Transcript Polimery
Slide 1
Polimery
Slide 2
Spis treści
Polimery
Proces polimeryzacji
Przykładowe polimery
Slide 3
Polimery, to substancje o cząsteczkach
zbudowanych z powtarzających się
elementów ("merów"), przy czym mogą to
być elementy (monomery) identyczne, np.
grupy etylenowe w polietylenie, lub różne
(najczęściej dwa, trzy) jak w przypadku
poliamidów powstających przez
kondensację kwasów dikarboksylowych z
diaminami. W przypadku polimerów
wytworzonych z niejednakowych
monomerów mówimy o kopolimerach.
Slide 4
Polimery
Najprostsze polimery określamy precyzyjnie,
podając ilość merów wchodzących w ich skład dimer, trimer, tetramer, itd., polimery o niskim
stopniu polimeryzacji, ale nie określonym ściśle
nazywamy oligomerami.
Polimery naturalne, występujące w przyrodzie,
to przede wszystkim skrobia, celuloza i inne
policukry, oraz polipeptydy
i białka. Gospodarczo ważnym polimerem
pochodzenia naturalnego jest kauczuk.
Slide 5
Polimery
Sztucznie otrzymywane polimery określamy najczęściej
wspólną nazwą - tworzywa sztuczne, lub popularnie plastiki. Właściwości otrzymanych tworzyw mogą
znacznie różnić się między sobą, szczególnie
właściwościami fizycznymi, nawet jeśli do polimeryzacji
użyliśmy tych samych substratów. Wiele cech
otrzymanego poprzez polimeryzację materiału zależy od
stopnia polimeryzacji (wielkości cząsteczki polimeru) oraz
jego przestrzennej budowy. Innymi właściwościami
będzie charakteryzował się polimer otrzymany w postaci
długich łańcuchów złożonych z poszczególnych merów, a
innymi usieciowioną cząsteczka, zbudowana z tych
samych i w takiej samej ilości użytych merów, lecz
inaczej ze sobą połączonych.
Slide 6
Polimery
Surowy polimer często poddawany jest dalszej
obróbce, polegającej na dodaniu doń
uszlachetniających dodatków, plastyfikatorów,
barwników itp. w celu polepszenia jego
pożądanych cech. Na przykład, w przypadku
kauczuku takim uszlachetniającym zabiegiem
jest proces wulkanizacji, prowadzący do
poprzecznego łączenia polimerowych łańcuchów
w sieć, w celu zwiększenia elastyczności
(otrzymywanie gumy).
Slide 7
Proces Polimeryzacji
Sam proces polimeryzacji
może przebiegać jako
proces o charakterze
rodnikowym - wiązania
typu p w cząsteczkach
monomerów "pękają" i
łącząc się z analogicznymi
wiązaniami innych
cząsteczek tworzą
struktury polimeryczne,
makrocząsteczki.
Oczywiście reakcję
łańcuchową musi
zapoczątkować powstanie
rodnika .
Slide 8
Proces Polimeryzacji
Może też być to reakcja polikondensacji - kiedy
cząsteczki monomeru łączą się ze sobą w
elementarnych reakcjach kondensacji.
Slide 9
Przykładowe polimery
Polichlorek winylu
Polistyren
Polietylen
Poliakrylonitryl
Poliamid
Bakelit
Polietylenoglikol
Teflon
Polimetakrylan metylu
Poliuretany
Poliestry
Sylikony
Polieterimid
Polioksymetylen
Slide 10
Polichlorek winylu
Właściwości:
niepalny, odporny na
chemikalia nieorganiczne,
w organicznych
rozpuszczalnikach
pęcznieje. Otrzymywany
w formie twardego
materiału do wyrobu rur,
naczyń, opakowań
(winidur), lub w formie
uplastycznionej do
wyrobu folii, węży itp.
