Polimery

Polimery
-Klasyfikacja polimerów
-Rodzaje tworzyw:
polimery,
polikondensaty,
Poliaddukty,
Naturalne i modyfikowane
-Otrzymywanie w reakcji polimeryzacji
-Otrzymywanie w reakcji polikondensacji
-Otrzymywanie w reakcji poliaddycji
Klasyfikacja polimerów
Polimery (związki wielkocząsteczkowe)
Tworzywa sztuczne
(syntetyczne)
Tworzywa
polimeryzacyjne
Tworzywa
polikondensacyjne
Tworzywa naturalne
i modyfikowane
Tworzywa
poliaddycyjne
 Tworzywa sztuczne – materiały składające się z polimeru
i związków dodatkowych (wypełniacze, stabilizatory,
plastyfikatory, barwniki)
 Polimery – związki wielkocząsteczkowe otrzymywane w reakcji
polimeryzacji prostych związków (monomerów),
 Kopolimery - łańcuch polimeru zbudowany różnych
monomerów
Kliknij tutaj, aby powrócić do slajdu 1
Tworzywa polimeryzacyjne (polimery)
 Charakterystyka: powstają w reakcji polimeryzacji
polegającej na łączeniu się cząsteczek monomeru
w łańcuch bez wydzielania produktu ubocznego,
wiązania między monomerami powstają w wyniku
rozerwania wiązania π w wiązaniu podwójnym
C = C, C = O lub rozerwania pierścienia
aromatycznego.
 Przykłady: polietylen (PE); polipropylen (PP);
polichlorek winylu (PCV, PCW); polistyren
i kopolimery styrenu (PS); polimetakrylan metylu;
poliformaldehyd; polioctan winylu; akrylonitryl;
politetrafluoroetylen (teflon) ; polialkohol winylowy
Kliknij tutaj, aby powrócić do slajdu 1
Tworzywa polikondensacyjne
(polikondensaty)
Charakterystyka: powstają w reakcji
polikondensacji polegającej na łączeniu
się cząsteczek monomeru lub różnych
monomerów w makrocząsteczkę
z jednoczesnym wydzielaniem cząsteczek
produktów ubocznych (H2O, NH3, HCl, CO2)
Przykłady: fenoplasty; aminoplasty; poliamidy
otrzymywane z kwasów dikarboksylowych
i diamin, poliwęglany; poliestry (elana PET)
Kliknij tutaj, aby powrócić do slajdu 1
Tworzywa poliaddycyjne
(poliaddukty)
Charakterystyka: związki
wielkocząsteczkowe powstają w reakcji
poliaddycji polegającej na łączeniu się
cząsteczek tego samego monomeru w
makrocząsteczkę bez wydzielania produktu
ubocznego i bez wzajemnego wysycenia
wiązań podwójnych
Przykłady: poliuretany; tworzywa
epoksydowe, poliamidy otrzymywane
z laktamów, silikony Kliknij tutaj, aby powrócić do slajdu 1
Tworzywa naturalne
i modyfikowane
Charakterystyka:
 tworzywa naturalne - związki
wielkocząsteczkowe powstające w wyniku reakcji
polimeryzacji lub polikondensacji,
 tworzywa modyfikowane – otrzymywane
z tworzyw naturalnych poddawanych
dodatkowym procesom chemicznym
(wulkanizacja, estryfikacja)
Przykłady: kauczuk naturalny; guma (produkt
wulkanizacji kauczuku; celuloza; octan celulozy;
białko; skrobia; glikogen.
