Подготовка к ЕГЭ по химии 2021: 26(П) Высокомолекулярные соединения. Реакции полимеризации и поликонденсации. Полимеры. Пластмассы, волокна, каучуки.

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)

ПО СТЕРЕОРЕГУЛЯРНОСТИ

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.

ТИПЫ ПОЛИМЕРОВ

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).

ИСКУССТВЕННЫЕ ВОЛОКНА

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

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

СИНТЕТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА

1. Полиамидное волокно (капрон), получают из капролактама

2. Полиэфирное волокно получают из этиленгликоля и терефталевой кислоты.

Из-за блокировщика рекламы некоторые функции на сайте могут работать некорректно! Пожалуйста, отключите блокировщик рекламы на этом сайте.