Начало »Тези различни полимери
Това е възрастта на камък, е на възраст от бронза, а след това - желязо. Ние живеем, разбира се, в ерата на пластмаси. Представете си, животът ни без него е невъзможно да се полимери - пластмаси, без подмяна на дърво и метал, без влакна, използвани за производството на тъкани и въже.
Но това, което е полимер? Това не е само много дълги, много големи молекули. (С80 въглеводород молекула N162 е много дълъг, но восък не се отнася до полимер).
Полимери принадлежат такива вещества, молекулите на които се състоят от повтарящи се единици, и броя на единиците е голям и неопределен. Какво означава това за неопределено време? Това означава, че в една молекула може да бъде три хиляди, а в другата - три хиляди и петстотин, а третият - два и половина хиляди. Като цяло, броят на единици в молекулите на такъв полимер ще бъде около три хиляди.
Полимери, известни днес в изобилие. Те могат да бъдат разделени на три класа: естествени полимери (получени от естествени продукти), изкуствени (т.е. получени от влиянието на някои химически reagenov на естествени полимери), и накрая, синтетични (получен от химически завод на веществата с малка молекулна маса, наречена мономери, молекулите на които са единици на полимерните вериги). Природните и синтетични полимери могат да имат приблизително същата структура. Следователно синтетични материали често имат свойства, подобни на свойствата на естествени полимери.
В рамките на всеки от тези класове полимери могат да бъдат класифицирани в съответствие с различни критерии - например, разделена на пластмаси, влакна, филми. Материалите могат да бъдат отнесени към конкретен подраздел, в зависимост от стабилността на, например, да се нагрява или киселини. Тук ние се постави основата на химическата структура на класификацията, rassortiruem известни полимери, в съответствие с реда, от които са изградени групи веригите полимерни.
Най-проста структура полимери. принадлежащ към класа на така наречените въглерод-верижни съединения - верига скелет на молекули съставени само от въглеродни атоми, и тези, свързани само с водород или отново с въглеродните атоми. Това са полиетилен и полипропилен.
(Забележка характеристиките на химически формули, посочващи полимери: в скоби показва структурата на елементарен връзка на полимерната верига, и индексът изразява последователно повторение на тази група в полимерната молекула.)
Полиетиленови се използва широко в ежедневието - да става ясно, белезникав филм, той отива за производството на изолационни материали за безжични устройства, те са импрегнирани книжна салфетка. Полипропилен направи много силен влакна. При нормална температура, тези материали не са разтворими във всички разтворители, но трябва да ги потапя във въглероден тетрахлорид или толуен и повишава до 80 ° С температура, те започват да набъбват и след това се разтваря.
Полиетилен лесно се отличават от други полимерни материали. Прехвърля се с пипета парче от пластмасов филм с пламъка на газова горелка. Полиетилен топи, ще излязат на капки, след което първото синьо, след жълт пламък. В същото време ще усетите миризмата на парафин. Това не е изненадващо - полиетилен и парафин имат един и същ състав.
Ако етилен е един от водородните атоми е заместен с фенилов пръстен, получаване на стирен, който лесно се полимеризира в полистирол. Този полимер се използва като изолационен материал, е направен в лека пяна. Стиропорът омекна, когато се нагряват вече до 80 ° C. Ако парче стиропор да донесе на пламъка или мачове, той бързо се запали и ще изгори жълт опушен пламък, чрез разпределяне на един чифт с характерен мирис сладък.
Загрейте тръба в една малка част от полистирол в пламъка на горелката. Stand тежки бели двойки - полимер деполимеризация възниква и образува стирен.
Дългите полиетилен верига някои водородните атоми могат да бъдат заменени с халогенни атоми, кислород, азот, и получаване на нови полимери с ценни свойства. Но замени podorodnye атоми директно в полиетилен - това е много трудно, ако не и невъзможно изобщо. Получава друг начин - да замести един или повече водородни атоми в етилен, и след това заместване полимеризиран продукт.
Това е най-лесният вариант: етилен заместен при водороден атом и хлор като по този начин подлагане винилхлорид полимеризация. Резултатът е поливинилхлорид, много широко използван като изолатор на електрически проводници.
Поливинил хлорид се разтваря в ацетон, хлороформ и етил ацетат, за предпочитане той е разтворим в ацетон и бензол. Разграничаване PVC от други полимери трудно. Калциниран в газова горелка меден проводник, горещата жица докоснете неизвестен полимерен материал и след това попълнете жицата в пламъка. В присъствието на хлор пламък светне зелено. Така че се занимават с поливинилхлорид (или съполимер, който е със съединение чиито молекули съдържат дълги парчета от PVC, например, поливинил ацетат, полиакрилонитрил). Пламъкът изгаря поливинилхлорид, но трудно, пламъкът има зеленикав оттенък.
Много ценен полимеризация продукт напълно флуориран етилен - политетрафлуоретилен, или както често се нарича, тефлон. Тя е бяла, нищо разтворим полимер, това не променя по време на охлаждане до -100 ° С или се нагрява до + 250 ° С действието на солна, сярна или азотна киселина не води до унищожаване на тефлон. Той се използва в електрически и радиотехниката, тя се използва за химически устойчиви тръби и помпи, се получава от тях и влакна. Лесно е да се разграничи политетрафлуоретилен на почти бял цвят, тя се чувства "мазнини".
Ако прозрачен пластмасов филм за гледане на дълго разстояние, изглежда мътна. Но ако във веригата на полиетилен заменя при всеки въглероден атом с водород, а другият метил СН3 - СООСН3 на естерна група. Получават се силно прозрачен полимер. PMMA - е твърде запознат органично стъкло. Този полимер е лесно разтворим в ацетон, хлороформ, етил ацетат (проверка, като опит с една малка част от плексиглас).
Забележка: До сега са се говори за полимери, чиито молекули са изградени от дълги вериги от въглеродни атома, свързани с единични връзки и поддържащи една или друга група. Сега запознае с полимери на по-сложна структура.
Tide ин витро или долната част на стъклото, за да кристален фенол (това се нарича също карболовата киселина, то за една чаена лъжичка вземат) от разтвор на формалдехид във вода (така наречения 40 процент формалин, да го за една чаена лъжичка). Сместа се разбърква и се добавя към него пръчка няколко капки концентрирана солна киселина, и след това веднага се потапя тръба в студена вода. (Тук е необходимо да се обърне внимание, че всички използвани в този експеримент, веществото е много агресивен, за да работи с тях трябва да се носят гумени ръкавици, както и във всеки случай, не се вдишва дима формалин!) След няколко секунди се потопите в епруветката, плот от стъкло или пръчка и ход остана буца вискозен флуид в друга тръба - с алкохол. Полученият полимер се разтваря в алкохол.
Какъв вид полимер? Под действието на киселина формалдехид СН2 О замества водородни атоми в фенол, образуващи дълги вериги. Премахване на флакона от студена вода и се прехвърля в съд с вряща вода. сте получили няколко минути по-късно на полимера става твърд, трябва да се прекъсне една тръба, за да вземе парче дъвка. Опитайте се да се разтвори в алкохол - това не е разтворим. Какво се случи?
взаимодействие на фенол с формалдехид, отиде по-далеч, формалдехид молекула започва да шият взаимно дълги нанизи от резол и получаване на resite пространствена решетка. Сега молекула разтворител не може да единична полимерна молекула от друга нишка, защото полимер и не преминава в разтвор. Така имаш фенол-формалдехидна смола, която е много широко използвани за производството на електрически изолационни материали, пластмаса, пластмаса, бутони, както и много други продукти.
Нека се обърнем към geterotseptornym полимери. т.е. такива молекули, в която преждата, освен въглеродни атоми включват кислород, азот и други елементи. Три geterotseptornyh полимер, от който са направени влакната, са известни. Това найлон, найлон и полиестер. Първите две полимери са базирани на структурата на амида (за това се характеризира с група - CONH-). Полиестер - този естер (тук характерна черта - група -СОО-).
Отпипетират се факел пламък парче тъкан от полиамид влакна. Тема топи и започва да капе ще текат. Имайте предвид, характерен мирис. След известно време на тъканта ще остане кафяво-черна твърда маса. Полиамидно влакно се разтваря в ледена оцетна киселина при загряване. Полиестерни влакна в пламъка на горелката бавно гори с жълт пламък кафяви дим и сажди. За разлика от полиестер Полиамидно влакно не се разтваря в кипящ концентрирана солна киселина, но разтворима в концентрирана азотна киселина при кипене. На това основание могат да бъдат идентифицирани влакна.
Чрез geterotseptnym включват полимери и естествени влакна - вълна, коприна, лен и памук. Вълна и коприна са съставени от протеини (протеин, който е известно, че се състои от аминокиселини). Така, shelk- вата и полиамидни влакна. Съставът включва вълна кератин протеин, съдържащ много сяра. Но протеини, съставляващи коприна, не съдържат сяра. Поради това, че не е трудно да се разграничат от коприна вълна миризма, ако се направи тест на фибри в пламъка на газова горелка. Вълна гори с по-ясно изразен неприятна миризма на опърлена коса.
Лен и памук, както и хартия, състоящ се от целулоза. Ето защо, те изгарят с мирис на изгоряла хартия. Целулозата е същото - е полизахарид: повтарящ много пъти в молекулата си, шест-членен пръстен с отличителен добавки типичните сортове захар.
Естествен полизахарид - памук, - че е лесно да химически лечение, променя и получаване изкуствени продукти. За тази цел, на първо място в бехерова чаша потопен в съд на студена вода в концентрирана азотна киселина е много предпазливо се добавя малко концентрирана сярна киселина. Имаш нитриране смес. Потапя в смес парче памук размер на орех в продължение на 2-3 минути (не повече). Mesh парче от стъклена вата пръчка и я поставете под струя течаща вода. След няколко минути изстискайте памук, тя се разпространи върху лист попивателна хартия и изсъхнат на въздух.
Какво се случва с целулозата под действието на смес нитриращ? Виж формула маса - всеки шест-членен единица има три хидроксилни групи ОН. С азотна киселина, тези групи образуват естер C-0N02. Лечение на целулозни 2-3 минути, можете да изведе във всеки пръстен само две нитро групи и получаване на така наречените целулоза динитрат. Той може да извършва интересни експерименти. След динитрат сухо, разтваря се в смес от етер и алкохол (около 2: 1 съотношение; Be много внимателно с етер - че е лесно да се запалят!). Имаш вискозен разтвор, наречен колодиум, и се използват за изолиране на капачки за бутилки от различни вещества. За тази корк на кръстопътя с колбата покрити с колодий и се оставя разтворът да се изпари. Подходящ за използване колодий и за уплътняване на малки рани по кожата.
В друг експеримент, разтвор на камфор в алкохол (продава може да се използва във фармацията камфор алкохол), добавя се малко целулоза динитрат навлажнено с алкохол. Получената маса се разбърква старателно и равномерно се разпространява върху металния лист. След известно време, алкохолът ще се изпари, оставяйки филм, наречен целулоид.
целулозни нитрати се използват за производството на филми, покрития и пластмаси. могат да бъдат използвани Вместо азотна оцетна киселина: в този случай, целулозен ацетат, които отиват за производство негорим филм, целулозни ацетатни влакна, т.е. синтетични целулозни материали.
Р по химия G. Shulpin.
Свързани статии