Типы высокомолекулярных соединений егэ - Помощь в подготовке к экзаменам и поступлению

Высокомолекулярные соединения. Реакции полимеризации и поликонденсации. Полимеры. Пластмассы, волокна, каучуки.

Высокомолекулярные вещества, состоящие из больших молекул цепного строения, называются полимерами (от греч. «поли» — много, «мерос» — часть).

Например, полиэтилен, получаемый при полимеризации этилена CH₂=CH₂:

…-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-… или (-CH₂—CH₂-)_n

Молекула полимера называется макромолекулой (от греч. «макрос» — большой, длинный). Молекулярная масса макромолекул достигает десятков — сотен тысяч (и даже миллионов) атомных единиц.

Соединения, из которых образуются полимеры, называются мономерами.

Например, пропилен (пропен) СН₂=СH–CH₃ является мономером полипропилена

Группа атомов, многократно повторяющаяся в цепной макромолекуле, называется ее структурным звеном.

Мономеры – низкомолекулярные вещества, из которых образуются полимеры.

Степень полимеризации – число, показывающее количество элементарных звеньев в молекуле полимера.

Степень полимеризации обычно обозначается индексом «n» за скобками, включающими в себя структурное (мономерное) звено: (–CH₂–CH₂–)_n.

Классификация полимеров

Полимеры, макромолекулы которых построены строго определенным способом, называют регулярными.

Полимер называется стереорегулярным, если заместители R в основной цепи макромолекул (–CH₂–CHR–)_n расположены упорядоченно.

Стереорегулярные полимеры обладают гораздо лучшими свойствами – пластичностью, прочностью и теплостойкостью; они способны кристаллизоваться, в отличие от нерегулярных.

Классификация по структуре

По структуре полимеры делятся на: линейные, разветвленные и пространственные.

Линейные

Разветвленные

Пространственные

Состоят из последовательности повторяющихся звеньев с большим отношением длины молекулы к ее поперечному размеру.

Целлюлоза, полиэтилен низкого давления, капрон

Макромолекулы разветвленных имеют боковые ответвления от цепи, называемой главной или основной

Крахмал

Химические связи имеются и между цепями, образуя пространственную структуру

Резина, фенолформальдегидные смолы

Линейные — макромолекулы состоят из последовательности повторяющихся звеньев с большим отношением длины молекулы к ее поперечному размеру (целлюлоза, полиэтилен низкого давления, капрон).

Разветвленные — макромолекулы которых имеют боковые ответвления от цепи, называемой главной или основной (крахмал).

Сетчатые (пространственные) — химические связи имеются и между цепями (резина, фенолформальдегидные смолы).

Классификация по происхождению

По способу получения полимеры делятся на: природные, синтетические и искусственные.

Природные волокна

Синтетические волокна

Искусственные

Непосредственно существуют в природе

хлопок
шерсть
натуральный шелк

Получают полностью химическим путем в реакциях полимеризации и поликонденсации

капрон
найлон
лавсан

Получают модификацией натуральных полимеров

ацетатное волокно
целлулоид
вискоза

Природные полимеры непосредственно существуют в природе (крахмал, целлюлоза и др.).

Синтетические полимеры получают полностью химическим путем в реакциях полимеризации и поликонденсации (полиэтилен, полихлорвинил, фенол-формальдегидные смолы, метилметакрилат и т.д.). Не имеют аналогов в природе.

Искусственные – получают модификацией натуральных полимеров (вискоза –модифицированная целлюлоза, резина –модификация натурального каучука).

Классификация по химическому характеру

По химическому характеру и составу полимеры и химические волокна бывают: полиэфирные, полиамидные, элементоорганические (например, кремнийорганические полимеры).

Полиэфирные полимеры

Полиамидные полимеры

Элементоорганические

Содержат группу -СОО-

Лавсан (полиэтилентерефталат)

Содержат группу -СО-NH₂—

Найлон, капрон

Содержат атомы других хим. элементов (кремний и др.).

Кремнийорганические полимеры

Полиэфирные полимеры — содержат группу сложных эфиров -СОО-.

Полиамидные полимеры — содержат пептидную связь -СО-NH₂-.

Элементоорганические полимеры — содержат атомы других химических элементов (помимо С, Н, О, N).

Классификация по способу получения

Полимеры получают либо реакциями полимеризации, либо поликонденсацией.

Полимеризация

Поликонденсация

Это присоединение одних молекул к другим за счет разрыва кратных связей. Побочные продукты, как правило, не образуются.

