Tópico da lição: "Polímeros termoplásticos"

Tipo de lição: uma lição na assimilação de novos conhecimentos.

Formulário de Aula: lição combinada.

O objetivo da aula: continuar a familiaridade com macromolecular

compostos no exemplo de plásticos obtidos com base em polímeros termoplásticos; dar características gerais polietileno, polipropileno, policloreto de vinila, poliestireno e polimetilmetacrilato.

Tarefas:

a) educacional- familiarizar os alunos com

polímeros termoplásticos, com sua composição, propriedades, com seus métodos

obtenção e áreas de aplicação;

ensinar os alunos a provar algumas das propriedades desses plásticos.

b) educacional- promover uma atitude responsável em relação à implementação

tarefas, autoconfiança ao responder no quadro-negro, cultivar o patriotismo.

c) desenvolver- promover desenvolvimento adicional

habilidades e habilidades intelectuais, tirar conclusões, conclusões;

ampliar a visão geral dos alunos e desenvolver seu interesse em aprender

Métodos:

a) verbais- história, mensagens dos alunos, conversa frontal,

respostas individuais dos alunos.

b) visuais– trabalhar com tabelas, trabalhar com uma coleção de polímeros, trabalhar

com modelos magnéticos de unidades estruturais de polipropileno,

demonstração de coleções de produtos de diversos polímeros, trabalho com

codegrama.

c) prático- realizar trabalhos de laboratório.

Equipamentos e reagentes:

uma coleção de polímeros termoplásticos em tubos de ensaio - polietileno, polipropileno, cloreto de polivinila, poliestireno, polimetilmetacrilato;

quadro interativo flipchart.

amostras de produtos de polietileno - fios elétricos isolados, películas, capas de cadernos e livros, tampas de garrafas plásticas, recipientes para xampus e alvejantes, rolhas, tubos, isolamento de janelas, latas de óleo de motor e fluido de freio, bolsas, tubos de cremes, prendedores de roupa

amostras de produtos de polipropileno - louças sanitárias, garrafas plásticas, louças plásticas descartáveis, copos plásticos para sorvete, manteiga, de queijo derretido, saco de açúcar de tecido técnico, saco de tecido técnico, corda sintética.

amostras de produtos feitos de cloreto de polivinila - couro artificial, linóleo, fios elétricos isolados, oleado, capas de livros, estojo para canetas de feltro.

amostras de produtos de poliestireno - botões, réguas, saboneteiras, recipientes de xampu, recipientes de creme, embalagens para pílulas, doces, sabonetes, medicamentos, talheres plásticos descartáveis, estojos de gel e canetas esferográficas.

amostras de produtos feitos de polimetilmetarilato - lentes, óculos de relógios, vidro do abajur de um abajur, vidro de aquário, joias, botões.

Nas mesas dos alunos: lâmpadas de álcool, fósforos, porta-tubos de ensaio, canecas de amianto, porta-tubos de ensaio, varetas de vidro, pedaços de produtos de polietileno, amostras de plástico, pinças de cadinho, água destilada.

Plano de aula

Organizando o tempo- 1 minuto.

Verificação de conhecimento - 10 min.

Aprendizagem de novos materiais - 58 min.

Fixação - 20 min.

Lição de casa - 1 min.

Organizando o tempo:

Então, na lição anterior, começamos nossa familiaridade com a química dos compostos macromoleculares e estudamos os conceitos básicos da química dos DIUs. E antes de prosseguirmos com o estudo das Forças Navais, verificaremos o quão bem você aprendeu o material estudado.

Verificação de conhecimento:

Enquete frontal:

Defina as reações de polimerização e policondensação e explique as semelhanças e diferenças entre essas reações.

Quais são as principais características das substâncias que entram nas reações de polimerização e policondensação? Dê exemplos de tais reações.

O que é um monômero e o que é chamado de unidade estrutural de um polímero? Quais são suas semelhanças e diferenças?

O que é uma macromolécula?

Qual é o grau de polimerização? Como calculá-lo?

o que forma geométrica tem moléculas de polímero?

O que são polímeros termoplásticos e termofixos?

3. Aprendendo novos materiais:

Hoje na lição estudaremos polímeros obtidos em reações de polimerização. Todos esses polímeros pertencem ao grupo de polímeros termoplásticos. O objetivo desta lição é estudar com mais detalhes a composição, preparação, propriedades e significado prático dos polímeros termoplásticos.

No curso de química escolar, cinco desses polímeros são estudados: polietileno, polipropileno, policloreto de vinila, poliestireno e polimetilmetacrilato. Conheceremos suas características de acordo com o plano.

Anote em seu caderno:

Fórmula e nome do monômero.

Equação de reação para obtenção e ligação estrutural.

Físico e Propriedades quimicas.

Inscrição.

Anotaremos os dois primeiros pontos da característica, conheceremos o terceiro ponto realizando experimentos de laboratório e demonstração, e no quarto ponto ouviremos o relato dos grupos que receberam antecipadamente uma tarefa criativa.

Vamos começar com as características do polietileno. Anote o título

"Polietileno".

O monômero é o etileno.

Recebendo a equação da reação (precisa ser escrita no quadro-negro - um aluno).

Não muito tempo atrás, essa reação foi realizada em alta ou baixa pressão e a uma temperatura estritamente definida. Agora a polimerização de polietileno e outros polímeros termoplásticos é realizada à pressão atmosférica e a temperatura do quarto na presença de catalisadores - cloreto de titânio (II) e um composto organometálico - trietilalumínio.

O polietileno sintetizado nestas condições é mais resistente ao calor e possui maior resistência mecânica. Isso se deve ao fato de que o polímero adquire uma estrutura estritamente linear, há menos ramificações e, portanto, as moléculas são mais densamente adjacentes umas às outras. Aqueles. Novamente, usando este exemplo, estamos convencidos da conclusão de A.M. Butlerov de que as propriedades das substâncias dependem de sua estrutura.

Propriedades físicas: Veja as amostras de polietileno em suas mesas. O que você pode dizer sobre suas propriedades físicas na aparência?

Este é um sólido cor branca, em uma camada fina é transparente e incolor. Ao toque é uma substância um tanto gordurosa, semelhante à parafina. Seu ponto de fusão é 110 C. A resistência mecânica é a mais baixa entre os polímeros termoplásticos.

