1.Классификация высокомолекулярных соединений. Высокомолекулярные соединения – вещества с очень большой молекулярной массой. Молекулы их содержат повторяющиеся группировки атомов. Их квалифицируют по способам получения: природные и химические. Природные бывают растительного и животного происхождения (целлюлоза, крахмал, белки). Химические высокомолекулярные соединения бывают искусственные и синтетические. Искусственные получают путем переработки природных ВМС. Синтетические получают путем синтеза из низкомолекулярных соединений (полиэтилен, полистирол). По свойствам и применениям: -пластмассы, -эластомеры (каучук, резины), -волокна. По своему строению молекулы полимеров это макромолекулы. Структурное звено – это группа атомов, которые многократно повторяются в молекуле полимера. Молекулы полимеров могут содержать звенья одинакового или различного химического состава. Из одинаковых звеньев – гомополимеры. А которые получены из нескольких различных мономеров, содержат в цепи не одинаковые звенья называются сополимерами. По форме макромолекул полимеры делят на: -линейные (целлюлоза), -разветвленные (белки), -сетчатые (резина). В зависимости от степени упорядоченности расположения молекул полимеры имеют кристаллическую и аморфную структуру. Кристаллическая структура характеризуется упорядоченным взаимным расположением молекул. ВМС обладают особыми свойствами. Особые свойства возникают вследствие большой величины молекул: 1. ВМС не имеют определенной Тпл, 2. Не подвергаются перегонке, т.к. разлагаются при нагревании, 3. Не растворяются в воде или растворяются с большим трудом, 4. Обладают высокой прочностью, 5. Инертны в химических средах и устойчивы к воздействию окружающей среды.

2. Основные методы синтеза полимеров.Полимеризация – химическая реакция, в результате которой образуется полимер за счет соединения молекул мономеров в молекулы полимеров. Реакция эта протекает за счет разрыва ненасыщенных связей. Реакция не сопровождается выделением побочных продуктов. Если в реакцию вступают молекулы одинаковых мономеров – гомополимеризация, разные – сополимеризация. По механизму процесса: -цепная, -ступенчатая. Полимеризация в массе – протекает в массе мономера в отсутствии растворителей или разбавителей. Проводят при нагревании в присутствии инициатора. Недостаток: иногда получается неоднородный по молекулярной массе материал. Так получают поливинилхлорид, полистирольные пластики. Достоинства: высокая прозрачность материала, имеют хорошие оптические и диэлектрические свойства. Эмульсионная полимеризация – проводится в жидкости, в которой практически не растворяется ни мономер, ни полимер (в воде). Для повышения устойчивости эмульсии вводят эмульгаторы. Они обволакивают капли мономера и препятствуют слипанию частиц. В качестве эмульгаторов используют мыло. Этот способ позволяет получить более однородные полимеры с высокой молекулярной массой. Из-за эмульгатора происходит загрязнение полимера. Так получают полистирол, поливинилхлорид. Суспензионная полимеризация – при ее проведении образуется более грубая эмульсия мономера в воде. Полимеры получаются меньше загрязненые, имеют высокие диэлектрические свойства, более оптически прозрачны. Полимеризация в растворе проводят в среде растворителя 2 способами: 1) растворитель растворяет и мономер и полимер 2) растворитель растворяет только мономер, а образующийся полимер осаждается по мере его образования. Так получают поливинилацетат, полиэтилен. При газовой полимеризации используют газообразные мономеры. Получение полиэтилена из этилена. При твердофазной полимеризации мономеры охлаждаются ниже Тпл и полимеризуется под действием ионизирующего излучения. Поликонденсация – это химическая реакция образования полимеров за счет взаимодействия между функциональными группами мономеров и сопровождается выделением побочного продукта. Если участвуют одинаковые молекулы мономеров с двумя различными функциональными группами – гомополиконденсация. Если различные мономеры – гетерополиконденсация. Поликонденсация в расплаве проводится при высоких температурах. Получаются полимеры высокого качества. Так получают полиэфиры, полиамиды. Поликонденсация в растворе проводится в растворителе при относительно низких температурах. Применяют при получении высокоплавких полимеров. Межфазная поликонденсация протекает на границе раздела 2 фаз несмешивающихся. Так получают полиамиды, поликарбонаты. Твердофазной поликонденсацией получают фенолоальдегидные олигомеры, глифталевые полимеры. Использование газофазной поликонденсации целесообразно когда мономеры легко гидролизуются. Так получают полиамиды. Один из мономеров находится в газообразном состоянии, а другой в жидком.

3. Классификация ВМС по свойствам и применению. Преимущества и недостатки пластмасс. Пластмассы – это материалы на основе природных или синтетических ВМС. Они способны под воздействием высокой температуры и давлении принимать любую заданную форму и сохранять ее после охлаждения (пластичность). Основная часть полимерных материалов это синтетический полимер. В их состав могут входить наполнители, которые обеспечивают различные технологические и потребительские свойства: пластичность, текучесть, плотность, прочность, долговечность, негорючесть, звукопоглощение. Пластмассы делятся: термопластичные, термореактивные. Термопласты – это линейные полимеры. В них отсутствуют прочные связи между отдельными цепями. Они легко плавятся и способны к повторной переработке. Реактопласты – это сетчатые полимеры. В них существуют прочные связи между отдельными цепями. Они с трудом плавятся и не способны к повторной переработке. Эластомеры – природные или синтетические ВМС с высоко эластичными свойствами. Макромолекулы эластомеров – это скрученные в клубки цепи. Они могут вытягиваться под действием внешней силы, а после ее снятия – скручиваются. Это называется эластичность, т.е. восстанавливает форму. Волокна – это ВМС природного и синтетического происхождения, которые перерабатываются в нити. Они характеризуются высокой упорядоченностью молекул. Линейные полимеры. Волокна: природные (животного и растительного происхождения), химические (искусственные и синтетические). Преимущества пластмасс: -низкая плотность (дает возможность облегчить конструкцию), -высокая химическая стойкость, -технологичность и легкость в переработке, -высокие диэлектрические свойства, -низкая теплопроводность. Недостатки: -низкая теплостойкость, -подвергаются старению. Недостатки можно исключить если использовать различные добавки, которые предохраняют от деструкции.

4. Состав пластических масс. Наполнители. Пластификаторы. Стабилизаторы.

Пластмассы – многокомпонентные смеси, основой которых является полимер или смесь полимеров, он в свою очередт связывает др компоненты системы и передает материалу свои св-ва (связующее). Кроме него в составе есть наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители, смазки, отвердители и др. Введение добавок улучшает св-ва. Требования к добавкам: -должны хорошо распределятся в полимере с образованием достаточно однородной композиции, -иметь стабильные свойства при хранении, переработке и эксплуатации, -быть не токсичными, -низкая стоимость. Наполнители. Их вводят для улучшения механических свойств, уменьшения усадки во время отверждения, повышения стойкости к действию различных сред, для снижения стоимости. В зависимости от характера взаимодействия наполнители бывают: инертные (практически не изменяют свойства, снижают стоимость изделия) и активные (улучшают эксплуатационные свойства).Требования к наполнителям: -должны обладать способностью смешиваться с полимером с образованием системы, требуемой степени однородности, -должны уметь смачиваться раствором или расплавом полимера, -должны иметь стабильные свойства в процессе переработки, при хранении и эксплуатации, -быть доступными, дешевыми. Наполнители бывают порошкообразные, волокнистые, зернистые, листовые. По природе наполнители: органические (древесная мука), неорганические (мел, тальк). Волокнистые наполнители применяют в виде непрерывного и рубленого волокна. Зернистые – это полые сферы, чешуйки, гранулы различной формы из стекла, углерода и полимеров. Придают полимерам коррозийную стойкость, изменяют оптические св-ва, регулируют коэфф. трения. Листовые – придают полимерам свойства которые способны создавать слоистые пластики. Используются: бумаги, шпон, тканных и не тканных материалов. Наполнители могут быть газообразные и жидкие. Нанонаполнители – этот наполнитель активно участвует в химических и физических процессах образования и структурирования полимера. Пластификаторы – вводят для повышения пластичности материала при его переработке и эластичности материала при эксплуатации. Пластификатор должен термодинамично совмещаться с полимером. Совместимость зависит от природы полимера и пластификатора. Стабилизаторы. Старение – это процесс возникновения и развития нежелательных химических реакций под воздействием тепла, света, кислорода, воздуха, влаги, механических нагрузок. Для защиты от старения применяют специальные вещества – стабилизаторы. Их делят на: -антиоксиданты, -антиозонанты, -светостабилизаторы, -антирады. По механизму действия: блокирующие (реагируют со свободными полимерными радикалами на стадии их образования) и привентивные (вызывают разложение образующихся в полимере первичных продуктов окисления). Светостабилизаторы – применяют для защиты полимеров от светового старения. Их действие основывается на поглощении солнечного света. Антирады – способствуют повышению стойкости полимера к действию ионизирующего излучения. Принимают на себя энергию и рассеивают ее не претерпевая при этом существенных изменений.