Monomer
Slide 11
Polichlorek winylu
Próbki twardego polichlorku winylu po wyjęciu z
płomienia natychmiast gasną, próbki natomiast
zawierające dużą ilość zmiękczacza mogą się nadal palić.
Podczas palenia się próbki polichlorku winylu wydziela
się chlorowodór o charakterystycznym zapachu.
Zidentyfikować go można za pomocą papierka
wskaźnikowego uniwersalnego, który należy zwilżyć
wodą i trzymać nad próbką tworzywa włożoną do
palnika. Wydzielający się chlorowodór pod wpływem
wody tworzy kwas solny, który zabarwia papierek
wskaźnikowy na kolor czerwony.
Innym sposobem jest próba Deilsteina. W płomieniu
palnika wypraża się siatkę lub drucik miedziany.
Następnie na siatce miedzianej umieszcza się próbkę
tworzywa i wkłada do płomienia. Zielona lub
niebieskozielona barwa płomienia świadczy o obecności
chlorku w tworzywie.
Slide 12
Polistyren
Właściwości:
dielektryk, kruchy, rozpuszczalny
w węglowodorach, łatwo się
barwi. Do tworzyw
polistyrenowych zalicza się
polistyren niskoudarowy,
polistyreny wysokoudarowe typu
K lub G, zawierające dodatkowo
kauczuk, tworzywo ABS i inne.
Monomer
Slide 13
Polistyren
Charakterystyczną cechą tworzyw polistyrenowych jest
ich palność. Próbki polistyrenu włożone do płomienia
palnika topią się kapiąc i palą się kopcącym płomieniem,
a po zgaszeniu wyczuwa się charakterystyczny zapach
podobny do hiacyntów.
Polistyren i jego pochodne rozpuszczają się na zimno w
toluenie lub dichloroetanie. Podobne wyniki uzyskuje się
podczas palenia próbek niektórych gatunków kauczuku
syntetycznego i gumy, zawierających elementy
polistyrenowe, a także nietopliwej, nienasyconej żywicy
poliestrowej - usieciowanej za pomocą styrenu.
Slide 14
Polietylen
Stosowany w postaci plastycznej
(głównie folie) i sztywnej
(opakowania, naczynia).
Polietylen jest odporny na działanie
kwasów, zasad i roztworów soli, a
nieodpornym na działanie silnych
utleniaczy i stężonych kwasów:
siarkowego, azotowego i
chromowego. Właściwości
mechaniczne polietylenu poprawiają
się wraz ze zwiększeniem masy
cząsteczkowej.
Monomer
Slide 15
Polietylen
Polietylen jest stosunkowo miękkim tworzywem
uginającym się pod dotykiem paznokcia i mający
wygląd podobny do twardej parafiny. Próbka
polietylenu nie tonie w wodzie. Próbka
polietylenu włożona do płomienia palnika topi się
i pali. Po zgaszeniu wyczuwa się
charakterystyczny zapach parafiny. Dodatkową
identyfikacją polietylenu jest określenie jego
rozpuszczalności. Polietylen rozpuszcza się na
gorąco w tetrachlorku węgla, a po ochłodzeniu
wypada z powrotem z roztworu w postaci
proszku lub galaretowatej masy.
Slide 16
Poliakrylonitryl (anilana)
Cech charakterystyczną
Poliakrylonitrylu jest to, że
tworzy elastyczne włókna.