Полиэтилен, полипропилен и др.

Образование полимера происходит за счет реакции замещения. При этом образуется низкомолекулярный побочный продукт.

Фенолформальдегидная смола, капрон

Полимеризация — процесс образования высокомолекулярного вещества(полимера) путём многократного присоединения молекул мономера к активным центрам в растущей молекуле полимера.

Например, образование полиэтилена происходит по механизму полимеризации:

Поликонденсация – процесс образования высокомолекулярных соединений, протекающий по механизму замещения и сопровождающийся выделением побочных низкомолекулярных продуктов (обычно это вода).

Например, образование капрона протекает по механизму поликонденсации:

Свойства полимеров

По свойствам полимеры можно разделить на: термореактивные, термопластичные и эластомеры.

Термореактивные

Термопластичные

Эластомеры

Неплавкие и неэластичные материалы.

Фенолформальдегидные смолы, полиуретан

Меняют форму при нагревании и сохраняют её.

Полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид

Эластичные вещества при разных температурах.

Натуральный каучук, полихлоропрен

Термореактивные полимеры — пластмассы, переработка которых в изделия сопровождается необратимой химической реакцией, приводящей к образованию неплавкого и нерастворимого материала.

Например, фенолформальдегидные смолы, полиуретан.

Термопластичные полимеры — меняют форму в нагретом состоянии и сохраняют её после охлаждения.

Например, полиэтилен, полистирол, полихлорвинил и т.д.

Эластомеры – обладают высокоэластичными свойствами в широком интервале температур.

Например, натуральный каучук.

Полимеризация и поликонденсация

Полимеризация

Степень полимеризации — это число, показывающее сколько молекул мономера соединилось в макромолекулу.

Степень полимеризации обычно обозначается индексом «n» за скобками, включающими в себя структурное (мономерное) звено: (–CH₂–CH₂–)_n

Характерные признаки полимеризации.

В основе полимеризации лежит реакция присоединения.
Полимеризация – цепная реакция, включает стадии инициирования, роста и обрыва цепи.
Элементный состав (молекулярные формулы) мономера и полимера одинаков.

Катализаторами полимеризации могут быть: металлический натрий, пероксиды, кислород, металлоорганические соединения, комплексные соединения.

Процесс образования высокомолекулярных соединений при совместной полимеризации двух или более различных мономеров называют сополимеризацией.

Например, схема сополимеризации этилена с пропиленом:

Важнейшие синтетические полимеры

Изображение с портала orgchem.ru

Важнейшие синтетические полимеры, получаемые реакцией полимеризации, и области их применения:

Полимер	Мономер	Характеристики полимера	Применение полимера
Полиэтилен (–СН₂–СН₂–)_n	Этилен СН₂=СН₂	Синтетический, линейный, термопластичный, химически стойкий	Упаковка, тара
Полипропилен	Пропилен СН₂=СН–СН₃	Синтетический, линейный, термопластичный, химически стойкий	Трубы, упаковка, ткань (нетканый материал)
Поливинилхлорид	Винилхлорид СН₂=СН–Сl	Синтетический линейный полимер, термопластичный	Натяжные потолки, окна, пленка, трубы, полы, изолента и т.д
Полистирол	Стирол	Синтетический линейный полимер, термопластичный	Упаковка, посуда, потолочные панели
Полиметилметакрилат Метиловый эфир метакриловой кислоты	Синтетический линейный полимер, термопластичный	Очки, корпуса фар и светильников, душевые кабины, мебель и т.д
Тефлон (политетрафторэтилен)	Тетрафторэтилен	Синтетический линейный полимер. Термопластичный (t = 260-320⁰C) Обладает очень высокой химической стойкостью	Посуда, пластины утюгов, ленты и скотч, упаковка, изоляция
Искусственный каучук Мономер: бутадиен-1,3 (дивинил)	Синтетический, линейный, эластомер, содержит двойные связи	Резина, изоляция, различные материалы, ракетное топливо
Натуральный каучук Мономер: 2-метилбутадиен-1,3	Природный, линейный, эластомер, содержит двойные связи	Резина, изоляция, различные материалы, ракетное топливо
Хлоропреновый каучук Мономер: 2-хлорбутадиен-1,3	Синтетический, линейный, эластомер, содержит двойные связи	Резина, изоляция, различные материалы, ракетное топливо
Бутадиен-стирольный каучук Мономеры: бутадиен-1,3 и стирол	Синтетический, эластомер	Резина, изоляция, различные материалы, ракетное топливо
Полиакрилонитрил	Акрилонитрил	Синтетический, линейный	Волокна, пластмассы

Поликонденсация

Характерные признаки поликонденсации.

