Урок хімії Полімери 10 клас Учитель хімії Гранітненської ЗОШ І-ІІІ ст. Демешко І.І.

Поліетилен «Полі» - від грецького polys – «численний», «багато» «Полі» - від грецького polys – «численний», «багато» і грецького meros – «частина» і грецького meros – «частина» Полімери – речовини, макромолекули яких складаються з великої кількості ланок, що повторюються, сполучені одна з одною хімічними звязками. Полімери – речовини, макромолекули яких складаються з великої кількості ланок, що повторюються, сполучені одна з одною хімічними звязками. Молекулярна маса полімеру змінюється від декількох тисяч до декількох мільйонів Молекулярна маса полімеру змінюється від декількох тисяч до декількох мільйонів

Історія виникнення терміна полімер Термін «полімери» було введено в науку Йонесом Якобом Берцеліусом у 1833 році (Й.Я.Берцеліус ( ), шведський вчений і мінеролог, іноземний почесний член Петербургзської АН (1820)), для позначення особливого виду ізомерії, за якої речовини, що мають однаковий склад, мають різну молекулярну масу, наприклад, етилен і бутилен, кисень і озон. Таке визначення терміна не відповідає сучасним уявленням про полімери. «Істинні синтетичні полімери» на той час ще не були відомі. Ряд полімерів було отримано ще в першій половині XIX ст. Проте хіміки тоді, звісно, намагалися пригнітити полімеризацію і поліконденсацію, які призводили до «осмолення» продуктів основної хімічної реакції, тобто до утворення полімерів (і дотепер полімери часто називають «смолами»). Термін «полімери» було введено в науку Йонесом Якобом Берцеліусом у 1833 році (Й.Я.Берцеліус ( ), шведський вчений і мінеролог, іноземний почесний член Петербургзської АН (1820)), для позначення особливого виду ізомерії, за якої речовини, що мають однаковий склад, мають різну молекулярну масу, наприклад, етилен і бутилен, кисень і озон. Таке визначення терміна не відповідає сучасним уявленням про полімери. «Істинні синтетичні полімери» на той час ще не були відомі. Ряд полімерів було отримано ще в першій половині XIX ст. Проте хіміки тоді, звісно, намагалися пригнітити полімеризацію і поліконденсацію, які призводили до «осмолення» продуктів основної хімічної реакції, тобто до утворення полімерів (і дотепер полімери часто називають «смолами»).

Історічні відомості Перші згадки про синтетичні полімери відносяться у часі до 1838 р. (полівінілхло­рид) і 1839 р. (полістирол). Хімія полімерів виникла тільки зі створенням О.М. Бутлеровим теорії хімічної будови. Він вивчав зв'язок між будовою і відносною стійкістю молекул, що має місце у реакціях полімеризації. Перші згадки про синтетичні полімери відносяться у часі до 1838 р. (полівінілхло­рид) і 1839 р. (полістирол). Хімія полімерів виникла тільки зі створенням О.М. Бутлеровим теорії хімічної будови. Він вивчав зв'язок між будовою і відносною стійкістю молекул, що має місце у реакціях полімеризації. Поштовх до подальшого свого розвитку наука про полімери дістала головним чином завдяки інтенсивним пошукам способів син­тезу каучуку, які здійснювали найвидатніші вчені багатьох країн (Г.Бушарда, У.Тілден До Гаррієс, І.Л.Кондаков, С.В.Лебедєв тощо). В 30-х роках було доведено існування вільного радикального й іонного механізму полімеризації. Велика роль у формуванні уявлень про реакції поліконденсації відво­диться роботам І.Корозерса. Поштовх до подальшого свого розвитку наука про полімери дістала головним чином завдяки інтенсивним пошукам способів син­тезу каучуку, які здійснювали найвидатніші вчені багатьох країн (Г.Бушарда, У.Тілден До Гаррієс, І.Л.Кондаков, С.В.Лебедєв тощо). В 30-х роках було доведено існування вільного радикального й іонного механізму полімеризації. Велика роль у формуванні уявлень про реакції поліконденсації відво­диться роботам І.Корозерса. З початку 20-х років XX століття розви­ваються також теоретичні уявлення про бу­дову полімерів. Автором принципово нового уявлення про полімери як про речовини, що складаються з макромолекул, часточок над­звичайно великої молекулярної маси, був Г.Штаудінгер. Перемога ідей цього вченого примусила науковий світ розглядати поліме­ри як якісно новий об'єкт дослідження хімії і фізики. З початку 20-х років XX століття розви­ваються також теоретичні уявлення про бу­дову полімерів. Автором принципово нового уявлення про полімери як про речовини, що складаються з макромолекул, часточок над­звичайно великої молекулярної маси, був Г.Штаудінгер. Перемога ідей цього вченого примусила науковий світ розглядати поліме­ри як якісно новий об'єкт дослідження хімії і фізики.

Класифікація полімерів За походженням полімери поділяють на: природні (біополімери): білки, НК, каучук; природні (біополімери): білки, НК, каучук; синтетичні: синтетичні: поліетилен, поліпропілен, фенолформальдегідні смоли. поліетилен, поліпропілен, фенолформальдегідні смоли. За формою молекули полімерів бувають: ) лінійні: поліетилен, каучук натуральний; розгалужені: амілопектин, крохмаль; сітчасті: епоксидні смоли. За своєю природою полімери бувають: органічні; елементорганічні; неорганічні. Одержують полімери методом: полімеризації; поліконденсації.

Синтез полімерів СН 2 = СН 2 +СН 2 = СН 2 +СН 2 = СН 2 + … етилен етилен етилен етилен етилен етилен -СН 2 - СН СН 2 - СН СН 2 - СН 2 - +… (-СН 2 - СН 2 - )n поліетилен поліетилен nСН 2 = СН 2 (-СН 2 - СН 2 - )n nСН 2 = СН 2 (-СН 2 - СН 2 - )n етилен поліетилен етилен поліетилен

Реакція полімеризації (спрощений вигляд ) Мономер (НМР) Мономерна ланка nСН 2 = СН 2 ( – СН 2 – СН 2 – )n етиленполіетилен полімер (ВМР) ступінь полімеризації

Полімеризація Процес послідовного сполучення молекул низькомолекулярної речовини (НМР) з утворенням високомолекулярної (ВМР) називається полімеризацією. Процес послідовного сполучення молекул низькомолекулярної речовини (НМР) з утворенням високомолекулярної (ВМР) називається полімеризацією. nM Mn, nM Mn, де М – молекула мономеру (НМР), де М – молекула мономеру (НМР), Mn – молекула полімеру, Mn – молекула полімеру, n – число молекул мономеру, яке взяло участь у реакції. n – число молекул мономеру, яке взяло участь у реакції.

СТРУКТУРА ПОЛІМЕРІВ ААААА ААААА лінійна структура полімера лінійна структура полімера ААА АААААААААА розгалужена структура полімеру розгалужена структура полімеру

БУДОВА ПОЛІМЕРІВ Кристалічна будова Кристалічні полімери мають упорядковане (паралельне) розташування макромолекул Аморфна будова Аморфна будова характеризується відсутністю упорядкованості

Рівняння полімеризації бутену-1 СН 2 =СН + СН 2 =СН + СН 2 =СН + СН 2 =СН +… С 2 Н 5 С 2 Н 5 С 2 Н 5 С 2 Н 5 БУТЕН-1 БУТЕН-1 БУТЕН-1 БУТЕН-1 -СН 2 - СН- + - СН 2 -СН- + - СН 2 -СН- + - СН 2 -СН- +… С 2 Н 5 С 2 Н 5 С 2 Н 5 С 2 Н 5 (-CН 2 -СН-) n С 2 Н 5 ПОЛІБУТЕН-1 n СН 2 =СН ( -СН 2 - СН-)n С 2 Н 5 С 2 Н 5 БУТЕН-1 ПОЛІБУТЕН-1

Полімеризація бутену-2 СН = СН + СН = СН + СН = СН + СН = СН +… СН 3 СН 3 СН 3 СН 3 БУТЕН-2 БУТЕН-2 БУТЕН-2 БУТЕН-2 -СН – СН- + -СН – СН- + -СН – СН- + -СН – СН- +… СН 3 СН 3 СН 3 СН 3 СН 3 СН 3 СН 3 СН 3 (-СН – СН-) n СН 3 СН 3 ПОЛІБУТЕН-2 n СН = СН (-СН – СН-) n СН 3 СН 3 СН 3 СН 3 БУТЕН-2 ПОЛІБУТЕН-2

Полімеризація трифторхлоретилену CF 2 =CFCl + CF 2 =CFCl + Трифторхлоретилен трифторхлоретилен трифторхлоретилен трифторхлоретилен -CF 2 -CFCl- + -CF 2 -CFCl- + (-CF 2 -CFCl-) n політрифторхлоретилен n CF 2 =CFCl (-CF 2 -CFCl-) n трифторхлоретилен політрифторхлоретилен (тефлон)