«Натуральный шёлк» - В странах Европы шёлк пользовался большим спросом и ценился очень дорого. Вопросы для закрепления. Коконы собирают и сортируют. Через две недели в коконе гусеница из куколки готова превратиться в мотылька. Шёлковые портьеры ХVIII век. Работа на ручном ткацком станке привлекает туристов. Эри – самый низкий по качеству шёлк.
«Получение ткани» - Производственные этапы изготовления ткани. Полотняное переплетение. Специальные отделки. Признаки нитей основы. Волшебный цветок. Прялка. Современный ткацкий станок. Ровничный цех. Ткацкое переплетение. Получение ткани. Выполнение макета полотняного переплетения. Прядильные машины. Попытки создания механических приспособлений для прядения.
«Природные и химические волокна» - Зависимость свойств волокон от их строения. Синтетические ткани получают из древесины. Натуральный шёлк. Конопля. Волокна в современном мире. Минеральное волокно. Классификация волокон. Пастижер. Экологические проблемы. Соревнование природы и химии. Получение капрона. Волокна, подаренные природой. Шерсть.
«Органическая шерсть» - Производство: LANAcare (Дания) для Organic & Natural™ Baby. Размеры: Рост 38, недоношенные, маловесные Рост 44, недоношенны, маловеныее Рост 50, 0-3 мес. Поглощает влагу. Рост 38, недоношенные, маловесные Рост 44, недоношенные, маловесные Рост 50, 0-3 мес. Рост 86, 1-2 года Комбинезон с капюшоном.
«Искусственные волокна» - Синтетические волокна. Схема получения ткани из химических волокон. Ацетатные ткани. Искусственные волокна. Свойства синтетических волокон. Ткани из искусственных волокон. Химические волокна. Стеклянные нити. Символы по уходу за изделиями. Технология производства химических волокон. Искусственные ткани.
«Натуральные волокна» - Основа. В прядильном цехе из ровницы вытягивают и скручивают нити. Ленточный цех. Лен и волокна льна волокна находится в стебле. Швейное материаловедение. Трепание льна. Челнок. На ткацкой фабрике из пряжи ткут ткань (суровье). Закончи предложение: Ровничный цех. Прядильный цех. Пряжа (нити). Лабораторная работа «изучение волокон хлопка».
Получение капрона Для получения капрона используются некоторые производные аминокислот, например капролактам (продукт внутримолекулярного взаимодействия карбоксильной группы и аминогруппы молекулы 6- аминогексановой кислоты). Капролактам в присутствии воды превращается в 6-аминогексановую кислоту, молекулы которой реагируют друг с другом: O H 2 N –CH 2 –(CH 2) 4 –C + H –N –CH 2 –(CH 2) 4 –C + … OH OH O H O H 2 N –(CH 2) 5 –C –N –(CH 2) 5 –C – … + nH 2 O
Физические и химические свойства Физические особенности: полимер представляет собой смолу – эластичный, термопластичный, износостойкий прозрачный материал; легко окрашивается красками для тканей; благодаря наличию многочисленных водородных связей между амидными группами соседних макромолекул обладает высокой прочностью; Химические особенности: при сильном нагревании плавится. При горении образует твердый блестящий шарик темного цвета, распространяя неприятный запах; В реакциях на продукты разложения образуются соединения, содержащие аминогруппы, которые окрашивают красную лакмусовую бумажку в синий цвет; Растворяется только в концентрированной HNO 3, H 2 SO 4 и в расплавленном феноле. Розовый капрон
Виды материалов на основе капрона и их применение Пропуская под давлением расплав капрона через фильеры с мельчайшими отверстиями, получают волокна, превосходящие по прочности натуральные. Из низ делают кордную ткань, с помощью которой изготавливают каркасы для авто- и авиапокрышек, рыболовные сети, капроновые нити (колготки, чулки, гольфы). Капроновые ткани устойчивы к истиранию и не мнутся при деформациях. Однако они разрушаются кислотами и не выдерживают высоких температур, поэтому их нельзя гладить горячим утюгом. Также из капрона получают капроновую смолу, из которой делают пластмассы. Она используется для изготовления различных деталей машин, шестерней, вкладышей для подшипников, которые обладают исключительно большой прочностью и износоустойчивостью. Трос буксировочный (авиац. капрон) Капрон 70%
Слайд 2
Определение полимеров
ПОЛИМЕРЫ (от поли... и греч. meros - доля, часть), вещества, молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся звеньев; молекулярная масса полимеров может изменяться от нескольких тысяч до многих миллионов. Термин «полимеры введен Й. Я. Берцелиусом в 1833.
