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

  • Неметаллы

  • Строение вещества

  • Состав и классификация химических соединений

  • Начальные понятия и законы химии

  • Современные технологии и материалы

  • Металлы

  • Практический смысл химии

  • Химические взаимодействия

  • Теория электролитической диссоциации

Конспект урока: Полимеры

Современные технологии и материалы

Полимеры

План урока

  • Полимеры.
  • Полимеризация и поликонденсация.
  • Классификация полимеров.
  • Волокна.

Цели урока

  • Знать понятия: «полимеры», «биополимеры», «мономер», «степень полимеризации», «полимеризация», «поликонденсация», «органические и неорганические природные полимеры», «волокна».
  • Уметь: различать линейные (неразветвленные), разветвленные и пространственные (сетчатые, сшитые) полимеры; термопластичные и термоактивные полимеры, природные и химические, искусственные и синтетические волокна; гомоцепные и гетероцепные полимеры.

Разминка

 

Задумывались ли вы над тем, в каком веке мы живем? Был век каменный, век бронзовый, век железный. Время, в котором мы живем, часто называют веком полимеров, так как с каждым годом полимерные материалы всё увереннее проникают во все сферы жизни людей. Что означает греческая приставка «поли» в слове «полимер»? Эта приставка встречается в сложных словах иностранного происхождения, и как правило, стоит на первом месте. «Поли» означает «много, множество». Корень «мер» означает «звено», соответственно, дословный перевод слова «полимер» означает много звеньев.

 

Полимеры

Рис. 1. Герман Штаудингер и Уоллес Карозерс Рис. 1. Герман Штаудингер и Уоллес Карозерс

Химия полимеров выделилась в самостоятельный раздел химической науки в начале 30−х годов 20 века. Основоположники этой науки были немецкий химик Герман Штаудингер, высказавший предположение о существовании макромолекул, размеры которых определяют все их особенности, и американский химик Уоллес Хьюм Карозерс, внесший большой вклад в установлении природы химических связей в макромолекуле.


Полимеры — это молекулы, которые состоят из большого числа повторяющихся группировок, или мономеров, соединенных между собой химической связью. 


Биополимеры — полимеры, встречающихся в природе в естественном виде, входящие в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК), полисахариды, лигнин. Также к ним относятся крахмал, гликоген, хитин.


Схема 1. Схема образования полимера (где n – степень полимеризации) Схема 1. Схема образования полимера (где n – степень полимеризации)

 

Таблица 1. Мономер и образуемый им полимер Таблица 1. Мономер и образуемый им полимер


Упражнение 1

 

1.   В соединении  (—СН2—СН2—)n буква n — это:

 

1) степень полимеризации    

2) мономер                               

3) полимер

4) структурное звено

 

2.   В соединении (—СН2—С(С6Н5)Н—)n структурное звено это:

 

1) n                                             

2) —СН2—С(С6Н5)Н—           

3) (—СН2—С(С6Н5)Н—)n

4)  С6Н5СН=СН2

 

3.   Не относится к биополимерам

 

1) крахмал          3) целлюлоза

2) хитин              4) полиамид


Полимеризация и поликонденсация

 

Существует два способа получения полимеров.


Полимеризация — процессе соединения множества одинаковых молекул исходного вещества (мономера) в большую молекулу полимера.


Поликонденсация — процессе соединения множества одинаковых молекул исходного вещества (мономера) в большую молекулу полимера, который сопровождается образованием побочного низкомолекулярного продукта (чаще всего воды). 


Упражнение 2

 

1. Напишите реакцию полимеризации этена;

2. Напишите реакцию поликонденсации глюкозы.


Выделяют органические и неорганическим природным полимеры . К последним относят минеральное волокно асбест («горный лён»). Аллотропные модификации углерода (графит, алмаз, фуллерен) являются неорганическими полимерами с атомной структурой. Другой пример неорганического полимера — сера пластическая.  Её получают из кристаллической (ромбической) серы, выливая расплав в холодную воду. К этому типу полимеров относятся и различные горные породы, в основе которых лежит кремний ( агат, кварц, горный хрусталь).

Среди неорганических полимеров выделяют минеральные, к которым относят асбест и изделия из него.

 

В зависимости от строения основной цепи полимера бывают линейные (неразветвленные), разветвленные и пространственные (сетчатые, сшитые) полимеры.

 

Полимеры линейного строения, которые пригодны для изготовления текстильных материалов (нитей, жгутов, тканей) называются волокнами .

 

По химическому составу основной макромолекулярной цепи полимеров делят на два больших класса: гомоцепные и гетероцепные. 

Рис. 2. Строение основной цепи полимера Рис. 2. Строение основной цепи полимера


Гомоцепные полимеры — полимеры цепи которых построены из одинаковых атомов. 


Гетероцепные полимеры  — полимеры цепи которых построены из атомов различных химических элементов.


Среди гомоцепных полимеров наиболее распространены карбоцепные , макромолекулярные цепи которых содержат только атомы углерода.

По отношению к нагреванию выделяют термопластичные и термоактивные полимеры.


Термопластичные полимеры (термопласт) — полимеры, которые  выдерживают многократное нагревание и охлаждение (примеры материалов: ПВХ или ХПВХ,  полипропилен, ПВДФ, АБС, нейлон и полиэтилен (высокого и низкого давления), полиамид, плексиглас (полиметилметакрилат)).


Термоактивные полимеры (термореактопласт)  — полимеры, которые при нагревании разлагаются (примеры материалов: PDCPD, полиуретаны, полимочевины, структурные пены, фенолы, бисмалеимид (ИМТ), фторполимеры, фенолформальдегидные смолы, эонит).


