ارائه مفاهیم اولیه پلیمرهای شیمی. ارائه با موضوع پلیمرها. به دست آوردن نشاسته یا سلولز

اسلاید 1

اسلاید 2

اسلاید 3

اسلاید 4

اسلاید 5

اسلاید 6

اسلاید 7

اسلاید 8

اسلاید 9

اسلاید 10

اسلاید 11

اسلاید 1

درجه 9 (حداقل مورد نیاز در شیمی) پلیمرها

نویسنده ارائه T.A. Nasonova، معلم شیمی در مدرسه متوسطه مؤسسه آموزشی شهری در خالم است.

اسلاید 2

طرح درس.

پلیمرهای طبیعی و مصنوعی روشهای تولید پلیمرها مفاهیم اولیه شیمی پلیمر پلاستیک و الیاف.

اسلاید 3

1. پلیمرهای طبیعی و مصنوعی.

پلیمرها ترکیباتی هستند که افراد دیگر نمی توانند بدون آنها کار کنند. همه با این ترکیبات آشنا هستند - از جوان ترین تا مسن، از خانم های خانه دار تا متخصصان بسیاری از صنایع. پلیمرها چیست؟ پلیمرها ترکیباتی با مولکولی بالا هستند که از بسیاری از واحدهای ساختاری یکسان تشکیل شده‌اند.

اسلاید 4

بر اساس منشأ، پلیمرها به طبیعی و مصنوعی تقسیم می شوند.

پلیمرهای طبیعی به عنوان مثال، لاستیک طبیعی، نشاسته، سلولز، پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک هستند. بدون برخی از آنها، زندگی در سیاره ما غیرممکن است.

پروتئین نشاسته DNA

اسلاید 5

پلیمرهای مصنوعی پلاستیک، الیاف و لاستیک های متعددی هستند.

آنها نقش بزرگی در توسعه همه بخش های صنعت، کشاورزی، حمل و نقل و ارتباطات دارند. همانطور که زندگی بدون پلیمرهای طبیعی غیرممکن است، تمدن مدرن نیز بدون پلیمرهای مصنوعی غیرممکن است.

اسلاید 6

2. روشهای تولید پلیمرها.

این ترکیبات غیر معمول چگونه تشکیل می شوند؟ پلیمرها عمدتاً به دو روش تولید می شوند - واکنش های پلیمریزاسیون و واکنش های پلی تراکم. واکنش پلیمریزاسیون شامل مولکول های حاوی یک پیوند چندگانه (معمولاً دوگانه) است. چنین واکنش هایی با یک مکانیسم اضافه انجام می شود و همه چیز با شکستن پیوندهای دوگانه شروع می شود.

اسلاید 7

با استفاده از نمونه تولید پلی اتیلن با واکنش پلیمریزاسیون آشنا شدیم:

nCH2=CH2 (- CH2 – CH2 -)n واکنش چند تراکمی به مولکول های خاصی نیاز دارد. آنها باید دارای دو یا چند گروه عملکردی (-OH، -COOH، -NH2، و غیره) باشند. هنگامی که چنین گروه هایی برهم کنش می کنند، یک محصول با وزن مولکولی کم (مثلاً آب) حذف می شود و گروه جدیدی تشکیل می شود که بقایای مولکول هایی که با یکدیگر واکنش می دهند را به هم متصل می کند.

اسلاید 8

به عنوان مثال، اسیدهای آمینه وارد واکنش پلی تراکم می شوند. در این حالت ، یک پلیمر زیستی تشکیل می شود - پروتئین و یک ماده جانبی با مولکولی کم - آب:

…+ H NH-CH(R)–COOH+ … H NH-CH(R)–COOH+… …-NH-CH(R)-CO- NH-CH(R)-CO-… + nH2O واکنش چند متراکم شدن بسیاری از پلیمرها از جمله نایلون

اسلاید 9

3. مفاهیم اولیه شیمی پلیمر.