Kliknij tutaj, aby powrócić do slajdu 1
Polimery otrzymywane w reakcji polimeryzacji –
polietylen (polieten)
Nazwa i wzór
polimeru
[- CH2 – CH2 -]n
Etylen (eten)
CH2 = CH2
Nazwa
i wzór
monomeru
Właściwości fizyczne
i chemiczne polimeru
Zastosowanie polimeru
Ciało stałe, bezbarwne
lub mlecznobiałe,
o dużej odporności
na działanie stężonych
kwasów i zasad oraz
większości
rozpuszczalników
organicznych z
wyjątkiem
węglowodorów
i tłuszczów, palne,
o małej wytrzymałości
cieplnej
Otrzymywanie folii,
z których otrzymuje
się opakowanie na
wodę i chemikalia,
worki foliowe,
izolacje kabli,
artykuły
gospodarstwa
domowego, zabawki,
wyroby
galanteryjne,
przewody
kwasoodporne,
Polimery otrzymywane w reakcji polimeryzacji –
polipropylen (polipropen)
Nazwa i wzór
polimeru
[- CH2 – CH -]n
|
CH3
Propylen (propen)
CH2 = CH – CH3
Nazwa
i wzór
monomeru
Właściwości fizyczne
i chemiczne polimeru
Zastosowanie polimeru
Właściwości podobne
do właściwości
polietylenu, wykazuje
większą wytrzymałość
cieplną i mechaniczną
niż polietylen
Takie same jak
polietylenu, ponadto
wyrabia się z niego
sznury, opakowania
siatkowe (worki) na
warzywa i ziemianki
Polimery otrzymywane w reakcji polimeryzacji –
polichlorek winylu (polichloreketenu)
Nazwa i wzór
polimeru
[- CH2 – CH -]n
|
Cl
CH2 = CHCl
Chlorek winylu (chloroeten)
Nazwa
i wzór
monomeru
Właściwości fizyczne
i chemiczne polimeru
Zastosowanie polimeru
Ciało stałe, mlecznobiałe,
daje się barwić na różne
kolory, z dodatkiem
plastyfikatora zachowuje
dużą plastyczność, dobra
odporność na kwasy,
reaguje z roztworami
zasad, mała
wytrzymałość cieplna,
wrażliwy na większość
rozpuszczalników
organicznych, odporny
na tłuszcze, odporny na
czynniki atmosferyczne,
niepalny
Opakowania na
produkty spożywcze,
izolacje przewodów
elektrycznych, płytki
i wykładziny podłogowe,
ramy, okienne, okładziny
ścienne, rynny, rury
kanalizacyjne i
wodociągowe, doniczki,
gniazdka i kontakty
elektrycz., elementy
pojazdów, i sprzętu
AGD, rękawice i odzież
ochronna, węże do wody
Polimery otrzymywane w reakcji polimeryzacji –
tetrafluoroeten (teflon)
Nazwa i wzór
polimeru
[- CF2 – CF2 -]n
Tetrafluroeten
CF2 = CF2
Nazwa
i wzór
monomeru
Właściwości fizyczne
i chemiczne polimeru
Zastosowanie
polimeru
Ciało stałe, „tłuste” w
dotyku, bardzo duża
wytrzymałość chemiczna
(brak rozpuszczalników
teflonu), bardzo duża
wytrzymałość cieplna
i mechaniczna, bardzo
mały współczynnik tarcia
i adhezji cieczy,
niepalny
Powłoki reaktorów
chemicznych i
naczyń kuchennych,
uszczelki i elementy
aparatury
chemicznej, element
sprzętu
medycznego, części
łożysk,
Polimery otrzymywane w reakcji polimeryzacji –
polistyren (polifenyloeten)
Nazwa i wzór
polimeru
[- CH2 – CH -]n
|
C6H5
Styren (fenyloeten)
C6H5 - CH = CH2
Nazwa
i wzór
monomeru
Właściwości fizyczne
i chemiczne polimeru
Zastosowanie polimeru
