§27 Полимеры
Вопросы перед параграфом
Задание №1
Что такое полимеры?
Ответ
Полимер − это вещество, которое состоит из большого числа молекул. Эти молекулы связаны между собой в звенья. Молекулы полимеров очень длинные, причём, в отличие от молекул других веществ, они состоят из отдельных фрагментов, которые повторяются сотни тысяч раз.
Задание №2
Какими общими свойствами они обладают?
Ответ
Общие свойства полимеров: маленькая плотность, высокая прочность и эластичность, газо− и водонепроницаемость, низкая теплопроводность, высокая химическая стойкость, легкость механической обработки, способность склеиваться и свариваться, низкая теплостойкость, низкая твердость, высокое тепловое расширение, повышенная ползучесть, относительно быстрое старение, горючесть.
Задание №3
В чём недостатки полимерных материалов?
Ответ
Недостатки полимерных материалов:
1. Любой вид полимеров изменяет форму в большей или меньшей степени, при повышении температуры и нагрузки. Текучесть обусловлена малой жесткостью и пластичностью основы.
2. Небольшой диапазон рабочих температур пластика требует избирательного применения материалов.
3. Низкая теплопроводность полимеров в конструкциях зданий и сооружений плюс, а в промышленных деталях плохой отвод тепла ограничивает применение пластика.
4. Старение – свойство всех пластмасс. Они разрушаются от воздействия климатических и производственных факторов. Как следствие, возникает вопрос утилизации отходов. Состав теряет технологические свойства, но не разлагается, как натуральные материалы.
5. Полимеры в закрытом помещении, выделяют летучие компоненты. Наибольший вред приносят строительные материалы для внутренней отделки. Все полимеры опасны при пожаре. Даже не поддерживая горения, составы выделяют токсины, приводящие к отравлению дымом.
(стр.173)
Задание №1
Изучите маркировку на изделиях из пластика, которыми вы пользуетесь в быту, и, пользуясь рисунком 140, сделайте вывод, из каких полимерных материалов они сделаны.
Ответ
Большинство изделий (бутылки, контейнеры, баночки для таблеток, упаковки от уходовой косметики и т.д.) сделаны из полиэтилентерефталата (01) и полиэтилена низкой плотности (04), так же встречаются полиэтилен выской плотности (02), полипропилен (05) и прочие виды пластика (07).
Рис.140. Маркировка пластиков
§27. проблемный вопрос
Задание №1
Металлы и полимеры − самые необходимые для человечества материалы. Сравните их между собой: какие у них есть преимущества и недостатки.
Ответ
Металлы Полимеры
Преимущества 1. Прочность и надежность. Из−за своих физических свойств он способен выдерживать большие нагрузки. Поэтому его применяют при создании различных конструкций, оборудования и машин. 2. Универсальность. С металлом можно совершать множество операций и придавать ему различную форму за очень короткое время при минимуме усилий. 3. Цена. Еще одно достоинство металла. Этот материал стоит гораздо меньше других, что позволяет закупать больший объем продукции. 4. Сочетание с другими материалами. Металл в этом плане уникален. Его можно совмещать почти с чем угодно и при этом получаются великолепные изделия высокого качества. 1. Неограниченная сырьевая база для их производства, постоянно пополняемая за счет синтеза новых полимеров с заранее заданными свойствами. 2. Невысокая полимероемкость, т.е. невысокий расход смол на единицу готовой продукции; простота переработки полимерных материалов в изделия любого (даже весьма сложного) профиля с образованием минимума отходов;способность полимеров образовывать тонкие прочные пленки; широкие технологические возможности получения материалов и изделий с заданными характеристиками, отвечающими функциональным, эксплуатационным, эстетическим и экономическим требованиям. 3. Ценный комплекс свойств: сочетание легкости и прочности, водо−, паро− и газонепроницаемость, химическая стойкость, электроизоляционные и диэлектрические свойства, эластичность, неподверженность коррозии и др.; способность принимать любую окраску и фактуру.
Недостатки 1. Склонность к коррозии. На большей части металлов может появиться ржавчина. Обычно она возникает со временем. При этом металл теряет свою прочность. Становится хрупким и ненадежным. 2. Дополнительные затраты. Они возникают в связи с тем, что металл требует покрытия специальными материалами. Это крайне необходимо. Ведь большая часть металлов склонна к коррозии и без дополнительной обработки их срок службы ограничен. 3. Вес. Металл является крайне тяжелым материалом. Поднять его довольно трудно. Иногда задействуется даже специальное оборудование, что может стать большим недостатком. 1. Любой вид полимеров изменяет форму в большей или меньшей степени при повышении температуры и нагрузки. 2. Текучесть обусловлена малой жесткостью и пластичностью основы. 3. Небольшой диапазон рабочих температур пластика требует избирательного применения материалов. 4. Низкая теплопроводность полимеров в конструкциях зданий и сооружений плюс, а в промышленных деталях плохой отвод тепла ограничивает применение пластика. 5. Старение – свойство всех пластмасс. Они разрушаются от воздействия климатических и производственных факторов. Как следствие, возникает вопрос утилизации отходов. Состав теряет технологические свойства, но не разлагается, как натуральные материалы. 6. Полимеры в закрытом помещении, выделяют летучие компоненты. Наибольший вред приносят строительные материалы для внутренней отделки. Все полимеры опасны при пожаре. Даже не поддерживая горения, составы выделяют токсины, приводящие к отравлению дымом.
§27. вопросы и задания
Задание №1
Какие вещества называют полимерами? Приведите примеры.
Ответ
Полимеры – длинные молекулы состоящие из повторяющихся фрагментов – мономеров.
Примеры: полиэтилен, полипропилен, тефлон.
Задание №2
Что такое эластомеры? Какое свойство материала называют эластичностью?
Ответ
Эластомеры – это материалы, которые обладают эластичностью – легко изменяют свою форму под внешним воздействием, а когда это воздействие прекращается, возвращаются к прежним размерам.
Задание №3
Приведите примеры природных волокон.
Ответ
К природным волокнам относятся: хлопок, пенька, лён, шерсть, натуральный шёлк.
Задание №4
Какие пластики вы знаете?
Ответ
Из пластиков делают мебель, упаковочные материалы, органические стёкла. Помимо уже упомянутого полиэтилена, в быту широко распространены изделия из полипропилена. Они более прочные, чем полиэтиленовые. Из полипропилена делают садовую мебель, упаковки для продуктов, коробки, ящики. Для остекления теплиц, крытых навесов в последние годы используют поликарбонаты. Посуду с антипригарным покрытием делают из политетрафторэтилена, который кратко называют тефлоном. Пластиковые бутылки изготавливают из полиэтилентерефталата.
Задание №5
Найдите в интернете информацию о свойствах полиэтилена, полипропилена, полиэтилентерефталата.
Ответ
Полиэтилен и полипропилен
Физические свойства. Полиэтилен значительно легче воды, его плотность примерно 0,92 г/$см^{3}$. Он эластичен, в тонком слое бесцветный, прозрачный, на ошупь несколько жирный, напоминающий парафин. Если кусочек полиэтилена нагреть, то уже при температуре 110°C он становится мягким и легко изменяет форму. При охлаждении полиэтилен затвердевает и сохраняет приданную ему форму. При очень сильном нагревании полиэтилен разлагается. Полипропилен (отдельные его виды) отличается от полиэтилена более высокой температурой плавления (плавится при температуре 160−180°С) и большей механической прочностью.
Химические свойства.
Полиэтилен и полипропилен обладают свойствами предельных углеводородов. При обычных условиях эти полимеры не реагируют ни с серной кислотой, ни со щелочами. Концентрированная азотная кислота разрушает полиэтилен, особенно при нагревании. Они не обесцвечивают бромную воду и раствор перманганата калия даже при нагревании.
Тефлон (политетрафторэтилен)
Прочное и химически очень стойкое вещество. Тефлон по химической устойчивости превосходит все металлы, даже золото и платину. Он выдерживает температуру до 260°C, не горит и является отличным диэлектриком. В быту очень популярна посуда с покрытием из тефлона – пища в такой посуде не пригорает.
Задание №6
Предыдущее
Объясните, с какой целью осуществляется раздельный сбор отходов из стекла, пластика, бумаги (см. рис. 141).
Рис. 141. Контейнер для раздельного сбора мусора
Ответ
Раздельный сбор отходов осуществляется с целью сократить общее загрязнение окружающей среды, в том числе сократить площадь мусорных полигонов.