Estudaremos a proporção de polietileno para calor e suas propriedades químicas no decorrer do trabalho de laboratório.

Trabalho de laboratório "Estudando as propriedades do polietileno".

Experiência número 1. Pedaços de polietileno (PE) foram colocados em um tubo de ensaio com água.

Observações: não ocorrem alterações.

Conclusão: O PE é resistente à água.

Experiência número 2. Um pedaço de um produto feito de PE foi levemente aquecido em uma chama e sua forma foi alterada com uma vareta de vidro. Tentamos mudar a forma do produto após o resfriamento.

Observações: no estado aquecido, a forma mudou, no estado resfriado - não.

Conclusão: O PE possui termoplasticidade.

Experiência número 3. Um pedaço de um produto feito de PE foi incendiado.

Observações: PE queima com chama azulada, espalhando cheiro de parafina fundida.

Conclusão: PE se decompõe em altas temperaturas.

Experiência número 4. Colocou 1 pedaço de PE em tubos de ensaio a) com água de bromo, b) c

solução de permanganato de potássio.

Observações: a cor das soluções não se alterou.

Conclusão: O PE é resistente a agentes oxidantes.

Experiência número 5. Colocou 1 pedaço de PE em tubos de ensaio a) com conc. ácido sulfúrico

b) com conc. ácido nítrico, c) com uma solução de hidróxido de sódio.

Observações: em tubos de ensaio com ácido sulfúrico e hidróxido de sódio sem alterações, e em tubo de ensaio com ácido nítrico, o PE dissolve-se gradualmente.

Conclusão: O PE é resistente a ácidos e álcalis, exceto ao ácido nítrico.

Assim, no decorrer do trabalho de laboratório, descobrimos que o PE é resistente à água, agentes oxidantes, bem como a ácidos e álcalis, com exceção do ácido nítrico. Além dessas propriedades, o polietileno é um bom dielétrico e estanque a gases. Todas essas propriedades determinaram seu uso prático. Agora vamos ouvir a apresentação do primeiro grupo de pesquisadores que recebeu a tarefa de encontrar amostras de produtos de polietileno entre utensílios domésticos pela natureza de sua combustão.

Apresentação do primeiro grupo de pesquisadores(demonstração de itens).

O representante do grupo fala sobre quais objetos foram estudados, qual foi a natureza da combustão dessas amostras de substâncias, qual foi a cor da chama e o cheiro durante a combustão. Descreve o uso de polietileno.

Questões adicionais:

Que propriedade do polietileno é usada quando é usado para isolar fios?

Que propriedade do polietileno é usada quando é usado como material de embalagem?

Que propriedade do polietileno é usada quando é usado para fazer recipientes para armazenar óleo de motor e alvejante?

"Polipropileno".

1. Monômero - propileno

2. Recebendo a equação da reação (um aluno no quadro-negro)

Mas essa reação tem suas próprias características - no processo de polimerização

As moléculas de propileno podem se ligar umas às outras de diferentes maneiras. Se em cada

molécula para selecionar o início - "cabeça" e o final "cauda", então o caminho

que acabamos de escrever é chamado de “cabeça-cauda”. Mas as moléculas podem

conecte também na ordem "cabeça - cabeça" (demonstração). Disponível

também uma ordem de junção mista.

No caso em que as moléculas de propileno são conectadas na ordem “cabeça-cauda”, um polímero é formado com a alternância correta de grupos metil na molécula - esse polímero é chamado de estereoregular. Para obter tais polímeros, são utilizados catalisadores específicos, temperatura e pressão ótimas. Em um polímero estereoregular, as macromoléculas aderem intimamente umas às outras, as forças de atração mútua entre elas aumentam, o que afeta as propriedades. Vamos escrever "polímero estereoregular" - este é um polímero com a alternância correta de radicais laterais na molécula. Para polipropileno estereoregularidade pode ser devido a duas variantes da estrutura da cadeia de carbono na macromolécula (demonstração). No primeiro caso, os grupos metil estão localizados estritamente em um lado da cadeia de carbono, no segundo caso, os radicais metil estão localizados em ambos os lados da cadeia de carbono, mas estritamente regularmente.

3. As propriedades físicas do polipropileno são muito semelhantes às do polietileno. Este também é um sólido branco a amarelado, gorduroso ao toque (encontre uma amostra de polipropileno em sua bancada). Também é resistente à água, agentes oxidantes, ácidos e álcalis, mas mais resistente ao calor.

O ponto de fusão do polipropileno é 160 - 180C O polipropileno tem uma alta resistência mecânica. Todas essas propriedades afetam sua aplicação.

Vamos ouvir a mensagem do segundo grupo de pesquisadores.

Apresentação do segundo grupo de pesquisadores(demonstração de itens).

Pergunta adicional: Qual propriedade do polipropileno é usada na fabricação de sacolas e sacolas de compras a partir dele?

Professora: NO recentemente feito de polipropileno grande número encanamentos e encanamentos. O polipropileno tem resistência à flexão, compressão e carga ultra-alta em uma ampla faixa de temperatura.

Os tubos de polipropileno para sistemas de água quente são obtidos usando tecnologia de radiação. Uma tonelada desses tubos economiza 5 toneladas de metal e aumenta várias vezes a vida útil de todo o sistema.

Professora: O próximo polímero que vamos caracterizar é o cloreto de polivinila.

« cloreto de polivinila.

1. Monômero - cloreto de vinil ou cloreto de vinil

2. Equação da reação de recepção (um aluno escreve na lousa).

3. Propriedades físicas: O PVC é resistente a ácidos e álcalis, possui boas propriedades dielétricas e possui grande resistência mecânica.

Com base no cloreto de polivinila, são obtidos dois tipos de plásticos: plástico vinílico (polímero duro) e composto plástico (polímero macio). Ouviremos o relato do terceiro grupo de pesquisadores sobre o uso do policloreto de vinila.

Apresentação do terceiro grupo de pesquisadores(demonstração de itens).

Experiência de demonstração - queima de PVC.

Pergunta adicional: De que tipo de plástico - seu plástico de vinil ou composto de plástico - é feito de couro artificial, oleado, linóleo e isolamento de fios?

