Život je džungle. Člověk se pořád za něčím honí.

Maturitní otázky-21

2. března 2007 v 9:23 |  Maturitní otázky z chemie
21. POLYMERY, PLASTICKÉ HMOTY
- polymerace, polykondenzace, podstata reakcí
- představitelé polymerů, polykondenzátů, jejich výroba

Syntetické polymery

Ø makromolekulární sloučeniny s relativní molekulovou hmotností obvykle desítek či stovek tisíc
Ø obsahují strukturní jednotku zvanou mer, která se v jejich makromolekulách pravidelně opakuje
Ø syntetické polymery se upravují vhodnými příměsemi a vznikají tak plasty
Ø plasty - pevné a dobře tvarovatelné, lehké, snadno se obrábějí a většinou mají i dobré tepelně izolační vlastnosti, na rozdíl od kovů téměř nepodléhají korozi, z některých plastů, např. polyamidů, se vyrábějí syntetická vlákna
1. termoplasty - plasty, které teplem měknou a ochlazením získávají původní vlastnosti, jejich molekuly tvoří vzájemně nepropojené řetězce
2. reaktoplasty - zahříváním neměknou, ale rozkládají se, jejich řetězce jsou mezi sebou propojeny kratšími řetězci, takže předmět z nich vyrobený je vlastně jedinou gigantickou molekulou
3. elastomery - syntetické polymery, které lze natahovat někdy až na desetinásobek jejich původní délky - např. kaučuky
Ø polyreakce, jimiž vznikají syntetické polymery, se dají podle průběhu dělit na řetězové a stupňovité
1. řetězové reakce - dochází při nich k postupnému spojování molekul obsahujících alespoň jednu dvojnou vazbu, jsou iniciovány katalyzátory uvolňujícími radikály (např. dibenzoylperoxidem), vznikají z monomerů
2. stupňovité reakce (krokové) - vyznačují se tím, že výchozí sloučeniny se nejprve slučují v menší či větší celky, které se pak navzájem spojují v makromolekuly
Ø v praxi se polyreakce dělí na polymerace, polykondenzace a polyadice: polymery (polymeráty), polykondenzáty, polyadukty
1. polymerace - řetězová polyreakce - polymerace vynilchloridu na polyvinylchlorid:
vynilchlorid (monomer) polyvinylchlorid (polymer)
někdy se polymerace dvou i více polymerů provádí současně - kopolymerace
2. polykondenzace - druh stupňovité polyreakce, při níž dochází k reakci molekul dvou typů sloučenin, z nichž každá obsahuje nejméně dvě reaktivní skupiny, při vzájemné reakci těchto skupin se odštěpují molekuly nízkomolekulární sloučeniny (např. voda nebo alkohol), např. vznik polyamidu 6,6 z hexamethylendiaminu a kyseliny adipové:
3. polyadice - patří ke stupňovitým reakcím, při nichž se však žádná sloučeniny se neodštěpuje, uskutečňuje se spojováním molekul dvou různých sloučenin, z nichž každá má dvě reaktivní skupiny schopné reakce se skupinami druhé sloučeniny, polyadicí vznikají např. polyuretany:
Ø polymery, polykondenzáty i polyadukty řadíme k syntetickým polymerům
Ø syntetické polymery užívané v praxi se přeměňují v plasty přídavkem látek, které zlepšují jejich vlastnosti
Ø vláčnost polymerů se dosáhne přidáním změkčovadel, stabilizátory zvětšují jejich stálost (např. antioxydanty zpomalují jejich stárnutí vlivem kyslíku), pigmenty polymery zbarvují, plniva zvětšují jejich objem bez zhoršení kvality