В основе поликонденсации лежит реакция замещения.
Поликонденсация – процесс ступенчатый, т.к. образование макромолекул происходит в результате последовательного взаимодействия мономеров, димеров или n-меров как между собой, так и друг с другом.
Помимо высокомолекулярного соединения, в реакции поликонденсации образуется второе, низкомолекулярное вещество (обычно это вода).

Важнейшие синтетические полимеры, получаемые реакцией поликонденсации, и области их применения:

Полимер и мономер	Характеристики полимера	Применение полимера
Капрон Мономер: 6-аминокапроновая кислота (лактам)	Синтетический, линейный, термопластичный, очень эластичный	Полиамидные волокна (нитки, ткани, парашюты, втулки и т.д.)
Найлон Мономер: 1,6-диаминогексан и адипиновая кислота (1,6-гександиовая)	Синтетический, полиамидный, линейный, термопластичный	Изготовление втулок, вкладышей, ниток, одежды, гитарных струн (полиамидное волокно)
Лавсан (полиэтилентерефталат) Мономер: Этиленгликоль, терефталевая кислота	Синтетический линейный полимер, термопластичный, полиэфирный	Натяжные потолки, окна, пленка, трубы, полы, изолента и т.д
Фенолформальдегидная смола Мономеры: фенол и формальдегид	Синтетический, пространственный (сетчатый) полимер	Производство ДСП, лаков, клея (БФ-6 применяется в медицине), часто используется с наполнителями
Крахмал Мономер: α-глюкоза	Природный, полиэфирный, разветвленный	Пищевая, текстильная, бумажная промышленность, фармацевтика и др.
Целлюлоза Мономер: β-глюкоза	Природный, полиэфирный, линейный	Производство бумаги, искусственных волокон, пленок, пластмасс, лакокрасочных материалов, бездымного пороха, взрывчатки, твердого ракетного топлива, получение гидролизного спирта и др.
ДНК Мономер: Дезоксирибоза, ортофосфорная кислота, азотистые основания	Природный, полиэфирный, линейный	Функционирование живых организмов
РНК Мономер: Рибоза, ортофосфорная кислота, азотистые основания	Природный, полиэфирный, линейный	Функционирование живых организмов

Источник

4.2.4. Высокомолекулярные соединения. Реакции полимеризации и поликонденсации. Полимеры. Пластмассы, волокна, каучуки.

Высокомолекулярными соединениями (ВМС) называют соединения с молекулярной массой более 10000.

Практически все высокомолекулярные вещества являются полимерами.

Полимеры — это вещества, молекулы которых состоят из огромного числа повторяющихся структурных звеньев, соединенных между собой химическими связями.

Полимеры могут быть получены с помощью реакций, которые можно разделить на два основных типа: это реакции полимеризации и реакции поликонденсации.

Реакции полимеризации

Реакции полимеризации — это реакции образования полимера путем объединения огромного числа молекул низкомолекулярного вещества (мономера).

Количество молекул мономера (n), объединяющихся в одну молекулу полимера, называют степенью полимеризации.

В реакцию полимеризации могут вступать соединения с кратными связями в молекулах. Если молекулы мономера одинаковы, то процесс называют гомополимеризацией, а если различны — сополимеризацией.

Примерами реакций гомополимеризации, в частности, является реакция образования полиэтилена из этилена:

Примером реакции сополимеризации является синтез бутадиен-стирольного каучука из бутадиена-1,3 и стирола:

Полимеры, получаемые реакцией полимеризации, и исходные мономеры

Мономер	Получаемый из него полимер
Структурная формула	Варианты названия	Структурная формула	Варианты названия
	этилен, этен		полиэтилен
	пропилен, пропен		полипропилен
	стирол, винилбензол		полистирол, поливинилбензол
	винилхлорид, хлористый винил, хлорэтилен, хлорэтен		поливинилхлорид (ПВХ)
	тетрафторэтилен (перфторэтилен)		тефлон, политетрафторэтилен
	изопрен (2-метилбутадиен-1,3)		изопреновый каучук (натуральный)
	бутадиен-1,3 (дивинил)		бутадиеновый каучук, полибутадиен-1,3
	хлоропрен(2-хлорбутадиен-1,3)		хлоропреновый каучук
и	бутадиен-1,3 (дивинил) и стирол (винилбензол)		бутадиенстирольный каучук

Реакции поликонденсации

Реакции поликонденсации — это реакции образования полимеров из мономеров, в ходе которых, помимо полимера, побочно образуется также низкомолекулярное вещество (чаще всего вода).

