Синтетические полимеры

Кевлар

Кевлар – очень прочный пластик. Он имеет очень востребованные свойства, так как состоит из волокон, сильно прижатых друг к другу.Это родственник нейлона, он считается суперполимером и был представлен на рынке в 70-х годах.

Это очень прочный материал, но относительно легкий. Не плавится, а разлагается только при температуре выше 450 ° C; холод ему тоже не вредит, выдерживает морозы до -196 ° С. Он устойчив к воздействию различных химикатов, а влажность не повреждает его.

Кевлар – отличный антибаллистический материал, так как пуля или нож с трудом проходят сквозь волокна. Он прочнее стали, как современная броня, но легче и гибче стали.

Кевлар также используется в производстве шин для велосипедов, парусных лодок и пластиков для музыкальных барабанов.

Применение пластмассы

У пластмассы есть ряд преимуществ перед другими материалами, поэтому область ее применения практически безгранична. На диаграмме ниже можно оценить масштабы использования изделий из пластика в различных сферах жизни человека.

Ниже мы кратко расскажем о свойствах, способах получения и области применения разных полимеров.

Полиэтиленовые полимеры

Способ получения: полимеризация этилена CH₂=CH₂.

Свойства: воскообразная масса, сохраняющая хорошую гибкость при температурах до −60 °C. Материал практически абсолютно водостоек и устойчив к агрессивным средам.

Область применения: для изготовления гидроизоляционных пленок и предметов санитарно-технического оборудования.

Полипропиленовые полимеры

Способ получения: полимеризация пропилена CH₃—CH=CH₂.

Свойства: белый порошок.

Область применения: для изготовления паро- и газонепроницаемых пленок и труб.

Поливинилхлоридные (полихлорвиниловые) полимеры

Способ получения: полимеризация винилхлорида CH₂=CHCl.

Свойства: гранулы размером 0,01–0,03 мм и плотностью 1,4 г/см3. Материал обладает большой тепло- и морозостойкостью и диэлектрическими свойствами.

Область применения: для изготовления линолеума, гидро- и газоизоляционных пленок.

Полиизобутиленовые полимеры

Способ получения: полимеризация изобутилена CH₂=C(CH₃)₂ при температуре около 100 °С в присутствии галоидных соединений бора, алюминия или титана.

Свойства: каучукоподобный эластичный материал плотностью 0,91–0,93 г/см3.

Область применения: для изготовления лака и мастик, в качестве компонента гидроизоляционных материалов.

Полистирольные полимеры

Способ применения: полимеризация стирола C₆H₅CH=CH₂.

Свойства: бесцветные гранулы, хорошо окрашиваются в разные цвета, легко формуются, но обладают хрупкостью и невысокой теплостойкостью.

Область применения: для изготовления латексов, эмалей, гидроизоляционных пленок и облицовочных плиток.

Поливинилацетатные полимеры

Способ получения: полимеризация винилацетата и винилового спирта CH₂=CH—OH.

Свойства: прозрачный бесцветный полимер, неустойчивый к действию кислот, щелочей, слабо набухает в воде, растворим в спиртах и сложных эфирах.

Область применения: для изготовления лаков, клеев, дисперсий, полимербетонов и растворов, применяемых при внутренней отделке зданий.

Полиакрилатные полимеры

Способ получения: полимеризация производных акриловой CH₂=CH—COOH и метакриловой CH₂=C(CH₃)COOH кислот.

Свойства: бесцветная прозрачная стекловидная масса.

Область применения: для изготовления гидроизоляционных пленок, водонепроницаемых бетонов и растворов.

Фенолоформальдегидные полимеры

Способ получения: взаимодействие фенолов с формальдегидами.

Свойства: отличаются высокой прочностью и теплостойкостью.

Область применения: для изготовления древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит, слоистых пластиков, лаков, клеев, мастик.

Аминоформальдегидные полимеры

Способ получения: поликонденсация мочевины или меламина с формальдегидом в определенных, строго контролируемых условиях.