Professora: O plástico de vinil é usado para preparar tubos quimicamente resistentes, partes de produtos químicos

equipamentos, baterias.

"Poliestireno".

Monômero - estireno

2. Equação da reação de recepção (um aluno escreve na lousa).

Estas também são moléculas lineares construídas de acordo com o tipo “cabeça-cauda”.

3. Propriedades físicas: o poliestireno pode ser transparente e opaco, possui altas propriedades dielétricas, é quimicamente resistente a álcalis e ácidos, exceto ácido nítrico. Ouviremos o relato de 4 grupos de pesquisadores sobre o uso do poliestireno.

Apresentação do quarto grupo de pesquisadores(demonstração de itens). Experiência de demonstração - combustão de poliestireno.

Professora: O poliestireno é usado para preparar peças para equipamentos elétricos e de rádio, materiais decorativos e de acabamento - painéis, placas de revestimento, equipamentos de iluminação, pratos, brinquedos infantis. Além disso, adicionando agentes de sopro, a espuma de poliestireno é preparada a partir de poliestireno, que é frequentemente chamada de espuma de poliestireno. É utilizado como material isolante térmico e acústico na construção, na refrigeração, na indústria moveleira. Serve para embalagem de dispositivos transportados, alimentos e para isolamento de tubulações.

"Polimetil metacrilato".

Monômero - polimetil metacrilato - éster metílico de ácido metacrílico

Recebendo a equação da reação (um aluno escreve no quadro)

Propriedades físicas - o polimetilmetacrilato é uma substância sólida, incolor, transparente e resistente à luz, que não quebra com o impacto, resistente a ácidos e álcalis. Devido à sua transparência, foi chamado de "vidro orgânico". Ao contrário do vidro de silicato convencional, o Plexiglas é facilmente usinado e colado.

Ouviremos o relato do quinto grupo de pesquisadores sobre o uso do polimetilmetacrilato.

Apresentação do quinto grupo de pesquisadores(demonstração de produtos à base de polimetilmetacrilato). Demonstração da combustão do polimetilmetacrilato.

Professora: Produtos de iluminação, lentes, lupas são feitos de polimetilmetacrilato, é usado na tecnologia laser, para vidros de aeronaves, carros e navios.

III. Fixação.

E agora você tem que fazer trabalho independente, usando o material em polímeros, que está em cada tabela - você deve caracterizar os polímeros e inserir os dados na tabela. A aparência será registrada com base em observações de amostras de polímeros disponíveis em suas tabelas. Propriedades físicas: Registre a densidade, o ponto de amolecimento e a resistência mecânica à tração. O valor do grau de polimerização será calculado com base nos dados do peso molecular relativo.

4 . Trabalho de casa: terminar de escrever o esboço.

Referências:

1. Khomchenko G.P. "Manual de química para candidatos a universidades", M., "Nova

onda", 1998.

2. Breiger L.M. " Planos de aula. Grau 10 ", Volgograd, editora" Professor ",

2001.

3. Ivanova R.G., Kaverina A.A., Koroshchenko A.S. "Lições de química", M.,

"Iluminismo", 2002.

4. Potapov V.M., Tatarinchik S.N. "Química orgânica", M., "Química", 1989

Polímeros termoplásticos incluem poliolefinas, poliamidas, cloreto de polivinila, fluoroplásticos, poliuretanos.

Os termoplásticos têm uma baixa temperatura de transição para um estado viscoso, são bem processados ​​por moldagem por injeção, extrusão e prensagem. Os termoplásticos são usados ​​como isolantes, materiais de construção quimicamente resistentes, vidros ópticos transparentes, filmes, fibras e também como ligantes para obter materiais compostos, vernizes, adesivos, etc.

Polietilenoé um produto de polimerização do etileno. É um material relativamente duro e elástico, inodoro, branco numa camada espessa e transparente numa camada fina (ver exemplo 1.1). O polietileno é facilmente processado por vários métodos, resistente a cargas de choque e vibração, ambientes agressivos e radiação, e possui alta resistência ao gelo (até -70 °C). O polietileno é propenso ao envelhecimento quando exposto à luz. Para suprimir os processos irreversíveis de envelhecimento do polietileno, são introduzidos aditivos especiais, estabilizadores (assim como em outros termoplásticos). O polietileno é utilizado para a fabricação de tubos, peças fundidas e prensadas não elétricas, filmes, isolamento de fios e cabos, além de revestimentos protetores de metais contra corrosão.

Polipropileno - derivado de etileno, material rígido não tóxico com propriedades físicas e mecânicas superiores. Comparado ao polietileno, é mais resistente ao calor, mantém sua forma até 150°C, porém, a resistência ao gelo é menor, até -15°C.

É utilizado para a fabricação de tubos, peças de automóveis, motocicletas, refrigeradores, carcaças de bombas, recipientes, filmes (ver exemplo 1.2).

Cloreto de polivinila (PVC) - polímero branco amorfo, possui altas propriedades dielétricas, resistência química, não combustível. O cloreto de polivinila não plastificado é chamado de vinil plástico (veja o exemplo 1.3). O Viniplast possui alta resistência mecânica e boas propriedades isolantes elétricas; – 10 a + 70 °С). Quando aquecido, ele se decompõe para formar substâncias tóxicas e representa um risco significativo de incêndio. Vários produtos são feitos de plástico de vinil – torneiras, válvulas, válvulas de gaveta, peças de bombas, ventiladores, telhas de revestimento, tubulações, etc.

politetrafluoretileno -(fluoroplast-4) é um derivado de flúor do etileno. Passa para um estado viscoso a uma temperatura de 423 ° C, a prensagem dos produtos é realizada a uma temperatura de 380 ° C, pois o flúor tóxico é liberado em temperaturas mais altas. O material possui alta resistência ao calor, resistente a ácidos, álcalis, agentes oxidantes, solventes. Fluoroplast-4 tem coeficiente de atrito muito baixo (f=0,04), mantém as propriedades elásticas até 269 °C.

O Fluoroplast-4 é utilizado para a fabricação de: elementos de vedação, membranas, conexões que operam em ambientes agressivos; revestimentos antifricção em produtos metálicos; equipamentos de alta frequência, cabos, condensadores, películas isolantes finas até 0,005 mm de espessura (ver exemplo 1.4).