В реакции поликонденсации вступают соединения, в состав молекул которых входят какие-либо функциональные группы. При этом реакции поликонденсации по тому, один используется мономер или больше, аналогично реакциям полимеризации делятся на реакции гомополиконденсации и сополиконденсации.

К реакциям гомополиконденсации относятся:

* образование (в природе) молекул полисахарида (крахмала, целлюлозы) из молекул глюкозы:

* реакция образования капрона из ε-аминокапроновой кислоты:

К реакциям сополиконденсации относятся:

* реакция образования фенолформальдегидной смолы:

* реакция образования лавсана (полиэфирного волокна):

Материалы на основе полимеров

Пластмассы

Пластмассы — материалы на основе полимеров, которые способны под действием нагревания и давления формоваться и сохранять заданную форму после охлаждения.

Помимо высокомолекулярного вещества в состав пластмасс входят также и другие вещества, однако основным компонентом все же является полимер. Благодаря своим свойствам он связывает все компоненты в единую целую массу, в связи с чем его называют связующим.

Пластмассы в зависимости от их отношения к нагреванию делят на термопластичные полимеры (термопласты) и реактопласты.

Термопласты — вид пластмасс, способных многократно плавиться при нагревании и застывать при охлаждении, благодаря чему возможно многоразовое изменение их изначальной формы.

Реактопласты — пластмассы, молекулы которых при нагревании «сшиваются» в единую трехмерную сетчатую структуру, после чего изменить их форму уже нельзя.

Так, например, термопластами являются пластмассы на основе полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида (ПВХ) и т.д.

Реактопластами, в частности, являются пластмассы на основе фенолформальдегидных смол.

Каучуки

Каучуки — высокоэлластичные полимеры, углеродный скелет которых можно представить следующим образом:

Как мы видим, в молекулах каучуков имеются двойные C=C связи, т.е. каучуки являются непредельными соединениями.

Каучуки получают полимеризацией сопряженных диенов, т.е. соединений, у которых две двойные C=C связи, разделены друг от друга одной одинарной С-С связью.

Так например, особо зарекомендовавшими себя мономерами для получения каучуков являются:

1) бутадиен:

2) изопрен:

3) хлоропрен:

В общем виде (с демонстрацией только углеродного скелета) полимеризация таких соединений с образованием каучуков может быть выражена схемой:

Таким образом, исходя из представленной схемы, уравнение полимеризации изопрена будет выглядеть следующим образом:

Весьма интересным является тот факт, что впервые с каучуком познакомились не самые продвинутые в плане прогресса страны, а племена индейцев, у которых промышленность и научно-технический прогресс отсутствовали как таковые. Естественно, индейцы не получали каучук искусственным путем, а пользовались тем, что давала им природа: в местности, где они проживали (Южная Америка), произрастало дерево гевея, сок которого содержит до 40-50% изопренового каучука. По этой причине изопреновый каучук называют также натуральным, однако он может быть получен и синтетическим путем.

Все остальные виды каучука (хлоропреновый, бутадиеновый) в природе не встречаются, поэтому всех их можно охарактеризовать как синтетические.

Однако каучук, не смотря на свои преимущества, имеет и ряд недостатков. Так, например, из-за того что каучук состоит из длинных, химически не связанных между собой молекул, его свойства делают его пригодным для использования только в узком интервале температур. На жаре каучук становится липким, даже немного текучим и неприятно пахнет, а при низких температурах подвержен затвердеванию и растрескиванию.

Технические характеристики каучука могут быть существенно улучшены его вулканизацией. Вулканизацией каучука называют процесс его нагревания с серой, в результате которого отдельные, изначально не связанные друг с другом, молекулы каучука «сшиваются» друг с другом цепочками из атомов серы (полисульфидными «мостиками»). Схему превращения каучуков в резину на примере синтетического бутадиенового каучука можно продемонстрировать следующим образом:

Волокна

Волокнами называют материалы на основе полимеров линейного строения, пригодные для изготовления нитей, жгутов, текстильных материалов.

Классификация волокон по их происхождению

Искусственные волокна (вискозу, ацетатное волокно) получают химической обработкой уже существующих природных волокон (хлопка и льна).