Ciało stałe, bezbarwne o
znacznej wytrzymałości
mechanicznej, ale
kruche; odporny na
działanie związków
nieorganicznych z
wyjątkiem stężonych
kwasów, rozpuszczalny w
większości
rozpuszczalników
organicznych, mała
wytrzymałość cieplna,
palne
Opakowania, obudowy
i elementy sprzętu
domowego i urządzeń
elektronicznych, w
budownictwie do izolacji
termicznych, daje się
tłoczyć w dowolne
kształtki po ogrzaniu i
dodaniu pentanu, który
odparowując tworzy
pęcherzyki spieniające
polimer
Polimery otrzymywane w reakcji polimeryzacji –
polimetakrylan metylu (plexiglas)
Nazwa
i wzór
monomeru
Nazwa i wzór polimeru
Metakrylan metylu ( ester kwasu
2-metylopropenowego i metanolu)
O
//
H2C = C – C – O – CH3
|
CH3
Polimetakrylan metylu (plexiglas)
COO- CH3
|
[- CH2 – C --------------]n
|
CH3
Właściwości
fizyczne
i chemiczne
polimeru
Zastosowanie
polimeru
Ciało stałe, o dużej
przezroczystości
i wytrzymałości
mechanicznej,
rozpuszczalne
w większości
rozpuszczalników
organicznych oraz
roztworach kwasów
i zasad, odporny
na temp. do 100oC,
palny
Szyby nietłukące
się przepuszczalne
dla
promieniowania
uv, stosowany do
produkcji
soczewek
przyrządów
optycznych i
okularów, części
urządzeń
elektronicznych
Polimery otrzymywane w reakcji polimeryzacji –
polioctan winylu
Nazwa
i wzór
monomeru
Nazwa i wzór
polimeru
Octan winylu (ester kwasu
octowego i enolu)
O
//
CH3 – C – O – CH = CH2
Polioctan winylu
O - CO- CH3
|
[- CH2 – CH ------]n
Właściwości fizyczne
i chemiczne polimeru
Ciało stałe, bezbarwne,
o małej wytrzymałości
mechanicznej i cieplnej,
wrażliwy na działanie
stężonych kwasów i zasad
oraz wielu
rozpuszczalników
organicznych, duża
przyczepność do różnych
materiałów, palny
Zastosowanie
polimeru
Produkcja farb
emulsyjnych i
lakierów, klejów
Polimery otrzymywane w reakcji polimeryzacji –
polialkohol winylowy
Nazwa i wzór
polimeru
Właściwości fizyczne
i chemiczne polimeru
Zastosowanie
polimeru
Enol – związek praktycznie
nie istnieje – ulega
izomeryzacji
CH = CH2
|
OH
Polialkohol winylowy
OH
|
[- CH2 – CH - ]n
Ciało stałe o dobrej
wytrzymałości
mechanicznej,
rozpuszczalny w wodzie,
trudno rozpuszczalny w
rozpuszczalnikach
organicznych , trudno
palny
Produkcja farb
emulsyjnych i
lakierów, klejów,
elementy
aparatury
chemicznej, folii,
włókien
Nazwa
i wzór
monomeru
Polimery otrzymywane w reakcji polimeryzacji –
poliakrylonitryl
Nazwa
i wzór
monomeru
Nazwa i wzór
polimeru
Akrylonitryl
CH2 = CH – C ≡ N
Poliakrylonitryl
CN
|
[- CH2 – CH - ]n
Właściwości fizyczne
i chemiczne polimeru
Ciało stałe, bezbarwne
o budowie włóknistej,
o dobrej wytrzymałości
na rozciąganie, odporne
na działanie większości
rozpuszczalników
organicznych oraz
zimnych roztworów
kwasów i zasad, odporny
na temp. do 200oC.
Zastosowanie
polimeru
Produkcja
włókien
syntetycznych
(anilana) oraz
tkanin
technicznych,
sznurów, lin, sieci
rybackich.
