Полимеры — это высокомолекулярные соединения, молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся структурных звеньев, соединенных между собой химическими связями. Название происходит от греческих слов «poly» (много) и «meros» (часть). Чтобы вещество считалось полимером, количество таких звеньев должно быть достаточно большим: при добавлении или удалении одного звена свойства вещества практически не меняются. Основные понятия и структура Структура полимера определяется процессом его образования. Основные термины:
- Мономер: низкомолекулярное вещество, из которого «собирается» полимерная цепь.
- Структурное звено: группа атомов, многократно повторяющаяся в макромолекуле.
- Степень полимеризации ( ): число, показывающее количество повторяющихся звеньев в одной цепи.
Химическую формулу полимера принято записывать в скобках, где за скобкой указывается индекс : Где — структурное звено. Классификация полимеров Полимеры можно разделить на группы по нескольким признакам: 1. По происхождению:
- Природные (биополимеры): образуются в живой природе (белки, ДНК, целлюлоза, крахмал, натуральный каучук).
- Искусственные: получаются путем химической модификации природных полимеров (например, вискоза или нитроцеллюлоза).
- Синтетические: полностью создаются человеком в лабораториях и на заводах (полиэтилен, поливинилхлорид (ПВХ), нейлон).
2. По форме макромолекул:
- Линейные: длинные цепочки (полиэтилен высокого давления).
- Разветвленные: цепочки с боковыми ответвлениями (амилопектин).
- Сетчатые (пространственные): молекулы «сшиты» между собой в единый каркас (резина, эпоксидные смолы).
3. По отношению к нагреву:
- Термопласты: при нагревании размягчаются и могут менять форму, а при охлаждении снова затвердевают без потери химических свойств (полистирол, ПЭТ).
- Реактопласты: при нагревании претерпевают необратимые химические изменения и разрушаются, не переходя в вязкотекучее состояние (бакелит).
Уникальные свойства полимеров Полимеры обладают рядом качеств, которые отличают их от низкомолекулярных веществ:
- Высокая механическая прочность при малом удельном весе.
- Эластичность: способность к огромным обратимым деформациям (характерно для эластомеров, таких как каучук).
- Химическая стойкость: многие полимеры не разрушаются кислотами, щелочами и растворителями.
- Анизотропия свойств: характеристики материала могут различаться в зависимости от направления вытяжки молекул.
Примеры распространенных полимеров
| Название | Мономер | Применение |
|---|---|---|
| Полиэтилен | Этилен | Пленки, пакеты, трубы |
| Полипропилен | Пропилен | Тара, детали машин, волокна |
| Полистирол | Стирол | Одноразовая посуда, утеплители |
| Полиамид | Капролактам и др. | Ткани (нейлон, капрон), леска |
Я могу подготовить для вас подробное сравнение процессов полимеризации и поликонденсации или составить таблицу физико-химических свойств конкретных промышленных пластиков.