Как поступить
в Онлайн-школу и получить аттестат?

Подробно расскажем о том, как перевестись на дистанционный формат обучения, как устроены онлайн-уроки и учебный процесс, как улучшить успеваемость и повысить мотивацию!

Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных

Конспект урока: Классификация полимеров. Искусственные полимеры

Современные технологии и материалы

17.04.2024
3945
0

Классификация полимеров. Искусственные полимеры

План урока

  • Классификация полимеров
  • Искусственные полимеры
  • Пластмассы
  • Волокна

Цели урока

  • рассмотреть классификацию полимеров
  • рассмотреть особенности строения важнейших искусственных полимеров
  • рассмотреть важнейшие пластмассы и волокна

Разминка

  • Какие вы знаете искусственные вещества?
  • Какие вы помните полимеры природного происхождения?
  • Как можно классифицировать полимеры? По какому признаку?

Классификация полимеров

Вы уже знаете, что многие органические вещества образуют высокомолекулярные молекулы —  полимеры . С  природными полимерами, к которым относят крахмал, целлюлозу, полипептиды, белки и др., мы с вами уже знакомились. Помимо этой группы существуют также  искусственные и синтетические полимеры (рис. 1), некоторые из которых нам уже встречались в ходе изучения курса органической химии.

Рисунок 1. Классификация полимеров

Природные полимеры используются человеком с незапамятных времён. Например, древесина, шерсть, шёлк, хлопок. Они обладают целым набором достоинств, но не лишены и недостатков. В первую очередь это подверженность гниению, износу и воздействию микроорганизмов.

 

По этой причине человек, начиная с XIX века, стал получать искусственные полимеры.

Искусственные полимеры


Искусственным полимеры — это высокомолекулярные вещества, которые получают на основе природных полимеров путём их химической модификации.


Технология заключается в обработке природных полимеров определёнными реагентами.

Рисунок 2. Схема получения искусственных полимеров

В результате удалось синтезировать вещества с новыми свойствами.

 

Искусственные полимеры являются сырьём для производства пластмасс, волокон и других материалов.

 

Подробнее рассмотрим наиболее известные  пластмассы .

Пластмассы


Пластмассы — материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения, содержащие различные добавки. Способны приобретать форму в процессе изготовления и не изменять её в результате эксплуатации.


Так, при обработке целлюлозы азотной кислотой получались либо динитрат целлюлозы, либо тринитрат. Последний используется как бездымный порох (пироксилин). 

 

Динитрат целлюлозы с примесью камфоры стал первой пластмассой, широко применяемой человеком. Материал, напоминающий слоновую кость, получил название  целлулоид . Схематически его синтез можно представить на следующем рисунке.

Рисунок 3. Схема получения динитрата целлюлозы

Из него изготавливали бильярдные шары, расчёски, игрушки, линейки, фотоплёнку, искусственные зубы и многое другое. Сейчас применение этой пластмассы ограничено из-за её высокой пожароопасности.

 

В настоящее время большинство пластмасс являются синтетическими. Их мы рассмотрим на следующем занятии. 

 

К искусственным полимерам, помимо пластмасс, относят также  волокна .

Волокна


Волокна — высокомолекулярные вещества природного или искусственного происхождения, имеющие линейное или упорядоченное строение, что позволяет использовать их в виде нитей.


Полимеры на основе волокон имеют линейное строение, поэтому пригодны для изготовления нитей, тканей, жгутов, пряжи.

Волокна также могут быть природные, искусственные и синтетические.

Рисунок 4. Классификация волокон

К волокнам растительного происхождения относят хлопок, лён; к животным — шерсть, шёлк; к минеральным — асбест, стекловолокно.

 

Исходным сырьём для синтеза искусственных волокон часто служит  целлюлоза . Она имеет волокнистое строение, что отчётливо видно, например, в вате, которая состоит из целлюлозы.

 

Однако, как и все природные полимеры, она повреждается микроорганизмами. 

 

Обработка волокон уксусной кислотой (точнее её ангидридом) даёт нам самое распространённое искусственное волокно — ацетатное.

 

Схема синтеза аналогична получению динитрата целлюлозы, только гидроксильные группы замещаются не на нитрат-ионы, а на сложноэфирные группы.

Образуется триацетат целлюлозы , синтез которого можно представить в виде следующей схемы.

Триацетат целлюлозы не обладает волокнистой структурой. Для получения волокон исходное сырьё растворяют в органическом растворителе и продавливают через мельчайшие отверстия — фильеры. Растворитель испаряется и полученные волокна затвердевают.

 

Существует также  ацетат целлюлозы . Его получают аналогично триацетату, только вводится недостаток уксусной кислоты. 

 

Ацетатное волокно применяется для частичной замены шерсти. 

 

Ацетатные волокна внешне похожи на натуральный шёлк, имеют блестящую поверхность, плохо впитывают влагу, имеют хорошую упругость, поэтому не мнутся. Из минусов — плавятся при достаточно низких температурах, горят. Поэтому гладить материалы из ацетатного волокна можно только с влажной марлей.

 

Из ацетатного волокна изготавливают различные изделия бельевого трикотажа, женские платья, блузки, летние костюмы и т. д. 

Рисунок 5. Изделия из ацетатных волокон

Вискозное волокно также получают из целлюлозы. Для этого её обрабатывают сначала щелочью, затем сероуглеродом (CS2) и серной кислотой. Для получения волокон сырьё, как и в случае триацетата целлюлозы, пропускают через фильеры. Образуется вискозное волокно, отличающееся мягкостью, шелковистостью. Внешне напоминает хлопок.

Рисунок 6. Изделия из вискозы

Если пропускать не через фильеры, а небольшую щель, то образуется целлофан, применяемый в качестве пищевой плёнки, упаковочных пакетов и т. д.

Рисунок 7. Пищевая плёнка из целлофана

Медно-аммиачное волокно получают растворением целлюлозы в так называемом медно-аммиачном растворе ([Cu(NH3)4](OH)2), который получается в результате взаимодействия гидроксида меди (II) с аммиаком.

 

Изделия из медно-аммиачного волокна отличаются большей прочностью по сравнению с вискозой.

 

Многие волокна имеют синтетическое происхождение. С ними мы познакомимся на следующем занятии.


Упражнение 1

 

Составьте структурные формулы динитрата целлюлозы и моноацетата целлюлозы. 


Контрольные вопросы

 

1. Какие вы знаете группы полимеров?

2. Что такое пластмассы? Чем они отличаются от полимеров?

3. Как классифицируют волокна?

4. Приведите примеры природных и искусственных волокон.


Ответы

 

Упражнение 1


Предыдущий урок
Синтетические полимеры
Современные технологии и материалы
Следующий урок
Синтетические полимеры
Современные технологии и материалы
Урок подготовил(а)
teacher
Дмитрий Алексеевич
Учитель химии
Опыт работы: 10 лет
Поделиться:
  • Свойства логарифмов

    Алгебра

  • Информация. Информационная грамотность и информационная культура
  • Предмет органической химии

    Химия

Зарегистрируйся, чтобы присоединиться к обсуждению урока

Добавьте свой отзыв об уроке, войдя на платфому или зарегистрировавшись.

Отзывы об уроке:
Пока никто не оставил отзыв об этом уроке