко выделяются в окружающую среду, попадая в тело человека через пищу, кожу или при вдыхании. Эти вещества опасны тем, что быстро всасываются через кожу и разносятся по всему организму, превращаясь в моноэтилфталаты, которые оказывают отрицательное воздействие на дыхательную функцию легких, поражают почки и печень. Считается, что фталаты накапливаются в теле человека, что отрицательно влияет на его гормональный фон.
Формальдегид. При воздействии формальдегида у человека возникает воспаление слизистых оболочек глаз и дыхательных органов, возможна кожная аллергия. Хотя формальдегид используется в разнообразных потребительских изделиях, достаточно небольшого количества выделенного свободного формальдегида, чтобы значительно загрязнить воздух в помещении. Только мебель для кухни или ванной потенциально может поднять уровень формальдегида в жилом помещении до 0,10 промилле и выше, особенно, когда она новая.
Почти все мебельные комплекты из дерева, в том числе из массива, могут выделять существенные количества свободного формальдегида в жилых помещениях домов. Типичные материалы, используемые в изготовлении мебели, при производстве которых используются формальдегидные смолы - ДСП, МДФ (фибролит) и фанера. МДФ — самый мощный источник формальдегида, найденный в жилых помещениях. Он часто используется в мебели как основной материал, покрываемый фанерой. Для деревянных изделий эти смолы используются как внутренние клеи.
Поливинилхлорид. Со временем ПВХ начинает выделять вредное для здоровья вещество — винилхлорид, который является канцерогенным веществом, признанный учеными нейротропным ядом. Мономер винилхлорид плохо заполимеризован в готовых изделиях из ПВХ (линолеум, пластиковые упаковки, игрушки). При повышенных температурах (+80˚С) начинается его размягчение и усиленное выделение винилхлорида, его попадание в окружающую среду и организм человека. Это если можно так сказать «классический» способ, когда вред винилхлорида начинает действовать на организм человека.
При попадании в организм винилхлорид превращается в хлорэпоксиэтилен, способный вызывать онкологические заболевания.
Многие исследования сообщают, что воздействие винилхлорида наносит вред человеку, вызывая рак в различных тканях и органах:
Стирол — яд общетоксического действия, он обладает раздражающим, мутагенным и канцерогенным эффектом и имеет очень неприятный запах. При хронической интоксикации у рабочих бывают поражены центральная и периферическая нервная система, система кроветворения, пищеварительный тракт, нарушается азотисто-белковый, холестериновый и липидный обмен, у женщин происходят нарушения репродуктивной функции. Стирол проникает в организм в основном ингаляционным путём. При попадании на слизистые оболочки носа, глаз и глотки паров и аэрозоля стирол вызывает их раздражение. 
Бисфенол-А используется при производстве пластмасс уже более полувека. Он повсюду: в компакт-дисках и бутылях для воды, линзах и консервных банках, бутылочках для малышей и автомобильных деталях. Его применяют в ветеринарии  и медицине в качестве антисептика. Бисфенол-А входит в состав зубных пломб и герметиков. При нагревании посуды с содержанием бисфенола-А, последний выделяется в продукт и проникает в организм. Также он поступает в кровоток со слюной из пломбировочных композитных стоматологических материалов.
Палитра вредного воздействия бисфенола-А широка: ожирение, угнетение нервной и эндокринной систем, заболевания сердца, аутизм и онкология. Сильнее всего действие бисфенола-А отражается на маленьких детях.
Вопросы и задания.
Используя информацию, изложенную в теоретических положениях, заполните таблицу.
Название полимера Обозначение на изделиях (знак) Применение Влияние на здоровье человека Повторное использование
Рассмотрите образцы изделий из полимеров, найдите на них обозначение материала, из которого они изготовлены. Запишите в тетради результаты вашего изучения в следующем виде: изделие (например, пластиковая бутылка) – материал, из которого изготовлено изделие (например, полиэтилен).
Исходя из прочитанной вами информации и вашего жизненного опыта, сделайте выводы о пользе использования полимеров в жизни человека. Запишите ваши мысли в тетради.
Рассмотрите коллекцию «Волокна». Какие из волокон природного, искусственного и синтетического происхождения вы видите?. Какие из них приятнее на ощупь? Какие из этих волокон более пригодны для использования в производстве одежды? На вопросы ответьте письменно.
Каково действие полимеров на окружающую среду? Предложите решение проблемы загрязнения окружающей среды упаковочными материалами и другими изделиями из полимеров. На задание ответьте письменно.
Контрольные вопросы
Что такое волокно и пластмасса? Приведите их определения. Чем они отличаются друг от друга?
Чем отличаются друг от друга искусственный и синтетический полимер? Приведите примеры искусственных и синтетических полимеров. С какой целью они используются в промышленности и повседневной жизни?
На вопросы дайте полные ответы!
Сделайте вывод о проделанной работе.