Monomer
Slide 17
Poliamid (nylon)
Właściwości:
duża sztywność, twardość,
trwałość oraz wytrzymałość
mechaniczna
dobra obrabialność
niska rozszerzalność cieplna
dobre właściwości ślizgowe odporność na ścieranie,
zdolność tłumienia drgań i
odporność na uderzenia
dobra odporność chemiczna na
oleje, tłuszcze, benzynę i wiele
rozpuszczalników
brak odporności na działanie
kwasów i zasad,
temperatura użytkowania od 40°C do 100°C
Monomer
Slide 18
Poliamid (nylon)
Wśród poliamidów rozróżnia się wiele gatunków, z
których w skali przemysłowej najczęściej są
wykorzystywane: PA6, PA66, PA11 i PA12. Różnice we
własnościach fizycznych wynikają głównie z różnych
typów struktury chemicznej oraz różnych typów budowy
łańcuchów cząsteczkowych
Poliamidy w płomieniu palnika topią się i palą. Po
zgaszeniu wyczuwa się charakterystyczny zapach
palonego białka. Ze stopionej powierzchni poliamidowej
próbki można za pomocą metalowej szpachelki
wyciągnąć nitki.
Dodatkową metodą identyfikacji poliamidów,
umożliwiającą odróżnienie ich od wszystkich innych
tworzyw, jest ich rozpuszczalność w kwasie mrówkowym.
Slide 19
Bakelit (żywica fenolowoformaldehydowa)
Właściwości:
Monomer
Jest produktem
polikondensacji fenolu z
formaldehydem (aldehyd
mrówkowy). Jest to materiał
kruchy, odporny na starzenie
cieplne, niepalny, o słabych
właściwościach
dielektrycznych. Używany jako
składnik tworzyw
termoutrwardzalnych.
Slide 20
Polietylenoglikol
Właściwości:
Wykorzystywany m. in. Do
produkcji podłoży maściowych.
Monomer
Slide 21
Teflon
Właściwości:
duża odporność na
wysokie temperatury i
uszkodzenia
mechaniczne, odporny
chemicznie, dielektryk
Monomer
Slide 22
Polimetakrylan metylu
Właściwości:
Znany również pod
nazwą szkło organiczne
(Plexiglas).
Zastosowanie:
elementy przeźroczyste,
okna samolotów,
autobusów, osłony lamp,
światłowody
Monomer
Slide 23
Polimetakrylan metylu
Najczęściej stosowanym tworzywem
akrylowym jest polimetakrylan metylu
znany jako szkło organiczne (pleksiglas,
metapleks). Próbka tworzywa włożona do
płomienia palnika zapala się, a po wyjęciu
z płomienia pali się powierzchniowo często
z trzaskającym odgłosem. Po zgaszeniu
wyczuwa się charakterystyczny zapach
estrowy przypominający zmywacz do
paznokci.
Slide 24
Poliuretany
Właściwości:
szerokie zastosowanie,
duża gama wyrobów kleje, materiały
konstrukcyjne, pianki,
kauczuki, włókna
Monomer
Slide 25
Poliestry
Właściwości:
włókna (Dacron), żywice,
laminaty z włóknem
szklanym
Monomer
Slide 26
Sylikony
Właściwości:
oleista ciecz o lepkości zależnej
od stopnia polimeryzacji,
dodatek do kosmetyków
(kremy silikonowe), surowiec
do wytwarzania protez i
materiałów medycznych,
składnik róznego rodzaju
warstw ochronnych,
usieciowiony tworzy żywice
silikonowe
Monomer
Slide 27
Polieterimid
Zastosowania:
w przemysłach: elektrotechnicznym,
lotniczym, kosmicznym (kleje),
spożywczym, hydraulice
wysokotemperaturowej, części maszyn:
łożyska, koła zębate, pompy, zawory, w
systemach chłodniczych i wymiennikach
ciepła, sprzęt medyczny i stomatologiczny
Slide 28
Polioksymetylen
Właściwości:
sztywność, udarność i bardzo dobre
właściwości ślizgowe
Zastosowania:
śruby, nakrętki, haki, elementy armatury
wodnej i podzespołów samochodowych,
precyzyjne kółka zębate, łożyska ślizgowe,
elementy urządzeń elektrotechnicznych i
AGD
Slide 29
Autor:
Michał Porada kl. IIe
Źródła:
www.plastech.pl
www.mlyniec.gda.pl
„ Tworzywa Sztuczne”
Polimery
Slide 2
Spis treści
Polimery
Proces polimeryzacji
Przykładowe polimery
Slide 3
Polimery, to substancje o cząsteczkach
zbudowanych z powtarzających się
elementów ("merów"), przy czym mogą to
być elementy (monomery) identyczne, np.