Свойства: бесцветные, изготовляют в виде раствора и сухого полимера.

Область применения: для изготовления теплоизоляционных материалов, слоистых пластиков и клеев.

Полиуретановые полимеры

Способ получения: взаимодействие диизоцианатов с многоатомными, чаще с двухатомными спиртами.

Свойства: высокоплавкие линейные кристаллические полимеры. Отличаются низкой температурой плавления, незначительной гигроскопичностью, высокой атмосферостойкостью. Устойчивы к воздействию кислорода воздуха, озона, кислот и щелочей.

Область применения: для изготовления клеев, применяемых для склеивания каменных материалов.

Узнать больше о химическом составе, свойствах и применении не только пластика, но и других окружающих нас материалов можно на онлайн-курсах по химии в школе Skysmart. На уроках мы даем знания, которые пригодятся не только на экзамене, но и в реальной жизни и в быту.

Производство и поставка полимерного сырья

На рынке широко представлено как сырье отечественного производства, так и зарубежные аналоги.

Современные отечественные предприятия оборудованы высокотехнологичным оборудованием, которое обеспечивает отличное качество продукции, а многоступенчатая система контроля практически исключает образование брака.

Также возможно приобрести импортное полимерное сырье от ведущих мировых концернов. В данной области рынка существует жесткая конкуренция, поэтому поставка материалов заказчику производится в исключительно короткие сроки.

Вакуумный загрузчик полимерного сырья

Вакуумный загрузчик полимерного сырья может быть двух видов: моноблочное и в раздельном корпусе. Моноблочный загрузчик более компактен, мобилен и прост в монтаже.

Загрузчики с раздельным корпусом состоят из бункера для сырья и основного блока. Они отличаются высокой производительностью и способны подавать материалы на большую высоту, однако, размеры такого аппарата значительно больше, а установка требует специальных знаний.

Поставщики и производители полимерного сырья и материала

Одними из наиболее крупных поставщиков полимеров в России являются:

• Веста-Полимер работает на рынке производства полимеров с 1998 года;
• Русполимер не только поставляет, но и является крупным предприятием по переработке и продаже вторичного полимерного сырья (пвд, стрейч) в виде гранул.
• Центрополимер больше семнадцати лет снабжает отечественные предприятия полимерным сырьем.

Среди производителей полимерного сырья и материалов ведущими компаниями являются: ООО «Ставролен», ОАО «Уфаоргсинтез», ОАО «Казаньоргсинтез».

Машиностроение и химическая промышленность

Свойства полимеров

По свойствам полимеры можно разделить на: термореактивные, термопластичные и эластомеры.

Термореактивные	Термопластичные	Эластомеры
Неплавкие и неэластичные материалы.Фенолформальдегидныесмолы,полиуретан	Меняют форму при нагревании и сохраняют её.Полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид	Эластичные вещества при разных температурах.Натуральный каучук,полихлоропрен

Термореактивные полимеры — пластмассы, переработка которых в изделия сопровождается необратимой химической реакцией, приводящей к образованию неплавкого и нерастворимого материала.

Например, фенолформальдегидные смолы, полиуретан.

Термопластичные полимеры — меняют форму в нагретом состоянии и сохраняют её после охлаждения.

Например, полиэтилен, полистирол, полихлорвинил и т.д.

Эластомеры – обладают высокоэластичными свойствами в широком интервале температур.

Например, натуральный каучук.

Классификация полимеров

Есть довольно большое количество показателей, по которым синтетические полимерные материалы могут классифицироваться. При этом классификация затрагивает и основные эксплуатационные качества. Именно поэтому рассмотрим разновидности полимерных материалов подробнее.