Poliestireno - polímero duro, rígido, transparente (transmite 90% da luz), possui boas propriedades dielétricas, possui alta resistência química, boa adesão e coloração. Possui baixa resistência ao calor (até 80 0 C) e resistência ao impacto. Para aumentar a viscosidade, o estireno é copolimerizado com borrachas. É utilizado para a fabricação de recipientes quimicamente resistentes, peças elétricas (caixas de televisores, rádios, telefones, gravadores), para a produção de filmes isolantes elétricos para componentes de rádio, fios e filmes de embalagem. É usado para fazer (ver exemplos 1.5) utensílios domésticos, brinquedos infantis, material escolar (canetas, etc.), recipientes de embalagem, tubos, decoração de interiores de geladeiras (resistência ao gelo até -70 ° C), materiais de revestimento para decoração de interior instalações, interiores de automóveis, etc.

O poliestireno obtido pelo método de emulsão é utilizado para a produção de espumas plásticas utilizadas como material isolante térmico na construção civil, na fabricação de refrigeradores, bem como para embalagens.

Polimetilmetacrilato -(vidro orgânico) - um polímero transparente (transmite 92% da luz), resistente a ácidos e álcalis diluídos, resistente à gasolina e óleo, resistente ao gelo (até -60 ° C), solúvel em solventes orgânicos, hidrocarbonetos aromáticos e clorados. A uma temperatura de +105…+150 °С é plástico. Processado por moldagem por injeção, extrusão. Possui baixa dureza. É usado para a fabricação de produtos de iluminação, lentes ópticas, componentes de rádio (ver exemplo 1.6).

Poliamidas -(kapron, nylon, etc.) é um polímero com boas propriedades mecânicas e alta resistência ao desgaste. As poliamidas não incham em óleo e gasolina, não se dissolvem em muitos solventes, são resistentes a cargas de choque e vibrações. Eles são usados ​​com cargas, que são fibra de vidro até 30% ou grafite até 10%. Usado para a fabricação de cordas, engrenagens, rodas dentadas acionamentos por corrente, rodas de bombas centrífugas, mancais lisos, bem como a aplicação de revestimentos protetores em metais (ver exemplo 1.7).

Poliuretanos - polímeros com alta elasticidade, resistência ao gelo (até –70 °C), resistência ao desgaste, resistência a ácidos e óleos orgânicos e minerais diluídos. São utilizados para a fabricação de tubos, mangueiras, vedações, preparação de adesivos para colagem de metais, vidros, cerâmicas (ver exemplo 1.8).

Tereftalato de polietileno(lavsan) - poliéster com propriedades de alta resistência, resistente à radiação ultravioleta e de raios X, não combustível, faixa de temperatura de operação de -70 a + 255 ° C, 10 vezes mais forte que o polietileno, bem soldado e colado. Lavsan é usado para isolamento resistente ao calor de enrolamentos de transformadores, motores elétricos, cabos, peças de equipamentos de rádio, bem como um cordão em acionamentos por correia, pneus, várias correias transportadoras, a base de fitas magnéticas, como material (PET) para garrafas para bebidas (ver exemplos 1.9) .

Policarbonato - o poliéster de ácido carbônico, após resfriamento rápido, adquire uma estrutura amorfa e torna-se vítreo. Possui alta resistência, resistência ao impacto, flexibilidade e resistência química. Pratos inquebráveis ​​são feitos dele, assim como engrenagens, rolamentos e outras peças.

13.2 Polímeros termofixos

Resinas de fenol-formaldeído- são produtos da policondensação de fenóis com formaldeído. As resinas de fenol-formaldeído têm alta resistência às intempéries e ao calor, boas propriedades isolantes elétricas e são resistentes à maioria dos ácidos, com exceção do ácido sulfúrico concentrado e dos ácidos oxidantes (nítricos, crômicos) (ver amostra 2.1).

Resinas epóxi- oligômeros ou monômeros contendo pelo menos dois grupos epóxi na molécula, passíveis de serem convertidos em polímeros de estrutura tridimensional. Para a cura a frio de resinas epóxi, poliaminas alifáticas (polietileno poliamina, 5...15% em peso da resina) são usadas como endurecedores. O tempo de cura é de 24 horas. Para a cura a quente são utilizadas di- e poliaminas aromáticas. A cura é realizada a uma temperatura de 100–180 °C por 16–4 horas.A força, resistência química e resistência ao calor dos compostos epóxi durante a cura a quente é maior do que durante a cura a frio. As resinas epóxi possuem alta adesão a metais, vidros, cerâmicas e outros materiais (ver exemplo 2.2).

Capaz de amolecer repetidamente quando aquecido e endurecer quando resfriado. Essas e muitas outras propriedades dos polímeros termoplásticos são explicadas pela estrutura linear de suas macromoléculas. Quando aquecido, a interação entre as moléculas enfraquece e elas podem se mover uma em relação à outra, o polímero amolece, transformando-se em um líquido viscoso após aquecimento adicional. Esta propriedade é baseada várias maneiras moldar produtos de termoplásticos, bem como juntá-los por soldagem.

No entanto, na prática, nem todos os termoplásticos podem ser convertidos tão facilmente em um estado viscoso-fluido, uma vez que a temperatura de início da decomposição térmica de alguns polímeros é inferior à sua temperatura de fluidez (cloreto de polivinila, fluoroplásticos, etc.). Neste caso, são utilizados vários métodos tecnológicos que reduzem o ponto de fluidez (por exemplo, introduzindo plastificantes) ou retardam a degradação térmica (introduzindo estabilizantes, processando em ambiente de gás inerte).

A estrutura linear das moléculas também explica a capacidade dos termoplásticos não apenas de inchar, mas também de se dissolver bem em solventes devidamente selecionados. O tipo de solvente depende da natureza química do polímero. As soluções de polímeros, mesmo em concentrações muito baixas (2...5%), são caracterizadas por uma viscosidade bastante alta. A razão para isso é o grande tamanho das moléculas de polímero em comparação com as moléculas de substâncias convencionais de baixo peso molecular. Após a evaporação do solvente, o polímero passa novamente para o estado sólido. Esta é a base para o uso de soluções termoplásticas como vernizes, tintas, adesivos e um componente aglutinante em mastiques e soluções poliméricas.