grupy etylenowe w polietylenie, lub różne
(najczęściej dwa, trzy) jak w przypadku
poliamidów powstających przez
kondensację kwasów dikarboksylowych z
diaminami. W przypadku polimerów
wytworzonych z niejednakowych
monomerów mówimy o kopolimerach.
Slide 4
Polimery
Najprostsze polimery określamy precyzyjnie,
podając ilość merów wchodzących w ich skład dimer, trimer, tetramer, itd., polimery o niskim
stopniu polimeryzacji, ale nie określonym ściśle
nazywamy oligomerami.
Polimery naturalne, występujące w przyrodzie,
to przede wszystkim skrobia, celuloza i inne
policukry, oraz polipeptydy
i białka. Gospodarczo ważnym polimerem
pochodzenia naturalnego jest kauczuk.
Slide 5
Polimery
Sztucznie otrzymywane polimery określamy najczęściej
wspólną nazwą - tworzywa sztuczne, lub popularnie plastiki. Właściwości otrzymanych tworzyw mogą
znacznie różnić się między sobą, szczególnie
właściwościami fizycznymi, nawet jeśli do polimeryzacji
użyliśmy tych samych substratów. Wiele cech
otrzymanego poprzez polimeryzację materiału zależy od
stopnia polimeryzacji (wielkości cząsteczki polimeru) oraz
jego przestrzennej budowy. Innymi właściwościami
będzie charakteryzował się polimer otrzymany w postaci
długich łańcuchów złożonych z poszczególnych merów, a
innymi usieciowioną cząsteczka, zbudowana z tych
samych i w takiej samej ilości użytych merów, lecz
inaczej ze sobą połączonych.
Slide 6
Polimery
Surowy polimer często poddawany jest dalszej
obróbce, polegającej na dodaniu doń
uszlachetniających dodatków, plastyfikatorów,
barwników itp. w celu polepszenia jego
pożądanych cech. Na przykład, w przypadku
kauczuku takim uszlachetniającym zabiegiem
jest proces wulkanizacji, prowadzący do
poprzecznego łączenia polimerowych łańcuchów
w sieć, w celu zwiększenia elastyczności
(otrzymywanie gumy).
Slide 7
Proces Polimeryzacji
Sam proces polimeryzacji
może przebiegać jako
proces o charakterze
rodnikowym - wiązania
typu p w cząsteczkach
monomerów "pękają" i
łącząc się z analogicznymi
wiązaniami innych
cząsteczek tworzą
struktury polimeryczne,
makrocząsteczki.
Oczywiście reakcję
łańcuchową musi
zapoczątkować powstanie
rodnika .
Slide 8
Proces Polimeryzacji
Może też być to reakcja polikondensacji - kiedy
cząsteczki monomeru łączą się ze sobą w
elementarnych reakcjach kondensacji.
Slide 9
Przykładowe polimery
Polichlorek winylu
Polistyren
Polietylen
Poliakrylonitryl
Poliamid
Bakelit
Polietylenoglikol
Teflon
Polimetakrylan metylu
Poliuretany
Poliestry
Sylikony
Polieterimid
Polioksymetylen
Slide 10
Polichlorek winylu
Właściwości:
niepalny, odporny na
chemikalia nieorganiczne,
w organicznych
rozpuszczalnikach
pęcznieje. Otrzymywany
w formie twardego
materiału do wyrobu rur,
naczyń, opakowań
(winidur), lub w formie
uplastycznionej do
wyrobu folii, węży itp.