Классификация проводится по агрегатному состоянию:

1. Твердые. Практически все люди знакомы с полимерами, так как они используются при изготовлении корпусов бытовой техники и других предметов быты. Другое название этого материала – пластмасса. В твердой форме полимерный материал обладает достаточно высокой прочностью и пластичностью.
2. Эластичные материалы. Высокая эластичность структуры получила применение при производстве резины, поролона, силикона и других подобных материалов. Большая часть встречается в строительстве в качестве изоляции, что также связано с основными эксплуатационными качествами.
3. Жидкости. На основе полимеров производится достаточно большое количество самых различных жидких веществ, большая часть которых также применима в строительстве. Примером назовем краски, лаки, герметики и многое другое.

Жидкие полимеры — краски

Эластичные полимеры — резиновое покрытие

Различные виды полимерных материалов обладают разными эксплуатационными качествами. Именно поэтому следует рассматривать их особенности. Есть в продаже полимеры, которые до соединения находятся в жидком состоянии, но после вступления в реакцию становятся твердыми.

Классификация полимеров по происхождению:

1. Искусственные вещества, характеризующиеся высокомолекулярной массой.
2. Биополимеры, которые еще называют природными.
3. Синтетические.

Большее распространение получили полимерные материалы синтетического происхождения, так как за счет смешивания самых различных веществ достигаются исключительные эксплуатационные качества. Искусственные полимеры сегодня встречаются практически в каждом доме.

Классификация синтетических материалов проводится также по особенностям молекулярной сетки:

1. Линейные.
2. Разветвленные.
3. Пространственные.

Варианты структуры полимеров

Классификация проводится и по природе гетероатома:

1. В главную цепь может входить атом кислорода. Подобное строение цепочки позволяет получить сложные и простые полиэфиры и перекиси.
2. ВМС, которые характеризуются наличием атома серы в основной цепочке. За счет подобного строения получают политиоэфиры.
3. Можно встретить и соединения, в главной цепочке которых есть атомы фосфора.
4. В главную цепочку могут входить и атомы кислорода и с азотом. Наиболее распространенным примером подобного строения можно назвать полиуретаны.
5. Полиамины и полиамиды – яркие представители полимерных материалов, которые в своей главной цепочке имеют атомы азота.

Кроме этого выделяют две большие группы полимерных материалов:

1. Карбоцепные – вариант, который имеет основную цепочку макромолекулы ВМС с одним атомом углерода.
2. Гетероцепные – структура, которая кроме атома углерода имеет и атомы других веществ.

Существует просто огромное количество разновидностей карбоцепных полимеров:

1. Высокомолекулярные соединения, которые называют тефлоном.
2. Полимерные спирты.
3. Структуры с насыщенными главными цепочками.
4. Цепочки с насыщенными основными связями, которые представлены полиэтиленом и полипропиленом. Отметим, что сегодня подобные разновидности полимеров получили просто огромное распространение, их применяют при производстве строительных материалов и других вещей.
5. ВМС, которые получаются на основе переработки спиртов.
6. Вещества, полученные при переработке карбоновой кислоты.
7. Вещества, полученные на основе нитрилов.
8. Материалы, которые были получены на основе ароматических углеводородов. Самым распространенным представителем этой группы является полистирол. Он получил широкое применение по причине высоких изоляционных качеств. Сегодня полистирол используют для изоляции жилых и нежилых помещений, транспортных средств и другой техники.

Полимеры

Вся приведенная выше информация определяет то, что существует просто огромное количество разновидностей полимерных материалов. Этот момент также определяет их широкое распространение, применение практически во всех отраслях промышленности и сферах деятельности человека.

Основные физические свойства

Отличительной чертой этого материала является то, что в его химический состав входит вещество, обладающее высокомолекулярными цепочками, повторяющиеся с данной периодичностью. Благодаря этому самым распространенным стал каучук (резина), отличающийся своей эластичностью и повышенной стойкостью к истиранию. Он и другие виды не только обладают свойствами упругости, но и имеют иные важные качества:

• • Низкая теплопроводимость. Как пример: если поставить на открытый огонь кастрюлю, то сплав из железа нагреется, а ручки, выполненные из пластмассы, останутся холодными.
• • Высокий показатель температурного коэффициента линейного расширения, который составляет от 70 до 200 10-6 на один градус. Молекулярная структура обладает свойствами увеличивать линейные размеры в несколько раз больше, чем металл при одинаковой t.
• • Благодаря своей гибкости, в последнее время технологи разработали методику нанесения тонким слоем полимер на металлические части изделий для защиты их от коррозии.
• • Предел прочности уступает показателям железа. Для повышения добавляют специальные компоненты, за счет которых получаются новые разновидности материала.
• • При разработке и производстве товара учитывается низкий коэффициент температурного нагрева. Рекомендуемым порогом является менее 80 градуса. Иначе изменятся физические свойства, которые приведут к снижению прочности.
• • Быстро воспламеняется при пожаре, при этом выделяют токсичные вещества.
• • Из-за сниженного показателя коэффициента трения на поверхности не остаются дефекты (царапины, сколы).
• • Обладает электроизоляционными свойствами. Так как он не проводит ток, то все ручки инструментов покрываются пластмассой.
• • Не поддается деформации при длительной нагрузке, способен восстанавливать свою первоначальную форму.

Эластомеры и их сокращенные обозначения

• БК – статический сополимер изобутилена и 0,6 -3,0 % изопрена.
• ДСТ-30 – термоэластопласт с 30% блоков стирола.
• СКД – цис-полибутадиеновый.
• СКДЛ – цис-полиизобутиленовый (литиевый катализатор).
• СКИ – цис-полиизопреновый.
• СКМС-30 – бутадиен-метилстирольный.
• СКН-18, СКН-26 – бутадиен-нитрильные с указанным содержанием нитрила акриловой кислоты в макромолекуле (в %) и т.д.
• СКС-30, СКМС-30 – бутадиен-стирольный, бутадиен-метилстирольный с 30% стирола в молекуле.
• СКС-30А – бутадиен-стирольный низкотемпературной полимеризации.
• СКТВ – метилвинилсилоксановый
• СКЭП – сополимер этилена (40-70%) и пропилена.
• СКЭПТ – сополимер этилена, пропилена и 1-2% несопряженного диена.
• СКУ – полиуретановый.
• ТЭП – термоэластопласт, блок-сополимер бутадиена и стирола.

Полимеризация

Степень полимеризации — это число, показывающее сколько молекул мономера соединилось в макромолекулу.

Степень полимеризации обычно обозначается индексом «n» за скобками, включающими в себя структурное (мономерное) звено: (–CH2–CH2–)n

Характерные признаки полимеризации. В основе полимеризации лежит реакция присоединения. Полимеризация – цепная реакция, включает стадии инициирования, роста и обрыва цепи. Элементный состав (молекулярные формулы) мономера и полимера одинаков.

Катализаторами полимеризации могут быть: металлический натрий, пероксиды, кислород, металлоорганические соединения, комплексные соединения.

Процесс образования высокомолекулярных соединений при совместной полимеризации двух или более различных мономеров называют сополимеризацией.

Например, схема сополимеризации этилена с пропиленом:

Важнейшие синтетические полимеры

Изображение с портала orgchem.ru

Важнейшие синтетические полимеры, получаемые реакцией полимеризации, и области их применения:

Полимер	Мономер	Характеристики полимера	Применение полимера
Полиэтилен (–СН2–СН2–)n	ЭтиленСН2=СН2	Синтетический, линейный, термопластичный, химически стойкий	Упаковка, тара
Полипропилен	ПропиленСН2=СН–СН3	Синтетический, линейный, термопластичный, химически стойкий	Трубы, упаковка, ткань (нетканый материал)
Поливинилхлорид	ВинилхлоридСН2=СН–Сl	Синтетический линейный полимер, термопластичный	Натяжные потолки, окна, пленка, трубы, полы, изолента и т.д
Полистирол	Стирол	Синтетический линейный полимер, термопластичный	Упаковка, посуда, потолочные панели
Полиметилметакрилат Метиловый эфир метакриловой кислоты	Синтетический линейный полимер, термопластичный	Очки, корпуса фар и светильников, душевые кабины, мебель и т.д
Тефлон(политетрафторэтилен)	Тетрафторэтилен	Синтетический линейный полимер. Термопластичный (t = 260-3200C) Обладает очень высокой химической стойкостью	Посуда, пластины утюгов, ленты и скотч, упаковка, изоляция
Искусственный каучук Мономер: бутадиен-1,3 (дивинил)	Синтетический, линейный, эластомер, содержит двойные связи	Резина, изоляция, различные материалы, ракетное топливо
Натуральный каучук Мономер: 2-метилбутадиен-1,3	Природный, линейный, эластомер, содержит двойные связи	Резина, изоляция, различные материалы, ракетное топливо
Хлоропреновый каучук Мономер: 2-хлорбутадиен-1,3	Синтетический, линейный, эластомер, содержит двойные связи	Резина, изоляция, различные материалы, ракетное топливо
Бутадиен-стирольный каучук Мономеры: бутадиен-1,3 и стирол	Синтетический, эластомер	Резина, изоляция, различные материалы, ракетное топливо
Полиакрилонитрил	Акрилонитрил	Синтетический, линейный	Волокна, пластмассы

Применение полимеров

Первые материалы из полимеров появились в начале ХХ века. Краски и пленки производились при обработке целлюлозы и отходов нефтепереработки. Благодаря этому открытию начало развиваться кино. Сейчас из пластика изготавливаются детские игрушки, синтетические ткани, прорезиненная подошва для обуви, спортивный инвентарь, компьютерная техника и др.

Без полимеров невозможно представить цивилизацию. Каждый из них особенен и применяется во многих сферах.

• Полиэтилен – упаковки, изоляция электропроводов, автомобильные детали, предохранение от коррозии нефтепроводов.
• Полистирол – игрушки, детали техники, внутренняя облицовка салонов машин и самолетов, фурнитура, внешние детали электроники, посуда.
• Поливинилхлорид – автомобильные детали, оборудование химической промышленности, искусственная кожа.
• Поликарбонат – детали для электроники и автомобилей, материалы для строительства.
• Эпоксидная смола – декоративные украшения, лаки, клей, ламинат.
• Полиэстер – лампы, мачты, средства защиты, корпуса летательных аппаратов и машин.

Ученые космической отрасли создали летательные ракеты и спутники на основе полипропилена. При лабораторных испытаниях оказалось, что низкая масса этого сырья без особых усилий помогает преодолеть притяжение Земли, и при больших температурных перепадах в агрессивной среде пластмасса не деформируется.

Виды полимеров

Вид полимера Количество молекул в молекуле может достигать нескольких сотен молекул. Из вышесказанного ясно, что должно быть три типа.

Линейные полимеры. Это соединения, в которых мономеры химически инертны друг к другу и связаны только силами Ван-дер-Ваальса (силы межмолекулярного (и межатомного) взаимодействия с энергией 10-20 кДж/моль — прим. автора). Термин «линейный» ни в коем случае не подразумевает линейного расположения молекул между собой. Скорее, они характеризуются зазубренной или спиралевидной формой, что придает им полимерам механическая прочность.

Разветвленные полимеры. Они состоят из цепочек с боковыми ответвлениями (количество и длина ответвлений варьируются). Разветвленная полимеры сильнее, чем линейные цепи.

Линейные и разветвленные цепи полимеры Размягчаются при нагревании и снова затвердевают при охлаждении. Это свойство называется термопластичностью. полимеры — Термопластики. Связи между молекулами в таких полимерах могут быть разорваны и вновь соединены. Это означает, что пластиковые бутылки могут быть использованы для производства других изделий. полимерсодержавые вещи, от ковров до курток. Конечно, можно изготовить и большее количество бутылок. Для переработки нужна только высокая температура. Термопластик полимеры Термопласты не только огнеопасны, но и растворимы, поскольку ван-дер-ваальсовы связи легко разрушаются при контакте с химическими веществами. К термопластам относятся поливинилхлорид, полиэтилен, полистирол и т.д.

