Вопросы к защите работы

1.Дайте определение неорганических вяжущих строительных ве-

ществ?

2.Какие из приведенных вяжущих веществ относятся к воздушным: известь, портландцемент, гипс?

3.Какое из приведенных вяжущих веществ сохраняет свою прочность в воде: гашеная известь, строительный гипс, цемент?

4.Какое из вяжущих веществ относится к быстротвердеющим: известь или полуводный гипс?

5.Какой из минералов служит сырьем для производства строитель-

ного гипса: Al2O3 • 2SiO2 • 2H2O; CaCO3; CaSO4; CaSO4 • 2H2O?

6.Дайте определение гидравлических вяжущих неорганических ве-

ществ.

7.Какие из минералов входят в состав клинкера портландцемента:

4CaO • Al2O3• Fe2O3; Al2O3 • 2SiO2 • 2H2O; 3CaO • SiO2; 2CaO • SiO2?

 Учебная литература: /1/, с. 640-645.

Лабораторная работа № 18 Идентификация и оценка некоторых свойств высокомолекулярных материалов

Цель работы: Опытным путем подтвердить химические и физические свойства высокомолекулярных соединений и пластмасс.

Задание по работе: Проведение идентификации неизвестного волокна и пластмассы.

Методические указания по выполнению работы

Методы идентификации и способы получения пластмасс и волокон.

В опытах «обнаружение полихлорвинила и полистирола» проводится ознакомление с основными методами идентификации важнейших пластмасс и волокон. Результаты опытов оформляются в виде таблицы, приведенной ниже.

Опыт № 1. Обнаружение полихлорвинила

Сильно нагрейте медную проволоку в пламени горелки, затем прижмите её к образцу полихлорвинила и снова внесите в пламя. Наблюдайте зеленую окраску пла-

87

мени при накаливании проволоки на её поверхности образуется окись меди, реагирующая с отщепляющимися от полихлорвинила хлористым водородом с образованием хлорной меди и воды. Зеленая окраска пламени обусловлена хлорной медью. Кроме полихлорвинила такая же реакция характерна и для других пластмасс, содержащих хлор.

Опыт № 2 Обнаружение капрона

а) Внесите в пламя кусочек капрона. Обратите внимание на характер горения и

запах.

б) Расплавьте капрон в пламени спички и попробуйте вытянуть из капрона тонкие нити спичкой или булавкой. Возможность получить из расплавленного капрона нити резко отличает его от других пластмасс.

в) Налейте в четыре пробирки отдельно по 5-6 капель H2SO4 (конц.); HCl (конц.) и H2SO4 (разб.); HCl (разб.), концентрированного раствора NaOH и поместите в пробирки кусочки капрона. Через некоторое время отметьте в каких случаях происходит растворение капрона.

Опыт № 3 Обнаружение полиэтилена:

а) Внесите в пламя кусочек полиэтилена. Обратите внимание на характер плавления, затем горения, запах.

б) Проверьте действие концентрированных кислот на полиэтилен без нагревания и при нагревании; растворимость в толуоле.

Опыт № 4 Обнаружение полистирола

а) Растворите полистирол в бензоле (при нагревании)

б) Проверьте действие на полистирол концентрированных кислот (H2SO4; HCl; HNO3).

Справочный (теоретический) материал, необходимый для понимания задания и выполнения работ.

Определение высокомолекулярных органических соединений

Высокомолекулярными называют вещества с молекулярной массой от десяти тысяч до миллиона и более углеродных единиц. Молекулы таких веществ, содержащие от нескольких сотен до сотен тысяч атомов, по сравнению с обычными молекулами обладают огромными размерами. Поэтому их называют макромолекулами.

88

Классификация

Различают природные высокомолекулярные соединения (белки, крахмал, целлюлозу, натуральный каучук) и синтетические, полученные химическим путём за счет объединения многих молекул обычного размера в одну макромолекулу.

Применение

Высокополимеры являются основой для получения таких важных в народном хозяйстве материалов, как пластические массы, синтетические каучуки, электроизоляционные смолы, синтетические материалы для постройки орудий лова, латексы, смолы, пленкообразующие вещества и т.д.

Исходное сырьё

Исходным сырьём для производства многих полимеров служат нефтяные газы и продукты переработки нефтяной и коксобензольной промышленности.

Полимеризация

Реакция полимеризации заключается в соединении многих молекул исходного вещества в одну макромолекулу.

Необходимым условием для реакции полимеризации является наличие двойной или тройной связи в молекулах мономеров.

Под действием тех или иных факторов (света, тепла, энергии веществ, специально введенных для этой цели, энергии радиоактивных частиц) одна связь разрывается, и молекула превращается в радикал, обладающий двумя свободными валентностями (бирадикал).

Своими свободными валентностями эти радикалы связываются между собой, образуя макромолекулы.

Поликонденсация

В процессах поликонденсации также имеет место объединение многих молекул в одну макромолекулу в результате химического взаимодействия между функциональными группами, которое сопровождается образованием низкомолекулярных веществ (воды, хлористого водорода, аммиака и т. п.).

Продукт конденсации опять соединится с формальдегидом, образуя фенолоспирт, но уже более сложного строения, который снова реагирует с фенолом и т.д.

89

Общие свойства

К важнейшим свойствам большинства пластмасс относятся: плотность, достаточная механическая прочность, химическая стойкость, низкая теплопроводность, высокие диэлектрические свойства, хороший внешний вид и др.

К недостаткам пластмасс можно отнести невысокую теплостойкость (не выше 120˚С), большой коэффициент термического расширения, вязко-текучее состояние под нагрузками, старение под действием света и влаги, механических и термических воздействий. Эти недостатки часто устраняются рациональным выбором состава пластмасс, удалением вредных примесей, введением ингибиторов, стабилизаторов и дополнительной термообработкой.

Применение

Высокая механическая прочность и малая плотность обуславливает их применение как незаменимых конструкционных материалов. Некоторые пластмассы широко применяют в химическом машиностроении в качестве антикоррозионного материала (фторопласты, полиэтилен, полиизобутилен, полистирол, поливинилхлорид). Некоторые пластики (полиакрилат и кремнийорганические смолы) имеют высокую термостойкость, до 300˚С и выше.

Полиэтилен, полистирол и политетрафторэтилен – наилучшие диэлектрики и поэтому используются как электроизоляционные материалы. Токопроводящие наполнители (графит, металлические порошки, сажа и др.) позволяют получить токопроводящие и теплопроводящие пластики.

Полиамиды, слоистые фенопласты (на основе тканей и древесного шпона) – хорошие антифрикционные материалы для изготовления подшипников, зубчатых передач. Прозрачные пластики (полиметилметакрилат, полистирол и др.) превосходят силикатные стекла.

Состав пластмасс

Пластмассы – это полимеры и композиции на их основе. К полимерам добавляются красители и стабилизаторы. К композиционным пластмассам добавляются также незначительные количества (до нескольких десятков процентов) иных компонентов: наполнителей, пластификаторов, иногда специальных отвердителей. Пористые пластмассы получают с помощью газообразователей (пенопласты).

90

Наполнители – это измельченные неорганические и органические материалы (песок, тальк, слюда и др.) и волокнистые материалы (очесы хлопка, обрезки тканей, бумаги).

Пластификаторы – маслообразные органические вещества с высокой температурой кипения (дибутилфталат - С6Н4(СООС4Н9)2, низкомолекулярные полиэфирные смолы и др.) уменьшают жесткость и хрупкость полимера, увеличивают морозостойкость.

Красители – минеральные пигменты (окись цинка и др.) или органические красители.

Стабилизаторы (от 0,1 до 3 %) – термостабилизаторы (амины, фенолы) и светостабилизаторы (сажа и др.) препятствуют термоокислительной и фотохимической деструкции.

Вопросы к защите лабораторной работы

1.Какие функциональные группы в полимерах повышают: а) теплостойкость, б) адгезию,

в) прочность при растяжении, г) водопоглощение.

Привести конкретные примеры.

2.Приведите примеры синтетических волокон, получаемых методом полимеризации и поликонденсации.

3.Какими общими свойствами обладают высокомолекулярные ве-

щества?

Учебная литература: /1/, с. 646-651; /2/, с. 642;/3/, с. 450-466;

91

92