ماکرومولکول - از یونانی. ماکرو - بزرگ، طولانی. مونومر ماده اولیه برای تولید پلیمرها است. پلیمر - اندازه گیری های زیادی (واحد ساختاری). واحد ساختاری گروهی از اتم ها است که بارها در یک ماکرومولکول تکرار می شوند. درجه پلیمریزاسیون n تعداد واحدهای ساختاری یک ماکرومولکول است.

اسلاید 10

n X (-X-)n Х - مونومر، (-Х-) - واحد ساختاری، n - درجه پلیمریزاسیون. (- X-)n - ماکرومولکول های پلیمرها.

بسته به ساختار زنجیره اصلی، پلیمرها ساختارهای مختلفی دارند: خطی (به عنوان مثال پلی اتیلن)، شاخه ای (مثلاً نشاسته) و فضایی (به عنوان مثال، ساختار ثانویه و سوم پروتئین ها).

اسلاید 11

ساختار پلیمرها

منشعب خطی

فضایی

اسلاید 12

4. پلاستیک و الیاف.

به طور معمول، پلیمرها به ندرت به شکل خالص خود استفاده می شوند. به عنوان یک قاعده، مواد پلیمری از آنها به دست می آید. مورد دوم شامل پلاستیک و الیاف است. پلاستیک ماده ای است که جزء اتصال دهنده آن یک پلیمر است و اجزای باقیمانده پرکننده ها، نرم کننده ها، رنگ ها، آنتی اکسیدان ها و سایر مواد هستند.

اسلاید 13

نقش ویژه ای به پرکننده هایی که به پلیمرها اضافه می شوند داده می شود. آنها استحکام و سفتی پلیمر را افزایش داده و هزینه آن را کاهش می دهند. پرکننده ها می توانند الیاف شیشه، خاک اره، گرد و غبار سیمان، کاغذ، آزبست و غیره باشند.

بنابراین پلاستیک هایی مانند پلی اتیلن، پلی وینیل کلراید، پلی استایرن، فنل فرمالدئید به طور گسترده در صنایع مختلف، کشاورزی، پزشکی، فرهنگ و زندگی روزمره استفاده می شود.

اسلاید 14

الیاف رشته‌های بلند و انعطاف‌پذیری هستند که از پلیمرهای طبیعی یا مصنوعی ساخته می‌شوند و برای تولید نخ و سایر محصولات نساجی استفاده می‌شوند.

الیاف به دو دسته طبیعی و شیمیایی تقسیم می شوند. الیاف طبیعی یا طبیعی موادی هستند که منشا حیوانی یا گیاهی دارند: ابریشم، پشم، پنبه، کتان.

اسلاید 15

الیاف شیمیایی از پردازش شیمیایی پلیمرهای طبیعی (عمدتا سلولز) یا مصنوعی به دست می آیند.

الیاف شیمیایی شامل ویسکوز، الیاف استات و همچنین نایلون، نایلون، لاوسان و بسیاری دیگر می باشد.

اسلاید 1

انواع پلیمرهای معدنی

موروزوا النا کوچکین ویکتور شمیروف کنستانتین مالوف نیکیتا آرتامونوف ولادیمیر

اسلاید 2

پلیمرهای غیر آلی

پلیمرهای معدنی پلیمرهایی هستند که حاوی پیوندهای C-C در واحد تکرار شونده نیستند، اما می‌توانند حاوی یک رادیکال آلی به عنوان جایگزین‌های جانبی باشند.

اسلاید 3

طبقه بندی پلیمرها

1. پلیمرهای همو زنجیره ای کربن و کالکوژن (اصلاح پلاستیک گوگرد).

2. پلیمرهای هتروشینال بسیاری از جفت‌های عناصر مانند سیلیکون و اکسیژن (سیلیکون)، جیوه و گوگرد (سینابار) توانایی دارند.