Слайд 3
Классификация
По происхождению полимеры делят на природные, или биополимеры (напр., белки, нуклеиновые кислоты, натуральный каучук), и синтетические (напр., полиэтилен, полиамиды, эпоксидные смолы), получаемые методами полимеризации и поликонденсации. По форме молекул различают линейные, разветвленные и сетчатые полимеры, по природе - органические, элементоорганические, неорганические полимеры.
Слайд 4
Строение
ПОЛИМЕРЫ - вещества, молекулы которых состоят из большого числа структурно повторяющихся звеньев - мономеров. Молекулярная масса полимеров достигает 10 6, а геометрические размеры молекул могут быть настолько велики, что растворы этих веществ по свойствам приближаются к коллоидным системам.
Слайд 5
По строению макромолекулы подразделяются на линейные, схематически обозначаемые -А-А-А-А-А-, (например, каучук натуральный); разветвленные, имеющие боковые ответвления (например, амилопектин); и сетчатые или сшитые, если соседние макромолекулы соединены поперечными химическими связями (например, отвержденные эпоксидные смолы). Сильно сшитые полимеры нерастворимы, неплавки и неспособны к высокоэластическим деформациям.
Слайд 6
Реакция полимеризации
Реакцию образования полимера из мономера называют полимеризацией. В процессе полимеризации вещество может переходить из газообразного или жидкого состояния в состояние весьма густой жидкости или твердое. Реакция полимеризации не сопровождается отщеплением каких-либо низкомолекулярных побочных продуктов. При полимеризации полимер и мономер характеризуются одинаковым элементным составом.
Слайд 7
Получение полипропилена
n СН2 = СН → (- СН2 – СН-)n || СН3 СН3 пропилен полипропилен Выражение в скобках называют Структурным звеном, а число n в формуле полимера – степенью полимеризации.
Слайд 8
Реакция поликонденсации
Помимо реакции полимеризации полимеры можно получить поликонденсацией - реакцией, при которой происходит перегруппировка атомов полимеров и выделение из сферы реакции воды или других низкомолекулярных веществ.
Слайд 9
Получение крахмала или целлюлозы
nС6Н12О6 → (- С6Н10О5 -)n + Н2О глюкоза полисахарид
Слайд 10
Классификация
Полимеры линейные и разветвленные образуют класс термопластических полимеров или термопластов, а пространственные - класс термореактивных полимеров или реактопластов.
Слайд 11
Применение
Благодаря механической прочности, эластичности, электроизоляционным и другим свойствам изделия из полимеров применяют в различных отраслях промышленности и в быту. Основные типы полимерных материалов - пластические массы, резины, волокна, лаки, краски, клеи, ионообменные смолы. В технике полимеры нашли широкое применение в качестве электроизоляционных и конструкционных материалов. Полимеры – хорошие электроизоляторы, широко используются в производстве разнообразных по конструкции и назначению электрических конденсаторов, проводов, кабелей, На основе полимеров получены материалы, обладающие полупроводниковыми и магнитными свойствами. Значение биополимеров определяется тем, что они составляют основу всех живых организмов и участвуют практически во всех процессах жизнедеятельности.
