ГДЗ по химии 11 класс Габриелян — страница 66 (учебник)

   Полимер — сложное соединение с высокой молекулярной массой, которое состоит из ряда составных звеньев, соединяющихся химическими связями.
   Мономер — структурный фрагмент, состоящий из нескольких атомов. Образует полимер.
   Структурное звено — группа атомов, повторяющаяся в полимере.
   Степень полимеризации — число структурных звеньев в полимере.

   Пластмассы представляют собой обширный класс веществ, созданных на основе природных (например, целлюлоза, каучук) или синтетических полимеров. Ключевое свойство пластмасс — способность изменять форму под воздействием тепла и давления, а затем сохранять её.

   Волокнами являются полимеры линейного строения, которые пригодны для изготовления нитей, жгутов, пряжи и текстильных материалов.
   Волокна делятся на натуральные и искусственные.
   Натуральные волокна происходят из природных источников:
   - Лен — получают из стеблей льна и используют для создания тканей, обладающих хорошей воздухопроницаемостью и прочностью.
   - Хлопок — волокна, получаемые из семян хлопчатника, широко используются в текстильной промышленности благодаря своей мягкости и гигроскопичности.
   - Шерсть — волокна, получаемые от овец и других животных, имеют отличные теплоизоляционные свойства.
   - Шелк — волокно, получаемое из коконов тутового шелкопряда, ценится за свою мягкость и блеск.
Искусственные волокна создаются посредством химической обработки природных полимеров или синтеза:
   - Вискоза — создается из целлюлозы и обладает мягкой текстурой, часто используется для производства одежды.
   - Ацетатное волокно — получается из ацетилированной целлюлозы, отличается блеском и часто используется в производстве подкладок и декоративных тканей.

   В случае опасности жук выделяет мономер метилметакрилат, который полимеризуется в твердый полиметилметакрилат.

   Неорганические полимеры состоят из повторяющихся звеньев, которые могут быть атомами или группами атомов, и они широко распространены в природе, особенно в составе литосферы.
   - Пластическая сера — это полимерная форма серы, состоящая из цепочек атомов серы.
   - Красный фосфор — полимерная модификация фосфора, состоящая из цепочек или сетей атомов фосфора.
   Алмаз — это кристаллическая форма углерода, где каждый атом углерода связан с четырьмя другими, образуя трёхмерную сеть. Хотя алмаз не является полимером в классическом понимании, его структура напоминает полимерную.
   Графит — слоистая структура, где атомы углерода образуют шестиугольные сети. Графит также не является полимером, но его слоистая структура имеет сходство с полимерными материалами.
   Карбин — линейная цепочка атомов углерода, которая может считаться полимером.
   Кристаллический кремний — как и алмаз, имеет кристаллическую структуру, но не является полимером.
   Оксид кремния — может образовывать полимерные структуры, например, в виде кварца или аморфного стекла.
   Оксид алюминия — в кристаллической форме (корунд) не является полимером, но может образовывать полимерные структуры в аморфном состоянии.
   Алюмосиликаты — это сложные полимерные соединения, состоящие из кремния, алюминия и кислорода, которые образуют трёхмерные сети (например, полевые шпаты, слюды).
   Таким образом, к неорганическим полимерам можно отнести пластическую серу, красный фосфор, карбин, оксид кремния (в некоторых формах) и алюмосиликаты. Остальные вещества, такие как алмаз, графит и кристаллический кремний, имеют кристаллическую структуру, но не являются полимерами в строгом смысле.

   Наиболее распространены органические полимеры, которые подразделяются на природные (естественные) и синтетические. К природным полимерам относятся, например, целлюлоза (основной компонент древесины и хлопка), крахмал (запасное питательное вещество растений), белки (строительные блоки живых организмов) и нуклеиновые кислоты (хранители генетической информации). Эти полимеры играли и продолжают играть жизненно важную роль в природе и человеческой жизни.
   Одним из первых примеров искусственного полимера, полученного на основе природного материала, является резина, производимая вулканизацией натурального каучука. Процесс вулканизации, открытый Чарльзом Гудьиром в середине XIX века, заключался в обработке каучука серой при повышенной температуре. Сера образует поперечные связи между полимерными цепями каучука, что существенно изменяет его свойства, повышая прочность и эластичность, уменьшая липкость.
   На сегодняшний день резина используется в спорте, медицине, строительстве, сельском хозяйстве, на производстве. Общее количество изделий, изготовляемых из резины, превышает более 60 тыс. разновидностей. Наиболее популярные из них - уплотнители, амортизаторы, трубки, сальники, герметики, прорезиненые покрытия, облицовочные материалы. Изделия из резины массово используются в производственных процессах. Этот материал также незаменим в производстве перчаток, обуви, ремней, непромокаемой ткани, транспортных лент. Большая часть производимой резины используется для изготовления шин. Поэтому, этой детали отводят особое внимание, так как от них зависят проходимость, экономичность, плавность, шум и безопасность. Шланги, которые относятся к двигателю, удобны тем, что они гибкие, устойчивы к воздействию химических веществ, хорошо переносят климатические условия. Прокладки и другие резиновые изделия создают уплотнение, не допускают протечек жидкостей. Их используют для изоляции электрических деталей и проводов.
   Другой ранний пример — целлулоид, полученный из целлюлозы с использованием камфоры как пластификатора. Целлулоид стал одним из первых широко используемых пластмасс, но из-за своей горючести и нестойкости к старению впоследствии был вытеснен более совершенными материалами. В современной технике целлулоид практически не применяется. Однако для изготовления шариков для настольного тенниса целлулоид используется до сих пор. Также он применяется для изготовления музыкальных инструментов, особенно аккордеонов и гитар.
   Синтетические полимеры, созданные человеком, обладают значительно более широким спектром свойств, позволяющим создавать материалы с заданными характеристиками. Их производство началось в ХХ веке и привело к революции в самых разных отраслях промышленности.

