Урок-лекция
Скачать 1.2 Mb.
|
Д.И. МенделеевЧ ? то такое полимеры и каково их строение? Какие полимеры «были созданы» природой? Какие искусственные полимеры создал человек, и каковы их свойства? Где применяются искусственные полимеры? П ! олимеры. Мономеры. Синтетический каучук. Изопреновый каучук. Полиэтилен. Тефлон. Полистирол. Полихлорвинил. Фенопласты. Текстолит. Волокнит. Стеклопласт. Карбонит. Представления о полимерах (полиэтилен, белки). * (Химия, основная школа). Проникнув в тайну природных полимеров, например белков и целлюлозы, ученые не только смогли получать их искусственным путем, но также моделировать и производить полимеры и материалы, не имеющие аналогов в природе и обладающие уникальными свойствами. Все полимеры состоят из гигантских молекул (макромолекул), образованных соединением десятков и даже сотен тысяч атомов в длинные цепочки. Ключ к пониманию особенностей их состава дает происхождение термина «полимер». Он образован от греческих слов «поли» – много и «мерос» – часть. Это значит, что полимеры состоят из многократно повторяющихся звеньев, химически «сшитых» между собой. Такие звенья называют мономерами (от греч. «моно» – один). Так, молекула целлюлозы (С6Н10О5)n включает до 10 тысяч мономеров, каждый из которых представляет собой остаток молекулы глюкозы С6Н12О6. Мономерами белков являются аминокислоты (Рис.1).
Сегодня трудно представить нашу жизнь без синтетических полимеров. Все они рождаются в лабораториях ученых и производятся на заводах из природного сырья. Например, из нефти. И когда человечество окончательно «укротит» атомную энергию, вероятно тогда нефть и другие горючие полезные ископаемые целиком поступят в распоряжение ученых, которые смогут преобразовать их в уникальные материалы. Современная наука и промышленность, перерабатывая природное сырье – нефть, уголь, газ, сланцы, дают человеку полимеры и материалы, свойства которых уникальны по сравнению с природными соединениями и как нельзя лучше отвечают потребностям общества.Примером торжества науки может служить синтетический каучук. Природный каучук стал известен в Европе еще в XV в. благодаря участникам второго путешествия Х. Колумба в Америку (1493-1496). Они обнаружили, что индейцы изготовляют обувь, мячи и небьющуюся посуду из «слез дерева» – млечного сока тропического растения Гевеи (на их языке «кау» – это дерево, а «учу» – течь, плакать). В Европе каучук сперва не нашел никакого применения. Лишь в 1823 г. шотландец Ч. Макинтош (1766-1843) предложил пропитывать ткани смесью из каучука и органического растворителя. Так был получен первый непромокаемый материал, а затем организовано его производство и пошив дождевых плащей. Однако у этих изделий были два существенных недостатка: в жару они липли к телу, а в холод – трескались. Известен лишь один вид природного каучука – изопреновый. Он состоит из 4 000-10 000 остатков молекул изопрена С5Н8 (Рис.2).
Каучук обладает рядом ценных для нужд человека качеств. Он устойчив к износу, водо- и газонепроницаем, хороший изолятор. Однако при повышенной температуре он становится мягким и липким, а на холоде – твердым и хрупким, что делает недолговечным изделия из него. Ученые смогли «справиться» с негативными свойствами каучука. Они научились превращать его в резину, которая отличается более высокой эластичностью, плотностью и не столь зависима от температурных колебаний. Вы наверняка встречали вывески «Вулканизация шин». Вулканизация это и есть процесс превращения каучука в резину. Его суть заключается в нагревании каучука с серой до температуры 130-140С. В итоге атомы серы «сшивают» отдельные молекулы каучука друг с другом, что и приводит к улучшению его механических и иных свойств. К сожалению, флора нашей страны лишена каучуконосов, а потому потребности народного хозяйства еще в прошлом веке поставили перед наукой проблему получения синтетического каучука. В 1909 г русский ученый С.В. Лебедев (Рис.3) из бутадиена-1,3 получил полимер, сходный с натуральным каучуком. Однако наладить промышленное производство синтетического каучука ему удалось лишь в1932 г. Знаменательно то, что это был первый в мире каучук, полученный промышленным путем.