Monomer
Slide 11
Polichlorek winylu
Próbki twardego polichlorku winylu po wyjęciu z
płomienia natychmiast gasną, próbki natomiast
zawierające dużą ilość zmiękczacza mogą się nadal palić.
Podczas palenia się próbki polichlorku winylu wydziela
się chlorowodór o charakterystycznym zapachu.
Zidentyfikować go można za pomocą papierka
wskaźnikowego uniwersalnego, który należy zwilżyć
wodą i trzymać nad próbką tworzywa włożoną do
palnika. Wydzielający się chlorowodór pod wpływem
wody tworzy kwas solny, który zabarwia papierek
wskaźnikowy na kolor czerwony.
Innym sposobem jest próba Deilsteina. W płomieniu
palnika wypraża się siatkę lub drucik miedziany.
Następnie na siatce miedzianej umieszcza się próbkę
tworzywa i wkłada do płomienia. Zielona lub
niebieskozielona barwa płomienia świadczy o obecności
chlorku w tworzywie.
Slide 12
Polistyren
Właściwości:
dielektryk, kruchy, rozpuszczalny
w węglowodorach, łatwo się
barwi. Do tworzyw
polistyrenowych zalicza się
polistyren niskoudarowy,
polistyreny wysokoudarowe typu
K lub G, zawierające dodatkowo
kauczuk, tworzywo ABS i inne.
Monomer
Slide 13
Polistyren
Charakterystyczną cechą tworzyw polistyrenowych jest
ich palność. Próbki polistyrenu włożone do płomienia
palnika topią się kapiąc i palą się kopcącym płomieniem,
a po zgaszeniu wyczuwa się charakterystyczny zapach
podobny do hiacyntów.
Polistyren i jego pochodne rozpuszczają się na zimno w
toluenie lub dichloroetanie. Podobne wyniki uzyskuje się
podczas palenia próbek niektórych gatunków kauczuku
syntetycznego i gumy, zawierających elementy
polistyrenowe, a także nietopliwej, nienasyconej żywicy
poliestrowej - usieciowanej za pomocą styrenu.
Slide 14
Polietylen
Stosowany w postaci plastycznej
(głównie folie) i sztywnej
(opakowania, naczynia).
Polietylen jest odporny na działanie
kwasów, zasad i roztworów soli, a
nieodpornym na działanie silnych
utleniaczy i stężonych kwasów:
siarkowego, azotowego i
chromowego. Właściwości
mechaniczne polietylenu poprawiają
się wraz ze zwiększeniem masy
cząsteczkowej.
Monomer
Slide 15
Polietylen
Polietylen jest stosunkowo miękkim tworzywem
uginającym się pod dotykiem paznokcia i mający
wygląd podobny do twardej parafiny. Próbka
polietylenu nie tonie w wodzie. Próbka
polietylenu włożona do płomienia palnika topi się
i pali. Po zgaszeniu wyczuwa się
charakterystyczny zapach parafiny. Dodatkową
identyfikacją polietylenu jest określenie jego
rozpuszczalności. Polietylen rozpuszcza się na
gorąco w tetrachlorku węgla, a po ochłodzeniu
wypada z powrotem z roztworu w postaci
proszku lub galaretowatej masy.
Slide 16
Poliakrylonitryl (anilana)
Cech charakterystyczną
Poliakrylonitrylu jest to, że
tworzy elastyczne włókna.
