Пластмассы и изделия из них

Плесовских Е, Давиденко Е, Сидорович Т,
Куприянов И, Гилев И, Тевс

В.

пластмассы.

Задачи: рассмотреть классификацию, свойства, применение и основные характеристики ВМС.

Российском рынке товаров их применение дает, существенную экономию средств и

материалов в связи, с чем п/м вытесняют из производства дерево, стекло, металлы. Первые п/м возник в 1843 г. – эбонит, галалит – 1897 г. Созданные на основе хим. модифицированных природных полимеров – каучук, нитроцеллюлоза, белковые вещества.
Первые синтетические смолы и п/м были получены в начале 20 столетия (фенопласты,аминопласты). В 30-е годы начался промышленный выпуск полистирола,поливинилхлорида, полиметилметакрилата.

эффект:
1 тонна п/м заменяет несколько тонн металлов, снижаются энергетические затраты

в 5 раз меньше по сравнению с производством алюминия.
П/м называются материалы основу которых составляют полимеры, находятся в период формования изделий в вязкотекучем высокоэластичном состоянии, а в процессе эксплуатации в твердом, кристаллическом, стеклообразном состоянии.

макромолекулами. В состав макромолекул ВМС входят тысячи атомов связанных друг

с другом валентными атомами. Именно от химического состава ВМС, величины их молекулярной массы, гибкости цепей, степени их упорядоченности и других факторов зависят свойства материалов.

увеличению прочности, твердости, теплостойкости полимера, но уменьшает морозостойкость и диэлектрические

свойства.

относительно друг друга
аморфное – неупорядоченное
С увеличением кристалличности увеличивается прочность, жесткость,

плотность, но уменьшается эластичность и способность полимеров окрашиваться.

многократно повторяющихся участков.
Для ВМС характерна большая гибкость макромолекул, связанная с

возможностью внутреннего вращения атомов, атомных групп.
Способность к проявлению большой деформации до нескольких сотен процентов и наличие особого состояния – высокой эластичности.
В ВМС ярко проявляются релаксационные процессы, характеризующие изменения состояния ВМС во времени, связанные с установлением в таких материалах статического равновесия.
Полидисперсность, свидетельствует о том, что ВМС состоят из макромолекул разной длины.
ВМС не способны переходить в газообразное состояние без разложения, т.е. сохранение своей химической структуры и молярной массы.
Ряд полимеров могут образовывать растворы высокой вязкости, при этом растворение полимеров проходит ч/з стадию их набухания.

получаемые путем хим.. обработки натуральных ВМС (нитроцеллюлоза, вискоза, ацетат целлюлозы)
Синтетические

представляют собой продукты процесса поликонденсации НМС (ПЭ, ПВХ, ПС, полиамиды, полиуретаны)
2. По природе.
органические – в состав входят атомы С2, Н2 , N2 , O2 (белки, полиолефины, поливинилхлорид, фенолоформальдегидные смолы)
неорганические, к которым можно отнести соединения на основе S, Si, P. неметаллы (самородная сера, тальк)
элементоорганические, к ним относятся ВМС, макромолекулы которых соединяют наряду с углеводородными группами, неорганические фрагменты (полиорганосилоксаны)
3. По типу реакции получения:
Полимеризационные, получаемые из НМС (мономеров) с помощью реакции полимеризации. Химический состав таких соединений одинаков с составом НМС, из которых получено ВМС т.к. реакция полимеризации протекает без выделения побочных продуктов ( ПЭ, ПВХ, ПС)
Поликонденсационные, получаемые из НМС с помощью реакции поликонденсации, протекают с выделением побочных продуктов (вода, спирт)
В связи с этим хим.состав таких ВМС отличается от состава исходных продуктов мономеров (полиамиды, полиэфиры, эпоксидные смолы, фенолформальдегидные смолы)

изменение свойств которых при нагревании (высокая температура плавления или температура

