Условие задачи

Что такое пластмассы? На какие группы их делят: а) по отношению к нагреванию; б) по происхождению; в) по типу реакции, с помощью которой получают полимер?

Решение

Ниже приводится подробное решение задачи по дисциплине «Химия полимеров».

Введение. Пластмассы – это полимерные материалы, состоящие из длинных цепочек однотипных или различных мономерных звеньев, обладающие свойствами, присущими синтетическим материалам: невысокой плотностью, способностью к формовке, хорошей химической стойкостью и другими характеристиками. В основе их структуры лежат макромолекулы, получаемые в результате полимеризации.

Рассмотрим классификацию пластмасс по трём указанным параметрам.

─────────────────────────────
1. Классификация по отношению к нагреванию

При изменении температуры пластмассы ведут себя по-разному, что позволяет разделить их на следующие группы:

⦁ Термопласты
– При нагревании они размягчаются и могут многократно переходить из твердого состояния в жидкое, что позволяет их перерабатывать.
– Примеры: полипропилен (ПП), полиэтилен (ПЭ), поливинилхлорид (ПВХ).

⦁ Термореактивные пластмассы
– При первичном нагреве происходит необратимая реакция полимеризации или сшивания (кросслинкинг), в результате чего материал затвердевает. При последующем нагревании они не размягчаются.
– Примеры: фенольные смолы, меламиновые пластмассы.

⦁ Эластомеры
– Это материалы, обладающие высокой упругостью (эластичностью). При нагревании они могут менять свои свойства, но не развариваться, сохраняя способность возвращаться в исходное состояние.
– Пример: натуральный каучук, синтетический бутадиеновый каучук.

─────────────────────────────
2. Классификация по происхождению

Пластмассы делят по их исходному сырью и способу получения на следующие группы:

⦁ Натуральные
– Материалы, получаемые из природных полимеров. Они встречаются в природе в виде целлюлозы, природного каучука, шелка и др.
– Пример: целлюлозные пластики (раньше использовались в производстве фильмов, до появления синтетических материалов).

⦁ Полусинтетические (полуприродные)
– Представляют собой модифицированные натуральные полимеры. В их составе используется природное сырьё, подвергнутое химической обработке для улучшения свойств.
– Пример: нитроцеллюлоза (получаемая из целлюлозы путём ее нитрования).

⦁ Синтетические
– Получаются из сырья нефтехимического происхождения посредством химических процессов (полимеризации мономеров).
– Примеры: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид.

─────────────────────────────
3. Классификация по типу реакции, с помощью которой получают полимер

В зависимости от типа химической реакции, в результате которой образуются макромолекулы, пластмассы можно разделить на две основные группы:

⦁ Пластмассы, получаемые реакцией присоединения (аддитивной полимеризации)
– При такой реакции активный центр мономера присоединяется к другой молекуле-мономеру без выделения побочных продуктов.
– Типичная схема реакции:
М∙ + M → M–M∙
(где М∙ — активный центр, инициирующий присоединение).
– Примеры: полимеризация этилена в полиэтилен.

⦁ Пластмассы, получаемые реакцией конденсации (поликонденсационной полимеризации)
– При этом типе реакции две функциональные группы мономеров соединяются с образованием новых связей с отщеплением низкомолекулярного продукта (например, воды, метанола).
– Типичная схема реакции:
n A–X + n B–Y → (A–X–B–Y)ₙ + n X–Y
(где X–Y — молекула, выделяющаяся в процессе конденсации).
– Примеры: синтез полиэфиров и поламидов (например, нейлона).

─────────────────────────────
Вывод

Пластмассы – это полимерные материалы, которые классифицируют по следующим признакам:

а) По отношению к нагреванию:
– термопласты, термореактивные пластмассы и эластомеры.

б) По происхождению:
– натуральные, полусинтетические и синтетические пластмассы.

в) По типу реакции, с помощью которой получают полимер:
– посредством реакции присоединения (аддитивной полимеризации) и посредством реакции конденсации (поликонденсационной полимеризации).

Таким образом, ответ задачи комплексно охватывает определения и классификацию пластмасс в химии полимеров.