49. Материалы на основе полимеров.

(Волокна, пенки, лаки, пластмассы, композиты)

волокна получают путем продавливания расплава полимера через тонкие отверстия – фильеры. А затем проводится процесс охлаждения. В качестве волокнообразующих полимеров используют полиакрилоамиды, полиакрилонитрилы пленки получают путем продавливания расплавов полимеров через фильеры, которые имеют щелевидную форму. Или путем нанесения раствора полимера на движущуюся ленту (полиэтилен, полистирол, полипропилен) лаки – растворы волокнообразующих полимеров в растворителях. Кроме полимера в лаках содержатся: красители, наполнители, стабилизаторы, отвердители (покраска, нанесение на контакты) пластмассы. Кроме полимера вводят следующие вещества: красители, наполнители, пластификаторы, стабилизаторы  делятся на 1 термопласты (могут неоднократно переходить из вязко-текучего состояния в стеклообразное. Используются шире, чем реактопласты (полиэтилен, полистирол, полихлорвинил)) 2 реактопласты ( при получении происходит образование сетчатой структуры полимера. В результате полимер из вязко-текучего состояния переходит в стеклообразное и в дальнейшем не может быть возвращен в исходное состояние (фенолформальдегидные и эпоксидные смолы)) композиты. Основу составляет полимер, в который вводятся армирующие добавки (ткань, металл, керамика). Все композиты обладают повышенной прочностью, в некоторых случаях превышающей прочность металла.

Отдельные представители: Полиэтилен получают радикальной полимеризацией из этилена. Существует полиэтилен высокого давления (Т=200⁰С,  p=300 атм.) и низкого давления (Т=200⁰С, р<5 атм.), он обладает лучшими физико-механическими свойствами ( - СН₂ – СН₂ -) Полиэтилен используют при температуре от 20 до 100⁰С. Стоек к действию кислот и щелочей, однако набухает в органических растворителях, является хорошим изоляционным материалом, не про пускает влагу, используется для получения пленок в аппаратуростроении

Полистирол получают радикальной полимеризацией стирола. Стоек к действию кислот, оснований, органических растворителей. Дороже полиэтилена, используется реже (в приборостроении)

Политетрофторэтилен (фторопласт) получают радикальной полимеризацией тетрофторэтилена. Температурный предел от -200 до 250⁰С. Исключительно стоек к действию концентрированных кислот, щелочей, органических растворителей. Используется как изоляционный материал для химической промышленности  ( - CF2 – CF2 - )

Каучуки Общего назначения – получение резины для массового потребления (бутадиеновый каучук, изопропеновый каучук, бутадиенстирольный каучук  Специального назначения – стойкие к действию масел (хлоропреновый каучук), высокопрочные (полиуретановый каучук) Бутадиен-нитрильный каучук

50. Методы получения полимеров.

1 метод полимеризации Полимеризация – метод получения полимеров путем последовательного присоединения отдельных молекул мономера, в результате которого образуются длинные цепи и не выделяется побочных продуктов в качестве исходных продуктов используют соединения, содержащие двойные или тройные связи, или высокореакционные циклы (из трех атомов). В результате процесса полимеризации происходит раскрытие двойных и тройных связей и циклов.

Процесс полимеризации самопроизвольно протекающий процесс, энергия Гиббса меньше 0, протекает очень медленно. Для увеличения скорости процесса вводят катализаторы. В зависимости от того, какие введены катализаторы, механизм полимеризации может быть радикальным или ионным. Радикальная полимеризация включает 3 стадии 1. зарождение цепей 2. рост цепей 3. обрыв цепи 1) частицы, несущие неспаренный е – радикальные частицы

R – концевая группа. Не влияет на свойства полимера, ее молекулярная масса низка по отношению к массе полимера 3) Наступает:  - в реакционную массу вводят ингибиторы  - если в реакционной массе сталкиваются 2 радикальные частицы  - в процессе радикалы сталкиваются между собой R+R.  Ионная полимеризация может инициироваться положительно заряженными частицами (катионами) или отрицательно заряженными частицами (анионами) 3 стадии

2 метод поликонденсации в реакцию вступают мономеры, содержащие по крайней мере 2 функциональные группы, различающиеся по основности. В результате происходит взаимодействие между этими функциональными группами и последующий рост молекулы полимера. Образуются побочные продукты (H₂O, HCl, NH₃). Общая формула полимера не соответствует формуле мономера.