размягчения), носят обратимый характер ПЭ, ПВХ, ПС, полиамид.
Термореактивные – ВМС, переходящие при нагревании до предельных температур в неплавкое и нерастворимое состояние (фенолформальдегидные и эпоксидные смолы)
5. В зависимости от состава главной цепи:
Карбоцепные ВМС, основная цепь которых построена только из углеродных атомов (ПЭ, ПВХ, ПС, ПММК)
Гетероцепные ВМС, в основной цепи которых помимо углеродных атомов содержатся атомы других элементов, чаще всего N, Si, O, P. (природные белки, целлюлоза, полиамиды)
6. По структуре макромолекул:
Линейные молекулы, вытянутой или зигзагообразной формы без боковых ответвлений или с ответвлениями малой длины (ПЭ, ПВХ, ПС, полиамиды).
Разветвлённые – ВМС, длина основной цепи соизмерима с длиной боковых ответвлений (различные сополимеры, ряд полиакрилатов, крахмал)
Пространственные (сетчатые, трёхмерносшитые) – ВМС представляет собой связанный хим.связями во всех 3-х направлениях пространства отрезки макромолекул (эпоксидные и карбомидные смолы)

в клетках растений и живых организмов и для использования выделяется

из растительного и животного сырья с помощью экстракции, фрикционного осаждения и др.
Природные неорганические ВМС, образуются в результате геохимических процессов, происходящих в земной коре.
Искусственные ВМС получены путём химических модификаций природных ВМС за счёт протекания химических реакции природного полимера с природными раздельными агентами. Например: сырьём для целого ряда искусственных ВМС служит древесина или хлопок. Целлюлоза путём обработки смесью азотной и серной кислот получают нитраты целлюлозы, один из которых коллоксилин. Используется в качестве основного компонента для получения целлулоидного этрола плёнок и лаков.
Синтетические ВМС получают из НМС по реакциям полимеризации и поликонденсации. Синтез ВМС из мономеров возможен только в том случае, если молекула мономера может вызывать по крайней мере с 2-мя другими молекулами т.е., если исходное вещество имеет в своей структуре двойные связи или являются по меньшей мере бифункциональными, т.е. соединение не менее 2-х функциональных групп, которые могут взаимодействовать м/у собой. К функциональным группам относятся кислород –, азот –, серосодержащие группы типа –СООН, -СОН, -ОН, NН2, SO3H, SH и др.

которых молекула мономера последовательно присоединяется к активному центру находится на

конце растущей цепи. Эта реакция характерна для соединений с двойными связями, число и характер которых в молекуле мономера может быть различными. Полимеризация не сопровождается выделением побочных продуктов и протекает без изменения элементарного состава реагирующих веществ, т.е. реакция полимеризация – по укрупнению молекул исходных веществ без выделения побочных продуктов.
Если А – элементарное звено, то А ͫ - степень полимеризации продукта, m – количество звеньев.
Соответственно - А – А – А – гомополимер
- А - А - А - В - В – сополимер, т.е. в реакцию вступают смолы не 1 мономера, а 2x и >.
Сополимеры используются чаще, например сочетание «+» свойств нескольких полимеров можно наблюдать в сополимерах. Обычно ПС имеет ряд недостатков – хрупкость, невысокая теплостойкость, склонность к старению, но если получить сополимер марки мс (вх.ПММК), то этот продукт будет иметь лучшие механические характеристики, менее подвержен старению и более стоек.
Активными центрами в реакции могут являться либо свободный радикал, либо ион.
В зависимости от этого различают: 1 - радикальную, 2 – ионную полимеризацию.

или разного строения, протекания по механизму замещения функциональных групп. Реакция

протекает с выделением НМС (воды, NH3, спирт, хлористый водород) вследствие чего элементарный состав образцового полимера отличается от элементарного состава сходного вещества (мономера). Обязательным условием протекания этой реакции является соединение в мономерах не менее 2-х функциональных групп.
Получают этой реакцией:
Фенолоальдегидные
Аминоальдегидные
Полиэфирные