Сегодня известны бутадиеновый, бутадиен-стирольный, бутадиен-нитрильный и другие виды синтетических каучуков, свойства которых заметно отличаются от свойств их природного прототипа. Например, полиуретановый каучук настолько износоустойчив, что изготовленные из него шины, вероятно, смогут пережить автомобиль. В целом синтетические каучуки более устойчивы к старению и истиранию, действию высоких температур и химических реагентов, но более тверды. Это усложняет их переработку. Поэтому, для получения высокоэластичных и особо мягких резин используется только природный каучук или его смеси с синтетическими каучуками. Широко применимы полимеры, которые в отличие от синтетического каучука не имеют природных прототипов. Например, всем известны полиэтиленовые пакеты, изготовленные из полиэтилена. Полиэтилен – это полимер, мономером которого является этилен С2Н4. Он механически прочен и химически стоек, эластичен, значительно легче воды, в тонком слое бесцветный и пропускает ультрафиолетовые лучи, прозрачный, на ощупь несколько жирный. При нагревании полиэтилен изменяет свою форму, сохраняя ее после охлаждения. На этом основании его относят к термопластичным полимерам. Благодаря этому полимеру мы располагаем дренажными и водопроводными трубами, не подающимися коррозии. Посудой, легкой, небьющейся и удобной в обращении. Пленкой, вместо стекла покрывающей парники и теплицы. Различными предметами бытового назначения. Ближайшие родственники полиэтилена (его производные) зачастую сильно отличаются от него своими свойствами. Например, тефлон. Тефлон (политетрафторэтилен) – продукт полимеризации (реакции синтеза полимера) тетрафторэтилена. Последний образован путем замещения всех четырех атомов водорода в молекуле этилена на атомы фтора (C2F4). По своим механическим, физическим и химическим свойствам, тефлон превосходит не только полиэтилен, но и многие другие полимеры. Он безразличен к действию любых растворителей, имеет необычайно высокую температуру размягчения (327С) и рекордную для полимеров температуру разложения (425С). Не горит. На него не действуют концентрированные щелочи и кислоты. Благодаря этим ценным качествам тефлон применяют при изготовлении аппаратуры для химически агрессивных сред, электроизоляционных материалов, подшипников, не требующих смазки.
Возможности синтетических полимеров неисчерпаемы. Полистирол идет на изготовление корпусов авторучек, коробок для кассет и лазерных дисков, детских игрушек, сувениров и других предметов, не требующих особо высокой прочности материала. Полихлорвинил – на производство искусственной кожи, плащей, клеенки, труб, изоляционных материалов. Различные виды фенопластов (пластмассы, получаемые из фенолформальдегидного полимера путем добавления к нему различных наполнителей – тканей, бумаги, стеклянного волокна, красителей и т.д.) идут на изготовление шарикоподшипников и шестерен для машин (текстолит), ступеней эскалаторов (волокнит), автоцистерн и кузовов автомобилей (стеклопласт), телефонных аппаратов (карболит). Фенолформальдегидная смола относится к группе термореактивных полимеров. При повышенной температуре они не размягчаются и не плавятся. Наука в XXI веке – могущественная сила. Она дает человеку ключ к производству необычных по своим свойствам веществ и материалов, а также ищет скрытые резервы известных человечеству соединений.
| |||||||
Похожие:
 | Урок формирования знаний Конференция, урок-диспут, урок-лекция, урок-экскурсия,, урок-поиск, урок снежный ком и др | | Лекция I и проблема языка и сознания лекция II 31 слово и его семантическое... Монография представляет собой изложение курса лекций, про* читанных автором на факультете психологии Московского государственного... |
| «Давление газа» Данный урок является развивающим, так как он проводится с использованием новых технологий (интерактивная лекция). Лекция сопровождается... |  | Лекция религии современных неписьменных народов: человек и его мир... Редактор Т. Липкина Художник Л. Чинёное Корректор Г. Казакова Компьютерная верстка М. Егоровой |
| Урок конференция. Доклады и выступления учащихся по следующим темам Расцвет реализма в литературе, живописи, музыке, театральном искусстве. Урок лекция с элементами беседы | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Урок 1-й. Урок – лекция «Эвенки Забайкалья: общая характеристика. Традиционное жилище эвенков» |
| Урок информатики на тему: «Знакомство с графическим редактором Paint.» Тип урока по форме проведения: урок – лекция с элементами исследования и имитации деятельности компьютерных художников на этапе выполнения... | | Лекция №5 Лекция №5 Вредные вещества и их воздействие на человека. Основы промышленной токсикологии |
| Урок патриотизма Урок лекция, основанный на использовании технологий развивающего обучения Новицкий И. Б. Римское право: учеб для юрид высш учеб заведений и фак. 2011. 298 с. 30 экз | | Урок изучения нового Урок изучения нового традиционный (комбинированный), лекция, экскурсия, исследовательская работа, учебный и трудовой практикум. Имеет... |
| Урок-лекция Назначение и использование компас-график. Гост оформления конструкторской документации | | Урок-лекция Рассмотрите изображение странного объекта. Выскажите версии относительно его предназначения |
| Урок изучения нового материала Лекция 12. Основные вопросы управления образованием и организации учебного процесса 72 | | Урок Русская литературно-критическая и философская мысль второй половины... Рабочая программа по предмету «Литература» в 10 классе создана на основе федерального компонента государственного стандарта основного... |
| Урок 114. «Мятежный человек, полный бунтующих страстей». Слово о... Урок посвящается биографии писателя и обзору его творчества. Лекция учителя и сообщения заранее подготовленных учеников о личности... | | Лекция. Проектирование графического интерфейса пользователя Лекция №11 Комплексная программа «Программа воспитания и обучения в детском саду» под редакцией М. А васильевой, В. В. Гербовой, Т. С. Комаровой... |