Температура плавления 210–260 °С; Нейлон-6,6 разрушается сильными кислотами, но устойчив к щелочам. Он также устойчив к большинству органических растворителей, но может быть растворён в муравьиной кислоте или феноле. Восприимчив к действию ультрафиолета. Если намочить нейлон то он потеряет от 7 до 20%своей прочности Прочность не уменьшается при низких температурах до -40°C Молекулярная масса 8–40 тыс. Плотность 1010–1140 кг/м3 Физические свойства
Нейлон-66 синтезируется поликонденсацией адипиновой кислоты и гексаметилендиамина. Для получения полимера с максимальной молекулярной массой, используется соль адипиновой кислоты и гексаметилендиамина (АГ-соль): Синтез найлона-6 (капрона) из капролактама проводится гидролитической полимеризацией капролактама по механизму «раскрытие цикла присоединение»: Химические свойства
Текстильная промышленность- женские чулки, куртки, носки, зонты, свадебные вуали, спортивный инвентарь,ковровые покрытия, веревки, для производства трикотажа, для создания парашютов, бронежилетов, военной формы, спасательных жилетов. Автомобильная промышленность- Колпаки автомобильных колес. Корпус зеркала заднего вида. Кожухи вентиляторов. Подогреватель воды омывателя ветрового стекла. Кожухи подвесных моторов. Бачки радиаторов. Крышки головки блока цилиндров … Приборостроение- Стойки, заклепки, загушки, винты, кнопки, втулки, шайбы. Скобы, хомуты, держатели, стяжки для крепления проводов и кабелей. Медицина- зубное протезирование, для регенерации и замены кости Машиностроение- создания литейных форм Электропромышленность- Полимерные батареи Используется также в 3D печатание Из нейлона делают оправы для очков, рыболовные сети, струны для гитары Применение
Преимущества и недостатки *Отличные противоударные свойства. *Хорошие механические свойства. Эластичность полиамида-6,6 выше, чем у ацетата целлюлозы, он меньше снашивается и на 15% легче его. *Его прозрачность позволяет добиться особого блеска и оригинальных цветовых эффектов. *отличается мягкостью и легкостью *Тенденция к высыханию, вследствие чего материал становится хрупким. *Ограниченные возможности окрашивания в массе. *Чувствительность к воздействию ультрафиолетового излучения (желтеет).
Название этого материала - состоит из двух слов: N.Y. (Нью-Йорк) и Lon (Лондон). Впервые произведен 28 февраля 1935 года Уоллисом Каразесом в Дюпонте. Нейлон первое синтетическое волокно, которое было сделано полностью из угля, воды и воздуха. Известные производители- «Honeywell Nylon Inc», «Invista», «Wellman Inc»,«Dupont» Зубные щётки из нейлона - это как напильник, который стирает эмаль и портит десны и не только. Это интересно
Полиамиды - высокомолекулярные соединения, относящиеся к гетероцепным полимерам, в основной цепи которых содержатся амидные связи, посредством которых соединены между собой мономерные остатки. Примером полиамидов является найлон. Поэтому рассмотрим полиамиды на примерах полимерах и найлона.
Полимеры
Полимеры - химические соединения с высокой мол. массой (от нескольких тысяч до многих миллионов), молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся группировок (мономерных звеньев). Атомы, входящие в состав макромолекул, соединены друг с другом силами главных и (или) координационных валентностей.
Классификация полимеров
По происхождению полимеры делятся на природные (биополимеры), например белки, нуклеиновые кислоты, смолы природные, и синтетические, например полиэтилен, полипропилен, феноло-формальдегидные смолы. Атомы или атомные группы могут располагаться в макромолекуле в виде: открытой цепи или вытянутой в линию последовательности циклов (линейные полимеры, например каучук натуральный); цепи с разветвлением (разветвленные полимеры, например амилопектин), трехмерной сетки (сшитые полимеры, например отверждённые эпоксидные смолы). Полимеры, молекулы которых состоят из одинаковых мономерных звеньев, называются гомополимерами (например поливинилхлорид, поликапроамид, целлюлоза).
Макромолекулы одного и того же химического состава могут быть построены из звеньев различной пространственной конфигурации. Если макромолекулы состоят из одинаковых стереоизомеров или из различных стереоизомеров, чередующихся в цепи в определенной периодичности, полимеры называются стереорегулярными.
Полимеры, макромолекулы которых содержат несколько типов мономерных звеньев, называются сополимерами. Сополимеры, в которых звенья каждого типа образуют достаточно длинные непрерывные последовательности, сменяющие друг друга в пределах макромолекулы, называются блоксополимерами. К внутренним (неконцевым) звеньям макромолекулы одного химического строения могут быть присоединены одна или несколько цепей другого строения. Такие сополимеры называются привитыми.