As desvantagens dos termoplásticos incluem; baixa resistência ao calor (geralmente não superior a 80 ... 120 ° C), baixa dureza superficial, fragilidade a baixas temperaturas e fluidez a altas temperaturas, tendência ao envelhecimento sob a ação da luz solar e do oxigênio do ar.

Os seguintes polímeros termoplásticos são mais amplamente utilizados na construção: polietileno, polipropileno, poliestireno, cloreto de polivinila, perclorovinila, acetato de polivinila e álcool polivinílico, poliisobutileno e poliacrilatos.

O polietileno, (-CH2-CH2-); 1, é um produto de polimerização do etileno, cuja parte significativa é obtida durante o processamento térmico de gases de petróleo (etano, propano, butano) e a hidrólise de derivados de petróleo. As reações de polimerização ocorrem em alta pressão (até 250 MPa) e uma temperatura de 240 ... 280 ° C na presença de oxigênio e polimerização catalítica - em média ou baixa pressão.

A polimerização do etileno a alta pressão é realizada em reatores tubulares e é caracterizada pela complexidade dos equipamentos tecnológicos. Na República da Bielorrússia, essa produção é organizada no Novopolotsk JSC "Polymir".

O polietileno de alta pressão é um produto quimicamente resistente com densidade de 0,92...0,95 g/cm3. Possui maior elasticidade, o que é explicado pela presença de 45% da fase amorfa nele. Produzido na forma de grânulos.

Polietileno pressão baixa obtido a uma temperatura não superior a 80 ° C e uma pressão de 0,05 ... 0,6 MPa em solvente (gasolina) e na presença de catalisadores. É mais frágil e mais propenso ao envelhecimento do que o HDPE.

As propriedades físicas e mecânicas do polietileno são amplamente

dependem menos do grau de polimerização, ou seja, da

massas. Sua resistência à tração, dependendo

peso molecular varia de 18 a 45 MPa, densidade -

920.. .960 kg/m3, ponto de fusão - 110 125 °С. No comprimento

sob a influência de uma carga superior a 50 ... 60% de

limitando, o polietileno começa a mostrar a propriedade de fluxo

honra. Mantém a elasticidade até uma temperatura de menos 70 ° C,

facilmente processado em produtos e bem soldado. Dele

desvantagens - baixa resistência ao calor e dureza; combustibilidade e

envelhecimento rápido sob a influência da luz solar. Para mais

resistência a processos oxidativos e influências atmosféricas

vários estabilizadores são introduzidos no polietileno. Por exemplo

medidas, com a introdução de 2% de fuligem no polietileno, sua vida útil em

condições atmosféricas aumenta 30 vezes.

Filmes (transparentes e opacos), tubos, isolamento elétrico são feitos de polietileno; o polietileno espumado na forma de chapas e tubos é usado para fins de isolamento térmico e acústico, bem como juntas de vedação.

O polipropileno, [-CH2-CH-]", é um produto da polimerização do gás propileno em um solvente. Durante a síntese do polipropileno, vários polímeros de estrutura diferente são formados: isotático, atático e sindiotático. A taticidade é a maneira pela qual os grupos laterais são alinhados ao longo da espinha dorsal de uma molécula de polímero.

O polipropileno isotático é usado principalmente quando todos os grupos metil estão localizados em um lado da macromolécula. Difere do polietileno em maior dureza, força e resistência ao calor (ponto de amolecimento - cerca de 170 ° C), mas a transição para um estado frágil ocorre já em menos 10 ... 20 ° C. Densidade do polipropileno - 920...930 kg/m3; resistência à tração - 25 ... 30 MPa. O polipropileno é usado quase para os mesmos fins que o polietileno, mas os produtos feitos a partir dele são mais rígidos e dimensionalmente estáveis.

O polipropileno atático (APP) (na APP os grupos metil estão localizados aleatoriamente em ambos os lados da cadeia principal da macromolécula) é obtido durante a síntese do propileno como uma impureza inevitável, mas é facilmente separado do propileno isotático por extração (dissolução em solventes de hidrocarbonetos ). APP é um produto elástico macio com densidade de 840...845 kg/m3 com ponto de amolecimento de 30...80 °C. O APP é usado como modificador de composições betuminosas em materiais de cobertura.

Usando catalisadores metaloceno especiais, o polipropileno sindiotático é obtido quando os grupos metil são ordenados em ambos os lados da cadeia principal da macromolécula. Este polímero é semelhante à borracha e é um bom elastômero.

O poliisobutileno é um polímero termoplástico de borracha (parágrafo 17.5).

Poliestireno, (-CH2-CH-)P, - polímero rígido transparente com densidade de 1050... 1080 kg/m3; à temperatura ambiente, é duro e quebradiço, amolece quando aquecido a 80 ... 100 ° C. Resistência à tração - 35...50 MPa. O poliestireno é altamente solúvel em hidrocarbonetos aromáticos, éster e hidrocarbonetos clorados; combustível e frágil; resistente à ação de muitas substâncias agressivas: álcalis, sulfúrico e outros ácidos; translúcido, resistente à luz.

A matéria-prima para a produção é o estireno - um líquido inflamável amarelo transparente produzido durante a hidrólise do petróleo ou a destilação seca do carvão. O estireno polimeriza facilmente sob a ação da luz solar e do calor. O poliestireno é produzido na forma de folhas transparentes, grânulos, grânulos ou pó branco.

Na construção, o poliestireno é utilizado para a fabricação de material isolante térmico - poliestireno expandido com densidade de 10.. .50 kg/m3, telhas de revestimento e pequenas ferragens. Uma solução de poliestireno em solventes orgânicos é um bom adesivo.

Copolímero de butadieno de estireno em bloco (SBS) é uma borracha dura que é usada para modificar a camada de cobertura de betume em materiais impermeabilizantes.

O acetato de polivinilo (-CH2-CH-) é obtido por polimerização do acetato de vinilo. É um polímero transparente, rígido à temperatura ambiente com densidade de 1190 kg/m3. O acetato de polivinila é solúvel em acetona, ésteres, hidrocarbonetos clorados e aromáticos, intumesce em água. Sua propriedade positiva é a alta adesão a materiais de pedra, vidro e madeira.