Синтетические волокна получаются преимущественно реакциями поликонденсации (лавсан, капрон, нейлон).

Источник

8 апреля 2022

В закладки

Обсудить

Жалоба

Типы высокомолекулярных соединений

Схема про органические полимеры для задания 25 ЕГЭ по химии.

Источник: vk.com/chem4you

Источник

Всего: 60 1–20 | 21–40 | 41–60

Добавить в вариант

Установите соответствие между названием полимера и названием реакции его получения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ВЕЩЕСТВО

А)  фенолформальдегидная смола

Б)  натуральный каучук

В)  резина

РЕАКЦИЯ ПОЛУЧЕНИЯ

1)  поликонденсация

2)  дегидрогенизация

3)  вулканизация

4)  полимеризация

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Задания Д26 № 472

К реакциям синтеза высокомолекулярных веществ относится

1)  гидратация

2)  полимеризация

3)  гидрогенизация

4)  пиролиз

Какое высокомолекулярное вещество получают с помощью реакции поликонденсации?

1)  поливинилхлорид

2)  синтетическое волокно найлон

3)  синтетический каучук

4)  резину

Какое высокомолекулярное вещество получают с помощью реакции полимеризации?

1)  фенолоформальдегидную смолу

2)  синтетическое волокно лавсан

3)  синтетический каучук

4)  искусственное ацетатное волокно

Верны ли следующие утверждения о резине?

А. Резина  — природный полимер.

Б. Резину получают с помощью реакции поликонденсации.

1)  верно только А

2)  верно только Б

3)  верны оба утверждения

4)  оба утверждения неверны

Полиэтилен можно получить по реакции:

1)  окисления этилена перманганатом калия

2)  полимеризации этилена

3)  гидрирования этилена

4)  пиролиза этилена

Установите соответствие между названием полимера и формулой его мономерного звена: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

НАЗВАНИЕ ПОЛИМЕРА

А)  поликарбонат

Б)  политетрафторэтилен

В)  полистирол

ФОРМУЛА МОНОМЕРНОГО ЗВЕНА

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Установите соответствие между названием материала и способом его получения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

МАТЕРИАЛ

А)  силиконовый каучук

Б)  резина

В)  политетрафторэтилен

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

1)  полимеризация

2)  гидролиз

3)  поликонденсация

4)  вулканизация

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Источник: СтатГрад: Тренировочная работа 06.02.2023. Вариант ХИ2210301.

МАТЕРИАЛ

А)  поливинилацетат

Б)  хлоропреновый каучук

В)  полиэтилентерефталат

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

1)  полимеризация

2)  гидролиз

3)  поликонденсация

4)  вулканизация

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Источник: СтатГрад: Тренировочная работа 06.02.2023. Вариант ХИ2210302.

Задания Д26 № 29

Полимер, имеющий формулу

получают из

1)  толуола

2)  фенола

3)  пропилбензола

4)  стирола

Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2012 по химии

Задания Д26 № 902

Мономером для получения полимера полихлорвинила является

Реакция поликонденсации лежит в основе получения

1)  фенолформальдегидных смол

2)  полистирола

3)  полиэтилена

4)  каучука

Верны ли следующие утверждения о пластмассах?

А. Пластмассы  — это органические высокомолекулярные соединения.

Б. Важнейшее свойство пластмасс  — эластичность.

1)  верно только А

2)  верно только Б

3)  верны оба суждения

4)  оба суждения неверны

Верны ли следующие утверждения о волокнах?

А. Волокна образуются из полимеров линейного (неразветвлённого) строения.

Б. Искусственные волокна получают путём химической модификации природных полимеров.

1)  верно только А

2)  верно только Б

3)  верны оба утверждения

4)  оба утверждения неверны

Задания Д26 № 429

Каучук образуется при полимеризации

1)  стирола

2)  этилена

3)  бутена-2

4)  изопрена

Установите соответствие между формулой мономерного звена и названием полимера: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛА МОНОМЕРНОГО ЗВЕНА

НАЗВАНИЕ ПОЛИМЕРА

1)  хлоропреновый каучук

2)  поликарбонат

3)  поливинилхлорид

4)  полиакрилонитрил

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Задания Д26 № 386

Природным полимером является

1)  полиэтилен

2)  поливинилхлорид

3)  крахмал

4)  полистирол

Задания Д26 № 687

Для получения синтетического каучука можно использовать вещество, формула которого

При полимеризации какого соединения образуется вещество, содержащее двойные связи?