Přehled důležitých plastů

a) plasty vyráběné polymerací - polymery
polyethylen - vyrábí se tlakovou polymerací ethylenu, kvalitnější je nízkotlaký polyethylen, vyráběný za použití Zieglerových katalyzátorů (trialkylhliníků a chloridů titanu), spolu s polyvinylchloridem a polystyrenem patři mezi nejrozšířenější plasty, používá se hlavně k výrobě lahví, hadic a potrubí, ve formě fólií v obalové technice (např. mikroten)
polypropylen - způsobem výroby i použitím se velmi podobá polyethylenu, vyrábějí se z něho i syntetická vlákna
polystyren - slouží k výrobě různých spotřebních předmětů (např. hraček, misek, lžiček), lehčený pěnový polystyren se užívá v obalové technice a jako izolační materiál ve stavebnictví a chladírenství
polyvinylchlorid - za tepla je výborně tvarovatelný, neměkčený PVC - novodur, vyráběný ve formě trubek, tyčí či desek se užívá hlavně k výrobě instalačního materiálu i spotřebního zboží, měkčený PVC - novoplast, je používán k výrobě fólií, filmů, hraček, podlahových krytin, umělých kožešin, koženek,…, kopolymerací vinylchloridu a vinylacetátu vzniká plast používaný k výrobě gramofonových desek
polyvinylacetát - používá se hlavně k výrobě latexů, tj. emulzních nátěrových látek, k povrchové úpravě různých materiálů a k výrobě lepidel, jeho hydrolýzou se vyrábí polyvinylalkohol, který je zákl. složkou mnoha lepidel
polyakrylonitril - samotný se obtížně zpracovává, kopolymery vzniklé kopolymerací akrylonitrilu s vinylchloridem jsou výbornou surovinou v výrobě textilních vláken
polymethylmethakrylát - má rozsáhlé využití jako tzv. organické sklo (skla letadel a automobilů), k výrobě optických čoček, zubních protéz,…, kontaktní čočky se vyrábějí z hydrofilnějšího polymeru, chemicky příbuzného polymethylmethakrylátu
polytetrafluorethylen - patří mezi chemicky i termicky nejodolnější plasty - užívá se proto v chemickém průmyslu (k výrobě těsnění a potrubí), pro chemickou netečnost a zdravotní nezávadnost slouží v chirurgii (ke zhotovování kostních náhrad,…), v domácnostech se používají jím potažené nádoby pro tepelnou úpravu jídel bez použití tuků
polyoxymethylen (paraformaldehyd) - vyrábí se polymerací formaldehydu, má výborné mechanické vlastnosti, a proto se z něho zhotovují různé strojní součásti, např. ozubená kola
b) plasty vyráběné polykondenzací - polykondenzáty
polyamidy - jsou syntetickou obdobou bílkovin, připravují se polykondenzací diaminů s dikarboxylovými kyselinami (např. polyamid 6,6) nebo polymerací cyklických amidů - laktamů (polyamid 6), užívají se zejména k výrobě textilních materiálů a dále se z nich zhotovují lana, ozubená kola nebo drobné sportovní zboží (obroučky brýlí, hřebeny)
lineární polyestery - vyrábějí se z dvojsytných alkoholů a dikarboxylových kyselin, používají se podobně jako polyamidy k výrobě textilních materiálů, obvykle ve směsi s vlákny přírodními (s vlnou, bavlnou), z těchto polyesterů se rovněž zhotovují lana, filmy, magnetofonové pásky,…, jejich příkladem je polyethylentereftalát, vyráběný z ethylenglykolu a kys. tereftalové
polyamidy ilineární polyestery mají vynikající vlastnosti jako suroviny textilního průmyslu, protože z nich lze vyrábět vlákna pevná, pružná, nemačkavá, odolná vůči molům i plísním, rychleschnoucí a snadno zpracovatelná na textilních strojích
zesíťované polyestery - dělí se na alkydové pryskyřice a na nenasycené polyestery
alkydové pryskyřice (glyptaly) - vznikají esterifikací ftalanhydridu s vícesytným alkoholem, např. glycerolem, vzniklý produkt se dále esterifikuje nenasycenými karboxylovými kys., na jejichž dvojných vazbách dojde k oxidační polymeraci, která způsobí zesíťování řetězců, nátěry z těchto pryskyřic jsou velmi odolné a lesklé
nenasycené polyestery - vyrábějí se esterifikací maleinanhydridu ethylen- či propylenglykolem, vzniklé lineární estery se síťují kopolymerací se styrenem, takto získané materiály se používají k přípravě nátěrových látek, licích pryskyřic, lepidel a ve spojení se skelnými vlákny poskytují lamináty, které slouží jako konstrukční materiál ve stavebnictví, k výrobě karosérií, sportovního nářadí,…
fenoplasty - jsou ze všech plastů nejdéle známé, připravil je již v roce 1907 L. H. Baekeland kondenzací fenolu s formaldehydem, ovlivňuje-li se polykondenzace tak, aby vznikaly lineární makromolekuly, získávají se tzv. novolaky používané k výrobě nátěrových látek a lepidel, uskuteční-li se však kondenzace za přítomnosti alkalických katalyzátorů, jsou jejími konečnými produkty nerozpustné, netavitelné pryskyřice - bakelit, chemolit - používají se k výrobě mnoha spotřebních předmětů pro domácnosti, ale hlavně v elektrotechnice, nanášením fenoplastů např. na tvrzený papír vznikají vrstvené materiály, používané rovněž v elektrotechnice a pro dekorační účely
aminoplasty - reaktoplasty vzniklé polykondenzací formaldehydu a aminosloučeninami (močovinou nebo melaninem), jsou to bezbarvé nebo bílé látky užívané k výrobě spotřebního zboží, elektrotechnických výrobků, nátěrových látek, tmelů, lepidel,…, na rozdíl od fenoplastů jsou zcela bez zápachu, nanášením na vhodné podklady vznikají vrstevné materiály s nejrůznějším použitím, např. k obkládání nábytku a ve stavebnictví (umakart)
epoxidové pryskyřice - chemicky složité látky, připravované z dianu, tj. 2,2-bis(4-hydroxyfenyl)propanu a epichlorhydrinu (1,2-epoxy-3-chlorpropanu) a následně vytvrzované aminy nebo anhydridy karboxylových kyselin, užívají se jako lepidla a tmely
silikony - organické polysiloxany, sloučeniny s dlouhými řetězci, ve kterých se střídají atomy křemíku a kyslíku, na atomech Si jsou ještě vázány uhlovodíkové zbytky, jejich charakteristickou vlastností je hydrofobnost a chemická odolnost, silikony lze připravovat ve formě olejů, past, kaučuků a pryskyřic
oleje - používají se např. k vymazávání forem při výrobě odlitků
pasty - k ošetřování povrchů autokarosérií či nábytku
kaučuky - k výrobě elastických předmětů, používaných při nízkých nebo vysokých teplotách, kdy běžný kaučuk svoji elasticitu ztrácí
pryskyřice - jako hydrofobní složka nátěrových látek
c) plasty vyráběné polyadicí - polyadukty
polyuretany - jsou hlavními představitely polymerů vznikajících polyadicí, vyrábějí se reakcí diisokyanátů s dvojsytnými alkoholy a používají se k přípravě kvalitních lepidel a i pěnového plastu pro čalounické účely (molitan)