Polimery otrzymywane w reakcji polimeryzacji –
poliformaldehyd
Nazwa
i wzór
monomeru
Nazwa i wzór
polimeru
Aldehyd mrówkowy
(metanal)
CH2 = O ( H – CHO)
Poliformaldehyd
[- CH2 – O - ]n
Właściwości fizyczne
i chemiczne polimeru
Ciało stałe o dobrej
wytrzymałości
mechanicznej i cieplnej,
odporny na większość
rozpuszczalników
organicznych, ulega
działaniu stężonych
kwasów i zasad, trudno
palny
Zastosowanie
polimeru
Elementy precyzyjne
urządzeń
mechanicznych (koła
zębate, kasety
fotograficzne,
panewki łożysk.
Polimery otrzymywane w reakcji polikondensacji
– politereftalen glikolu etylenowego – elana PET
Nazwa
grupy
polimerów
Nazwa i wzór polimeru
Poliestry
Politereftalen glikolu etylenowego
O
O
\\
//
C – C6H4 - C
[.. /
\
O – CH2 – CH2 – O - ]n
Właściwości fizyczne
i chemiczne
polimeru
Zastosowanie
polimeru
Ciało stałe,
bezbarwne, o dużej
wytrzymałości
mechanicznej i
cieplnej (do 150oC) ,
włókna o dużej
wytrzymałości na
rozciąganie, odporne
na większość
rozpuszczalników
organicznych i
rozcieńczone
roztwory kwasów,
trudno palny
Produkcja
włókien na
tkaniny
ubraniowe,
folie izolacyjne
dla urządzeń
elektrotechnicznych i
elektronicznych
Polimery otrzymywane w reakcji polikondensacji
– poliestry
Nazwa
grupy
polimerów
Nazwa i wzór
polimeru
Estry
nienasyconych
kwasów dikarboksylowych
Poliestry
i glikolu
Poliwęglany
Właściwości fizyczne
i chemiczne polimeru
Zastosowanie
polimeru
Żywice o dużej lepkości, po
utwardzeniu ciała stałe, białe,
wytrzymałość mechaniczna
zależy od wypełniacza i sposobu
utwardzeni, odporne na
rozpuszczalniki niepolarne,
wodę i rozcieńczone kwasy,
trudno palne
Produkcja laminatów
na bazie włókna
szklanego (kadłuby
jachtów, kajaków,
maszyn zbiorników,
produkcja klejów i
lakierów
Ciała stałe bezbarwne o dużej
przezroczystości i dużej
wytrzymałości mechanicznej
oraz dobrej wytrzymałości
cieplnej, rozpuszczalne w
większości rozpuszczalników
organicznych, trudno palne
Produkcja szyb
samochodowych i
samolotowych, szyb
kuloodpornych, folii
izolacyjnych,
soczewek, płyt CD
Polimery otrzymywane w reakcji polikondensacji
– poliamid kwasu 6-amninoheksanowego
Nazwa
grupy
polimerów
Nazwa i wzór polimeru
Poliamidy
Poliamid kwasu 6 – aminoheksanowego
( nylon 6, stylon), poliamid kwasu
adypinowego i heksano-1,6-diaminy
(nylon 66)
H
O
\
//
N – (CH2)5 – C
O
[.. /
\
//
N – (CH2)5 – C - ]n
\…
Właściwości fizyczne
i chemiczne
polimeru
Zastosowanie
polimeru
Ciała stałe,
bezbarwne, o dużej
wytrzymałości
mechanicznej i
cieplnej, odporne na
rozciąganie, odporne
na rozpuszczalniki
niepolarne – woda i
rozcieńczone kwasy,
trudno palne
Włókna
sztuczne do
produkcji
tkanin
ubraniowych i
technicznych,
części maszyn,
powłoki
ochronne na
wyrobach
metalowych.
Polimery otrzymywane w reakcji polikondensacji
– żywica fenylowo – formaldehydowa (bakelit)
Nazwa
grupy
polimerów
Nazwa i wzór polimeru
Fenoplasty
Żywica fenylowo – formaldehydowa
HO
H
\
H
/
OH
C
[
]n
Właściwości fizyczne
i chemiczne
polimeru
Zastosowanie
polimeru
Ciało stałe barwy
różowej lub
ciemnobrunatnej o
dobrej wytrzymałości
mechanicznej i
cieplnej, odporne na
większość
rozpuszczalników
organicznych oraz na
działanie kwasów i
zasad, niepalne
Produkcja
drobnych
elementów
elektrotechnicz
nych, płyt
laminatowych,
części maszyn,
Polimery otrzymywane w reakcji polikondensacji
– żywice mocznikowo-formaldehydowe
Nazwa
grupy
polimerów
Nazwa i wzór polimeru
Aminoplasty
Żywica mocznikowo-formaldehydowa
.
|
N - CH2 - ..
/
[ O=C
\
N – CH2 - .. ]n
|
.
Właściwości fizyczne
i chemiczne
polimeru
Zastosowanie
polimeru
Po utwardzeniu białe
lub żółtawe ciała
stałe, dają się barwić,
o zróżnicowanej
odporności
mechanicznej
i cieplnej, odporne
na większość
rozpuszczalników
organicznych
i rozcieńczone
roztwory kwasów
oraz zasad, niepalne
Produkcja płyt
laminatowych
na bazie papieru,
okleiny meblowe,
lakiery, pianki
termoizolacyjne,
elementy
osprzętu
elektrycznego –
gniazdka,
wtyczki
Polimery otrzymywane w reakcji poliaddycji –
żywice epoksydowe
Nazwa
grupy polimerów
Właściwości fizyczne
i chemiczne polimeru
Żywice
epoksydowe
Żywica
epichlorohydryny
z bisfenolem
Po utwardzeniu białe lub
żółtawe ciała stałe,
wytrzymałość mechaniczna i
cieplna zależy od składu żywicy,
sposobu utwardzenia oraz
wypełniacza, utwardzone
odporne na większość
rozpuszczalników organicznych
i rozcieńczone roztwory kwasów
i zasad, praktycznie niepalne.
Zastosowanie polimeru
Produkcja laminatów
na bazie włókien
sztucznych, o bardzo
dużej wytrzymałości
mechanicznej, które
mają zastosowanie do
produkcji kadłubów
łodzi, lekkich
samolotów, sprzętu
sportowego, kleje do
metalu i ceramiki
(Epidian, Distal)
Polimery otrzymywane w reakcji poliaddycji –
poliuretany
Nazwa
grupy polimerów
Poliuretany – produkt
poliaddycji
dwuizocyjaninów,
trójizocyjaninów
ze związkami
polihydroksylowymi
(np. glikolem)
Właściwości fizyczne
i chemiczne polimeru
Ciała stałe białe lub
żółtawe, ze reguły
bardzo elastyczne,
o dużej odporności
na wodę
i rozpuszczalniki
niepolarne, pianki
poliuretanowe mają
bardzo dobre
właściwości
termoizolacyjne, trudno
palne
Zastosowanie polimeru
Z poliuretanów
elastycznych
produkuje się
podeszwy do butów,
materaców mebli
tapicerowanych,
materiałów
termoizolacyjnych,
izolacji rur
ciepłowniczych
Polimery otrzymywane w reakcji poliaddycji –
silikony
Nazwa
grupy polimerów
Silikony – polimer
dimetylosilanodiolu
CH3
|
[ - Si – O - ] n
|
CH3
Właściwości fizyczne
i chemiczne polimeru
Bezbarwne oleje lub
białe ciała stałe, bardzo
odporne na niskie
i wysokie temperatury,
odporne na wodne
roztwory kwasów
i zasad, rozpuszczają
się w niektórych
rozpuszczalnikach
organicznych, bardzo
dobre właściwości
smarne i
elektroizolacyjne,
niepalny
Zastosowanie polimeru
Oleje silikonowe stosuje
się jako płyny
hydrauliczne i oleje
smarne, środek przeciw
pienieniu się roztworów
wodnych, guma
silikonowa stosowana jest
do produkcji uszczelek
i elementów
uszczelniających
zachowujących
elastyczność w szerokim
zakresie temp.