   Термопласты и термореактопласты — два основных класса полимеров, которые прочно вошли в нашу повседневную жизнь, формируя основу бесчисленных продуктов и технологий. Их отличительная черта заключается в поведении при нагревании: термопласты размягчаются при повышении температуры и затвердевают при охлаждении, многократно выдерживая циклы нагрева и охлаждения без изменения химической структуры. Термореактопласты же, напротив, после первоначального отверждения (вулканизации) необратимо изменяют свою структуру, становясь неплавкими и нерастворимыми. Это фундаментальное различие определяет область их применения.
   Наиболее распространенные термопласты.
   Полиэтилен (ПЭ), один из самых массовых полимеров, представляет собой гибкий, прочный и химически инертный материал. Его низкая стоимость делает его идеальным для производства упаковочных пленок различной толщины и прочности, от тонких пакетов до многослойных пленок для пищевых продуктов. Кроме того, ПЭ используется для изготовления бутылок, труб различного диаметра, оболочек для кабелей, а также в качестве изоляционного материала в электротехнике.
   Полипропилен (ПП) — еще один универсальный термопласт, отличающийся высокой прочностью, жесткостью и стойкостью к химическим воздействиям. Он широко применяется в автомобилестроении для производства деталей кузова, бамперов и различных внутренних элементов. Из него также изготавливают трубы, волокна для ковров и текстиля, а также контейнеры для пищевых продуктов. Интересной особенностью ПП является его способность к кристаллизации, что влияет на его механические характеристики и прозрачность.
   Полистирол (ПС) — легкий, прозрачный и недорогой полимер, используемый для изготовления одноразовой посуды, корпусов бытовой техники (телевизоров, холодильников), игрушек и изоляционных материалов. Его хрупкость ограничивает применение в изделиях, испытывающих значительные механические нагрузки.
   Поливинилхлорид (ПВХ) — стойкий к воздействию воды, кислот и щелочей материал, используемый для производства труб, искусственной кожи, напольных покрытий (линолеума), оконных профилей, а также хозяйственных сумок и пленок. ПВХ обладает хорошими электроизоляционными свойствами, поэтому его применяют в кабельной промышленности. Однако следует отметить, что при горении ПВХ выделяет токсичные вещества, что требует соблюдения мер безопасности при его переработке и утилизации.
   Полиметилметакрилат (ПММА), или органическое стекло, известен своей прозрачностью, ударопрочностью и устойчивостью к атмосферным воздействиям. Он используется для производства светильников, защитных экранов, пуленепробиваемых стекол, шприцев и других медицинских изделий. ПММА легко обрабатывается и поддается полировке, что расширяет возможности его применения в дизайне и архитектуре. Политетрафторэтилен (ПТФЭ), или тефлон, является одним из самых уникальных полимеров, характеризующимся чрезвычайно низким коэффициентом трения и высокой химической инертностью. Он применяется для создания антипригарных покрытий посуды, электроизоляции, уплотнительных элементов, а также в химической промышленности для изготовления оборудования, контактирующего с агрессивными средами. Его высокая термостойкость позволяет использовать его в экстремальных условиях.
   Полиэтилентерефталат (ПЭТ) — используется для производства волокон (лавсана), бутылок для напитков, пленок и других упаковочных материалов. ПЭТ характеризуется высокой прочностью, хорошей прозрачностью и химической стойкостью. Переработка ПЭТ активно развивается, позволяя снизить экологическую нагрузку от использования этого материала.
   Полиамиды (ПА), такие как нейлон и капрон, известны своей прочностью, эластичностью и износостойкостью. Они применяются для производства волокон для одежды, ковров, канатов, а также в качестве конструкционного материала в машиностроении.
   Полиуретаны (ПУ) — широкий класс полимеров, обладающих высокой эластичностью, износостойкостью и способностью пенообразования. Они используются в производстве подошв для обуви, мебельной промышленности, автомобилестроении (для создания упругих деталей и покрытий), а также в качестве изоляционных материалов.
   Силиконы — полимеры, содержащие кремний в своем составе. Они обладают высокой термостойкостью, эластичностью, водоотталкивающими свойствами и биосовместимостью. Силиконы используются для производства эластомеров, имплантатов, герметиков, водоотталкивающих покрытий, а также в косметической промышленности.
   Ненасыщенные полиэфиры (НПЭ) — термореактивные полимеры, образующие прочные и жесткие композитные материалы. Они используются для производства корпусов лодок, цистерн, деталей автомобилей и других конструкций, где требуется высокая механическая прочность и химическая стойкость.
   Фенолоформальдегидные смолы (фенопласты) — термореактивные полимеры, которые после отверждения становятся твердыми и неплавкими. Они обладают хорошими электроизоляционными свойствами и используются в качестве связующих в композитных материалах, для производства рукояток ножей и других изделий, а также в качестве электроизоляторов.
   Таким образом, термопласты и термореактопласты являются незаменимыми материалами в современной промышленности, определяющими свойства и характеристики миллиардов изделий, используемых в повседневной жизни. Разнообразие их свойств и возможностей модификации позволяет постоянно расширять области их применения.