Когда макромолекулы содержат реакционноспособные мономеры, при нагревании они соединяются между собой многочисленными поперечными связями, и полимер они приобретают пространственную структуру. Эти полимеры называются термореактивными или термореактивными пластмассами.

С одной стороны, термореактивные пластмассы обладают такими положительными свойствами, как твердость и термостойкость. С другой стороны, если связи между молекулами термореактивных материалов полимеров нельзя установить во второй раз. Переработка в таком случае уже невозможна, и это нехорошо. Наиболее распространенные полимеры группа включает полиэфиры, виниловые эфиры и эпоксиды.

Образование полимеров

В природе биологические полимеры или биополимеры получаются естественным путем в процессе жизнедеятельности растительных и животных организмов. Искусственные же полимеры производят как правило нефтехимические и газохимические предприятия путем двух основных видов химических реакций: полимеризации и поликонденсации

Полимеризация – это процесс синтеза полимера путем присоединения повторяющихся цепочек молекул (звеньев) мономера к активному центру роста макромолекулы высокомолекулярного соединения. В упрощенном виде механизм полимеризации можно расписать по следующим стадиям:

• образование центров полимеризации;
• рост макромолекул полимера при присоединения очередных звеньев;
• возникновение новых центров полимеризации на других молекулы и их интенсивный рост;
• возникновение разветвленных молекул полимеров;
• прекращение роста макромолекул.

Обычно полимеризация не возникает при нормальных условиях. Для начала химического процесса полимеризации на низкомолекулярное сырье оказывают разнообразные методы воздействия в зависимости от каждого конкретного техпроцесса: воздействие светом или другим типом облучением, повышенным давление, высокими температурами. При этом, наиболее эффективно процесс идет в среде катализатора, подбираемого для каждого конкретного процесса получения определенного полимера персонально. При образовании полимеров при помощи полимеризации не выделяется побочных веществ реакции, химический состав веществ остается неизменным, но меняется структура связей в веществе.

Рис. 2 Завод по производству полиэтилена

Поликонденсация – это процесс синтеза полимеров из низкомолекулярных веществ при помощи перегруппировки атомов выделения побочных продуктов поликонденсации. Это могут быть различные низкомолекулярные соединения, например вода. Методом поликонденсации выпускают такие крупнотоннажные полимеры, как полиуретаны, поликарбонаты, фенолоальдегидные смолы.

Полиизобутил, полистирол, винилацетат

Широко применяются современной промышленностью полиизобутиловые смолы, которые получаются в процессе полимеризации при температуре около 100 ºС. Это материал напоминает по виду каучук. Он эластичен, применяется в качестве противокоррозионного компонента. Он не пропускает воду, поэтому металлические поверхности надежно защищены от окислительных реакций. Из полиизобутилена изготавливают лаки, мастики.

Полистирольные синтетические смолы получают с помощью процесса полимеризации. В результате получается бесцветная смола, которая применяется для производства эмалей, латекса, а также гидроизоляционных пленок. Также из полимера создаются утеплительные материалы.

Поливинилацетатные смолы представляют собой полимеры, созданные из сложного эфира уксусной кислоты и винилового спирта. Это бесцветная жидкость, характеризующаяся высокой подвижностью.

Материал не обладает устойчивостью к воздействию щелочей и кислот. В воде поливинилацетат набухает слабо. Он растворяется в сложных эфирах и спиртах, а также в ароматических углеводородах.

Материл позволяет создать прочное соединение камня, стекла. Поэтому поливинилацетат широко применяют при производстве лаков и клеевых составов. При внутренней отделке здания эти материалы также широко используют.

Синтетические полимеры

Примеров переработки природных полимеров в искусственные можно привести очень много.

Но со временем были созданы синтетические полимеры, которые заменили природные и искусственные. Толчком для создания синтетических полимеров послужило открытие русского химика Александра Михайловича Бутлерова.

