Уральский государственный экономический университет

Кафедра товароведения и экспертизы

Курс лекций по дисциплине

«Материаловедение (пластмассы, каучуки и резины)»

Екатеринбург

2010

Тема 1. Общие сведения о полимерах

1.1 Понятие полимеров, классификация

1.2 Сырье для производства полимеров, перспективы сырьевой базы в РФ

1.3 Общие свойства полимеров, связь со структурой

1.4 Получение полимеров реакцией полимеризации, сущность, способы проведения, сополимеризация

1.5 Получение полимеров реакцией поликонденсации

1.6 Реакции сшивания полимеров

1.1 Понятие полимеров, классификация

Полимеры – высокомолекулярные соединения, т.е. соединения, состоящие из большого числа составных звеньев, связанных химическими связями.

В общем виде: [-М-]_n, где М – составное число, n – количество звеньев или степень полимеризации. Если n ≤15 - олигомер, n >15 - полимер.

Полимеры характеризуются большой молекулярной массой в отличие от низкомолекулярных соединений.

Особенностью полимеров является то, что длина макромолекулы полимера в 2-3 тысячи раз больше поперечных размеров.

Полимер представляет собой смесь макромолекул разной длины.

В основу классификации полимеров положены происхождение, состав и структура (строение):

1. По происхождению полимеры делятся на:

а) органические;

б) неорганические.

2. По составу главной цепи органические полимеры делятся на:

а) карбоцепные;

б) гетероцепные;

в) элементоорганические.

а) карбоцепные – главная цепь состоит только из атомов углерода (полиэтилен, полипропилен, полистирол, поливинилхлорид и др.). Химически более устойчивы, чем гетероцепные.

б) гетероцепные – в главной цепи кроме атомов углерода содержатся атомы азота, кислорода, серы и др.(полиамиды, полиэфиры, полиуретаны и др.).

в) элементоорганические полимеры – в главной цепи содержатся атомы Si или Ni, Al, Zn и др., не содержащиеся в природных полимерах. В основном это кремнийорганические полимеры

1.2 Сырье для производства полимеров, перспективы сырьевой базы в рф

Основным сырьем для производства пластмасс и резин являются полимеры (преимущественно синтетические смолы).

Для производства синтетических полимеров используют следующие виды сырья:

а) природные газы – метан (80%), этан, пропан, бутан и др.;

б) попутные газы, выходящие вместе с нефтью, – метан (60%), этан, пропан, бутан и др.;

в) продукты крекинга нефти – этилен, пропилен и др.

г) продукты переработки каменного угля, горючих сланцев, торфа – бензол, толуол, пиридин и др.

Для производства модифицированных (искусственных) полимеров – хлопковый пух (линт) – около 90% целлюлозы, отходы древесины – около 50%, солома – около 40%.

Основным сырьем является нефтегазовое.

Схема получения полимеров из метана

CH₄ стирол полистирол

CH₃OH CH≡CH CH₂=CH₂

формальдегид винилацетат полиэтилен

п олиформальдегид поливинилацетат хлорэтилен

п енопласты поливиниловый спирт ПВХ перхлорвинил

аминопласты

Российская Федерация располагает в настоящее время сырьевой базой для производства синтетических полимеров, но в последние годы часть нефтегазового сырья продается в качестве топлива.

По производству синтетических полимеров и пластмасс Россия находится на 7 месте в мире. В настоящее время как экспортирует так и импортирует синтетические полимеры и пластмассы и изделия из них.

На первом месте по объемам производства находится полиэтилен, на втором – поливинилхлорид, на третьем – полистирол. В последние годы полиэтилен потеснил полипропилен, т.к. качество пластмасс из полипропилена выше, чем из полиэтилена.

В РФ до настоящего времени плохо используются бытовые отходы из пластмасс. Программа по их использованию внедряется, но недостаточно активно.