Monomer
Slide 17
Poliamid (nylon)
Właściwości:
duża sztywność, twardość,
trwałość oraz wytrzymałość
mechaniczna
dobra obrabialność
niska rozszerzalność cieplna
dobre właściwości ślizgowe odporność na ścieranie,
zdolność tłumienia drgań i
odporność na uderzenia
dobra odporność chemiczna na
oleje, tłuszcze, benzynę i wiele
rozpuszczalników
brak odporności na działanie
kwasów i zasad,
temperatura użytkowania od 40°C do 100°C
Monomer
Slide 18
Poliamid (nylon)
Wśród poliamidów rozróżnia się wiele gatunków, z
których w skali przemysłowej najczęściej są
wykorzystywane: PA6, PA66, PA11 i PA12. Różnice we
własnościach fizycznych wynikają głównie z różnych
typów struktury chemicznej oraz różnych typów budowy
łańcuchów cząsteczkowych
Poliamidy w płomieniu palnika topią się i palą. Po
zgaszeniu wyczuwa się charakterystyczny zapach
palonego białka. Ze stopionej powierzchni poliamidowej
próbki można za pomocą metalowej szpachelki
wyciągnąć nitki.
Dodatkową metodą identyfikacji poliamidów,
umożliwiającą odróżnienie ich od wszystkich innych
tworzyw, jest ich rozpuszczalność w kwasie mrówkowym.
Slide 19
Bakelit (żywica fenolowoformaldehydowa)
Właściwości:
Monomer
Jest produktem
polikondensacji fenolu z
formaldehydem (aldehyd
mrówkowy). Jest to materiał
kruchy, odporny na starzenie
cieplne, niepalny, o słabych
właściwościach
dielektrycznych. Używany jako
składnik tworzyw
termoutrwardzalnych.
Slide 20
Polietylenoglikol
Właściwości:
Wykorzystywany m. in. Do
produkcji podłoży maściowych.
Monomer
Slide 21
Teflon
Właściwości:
duża odporność na
wysokie temperatury i
uszkodzenia
mechaniczne, odporny
chemicznie, dielektryk
Monomer
Slide 22
Polimetakrylan metylu
Właściwości:
Znany również pod
nazwą szkło organiczne
(Plexiglas).
Zastosowanie:
elementy przeźroczyste,
okna samolotów,
autobusów, osłony lamp,
światłowody
Monomer
Slide 23
Polimetakrylan metylu
Najczęściej stosowanym tworzywem
akrylowym jest polimetakrylan metylu
znany jako szkło organiczne (pleksiglas,
metapleks). Próbka tworzywa włożona do
płomienia palnika zapala się, a po wyjęciu
z płomienia pali się powierzchniowo często
z trzaskającym odgłosem. Po zgaszeniu
wyczuwa się charakterystyczny zapach
estrowy przypominający zmywacz do
paznokci.
Slide 24
Poliuretany
Właściwości:
szerokie zastosowanie,
duża gama wyrobów kleje, materiały
konstrukcyjne, pianki,
kauczuki, włókna
Monomer
Slide 25
Poliestry
Właściwości:
włókna (Dacron), żywice,
laminaty z włóknem
szklanym
Monomer
Slide 26
Sylikony
Właściwości:
oleista ciecz o lepkości zależnej
od stopnia polimeryzacji,
dodatek do kosmetyków
(kremy silikonowe), surowiec
do wytwarzania protez i
materiałów medycznych,
składnik róznego rodzaju
warstw ochronnych,
usieciowiony tworzy żywice
silikonowe
Monomer
Slide 27
Polieterimid
Zastosowania:
w przemysłach: elektrotechnicznym,
lotniczym, kosmicznym (kleje),
spożywczym, hydraulice
wysokotemperaturowej, części maszyn:
łożyska, koła zębate, pompy, zawory, w
systemach chłodniczych i wymiennikach
ciepła, sprzęt medyczny i stomatologiczny
Slide 28
Polioksymetylen
Właściwości:
sztywność, udarność i bardzo dobre
właściwości ślizgowe
Zastosowania:
śruby, nakrętki, haki, elementy armatury
wodnej i podzespołów samochodowych,
precyzyjne kółka zębate, łożyska ślizgowe,
elementy urządzeń elektrotechnicznych i
AGD
Slide 29
Autor:
Michał Porada kl. IIe
Źródła:
www.plastech.pl
www.mlyniec.gda.pl
„ Tworzywa Sztuczne”