Теория химического строения органических веществ

А.М. Бутлеров

В основе современной органической химии лежит теория химического строения органических веществ, автором которой является русский химик и ученый Александр Михайлович Бутлеров. В 1842 г. Бутлеров впервые провел реакцию полимеризации и изомеризации, доказав, что свойства веществ могут меняться в результате изменения строения молекулы, даже если состав и молекулярный вес не меняются.

После создания этой теории появилась химия высокомолекулярных полимерных соединений. В состав таких соединений входят молекулы с числом атомов до сотен тысяч. Началась целенаправленная модификация (изменение) химических веществ. Были созданы абсолютно новые синтетические полимеры. Свойства этих полимеров значительно превосходили свойства природных полимеров.

Где применяются полимеры

Область применения полимерных материалов очень широка. Сейчас можно с уверенностью сказать – они используются в промышленности и производстве практически в любой сфере. Благодаря своим качествам полимеры полностью заменили природные материалы, существенно уступающие им по характеристикам. Поэтому стоит рассмотреть свойства полимеров и области их применения.

По классификации материалы можно разделить на:

Качества каждой разновидности определяет область применения полимеров.

Оглядевшись вокруг, мы можем увидеть огромное количество изделий из синтетических материалов. Это детали бытовых приборов, ткани, игрушки, кухонные принадлежности и даже бытовая химия. По сути – это огромный ряд изделий от обычной пластмассовой расчески до стирального порошка.

Такое широкое использование обусловлено низкой стоимостью производства и высокими качественными характеристиками. Изделия прочны, гигиеничны, не содержат вредных для организма человека компонентов и универсальны. Даже обычные капроновые колготки изготовлены из полимерных составляющих. Поэтому полимеры в быту применяются гораздо чаще, чем натуральные материалы. Они существенно превосходят их по качествам и обеспечивают низкую цену изделия.

Примеры:

• пластиковая посуда и упаковка;
• части различных бытовых приборов;
• синтетические ткани;
• игрушки;
• кухонные принадлежности;
• изделия для санузлов.

Любая вещь из пластика или с включением синтетических волокон изготавливается на основе полимеров, так что перечень примеров может быть бесконечным.

Акрил

Он был разработан в 1940-х годах. Он прочный, легкий и теплый, поэтому его обычно используют в свитерах, в качестве обивки мебели, в коврах, а также для покрытия обуви и перчаток.

Он такой мягкий, что на ощупь похож на шерсть; После правильной процедуры его можно использовать для имитации других тканей, например, хлопка. Иногда его используют вместо более дорогого кашемира.

Акрил очень прочный и прочный. Очень хорошо принимает цвет, не вызывает проблем при стирке и обычно гипоаллергенен. Что касается одежды, то ее обычно используют при изготовлении чулок, шарфов и шапок. Кроме того, он используется в нитках для вязания, особенно крючком.

Синтетические полимерные материалы и их применение

По способу производства синтетические полимерные материалы подразделяются на два класса: класс А — полимеры, получаемые цепной полимеризацией; класс Б — полимеры, получаемые поликонденсацией и ступенчатой полимеризацией.

Процесс полимеризации представляет собой соединение одинаковых и разных молекул. Побочных продуктов при полимеризации не образуется.

Процесс поликонденсации представляет собой соединение большого количества одинаковых и различных полиреактивных молекул низкомолекулярных веществ, в результате чего образуется высокомолекулярное вещество. При процессе поликонденсации выделяются вода, хлористый водород, аммиак и другие вещества.

Кремнийорганические смолы — это особая группа высокомолекулярных соединений. Особенность этих полимерных строительных материалов состоит в том, что они обладают свойствами как органических, так и неорганических веществ.

Физические и механические характеристики этих полимерных материалов практически не зависят от колебаний температуры по сравнению с обычными смолами, к тому же они обладают высокой гидрофобностью и теплостойкостью. Кремнийорганические смолы служат для получения различных изделий, стойких к действию повышенных температур (400-500°С).