Упражнение 3

 

1.   Не относится к термопластам:

 

1) фенолоформальдегидная смола

2) поливинилхлорид

3) полистирол

4) полиэтилен

 

2.   Термореактопласт — 

 

1) поливинилхлорид

2) полиамид

3) полиуретан

4) полистирол

 

3. Установите соответствие между полимером и его классификацией. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.

 

ПОЛИМЕР

 

КЛАССИФИКАЦИЯ

 

А) фенолоформальдегидная смола

 

1) термопластичный    полимер

 

 

Б)   полистирол

 

 

2) термореактивный    полимер

 

 

В)   полиэтилен

 

 

3) неорганический полимер — простое вещество

 

Г)    пластическая сера       

 

 

4) неорганический полимер — сложное вещество

 

Д)   алюмосиликаты 


Волокна


Волокна — тонкие непряденые нити, используемы для изготовления тканей.


Ткань состоит из переплетённых нитей, расположенных продольными и поперечными рядами. Более рыхлое вязаное полотно, образованное одной системой нитей, закрученных в петли, называют трикотажем (рис. 3). Нанесением на ткань полимерного покрытия, сделанного из полиуретана или полипропилена, получают материал, называемый искусственной кожей.

Рис. 3. Нить под микроскопом (а); ткань (б); трикотаж (в) Рис. 3. Нить под микроскопом (а); ткань (б); трикотаж (в)

Различают природные и химические волокна . К природным волокнам относят хлопок и лен, шёлк, шерсть.  Хлопок и лен представляют целлюлозу и относятся к растительным волокнам, также как и кокосовые волокна.  Животные волокна включают шёлк — белок, производимый гусеницей тутового шелкопряда, а также шерсть — волосяной покров животных (овец, коз, верблюдов и др.).

 

Химические волокна делят на две большие группы — искусственные и синтетические волокна. Искусственные — получают при химической переработке природных полимеров, прежде всего целлюлозы. Синтетические — приготавливают из волокнообразующих полимеров, полученных в результате химического синтеза. Таковы полиамидные, полиэфирные, полипропиленовые и многие другие волокна — капрон, найлон, лавсан и т. п. 

 

Примерами искусственных волокон служат вискоза и ацетатной волокно, получаемые из целлюлозы. 

Рис. 4. Кевлар: а — структура волокна; б — ткань из него; в — пуленепробиваемый жилет на основе кевлара Рис. 4. Кевлар: а — структура волокна; б — ткань из него; в — пуленепробиваемый жилет на основе кевлара

Примерами искусственных волокон служат вискоза и ацетатной волокно, получаемые из целлюлозы. Вискозную нить получают из концентрированного раствора целлюлозы в разбавленном едком натре. Ацетатное волокно получают из ацетилцеллюлозы. Искусственным шёлком иногда называют вискозу и ацетатное волокно.

 

Среди синтетических волокон наибольшее распространение получили материалы на основе полиамидов и полиэфиров. Полиамидное волокно капрон (найлон-6) можно получить конденсацией 6-аминокапроновой кислоты, а найлон-6,6 — взаимодействием адипиновой кислоты с гексаметилендиамином.

Полиамидные волокна — найлон и капрон — по некоторым свойствам превосходят натуральный шелк. Прочность полиамидных волокон объясняется образованием межмолекулярных водородных связей между атомами кислорода и водорода. Наиболее прочны они в полиамидном волокне кевларе (рис. 4), макромолекулы которого укладываются в плоские слои. В процессе формования этого волокна в нити отдельные слои, подобно тонким пластинкам, располагаются вдоль оси волокна параллельно друг другу. Благодаря этому нить, сделанная из кевлара , практически не растягивается — изделия из этого полимера в 5 раз прочнее стальных!

 

Из расплава полиэтилентерефталата вытягивают тонкие нити волокна, называемого лавсаном.

Схема 2. Классификация текстильных волокон Схема 2. Классификация текстильных волокон


Упражнение 4

 

1.   Относится к волокнам животного происхождения:

 

1) лен   2) хлопок  3) копра  4) шелк

 

2.   Не относится к синтетическим волокнам:

 

1) капрон   2) вискоза 3) энант   4) лавсан

 

3. Установите соответствие между волокном и его классификацией. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.

ВОЛОКНО

 

КЛАССИФИКАЦИЯ

 

A) хлопок1) минеральное волокно
Б) капрон2) природное  волокно животного происхождения
B) вискоза3) синтетическое волокно
Г) шелк4) искусственное волокно
Д) асбест5) природное волокно растительного   происхождения


Контрольные вопросы

 

  1. Дайте определения основным понятиям химии полимеров: мономер, полимер, степень полимеризации, структурное звено.
  2. Назовите известные вам биополимеры и охарактеризуйте их.
  3. Что представляют собой волокна? Как их классифицируют? Расскажите о важнейших растительных и животных волокнах и областях их применения.


Ответы

 

Упражнение 1

 

1 – 1; 

2 – 2;

3 – 4.

 

Упражнение 2

 

1. Реакция полимеризации этена:

 

 

2. Реакция поликонденсации глюкозы:

 

 

Упражнение 3

 

1 – 1; 

2 – 3; 

3 – 21134.

 

Упражнение 4

 

1 − 4;

2 − 2; 

3 – 2143.


 

Предыдущий урок
Периодическая система химических элементов и учение о строении атома. Становление и развитие периодического закона и теории химического строения
Начальные понятия и законы химии
Следующий урок
Металлы
Металлы
  • Свойства волн. Волновой фронт. Принцип Гюйгенса

    Физика

  • Периодическая система химических элементов и учение о строении атома. Становление и развитие периодического закона и теории химического строения

    Химия

  • Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Ампера. Магнитное взаимодействие проводников с токами. Единица силы тока — ампер

    Физика

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