Полимеры, в которых каждый или некоторые стереоизомеры звена образуют достаточно длинные непрерывные последовательности, сменяющие друг друга в пределах одной макромолекулы, называются стереоблоксополимерами. В зависимости от состава основной (главной) цепи полимеры, делят на: гетероцепные, в основной цепи которых содержатся атомы различных элементов, чаще всего углерода, азота, кремния, фосфора, и гомоцепные, основные цепи которых построены из одинаковых атомов. Из гомоцепных полимеров наиболее распространены карбоцепные полимеры, главные цепи которых состоят только из атомов углерода, например полиэтилен, полиметилметакрилат, политетрафторзтилен. Примеры гетероцепных полимеров - полиэфиры (полиэтилентерефталат, поликарбонаты), полиамиды, мочевино-формальдегидные смолы, белки, некоторые кремнийорганические полимеры. Полимеры, макромолекулы которых наряду с углеводородными группами содержат атомы неорганогенных элементов, называются элементоорганическими. Отдельную группу полимеров образуют неорганические полимеры, например пластическая сера, полифосфонитрилхлорид.
Свойства и важнейшие характеристики полимеров
Линейные полимеры обладают специфическим комплексом физико-химических и механических свойств. Важнейшие из этих свойств: способность образовывать высокопрочные анизотропные высокоориентированные волокна и пленки, способность к большим, длительно развивающимся обратимым деформациям; способность в высокоэластичном состоянии набухать перед растворением; высокая вязкость растворов. Этот комплекс свойств обусловлен высокой молекулярной массой, цепным строением, а также гибкостью макромолекул. При переходе от линейных цепей к разветвленным, редким трехмерным сеткам и, наконец, к густым сетчатым структурам этот комплекс свойств становится всё менее выраженным. Сильно сшитые полимеры нерастворимы, неплавки и неспособны к высокоэластичным деформациям.
Полимеры могут существовать в кристаллическом и аморфном состояниях. Необходимое условие кристаллизации - регулярность достаточно длинных участков макромолекулы. В кристаллических полимерах возможно возникновение разнообразных надмолекулярных структур (фибрилл, сферолитов, монокристаллов, тип которых во многом определяет свойства полимерного материала. Надмолекулярные структуры в незакристаллизованных (аморфных) полимерах менее выражены, чем в кристаллических.
Незакристаллизованные полимеры могут находиться в трех физических состояниях: стеклообразном, высокоэластичном и вязкотекучем. Полимеры с низкой (ниже комнатной) температурой перехода из стеклообразного в высокоэластичное состояние называются эластомерами, с высокой - пластиками. В зависимости от химического состава, строения и взаимного расположения макромолекул свойства полимеры могут меняться в очень широких пределах. Так, 1,4.-цисполибутадиен, построенный из гибких углеводородных цепей, при температуре около 20 °С - эластичный материал, который при температуре -60 °С переходит в стеклообразное состояние; полиметилметакрилат, построенный из более жестких цепей, при температуре около 20 °С - твердый стеклообразный продукт, переходящий в высокоэластичное состояние лишь при 100 °С. Целлюлоза - полимер с очень жесткими цепями, соединенными межмолекулярными водородными связями, вообще не может существовать в высокоэластичном состоянии до температуры ее разложения. Большие различия в свойствах полимеров могут наблюдаться даже в том случае, если различия в строении макромолекул на первый взгляд и невелики. Так, стереорегулярный полистирол - кристаллическое вещество с температурой плавления около 235 °С, а нестереорегулярный вообще не способен кристаллизоваться и размягчается при температуре около 80 °С.
Полимеры могут вступать в следующие основные типы реакций: образование химических связей между макромолекулами (так называемое сшивание), например при вулканизации каучуков, дублении кожи; распад макромолекул на отдельные, более короткие фрагменты, реакции боковых функциональных групп полимеров с низкомолекулярными веществами, не затрагивающие основную цепь (так называемые полимераналогичные превращения); внутримолекулярные реакции, протекающие между функциональными группами одной макромолекулы, например внутримолекулярная циклизация. Сшивание часто протекает одновременно с деструкцией. Примером полимераналогичных превращений может служить омыление поливтилацетата, приводящее к образованию поливинилового спирта. Скорость реакций полимеров с низкомолекулярными веществами часто лимитируется скоростью диффузии последних в фазу полимера. Наиболее явно это проявляется в случае сшитых полимеров. Скорость взаимодействия макромолекул с низкомолекулярными веществами часто существенно зависит от природы и расположения соседних звеньев относительно реагирующего звена. Это же относится и к внутримолекулярным реакциям между функциональными группами, принадлежащими одной цепи.
