Миністерство освіти і науки України
Харківський національний педагогічний университет
Імені Г.С. Сковороди
Природничий факультет
Кафедра хімії
Індивідуальне навчально-дослідницьке завдання
На тему:
«Полістирол»
Виконала:
здобувач вищої освіти
першого (бакалаврського) рівня
4 року навчання 43-Б групи
Назаренко О.А.
Перевірила: Грановська Т.Я.
Харків
2020
Зміст:
Назва ВМС та будова.
Властивості ВМС
Способи отримання ВМС
Напрями використання ВМС
Список використаної літератури
Назва ВМС та будова
Полістире́н, полістиро́л, стирофлекс– це продукт полімеризації стирену (вінілбензену). Виробляють з рідкого стирену, вихідною сировиною для якого є нафта та кам'яне вугілля. Полістирен — тверда, пружна, безбарвна, прозора, гнучка та негігроскопічна речовина.
Структура полімеру
Первинні ламелі мають значну поверхневу енергію, тому відбувається їх агрегація, що призводить до утворення монокристалів - більш складних надмолекулярних утворень. При кристалізації з розплаву або концентрованого розчину полімеру найбільш загального типу вторинного кристалічного освіти є сфероліт (мал. 1), що має кільцеву або сферичну форму і досягає гігантських розмірів до 1см. У радикальних або сферичних сфероліти каркас формується з стрічкових, кристалічних утворень спрямованих від центру до периферії
Мал..1- надмолекулярної структури полімерів:
г) сферолітная стрічка (ізотактичний полістирол)
Конфігурація макромолекули
Конфігурація - порядок розташування хімічних зв'язків, що з'єднують атоми абоатомні групи в макромолекулі.
Конфігурація формується в процесі синтезу і не може бути порушена іншим чином, як руйнування хімічних зв'язків.
Конформація макромолекул
Конформація - це форма, яку набувають макромолекули даного конфігураційного складу під дією теплового руху або фізичних полів.
Види конформації:
Конформація транс-зигзаг
Конформація "клубок"
Конформація "кулька"
Конформація "спіраль"
·Конформація "складка"
Отримані звичайним способом полівінілхлорид, полівінілфторид і полістирол мають набагато менший ступень кристалічності і мають більш низькі температури плавлення; у цих полімерів фізичні властивості сильно залежать від стереохимической конфігурації. Полістирол, отриманий методом вільнорадикальної полімеризації в розчині, є атактичним. Цей термін означає, що якщо орієнтувати вуглецеві атоми полімерного ланцюга, надавши їй, правильну зигзагоподібну форму, то фенільні бічні групи виявляться розподіленими випадковим чином по одну і по іншу сторону вздовж ланцюга (як це показано на малюнку 2). При полімеризації стиролу в присутності каталізатора Циглера утворюється ізотактичний полістирол, що відрізняється від атактичного полімеру тим, що в його ланцюгах всі фенільні групи розташовані по одну або по інший бік ланцюга. Властивості атактичного і ізотактичного полімерів розрізняються досить істотно. Атактичний полімер можна формувати при значно нижчих температурах, і він розчинний в більшості розчинників набагато краще ізотактичного. Існує багато інших типів стереорегулярних полімерів, один з яких названий сіндиотактичним; в ланцюгах цього полімеру бічні групи розташовані поперемінно то за одну, то за іншу сторону ланцюга, як це показано на малюнку 2.
Мал.2 - Конфігурації атактична, ізотактичного і сіндіотактіческого полістиролу.
Властивості ВМС
Фізичні властивості полістиролу
термопластичний полімер лінійного будови. Аморфний, прозорий крихкий продукт.Для нього характерні легкість переробки, хороша окрашиваемость в масі і дуже хороші діелектричні властивості. Легко склеюється. Термодеструкція починається при 2000С і супроводжується виділенням мономера.
Хімічні властивості
Відрізняється великою стійкістю до води, кислот (в тому числі плавиковою) і лугів; Розчиняється в ароматичних вуглеводнях і складних ефірах;
Не розчиняється у бензині, спирті і воді; Легко вступає в реакції заміщення в фенільних групах (нітрування, сульфування і т. д.);
Отримання полістиролу
Промислове виробництво полістиролу засноване на полімеризації стиролу. Розрізняють 3 основних способи його отримання:
1. Емульсивний
Найбільш застарілий метод отримання, який не отримав широкого застосування у виробництві. Емульсивний полістиролотримують в результаті реакції полімеризації стиролу у водному розчині лужних речовин при температурі 85-95 ° C.
2. Суспензійний
Процес полімеризації проводиться при поступовому підвищенні температури (до 130 ° С) під тиском. Результатом є отримання суспензії з якої полістирол виділяють шляхом центрифугування, потім його промивають і сушать. Даний метод отримання полістиролу також є застарілим і застосовується у виробництві пінополістиролу.
3. Блоковий
Полімеризацію проводять постадійно в середовищі бензолу - спочатку при температурі 80-100 ° С, а потім стадією 100220 ° С. Реакція припиняється при ступені перетворення стиролу в полістирол до 80-90% маси. Полістирол, отриманий блоковим методом відрізняється високою чистотою і стабільністю параметрів. Дана технологія найбільш ефективна і
практично не має відходів.
Напрями використання полістиролу
З полістиролів виробляють найширшу гаму виробів, які в першу чергу застосовуються в побутовій сфері діяльності людини (одноразовий посуд, упаковка, дитячі іграшки і т. Д.), А також будівельної індустрії (теплоізоляційні плити, незнімна опалубка, сендвіч панелі), облицювальні і декоративні матеріали (стельовий багет, стельова плитка, полістирольні звукопоглинальні елементи, клейові основи, полімерні концентрати), медичний напрямок (частини систем переливання крові, чашки Петрі, допоміжні одноразові інструменти). Полістирол після високотемпературної обробки водою або парою може використовуватися в якості фільтруючого матеріалу (фільтрує насадки) в колонних фільтрах при водопідготовки і очищення стічних вод. Високі електротехнічні показники полістиролу в області надвисоких частот дозволяють застосовувати його у виробництві: діелектричних антен, опор коаксіальних кабелів. Можуть бути отримані тонкі плівки (до 100 мкм), а в суміші з сополимерами (стирол-бутадієн-стирол) до 20 мкм, які також успішно застосовуються в пакувальній та кондитерської індустрії, а також виробництві конденсаторів.
Ударостійкий полістирол і його модифікації набули широкого застосування в сфері побутової техніки та електроніки (корпусні елементи побутових приладів).
Список використаної літератури:
ChemicalNow. Структура полистирола [Електронний ресурс] / ChemicalNow – Режим доступу до ресурсу: http://www.chemicalnow.ru/chemies-2897-1.html.
Creative Commons Attribution-ShareAlike. Полістирен [Електронний ресурс] / Creative Commons Attribution-ShareAlike. – 20. – Режим доступу до ресурсу: https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D1%96%D1%81%D1%82%D0%B8%D1%80%D0%B5%D0%BD.
Plastinfo. Полипропилен (ПП) : основные свойства, область применения [Електронний ресурс] / Plastinfo. – 18. – Режим доступу до ресурсу: https://plastinfo.ru/information/articles/52/.