Na construção, o acetato de polivinila é usado na forma de dispersão de acetato de polivinila (PVAD) - uma massa cremosa de cor branca ou creme clara que se mistura bem com a água. O PVAD é obtido pela polimerização do acetato de vinil líquido, que está na forma partículas menores(menos de 5 µm) em água. Neste caso, as gotículas de acetato de vinila são convertidas em partículas sólidas de acetato de polivinila. O estabilizador de emulsão é o álcool polivinílico. O teor de polímero na dispersão é de cerca de 50%.

Disponível em viscosidade média (C), baixa (H) e alta (B) nas formas plastificada e não plastificada. O plastificante é o dibutil ftalato, cujo conteúdo é indicado na marca por índice. No PVAD grosso, comumente usado na construção, o teor de plastificante é o seguinte (% em peso do polímero): 5 ... 10 (índice 4), 10 ... 15 (índice 7) e 30 ... 35 ( índice 20).

Deve ser lembrado que a dispersão plastificada não é resistente ao gelo e, quando congelada, é irreversivelmente destruída com a precipitação do polímero. Portanto, no inverno, o plastificante é fornecido em uma embalagem separada. Para a plastificação, o plastificante é misturado com a dispersão e mantido por 3...4 horas para sua penetração nas partículas do polímero. A dispersão não plastificada suporta pelo menos quatro ciclos de congelamento-descongelamento em temperaturas de até 40 °C negativos. O prazo de validade do PVAD a uma temperatura de 5.. .20 °C é de 6 meses.

O acetato de polivinila é amplamente utilizado na construção. A presença de um grupo polar leva ao fato de que as moléculas de PVAD têm alta adesão a superfícies polares, incluindo componentes de concreto. Com base nisso, são feitas colas, tintas de dispersão de água e papéis de parede laváveis. O PVAD é usado para a instalação de pisos de mastique autonivelantes e para a modificação de argamassas de cimento (argamassas e concretos de polímero de cimento são discutidos em 14LZ). A dispersão, diluída a uma concentração de 5...10%, é aplicada em superfícies de concreto antes de colar o revestimento em mástiques poliméricos e antes de aplicar argamassas de polímero-cimento.

A desvantagem dos materiais baseados em dispersões de acetato de polivinila é a hidrólise em meio alcalino com a formação de álcool polivinílico e ácido. Uma vez que os produtos de hidrólise resultantes são altamente solúveis em água, os materiais incham e eflorescências podem aparecer neles. Isso se deve à presença de uma quantidade notável de um estabilizador solúvel em água nas dispersões e à capacidade do próprio polímero de inchar em água. Como a dispersão tem uma reação levemente ácida (pH 4,5...6), quando aplicada a produtos metálicos, a corrosão do metal é possível.

O cloreto de polivinila, (-CH2-CHC1-)", é o polímero mais comum em construção. Ele é material sólido inodoro, incolor ou amarelado (quando processado por degradação térmica, pode adquirir cor marrom claro). A matéria-prima para a produção de cloreto de polivinila (PVC) é o cloreto de vinila (cloreto de vinila) - um gás incolor com odor etéreo e efeito narcótico.

Densidade de PVC - 1400 kg/m3, resistência à tração - 40...60 MPa. Devido ao alto teor de cloreto, o PVC não inflama e praticamente não queima. O ponto de fluidez do cloreto de polivinila é de 180 ... 200 ° C, mas já quando aquecido acima de 160 ° C, ele começa a se decompor com a liberação de cloreto de hidrogênio. Esta circunstância dificulta o processamento do cloreto de polivinila em produtos.

O cloreto de polivinila combina-se bem com plastificantes. Isso facilita o processamento e permite obter plásticos com uma ampla variedade de propriedades: chapas e tubos rígidos, molduras elásticas, filmes macios. O cloreto de polivinila é bem soldado; ele gruda apenas com alguns tipos de adesivos, como o perclorovinil. qualidade positiva cloreto de polivinila - alta resistência química, desempenho dielétrico e baixa inflamabilidade.

Na construção, o cloreto de polivinila é usado para fazer materiais para pisos ( tipos diferentes linóleo, telhas de pvc) e películas e espumas decorativas individuais.

O perclorovinil é um produto da cloração de policloreto de vinila, contendo 60 ... 70% em peso de cloro (em vez de 56% em policloreto de vinila). A densidade do perclorovinil é de cerca de 1500 kg / m \\ É caracterizada por uma resistência química muito alta a ácidos, álcalis, agentes oxidantes; difícil de queimar. Ao contrário do cloreto de polivinil, o perclorovinil é facilmente solúvel em hidrocarbonetos clorados, acetona, tolueno, xileno e outros solventes. A qualidade positiva do perclorovinil é a alta adesão ao metal, concreto, madeira, couro e PVC. A combinação de alta adesão e boa solubilidade permite o uso do PVC em adesivos e formulações de tintas. Devido à alta durabilidade deste polímero, as tintas perclorovinílicas são utilizadas para o acabamento das fachadas dos edifícios.

Os poliacrilatos são obtidos pela polimerização dos ácidos acrílico e metacrílico e seus derivados. Dos poliacrilatos, os mais utilizados são o polimetilmetacrilato, polimetilacrilato, polietilacrilato e polibutilacrilato. São polímeros incolores, resistentes à luz e transparentes. O polimetilmetacrilato, por exemplo, também é chamado de vidro orgânico. Comparado ao comum, é menos frágil e fácil de processar. Os produtos de vidro orgânico têm uma resistência relativamente alta; a resistência à compressão atinge 160 MPa, em flexão - 80 ... 140 MPa e em tração até 100 MPa. É excepcionalmente transparente e pode transmitir até 74% dos raios UV. Use vidro orgânico para edifícios envidraçados propósito especial, vitrines, estufas, lanternas de oficinas de produção, etc. No entanto, o alto custo deste polímero e a insuficiente resistência à abrasão limitam seu uso na construção.

Polímeros acrílicos são amplamente utilizados na produção de vernizes e tintas como aditivos na produção de misturas secas.

