Органические полимеры
Полимеры – это высокомолекулярные соединения, состоящие из множества повторяющихся различных или одинаковых по строению атомных групп – звеньев. Эти звенья соединяются между собой координационными или химическими связями в разветвленные или длинные линейные цепи и в пространственные трехмерные структуры.
Полимеры бывают:
- синтетическими,
- искусственными,
- органическими.
Природные органические полимеры
Органические полимеры в природе образуются в животных и растительных организмах. Самые важные из них – это белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты, каучук и другие природные соединения.
Человек давно и широко применяет органические полимеры в своей повседневной жизни. Кожа, шерсть, хлопок, шелк, меха – все это используется для производства одежды. Известь, цемент, глина, органическое стекло (плексиглас) – в строительстве.
Органические полимеры присутствуют и в самом человеке. Например, нуклеиновые кислоты (их называют еще ДНК), а также рибонуклеиновые кислоты (РНК).
Свойства органических полимеров
У всех органических полимеров есть особые механические свойства:
- малая хрупкость кристаллических и стеклообразных полимеров (органическое стекло, пластмассы);
- эластичность, то есть высокая обратимая деформация при небольших нагрузках (каучук);
- ориентирование макромолекул под действием механического направленного поля (производство пленок и волокон);
- при малой концентрации большая вязкость растворов (полимеры вначале набухают, а потом растворяются);
- под действием небольшого количества реагента способны быстро изменить свои физико-механические характеристики (например, дубление кожи, вулканизация каучука).
Таблица 1. Характеристики горения некоторых полимеров.
| Полимеры | Поведение материала при внесении в пламя и горючесть | Характер пламени | Запах |
|---|---|---|---|
| Полиэтилен (ПЭ) | Плавится течет по каплям, горит хорошо, продолжает гореть при удалении из пламени. | Светящееся, вначале голубоватое, потом желтое | Горящего парафина |
| Полипропилен (ПП) | То же | То же | То же |
| Поликарбонат (ПК) | То же | Коптящее | |
| Полиамид (ПА) | Горит, течет нитью | Синеватое снизу, с желтыми краями | Паленых волос илигорелых растений |
| Полиуретан (ПУ) | Горит, течет по каплям | Желтое, синеватое снизу, светящееся, серый дым | Резкий, неприятный |
| Полистирол (ПС) | Самовоспламеняется, плавится | Ярко-желтое, светящееся, коптящее | Сладковатый цветочный,с оттенком запаха стирола |
| Полиэтилентерефталат(ПЭТФ) | Горит, капает | Желто-оранжевое, коптящее | Сладкий, ароматный |
| Эпоксидная смола (ЭД) | Горит хорошо, продолжает гореть при удалении из пламени | Желтое коптящее | Специфический свежий(в самом начале нагревания) |
| Полиэфирная смола (ПН) | Горит, обугливается | Светящееся, коптящее, желтое | Сладковатый |
| Поливинилхлорид жесткий (ПВХ) | Горит с трудом и разбрасыванием, при удалении из пламени гаснет, размягчается | Ярко-зеленое | Резкий, хлористого водорода |
| ПВХ пластифицированный | Горит с трудом и при удалении из пламени, с разбрасыванием | Ярко-зеленое | Резкий, хлористого водорода |
| Фенолоформальдегидная смола (ФФС) | Загорается с трудом, горит плохо, сохраняет форму | Желтое | Фенола, формальдегида |
Таблица 2. Растворимость полимерных материалов.
| Полимеры | Растворители | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| бензин | ацетон | этиловый спирт | вода | уксусная кислота | соляная кислота (конц.) | |
| Фенолоформальдегидная смола (ФФС) | НР | Р | Р | НР | НР | – |
| Эпоксидная смола (ЭД) | НР | Р | Р | НР | – | – |
| Полиэфирная смола (ПН) | НР | Р | Р | НР | НР | НР |
| Полиамид (ПА) | НР | НР | НР | НР | Р | НР |
| Поливинилхлорид (ПВХ) | НР | НР | НР | НР | НР | НР |
| Полистирол (ПС) | НР | НБ | НР | НР | НР | НР |
| Полиэтилен (ПЭ) | НР | НР | НР | НР | НР | – |
Таблица 3. Окраска полимеров по реакции Либермана – Шторха – Моравского.
| Окраска | Полимеры |
|---|---|
| Слабо-розовая | Феноло-формальдегидные, феноло-фурфурольные |
| Розовая, переходящая в красную | Эпоксидные смолы |
| Медленно синеет, затем зеленеет | Поливинилхлорид |
| Отсутствует, иногда коричневая | Полиэфирные смолы |
| Отсутствует | Полиэтилен, полипропилен, поликарбонат, полиамид, полистирол, полиметилметакрилат, мочевино- и меламино-формальдегидные смолы, акрило-бутадиен-стирольные пластики |
Статьи по теме
Полимерные композиционные материалы
Среди большинства материалов наиболее популярными и широко известными являются полимерные композиционные материалы (ПКМ). Они активно применяются практически в каждой сфере человеческой деятельности. Именно данные материалы являются основным компонентом для изготовления различных изделий, применяемых с абсолютно разными целями, начиная от удочек и корпусов лодок, и заканчивая баллонами для хранения и транспортировки горючих веществ, а также лопастей винтов вертолетов. Такая широкая популярность ПКМ связана с возможностью решения технологических задач любой сложности, связанных с получением композитов, имеющих определенные свойства, благодаря развитию полимерной химии и методов изучения структуры и морфологии полимерных матриц, которые используются при производстве ПКМ.
Свойства полимеров
Независимо от вида и состава исходных веществ и способов получения материалы на основе полимеров можно классифицировать следующим образом: пластмассы, волокниты, слоистые пластики, пленки, покрытия, клеи.
Эмульсионная полимеризация
Полимеризующиеся ПАВ применяются в процессах эмульсионной полимеризации, например при превращении винилхлорида в поливинилхлорид, а также акрилатов и винилацетата в латексы для покрытий.
Мономеры полимеризации
Полимеризация - процесс образования высокомолекулярного вещества (полимера) путём многократного присоединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера, олигомера) к активным центрам в растущей молекуле полимера.
Полиакрилаты
ПОЛИАКРИЛАТЫ, полимеры эфиров акриловой к-ты общей ф-лы [—CH2CH(COOR)—]n. Наиб. практически важны поли-н-алкилакрилаты: при R = C2-C12 полиакрилаты-аморфные полимеры с низкой т-рой стеклования (см. табл.), при R > C12 кристаллизуются с участием боковых цепей и по внеш. виду напоминают парафины.