1)  тетрахлорэтилен

2)  этилен

3)  винилхлорид

4)  бутадиен-1,3

Источник: ЕГЭ по химии 05.05.2015. Досрочная волна

ФОРМУЛА МОНОМЕРНОГО ЗВЕНА

НАЗВАНИЕ ПОЛИМЕРА

1)  бутадиеновый каучук

2)  полистирол

3)  политетрафторэтилен

4)  полиакрилонитрил

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Всего: 60 1–20 | 21–40 | 41–60

Источник

Курс

Меня зовут Быстрицкая Вера Васильевна.
Я репетитор по Химии

Вам нужны консультации по Химии по Skype?
Если да, подайте заявку. Стоимость договорная.
Чтобы закрыть это окно, нажмите «Нет».

ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ (ВМС) — природные или синтетические материалы, молекулы которых содержат повторяющиеся группировки атомов, называемые мономерами.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

МОНОМЕР — низкомолекулярное соединение, из которого образуются полимеры.

Например, пропилен СН2=СH–CH3 является мономером полипропилена:

СТРУКТУРНОЕ ЗВЕНО — группа атомов, многократно повторяющаяся в цепной макромолекуле.

…-CH2-CHCl-CH2-CHCl-CH2-CHCl-CH2-CHCl-CH2-CHCl-…

В формуле макромолекулы это звeно обычно выделяют скобками: (-CH2-CHCl-)n

СТЕПЕНЬ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ — число, показывающее сколько молекул мономера соединилось в макромолекулу.

Обычно обозначается индексом «n» за скобками

МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА макромолекулы связана со степенью полимеризации соотношением:

М(макромолекулы) = M(звена) • n, где n — степень полимеризации, M — относительная молекулярная масса

РЕАКЦИИ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ — реакции, идущие с образованием высокомолекулярного соединения (полимера).

РЕАКЦИИ ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ — реакции, идущие с образованием высокомолекулярного соединения (полимера) и низкомолекулярного побочного продукта (чаще воды)

РЕАКЦИЯ СОПОЛИКОНДЕНСАЦИИ — реакция между двумя разными мономерами с образованием полимера и низкомолекулярного соединения.

СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ

В зависимости от строения могут:

1. Аморфные (отсутствие упорядоченности расположения макромолекул). По форме макромолекулы разветвлённые или пространственные.

Аморфные полимеры – мягкие, эластичные материалы.

2. Кристаллическое состояние (упорядоченное расположение макромолекул).

Кристаллические полимеры обладают высокой механической прочностью.

Агрегатное состояние жидкое и твёрдое.
Это обусловлено высокой молекулярной массой.

Деструкция — разрушение полимеров под действием кислорода, света, тепла и радиации. В результате её происходит уменьшение молекулярной массы макромолекул, изменяются физические и химические свойства. Для замедления деструкции в состав полимеров вводят ингибиторы.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ

ПО СПОСОБУ ПОЛУЧЕНИЯ

1. Природные ВМС (целлюлоза, крахмал, гликоген, белки);

2. Искусственные или переработанные природные ВМС (эфиры целлюлозы).

3. Синтетические ВМС (капрон, полиэтилен, полистирол, полихлорвинил, тефлон)

ПО СВОЙСТВАМ И ПРИМЕНЕНИЮ

1. Пластмассы (полипропилен, тефлон);

2. Эластомеры (бутадиеновый и хлоропреновый каучуки).

3. 3. Волокна (лавсан, капрон, ацетатное волокно)

1. Нестереорегулярные –полимеры с произвольным чередованием звеньев различной пространственной конфигурации;

2. Стереорегулярные – полимеры, макромолекулы которых построены из звеньев одинаковой пространственной конфигурации или различной, но обязательно чередующихся в цепи в определённом порядке.

ПО ФОРМЕ МАКРОМОЛЕКУЛ

1. Линейные — волокна, полиэтилен низкого давления, сера пластическая и каучуки;

2. Разветвленные — крахмал, полиэтилен высокого давления;

3. Пространственные — резина, кварц, фенолформальдегидные смолы.

ОТНОШЕНИЕ К ТЕМПЕРАТУРЕ

1.Термопластичные полимеры — при нагревании размягчаются и вновь затвердевают при охлаждении (полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид и др.);

2.Термореактивные полимеры — при нагревании не размягчаются и не плавятся (фенолформальдегидные смолы, эбонит), происходит разрушение.

