- Современные технологии и применение
- Изобретение синтетических полимеров, виды и применение
- Виды полимеров и их свойства
- Недостатки полимеров
Немногие задумываются, что может быть общего у дерева, воздушного шара, ДНК и игрушки «Лизун»? Все это полимеры. Применение и роль этих уникальных в своем роде веществ в нашей жизни настолько велика, что без них не было бы современной цивилизации.
Что же такое - полимеры? Это большие молекулы, которые состоят из более мелких молекул - мономеров, которые спаяны друг с другом прочными ковалентными связями. Одни - представляют собой цепь одного многократно повторяющегося мономера, другие – нескольких. Полимеры белков являются строительным материалом для всего живого.
Современные технологии и применение
Полимерные материалы благодаря их полезным свойствам получили огромное распространение в современных технологиях. Где применяются полимеры? Например, всем знаком тефлон, применяемый в качестве покрытия в сковородках или кевлар - это настолько прочный полимер, что из него получаются легкие бронежилеты, которые гораздо крепче, чем стальные.
Получили свое применение полимеры и в самолетостроении, так как они очень легкие и прочные. Из этих материалов изготавливаются различные детали воздушных судов. Проводящие полимеры – создаются путем дапирования полимера атомами щелочного металла, которые делают его металлическим.
Полимеры характеризуются колоссальной механической прочностью и гибкостью. Это обусловлено гибкостью их сочленений внутри полимерной цепи. Известно, что пластик хорошо гнется и такое свойство дает возможность использовать его в электронике (в мобильных телефонах многие детали сделаны из пластика).
Эти материалы составляют основу искусственных тканей (например, нейлона), пластмасс и резины. Все искусственные полимеры делают из нефти. Для этого используются следующие химические реакции:
- присоединения;
- конденсации.
Смотрите видео о том, что такое полимеры.
Реакция присоединения отличается простотой: свободный радикал или частица, содержащая не спаренный электрон, разрывает связь в цепочке мономеров и создает активный центр, который присоединяет к себе новый мономер. Таким образом, выстраивается новая цепочка полимера. Во время химической реакции, называемой конденсацией, высвобождаются молекулы воды.
Изобретение синтетических полимеров, виды и применение
Первые синтетические полимеры были получены случайно, как побочный эффект ряда химических реакций. Вначале польза новых веществ была неочевидна, и их выбрасывали в утиль до тех пор, пока химик Лео Бакеланд не изобрел пластмассу. Этот материал при воздействии высоких температур может принять любую форму, поэтому из него стали изготавливать корпуса телефонов, детские игрушки и электрические изоляторы. Вначале новое вещество было названо в честь его изобретателя - «бакелит», и с этого впечатляющего открытия началось бурное развитие индустрии пластмасс и полимеров.
Другой знаменитый полимер, из которого сделана игрушка «Лизун», также был открыт совершенно случайно. Во время второй мировой войны армия Соединенных Штатов Америки остро нуждалась в синтетической резине. Группа химиков «Дженерал электрик» в ходе неудачного эксперимента получила пластичное вещество, похожее на мастику. Новое вещество не годилось в качестве резины, но зато обладало исключительной упругостью. Вскоре из него стали производить известную на весь мир игрушку.
Виды полимеров и их свойства
На сегодняшний день создано множество видов полимеров, которые используются в качестве основных конструкционных материалов и заменителей редких металлов.
Читайте об особенностях гетероциклических соединений.
А также о расчете плотности тела и формула расчета массы тела.
Они обладают большим количеством полезных свойств:
- Гибкость.
- Прочность.
- Устойчивость к агрессивным химическим веществам.
- Легкость.
- Антикоррозийность.
Какими бывают полимеры? Различают полимеры термопластичные и термореактивные. У этих веществ разная форма и структура молекул, поэтому термопластичные полимеры можно подвергать нагреву и обработке многократно, а термореактивные – только один раз.
Эти синтетические материалы широко применяются в промышленности и в быту, поэтому различные виды полимеров и их свойства знакомы каждому человеку с детства:
- полиэтилен (высокого давления) – материал, с которым люди сталкиваются ежедневно. Он прекрасный диэлектрик, отличается устойчивостью к агрессивной среде. Из полиэтилена изготавливают трубы, различные емкости (канистры), пакеты, шампуни, тонкие детали;
- полиэтилен (низкого давления) – это безопасный материал для пластиковых упаковок, пищевых контейнеров, бутылок;
- полистирол – вещество-основа для точных приборов, упаковочной пленки, нитей. К его полезным свойствам можно отнести: прозрачность, водо- и морозостойкость, диэлектричность. Минусы: горючесть, хрупкость, низкая теплопроводность;
- поливинилхлорид – самое опасное синтетическое вещество, из которого производят многие бытовые предметы. В перечень входят: банки для сыпучих, окна ПВХ, напольные покрытия, мебель для сада, кухонные клеенки, шторы для ванны, пленки для натяжных потолков и различные детские игрушки. Материал отличается повышенной канцерогенностью, поэтому рекомендуется сократить его использование.
К отдельному, очень распространенному виду полимеров можно отнести пластмассу. Это соединение полимера с разного рода веществами: красителями, отвердителями, стабилизаторами, пластификаторами и так далее.
Недостатки полимеров
Основной минус производства полимеров в том, что отходы из них, отправляемые на свалки и в мировой океан, очень токсичны и способны вызывать серьезные заболевания, в том числе рак. Например, опасны продукты разложения полистерола, пластмасс, полиэтилена и поливинилхлорида. Эти материалы созданы как долговечные, герметичные и прочные, поэтому срок их разложения в природе очень долгий. Некоторые из подобных материалов не разлагаются, а лишь дробятся на мелкие частицы, которые попадают в организм животных и морских обитателей, а с ним – к человеку в пищу.
Как вы считаете, изобретение синтетических полимеров - огромный шаг к развитию человечества? Оставьте свое мнение в комментариях. А также смотрите документальных фильм о полимерах.