Přehled důležitých elastomerů

Ø elastomerů se vyrábějí polymerací konjugovaných dienů
poly-1,3-butadien - původně byl nazván Buna, protože byl získán polymerací 1,3-butadienu v přítomnosti sodíku (butadien + natrium), v praxi se dnes častěji používají kopolymery vzniklé současnou polymerací 1,3-butadienu a styrenu (butadien-styrenový kaučuk, SBR) nebo 1,3-butadienu a akrylonitrilu (butadien-akrylový kaučuk, NBR)
butadien-styrenový kaučuk - patří mezi nejrozšířenější syntetické kaučuky, zhotovují se z něho hlavně podrážky a pneumatiky
butadien-akrylonitrilový kaučuk - je velmi odolný vůči olejům a ropě, a proto se jím vykládají potrubí a cisterny, v nichž se tyto látky skladují
poly-2-methyl-1,3-butadien - velmi se podobá přírodnímu kaučuku
poly-2-chlor-1,3-butadien - odolává dobře nepolárním rozpouštědlům, olejům a ropě a je velmi elastický
syntetické kaučuky - užívají se též k výrobě latexů a lepidel, zahříváním se sírou dochází k zesíťování makromolekul kaučuků sirnými můstky, a tak se získávají pryže - jejich vlastnosti se zlepšují přidáním různých plniv, pigmentů a antioxidantů, brzdících stárnutí materiálu hlavně vlivem kyslíku
 

2 lidé ohodnotili tento článek.

Komentáře

1 pekny to tu je pekny to tu je | Web | 8. prosince 2007 v 1:20 | Reagovat

jj moc dobre zpracovany ;o)

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama