Отримання і використання синтетичних полімерів
Полімери отримують шляхом полімеризації або поліконденсації.
Різниця між цими реакціями полягає в тому, що при полімеризації перетворення молекул в полімер відбувається без виділення будь-яких інших хімічних сполук, а поліконденсація супроводжується виділенням певної речовини, наприклад води. Реакція поліконденсації носить ступінчастий характер: спочатку реагують один з одним дві молекули вихідної речовини, потім утворене з’єднання взаємодіє з третьої молекулою вихідної речовини, з четвертої і т. Д.
Спроби промислового створення матеріалів на основі полімерів почали вживатися з початку минулого століття. Причому в цій галузі відразу виділилися два напрямки: створення необхідних матеріалів на основі природних полімерів та отримання синтетичних полімерів з молекул мономерів. Першим з природних полімерів, що знайшли застосування в промисловості, була целюлоза (клітковина). Це найпоширеніше в природі органічна речовина, яка є основним структурним компонентом клітинної оболонки всіх рослин. Мономер целюлози – глюкоза, молекули якої об’єднуються в довгу нерозгалужений полімерну ланцюг. Першим промисловим речовиною, виготовленим на основі целюлози, був целулоїд. Починаючи з середини XIX ст. з нього у всьому світі виготовлялися фото – і кіноплівки, різні галантерейні товари, іграшки, м’ячі для настільного тенісу і багато іншого. Згодом на основі целулоїду стали виробляти прозору пакувальну плівку – целофан. У той же час почалося масове виробництво віскози – штучного волокна, виготовленого з целюлози. Віскоза отримала величезне визнання через широке застосування і дешевизни (вона виготовляється з відходів текстильної та паперової промисловості і навіть з деревної тирси). Перед тим як з розчину віскози витягнути нитки, в нього можна додати різні хімічні реагенти та барвники, в результаті можна отримати тканину, яка буде схожа на бавовну, шовк, шерсть і навіть атлас або оксамит. У Радянському Союзі на основі віскози виготовляли міцний і щільний матеріал – кирзу, з якої шили чоботи для солдатів, мисливців і колгоспників.
Паралельно йшла розробка виробництва пластичних мас і волокон із синтетичних полімерів. У 1906 р була запатентована бакелитовая (фенолформальдегидная) смола, яка при нагріванні перетворюється в тривимірний полімер. Протягом багатьох років з неї виготовляли корпуси для різноманітної побутової техніки. У 30-х рр. XX ст. почалося масове використання синтетичного каучуку. Одночасно з ним з’явилися нові матеріали: поліметилметакрилат, відомий під назвою плексиглас або “органічне скло”, а також полістирол і полівінілхлорид (рис. 145), які служать прекрасними електроізолюючими матеріалами.
У повоєнні роки вироби з синтетичних волокон стали користуватися величезною популярністю. З’явилися дуже модні в той час жіночі панчохи з капрону.
Йому на зміну прийшли нейлон і вітчизняний винахід – лавсан, назва якого означає Лабораторія високомолекулярних сполук Академії Наук. Рідко хто в той час не мріяв про сорочці, плаття або костюмі, зшитих з цих матеріалів.
У середині 50-х рр. XX ст. були відкриті каталізатори, значно прискорюють полімеризацію багатьох сполук. В результаті за короткий час з’явилися такі незамінні в наш час речовини, як поліетилен та поліуретани. З поліетилену виготовляють пакувальну плівку, всілякі види тари, труби для водопроводу, каналізації і газопостачання, а також бронежилети і корпусу для човнів і всюдиходів (рис. 146). Поліуретан застосовується майже у всіх галузях промисловості для виготовлення всіляких ущільнювачів, захисних покриттів, герметиків, деталей машин, клеїв і багато чого іншого. Під час утворення поліуретану виділяється газ, тому з нього можна виготовляти пінополіуретан, або пінопласт.
Таким чином, полімери за останні півстоліття докорінно змінили життя людства. Однак свою головну роль вони зіграли задовго до появи людини і продовжують її грати, забезпечуючи існування всіх людей і взагалі всього життя на нашій планеті.
Перевірте свої знання
1. Які сполуки називають полімерами? Чому їх часто також називають макромолекулами?
2. Що таке гетерополімери? Порівняйте гомо – і гетерополімери.
3. Чим різняться реакції полімеризації і поліконденсації?
4. Який природний полімер є найпоширенішим?
5. Назвіть полімери, найчастіше використовуються в промисловості.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)