Rotulagem internacional de termoplásticos para reciclagem

Termoplásticos (polímeros termoplásticos)- são aqueles que amolecem quando aquecidos e endurecem quando resfriados. À temperatura ambiente, os materiais poliméricos termoplásticos são no estado sólido (vítreo ou cristalino). À medida que a temperatura aumenta, eles primeiro mudam para estado altamente elástico, então (com aquecimento adicional) – em estado viscoso, o que possibilita moldagem termoplástica por vários métodos. As transições dos termoplásticos de um estado sólido para um estado altamente elástico e viscoso são reversíveis e podem ser repetidas muitas vezes, o que possibilita a reciclagem de polímeros termoplásticos.

Termoplásticos- estes são polímeros nos quais, quando aquecidos, não se formam ligações químicas cruzadas e que, a uma determinada temperatura característica de cada polímero, podem repetidamente (repetidamente) amolecer e passar de um estado sólido para um estado plástico.

Os termoplásticos são produzidos em uma variedade de marca de dois tipos. Primeiro ou base , inclui marcas que diferem em parâmetros de viscosidade (ou moleculares). Eles são aprimorados para processamento com lubrificantes, estabilizadores e outros aditivos. Com base no sortimento básico de marcas, um sortimento de marcas é criado de acordo com o propriedades operacionais .

Graus básicos de polímeros são destinados ao processamento métodos diferentes(marcas para moldagem, extrusão, prensagem, etc.). Cada método produz uma ampla gama de produtos que diferem em tamanho. Por exemplo, moldagem por injeção são obtidos produtos de paredes finas com grandes relações comprimento-espessura, produtos de espessura média e produtos de paredes grossas com pequenas relações comprimento-espessura. Portanto, os graus de polímero de acordo com o método de processamento são divididos em graus de acordo com a gama de produtos característica do método de moldagem correspondente.

A gama de polímeros por viscosidade da marca oferece a possibilidade de processar polímeros por vários métodos em produtos sob condições ideais. Usar a marca certa reduz o tempo e o desperdício de material para o desenvolvimento da tecnologia, estabiliza o processo de processamento e as propriedades dos produtos fabricados e economiza matéria-prima.

A gama de graus em termos de propriedades operacionais inclui graus de polímeros melhorados em certos indicadores (antifricção, resistentes ao desgaste, estabilizados à luz e ao calor, antiestáticos, especializados em cargas, não combustíveis, alimentícios, médicos, ópticos, etc.).

Polímeros termoplásticos são polímeros que podem amolecer repetidamente quando aquecidos e endurecer quando resfriados. Essas e muitas outras propriedades dos polímeros termoplásticos são explicadas pela estrutura linear de suas macromoléculas. Quando aquecido, a interação entre as moléculas enfraquece e elas podem se mover uma em relação à outra (como acontece com partículas de argila molhadas), o polímero amolece, transformando-se em um líquido viscoso após aquecimento adicional.

A estrutura linear das moléculas também explica a capacidade dos termoplásticos não apenas de inchar, mas também de se dissolver bem em solventes devidamente selecionados. O tipo de solvente depende da natureza química do polímero. As soluções de polímeros, mesmo em concentrações muito baixas (2...5%), são caracterizadas por uma viscosidade bastante alta, a razão para isso é tamanhos grandes moléculas de polímero em comparação com as moléculas de substâncias convencionais de baixo peso molecular. Após a evaporação do solvente, o polímero passa novamente para o estado sólido. Esta é a base para o uso de soluções termoplásticas como vernizes, tintas, adesivos e um componente aglutinante em mastiques e soluções poliméricas.

As desvantagens dos termoplásticos incluem baixa resistência ao calor (geralmente não superior a 80 ... 120 ° C), baixa dureza superficial, fragilidade a baixas temperaturas e fluidez a altas temperaturas, tendência ao envelhecimento sob a ação da luz solar e do oxigênio do ar.

Cerca de 20 a 25% dos polímeros produzidos são usados ​​na construção. Os principais polímeros termoplásticos utilizados na construção são policloreto de vinila, poliestireno, polietileno e polipropileno, além de acetato de polivinila, poliacrilatos, poliisobutileno, etc.

Polietileno- um produto da polimerização do etileno - o polímero mais comum em nosso tempo. O polietileno é em forma de chifre, gorduroso ao toque, material translúcido, facilmente cortado com faca; quando aceso, queima e simultaneamente derrete com um cheiro característico de parafina queimada. À temperatura ambiente, o polietileno praticamente não se dissolve em nenhum dos solventes, mas incha em benzeno e hidrocarbonetos clorados; em temperaturas acima de 70 ... 80 ° C, dissolve-se nos solventes indicados.

O polietileno tem alta resistência química e é biologicamente inerte. Sob a influência da radiação solar (seu componente UV), o polietileno envelhece, perdendo suas propriedades de desempenho.

Quando aquecido a 50...60 °C, o polietileno reduz suas características de resistência, mas ao mesmo tempo mantém a elasticidade até menos 60...70 °C. O polietileno é bem soldado e facilmente processado em produtos. Filmes (transparentes e opacos), tubos, isolamento elétrico são feitos dele. O polietileno espumado na forma de chapas e tubos é usado para fins de isolamento térmico e vedação.

Desvantagens do polietileno - baixa resistência ao calor e dureza, inflamabilidade, envelhecimento rápido sob a ação da luz solar. Protegem o polietileno do envelhecimento introduzindo cargas (negro de fumo, pó de alumínio) e/ou estabilizantes especiais.

Polipropileno- um polímero de composição semelhante ao polietileno. Durante a síntese do polipropileno, vários polímeros de estrutura diferente são formados: isotático, atático e sindiotático.

O polipropileno isotático é usado principalmente. Difere do polietileno em maior dureza, resistência e resistência ao calor (o ponto de amolecimento é de cerca de 170 °C), mas a transição para um estado frágil ocorre já em menos 10 ... 20 °C.

A temperatura máxima de operação para produtos feitos de polipropileno é de 120 ... 140 ° C, mas produtos que estão em estado carregado, como tubulações de água quente, não são recomendados para uso em temperaturas acima de 75 ° C.