ПЛАСТМА́ССЫ Пласти́ческие ма́ссы или пла́стики —материалы под действием нагревания и давления способны формироваться и сохранять заданную форму после охлаждения или отвердения.

Процесс формования сопровождается переходом пластически деформируемого (вязкотекучего) состояния в стеклообразное (твёрдое) состояние.

Связующим компонентом служит полимер, а остальные составные части – наполнители, пластификаторы, красители, противоокислители и др. вещества.

НАПОЛНИТЕЛИ — добавляют к полимерам. Могут быть стеклянные волокна, опилки, цементная пыль, бумага, асбест и др. Они повышают прочность и жёсткость полимера, снижают его себестоимость.

Поэтому пластмассы, полимером которых служит полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол,фенолформальдегидная смола, широко применяются в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, в медицине, культуре, в быту.

КАУЧУКИ (ЭЛАСТОМЕРЫ)

ВМС, обладвющие высокоэластичными свойствами (склоны восстанавливать свою форму после снятия внешней нагрузки).

В технике из каучуков изготовляют шины для автотранспорта, самолётов, велосипедов, применяют для электроизоляции, производства промышленных товаров и медицинских приборов.

Натуральный каучук получают из латекса — млечного сока каучуконосных растений. Этот полимер состоит из повторяющихся звеньев 1,4-цис-изопрена и имеет стереорегулярное строение:

Первый синтетический каучук, полученный по методу С.В. Лебедева при полимеризации дивинила под действием металлического натрия, представлял собой полимер нерегулярного строения со смешанным типом звеньев 1,2- и 1,4-присоединения:

РЕЗИНА

Для практического использования каучуки превращают в резину.

Резина – это вулканизованный каучук с наполнителем (сажа).

Атомы серы присоединяются по двойным связям макромолекул и образуют между ними сшивающие дисульфидные мостики:

Предельно сшитый натуральный каучук – эбонит – не обладает эластичностью и представляет собой твердый материал.

ВОЛОКНА

ВМС, характеризующиеся высокой упорядоченностью макромолекул, что позволяет использовать их для изготовления нитей

НАТУРАЛЬНЫЕ волокна или природные волокна разделяются на три группы:

1. растительного происхождения (например, хлопок, лен, пенька),

2. животного происхождения (шерсть, натуральный шелк)

3. минерального происхождения (асбест).

1.Ацетатное волокно, получаемое в результате обработки целлюлозы уксусным ангидридом

2. Вискозное волокно (С6Н10О5)n получают из древесной целлюлозы.

1. Полиамидное волокно (капрон), получают из капролактама

2. Полиэфирное волокно получают из этиленгликоля и терефталевой кислоты.

Источник

Высокомолекулярные
соединения

Полимеры – высокомолекулярные
соединения, которые характеризуются молекулярной массой от нескольких тысяч до
многих миллионов. Молекулы полимеров, называемые макромолекулами, состоят из
большого числа повторяющихся звеньев.

По отношению к нагреванию

Термопластичные

–обратимо
размягчаются при нагревании и застывают при охлаждении (полиэтилен
поливинилхлорид полиамиды, полиэфиры)

Термореактивные

При
повышении температуры за счет химических связей образуют трехмерную сетку,
необратимо переходят в твердонеплавкое состояние(фенолформальдегидные смолы,
полиуретаны)

По чередованию структурных
звеньев

Стереорегулярные

Структурные звенья повторяются в
определенной периодической последовательности

Стереонерегулярные

Структурные звенья повторяются
хаотично

Основные понятия ВМС

Мономер	Исходное низкомолекулярное вещество (этилен, стирол, винилхлорид) из которого синтезируют полимер
Полимер	Смесь макромолекул с различной молярной массой, называемой «средняя молярная масса полимера»
Мономерное звено(структурное звено)	Одинаковые многократно повторяющиеся группы атомов в полимерной цепи
Степень полимеризации	Число мономерных звеньев в макромолекуле полимера