Основная область применения этих синтетических полимерных материалов – изготовление бетонов и растворов для повышения их долговечности. Также их применяют в виде защитных покрытий на природных и искусственных каменных материалах (бетоне, известняке, травертине, мраморе и т. д.). Пропитка оказывает защитное действие в течение 6-10 лет, после чего ее следует возобновить.

Для поверхностей пропитки изделий из природного камня и других строительных конструкций применяют гидрофобизирующие кремнийорганические жидкости (ГКЖ), которые перед употреблением растворяют органическими растворителями, а также водную 50%-ную эмульсию (молочно-белого цвета), которую перед употреблением смешивают с водой в соотношении 1:10.

Поливинилацетатная дисперсия (ПВА) — это продукт полимеризации винилацетата в водной среде в присутствии инициатора и защитного коллоида. Это вязкая жидкость белого цвета, однородная, без криков и посторонних включений.

ПВА в зависимости от вязкости изготавливается трех марок: Н — низковязкая, С — средневязкая, В — высоковязкая. Она применяется при изготовлении полимерцементных растворов, мастик, паст, которые используются при облицовочных работах.

Латекс синтетический СКС-65ГП — продукт совместной полимеризации бутадиена со стиролом в соотношении 35:65 (по массе) в водной эмульсии с применением в качестве эмульгатора некаля и натриевого мыла синтетических жирных кислот. Латекс СКС-65ГП используется при изготовлении полимербетонов, эмульсионных красок, мастик и паст, применяемых при облицовочных работах. Также латекс используется при нанесении различных покрытий.

Физико-химические свойства этого полимерного строительного материала латекс СКС-65ГП:

• содержание сухого вещества, %, не менее 47;
• содержание незаполимеризованного стирола, %, не более 0,08;
• концентрация водородных ионов (pH), не менее 11;
• поверхностное натяжение, дин/см2, не более 40;
• вязкость, с — 11-15;
• содержание золы, %, не более 1,5.

Латекс синтетический СКС-ЗОШР — продукт совместной полимеризации бутадиена со стиролом в водной эмульсии, применяется в качестве связующего или клеящего материала при облицовочных работах.

Физико-химические свойства латекса СКС-ЗОШР:

• содержание сухого вещества, %, не менее 33;
• температура желатинизации, °С, не выше 14;
• содержание свободной щелочи, %, не более 0,15.

Образование полимеров

В природе биологические полимеры или биополимеры получаются естественным путем в процессе жизнедеятельности растительных и животных организмов. Искусственные же полимеры производят как правило нефтехимические и газохимические предприятия путем двух основных видов химических реакций: полимеризации и поликонденсации

Полимеризация – это процесс синтеза полимера путем присоединения повторяющихся цепочек молекул (звеньев) мономера к активному центру роста макромолекулы высокомолекулярного соединения. В упрощенном виде механизм полимеризации можно расписать по следующим стадиям:

• образование центров полимеризации;
• рост макромолекул полимера при присоединения очередных звеньев;
• возникновение новых центров полимеризации на других молекулы и их интенсивный рост;
• возникновение разветвленных молекул полимеров;
• прекращение роста макромолекул.

Обычно полимеризация не возникает при нормальных условиях. Для начала химического процесса полимеризации на низкомолекулярное сырье оказывают разнообразные методы воздействия в зависимости от каждого конкретного техпроцесса: воздействие светом или другим типом облучением, повышенным давление, высокими температурами. При этом, наиболее эффективно процесс идет в среде катализатора, подбираемого для каждого конкретного процесса получения определенного полимера персонально. При образовании полимеров при помощи полимеризации не выделяется побочных веществ реакции, химический состав веществ остается неизменным, но меняется структура связей в веществе.

Рис. 2 Завод по производству полиэтилена

Поликонденсация – это процесс синтеза полимеров из низкомолекулярных веществ при помощи перегруппировки атомов выделения побочных продуктов поликонденсации. Это могут быть различные низкомолекулярные соединения, например вода. Методом поликонденсации выпускают такие крупнотоннажные полимеры, как полиуретаны, поликарбонаты, фенолоальдегидные смолы.