O polipropileno é usado quase para os mesmos fins que o polietileno, mas os produtos feitos a partir dele são mais rígidos e dimensionalmente estáveis.

polipropileno atático(APP) é obtido durante a síntese do polipropileno como uma impureza inevitável, mas é facilmente separado do polipropileno isotático por extração (dissolução em solventes de hidrocarbonetos).

Poliisobutileno- Polímero termoplástico emborrachado.

Poliestireno(polivinilbenzeno) - um polímero transparente com densidade de 1050 ... 1080 kg / m; duro e quebradiço à temperatura ambiente e amolecendo quando aquecido a 80 ... 100 ° C. Resistência à tração (a 20 °С) 35…50 MPa. O poliestireno é altamente solúvel em hidrocarbonetos aromáticos (influência do anel benzênico, que faz parte das moléculas de poliestireno), ésteres e hidrocarbonetos clorados. O poliestireno é inflamável e quebradiço.

Na construção, o poliestireno é usado para a fabricação de material isolante de calor - poliestireno expandido (densidade 15 ... 50 kg / m), telhas de revestimento e pequenos acessórios. Uma solução de poliestireno em solventes orgânicos é um bom adesivo.

Acetato de polivinila- polímero duro incolor transparente à temperatura ambiente com uma densidade de 1190 kg/m. O acetato de polivinila é solúvel em cetonas (acetona), ésteres, hidrocarbonetos clorados e aromáticos, intumesce em água; não se dissolve em hidrocarbonetos alifáticos e terpenos. O acetato de polivinila não é resistente a ácidos e álcalis; quando aquecido acima de 130 ... 150 ° C, decompõe-se com a liberação de ácido acético. Uma propriedade positiva do acetato de polivinila é a alta adesão a materiais de pedra, vidro, madeira.

Na construção, o acetato de polivinila é usado na forma de dispersão de acetato de polivinila (PVAD) - uma massa cremosa de cor branca ou creme clara que se mistura bem com a água. A dispersão de acetato de polivinila é obtida por polimerização de acetato de vinila líquido emulsionado na forma de partículas minúsculas (até 5 mícrons) em água.

O acetato de polivinila é amplamente utilizado na construção. Com base nisso, são feitas colas, tintas de dispersão de água e papéis de parede laváveis. O PVAD é utilizado para a instalação de pisos de mastique autonivelantes e para a modificação de argamassas de cimento. A dispersão, diluída em concentrações de 5 ... 10, é aplicada em superfícies de concreto antes de colar o revestimento em mástiques poliméricos e antes de aplicar argamassas de cimento polimérico.

A desvantagem dos materiais baseados em dispersões de acetato de polivinila é a sensibilidade à água: os materiais incham e eflorescências podem aparecer neles.

PVC- o polímero mais comum na construção - é um material sólido, inodoro e insípido, incolor ou amarelado (quando processado como resultado de degradação térmica, pode adquirir uma cor marrom clara). O ponto de fluidez do cloreto de polivinila é 180 ... .

O cloreto de polivinila combina-se bem com plastificantes. Isso facilita o processamento e permite obter plásticos com uma grande variedade de propriedades: chapas e tubos rígidos, molduras elásticas, filmes macios.

O cloreto de polivinila é bem soldado; ele gruda apenas com alguns tipos de adesivos, como o perclorovinil. A qualidade positiva do cloreto de polivinila é a alta resistência química, propriedades dielétricas e baixa inflamabilidade.

Na construção civil, o policloreto de vinila é utilizado para a fabricação de materiais para pisos (vários tipos de linóleo, ladrilhos), tubulações, produtos moldados (corrimãos, rodapés, etc.) e películas decorativas de acabamento e espumas.

perclorovinil- um produto de cloração de cloreto de polivinila, contendo 60 ... 70 (em massa) de cloro, em vez de 56% em cloreto de polivinila. A densidade do perclorvinil é de cerca de 1500 kg/m. Caracteriza-se por uma resistência química muito elevada (a ácidos, álcalis, oxidantes); difícil de queimar. Ao contrário do cloreto de polivinil, o perclorovinil é facilmente solúvel em hidrocarbonetos clorados, acetona, acetato de etila, tolueno, xileno e outros solventes.

A qualidade positiva do perclorovinil é a alta adesão ao metal, concreto, madeira, couro e PVC. A combinação de alta adesão e boa solubilidade permite o uso do PVC em adesivos e formulações de tintas. Devido à alta resistência deste polímero, as tintas perclorovinílicas são utilizadas para o acabamento das fachadas dos edifícios.

Policarbonatos- um grupo relativamente novo de polímeros para construção - ésteres de ácido carbônico. Eles se distinguem por altas propriedades físicas e mecânicas, que mudam pouco na faixa de temperatura de - 100 a + 150 ºС. Densidade de policarbonatos 1200 kg/m 3 ; resistência à tração 65 ± 10 MPa com alongamento relativo 50…100%; possuem alta resistência ao impacto e dureza (HB 15 ... 16 MPa).

O policarbonato é processado em produtos por extrusão, moldagem por injeção de prensagem a quente, etc. É facilmente processado por métodos mecânicos, soldado com ar quente e colado com solventes. Os policarbonatos são opticamente transparentes, resistentes às influências atmosféricas, incluindo a radiação UV. Eles são amplamente utilizados para produtos elétricos (tomadas, plugues, telefones, etc.). Na construção, chapas de policarbonato e painéis ocos (favo de mel) são usados ​​para cercas translúcidas.

Polímeros de cumaronoindeno- polímeros obtidos por polimerização de uma mistura de cumarona e indeno contidos em alcatrão de carvão e produtos de pirólise de óleo.

O polímero cumaronoindeno possui baixo peso molecular (inferior a 3.000) e, dependendo de seu valor, pode ser um material borrachoso ou quebradiço. A fragilidade dos polímeros de cumarona-indeno pode ser reduzida combinando-os com borrachas, resinas de fenol-formaldeído e outros polímeros. Esses polímeros são altamente solúveis em benzeno, terebintina, acetona, óleos vegetais e minerais.

Os polímeros de cumaronoindeno na forma fundida ou dissolvida molham bem outros materiais e, após o endurecimento, mantêm a adesão ao material ao qual foram aplicados. Eles são usados ​​para fazer pisos, tintas e vernizes e mastiques adesivos.