Реакции синтеза ВМС

Тип реакции	Определение	примеры
Полимеризация	Реакции образования ВМС за счет разрыва кратных связей в одинаковых молекулах без выделения побочных продуктов В эту реакцию вступают вещества с кратными связями (алкены, диены)или легко разрушаемыми циклами	nCH₂=CH₂→(-СН₂—СН₂-)n, nCH₂=CH→(-СН₂—СН-)n, ï ï Cl Cl
Сополимеризация	Реакция полимеризации с участием двух или нескольких мономеров, содержащих кратные связи	nCH₂=CH₂+ nCH₂=CHCl-→ (-СН₂-СН₂-СН₂-СН-)n, ï Cl
Поликонденсация	Реакции образования ВМС с выделением низкомолекулярных продуктов(H₂O, HCl, NH₃) . В реакцию вступают одинаковые или разные вещества, содержащие не менее двух функциональных групп(одинаковых или разных)-COOH, —NH2, —OH	1)n H₂N-(CH₂)₅-COOH→ (-NH-(CH₂)₅-C-)+n H₂O ‖ O 2)nC₆H₁₂O₆→(- C₆H₁₂O₅-)+ + nH₂O
Сополиконденсация	СОПОЛИКОНДЕНСАЦИЯ, р-ция образования сополимеров, в к-рой помимо мономеров, необходимых для осуществления поликонденсации, участвует по крайней мере еще один мономер.	1)фенолформальдегидная смола Лавсан найлон, полипептиды

Пластмассы

мономер

полимер

название
и применение

Этилен

CH₂=CH₂

(-СН₂—СН₂-)n

Полиэтилен-трубы,
шприцы, игрушки ,пленки ,пакеты

Винилхлорид

CH₂=CH-Cl

(-СН₂—СН-)n

Поливинилхлорид(ПВХ)-

Искусственная
кожа, полы,

Клеенки,
двери, трубы

Тетрафторэтен

CF₂=CF₂

(-СF₂—СF₂-)n

Тефлон-

электроизоляторы,
покрытия утюгов ,сковород, атомная промашл

Пропен

CH₂=CH-CH₃

(-СН₂—СН-)n

CH₃

Полипропилен

Трубы,
вентили, упаковочная пленка, ковры,медицинские приборы

Стирол

Полистирол-посуда
, игрушки
, облицовочн. Материал, упаковочная пленка.

Метилметакрилат

Полиметилметакрилат

Орг.
Стекло, листы, пленки , протезы, клей

Винилацетат

(-СН₂—СН-)n

OCOCH₃

Поливинилацетат

Клеи,
шпатлевки, обои, водоэмульсионные краски

Фенол

Формальдегид

H-CHO

Фенолформальдегид

Бытовые
приборы, корпуса аппаратуры, лаки , клей

Каучуки

Мономер(ы)

Формула
каучука

Название
и применение

Изопрен

CH₂=C-CH=CH₂

CH₃

Натуральный
каучук

Цис-строения-
произ-водство обуви, шины, игрушки, шланги,

ленты

Изопрен

CH₂=C-CH=CH₂

CH₃

Натуральный
каучук

транс-строения

мячи
для гольфа

Бутадиен-1,3

Дивинил

CH₂=CH—CH=CH₂

Дивиниловый

Производство
шин, резиновой обуви, транспортерных лент, шлангов

Бутадиен-1,3

Дивинил

CH₂=CH—CH=CH₂

транс

Бутадиен-1,3
и CH₂=CH—CH=CH₂

стирол

Бутадиен-стирольный

Производство
шин, резиновой обуви, транспортерных лент, шлангов

Хлоропрен

CH₂=C-CH-CH₂

Хлоропреновый

Устойчив
к действию агрессивных сред : шланги, шины

Волокна

Исходные вещества , название полимера, реакция	Свойства и применение
Полиэтиле́нтерефтала́т (полиэтиленгликольтерефталат, ПЭТФ, ПЭТ, лавсан, майлар)	Прочность, износостойкость,свето и термоустойчивость к кислотам и щелочам. Ткани , трикотаж,канаты,паруса,транспортные ленты
Капрон(мономер-ε-аминокапроновая кислота или капролактам) Капрон (поли-ε-капроамид, найлон-6, полиамид 6) Или	Прочность, износо- стойкость, негигроскопичность,. Ткани ,искусствен ный мех, ковры, пленки,леска.

Ацетатное (мономер-ди- и триацетилцеллюлоза)	Устойчивость к воздействию температур, света , микрооргаизмов. Изготовление тканей.
Вискозное получают из целлюлозы, которую обрабатывают последовательно концентрированным раствором щелочи , сероуглеродом( для производства искусственной кожи, таней)	Хорошие гигиенические свойства, устойчивость к действию орг растворителей.
Найлон -6,6 (мономер-гесаметилендиамин и адипиновая кислота)	Как капрон
Кевлар(и п-фенилендиамин) n + n дихлорангидрид терефталевой кислоты+ п-фенилендиамин	Сверхпрочный материал. Пуленепробиваемые жилеты, легкие летательные аппараты