اسلاید 4

آزبست فیبر معدنی

اسلاید 5

ویژگی های آزبست

آزبست (به یونانی ἄσβεστος، - غیر قابل تخریب) نام جمعی برای گروهی از مواد معدنی الیاف ریز از کلاس سیلیکات ها است. از بهترین الیاف انعطاف پذیر تشکیل شده است. فرمول Ca2Mg5Si8O22(OH)2 دو نوع اصلی آزبست - آزبست سرپانتین (آزبست کریزوتیل یا آزبست سفید) و آزبست آمفیبول

اسلاید 6

ترکیب شیمیایی

آزبست از نظر ترکیب شیمیایی سیلیکات های آبی منیزیم، آهن و تا حدی کلسیم و سدیم است. مواد زیر به کلاس آزبست کریزوتیل تعلق دارند: Mg6(OH)8 2Na2O*6(Fe,Mg)O*2Fe2O3*17SiO2*3H2O

الیاف آزبست

اسلاید 7

ایمنی

آزبست عملاً بی اثر است و در مایعات بدن حل نمی شود، اما اثر سرطان زایی قابل توجهی دارد. افرادی که در استخراج و فرآوری آزبست فعالیت می کنند چندین برابر بیشتر از جمعیت عادی در معرض ابتلا به تومور هستند. اغلب باعث سرطان ریه، تومورهای صفاق، معده و رحم می شود. بر اساس نتایج تحقیقات علمی گسترده در مورد مواد سرطان زا، آژانس بین المللی تحقیقات سرطان آزبست را به عنوان یکی از خطرناک ترین مواد سرطان زا در دسته اول طبقه بندی کرده است.

اسلاید 8

کاربرد آزبست

تولید پارچه های مقاوم در برابر آتش (از جمله برای دوخت لباس برای آتش نشانان). در ساخت و ساز (به عنوان بخشی از مخلوط آزبست سیمان برای تولید لوله و تخته سنگ). در جاهایی که لازم است تأثیر اسیدها کاهش یابد.

اسلاید 9

نقش پلیمرهای معدنی در تشکیل لیتوسفر

اسلاید 10

لیتوسفر

لیتوسفر پوسته سخت زمین است. از پوسته زمین و قسمت بالایی گوشته تا آستنوسفر تشکیل شده است. لیتوسفر در زیر اقیانوس ها و قاره ها به طور قابل توجهی متفاوت است. لیتوسفر در زیر قاره ها از لایه های رسوبی، گرانیتی و بازالتی با ضخامت کلی تا 80 کیلومتر تشکیل شده است. لیتوسفر زیر اقیانوس ها در نتیجه تشکیل پوسته اقیانوسی مراحل ذوب نسبی زیادی را پشت سر گذاشته است، در عناصر کمیاب ذوب بسیار تهی شده است، عمدتا از دونیت ها و هارزبورگیت ها تشکیل شده است، ضخامت آن 5-10 کیلومتر است و گرانیت. لایه کاملاً وجود ندارد.

اسلاید 12

اجزای اصلی پوسته زمین و خاک سطحی ماه، اکسیدهای Si و Al و مشتقات آنها هستند. این نتیجه گیری را می توان بر اساس ایده های موجود در مورد شیوع سنگ های بازالتی انجام داد. ماده اولیه پوسته زمین ماگما است - شکل مایع سنگی که همراه با مواد معدنی مذاب، مقدار قابل توجهی گاز دارد. هنگامی که ماگما به سطح می رسد، گدازه ای را تشکیل می دهد که به سنگ های بازالت تبدیل می شود. جزء شیمیایی اصلی گدازه سیلیس یا دی اکسید سیلیکون، SiO2 است. با این حال، در دماهای بالا، اتم های سیلیکون را می توان به راحتی با اتم های دیگر مانند آلومینیوم جایگزین کرد و انواع مختلفی از آلومینوسیلیکات ها را تشکیل داد. به طور کلی، لیتوسفر یک ماتریکس سیلیکات است که شامل مواد دیگری است که در نتیجه فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی که در گذشته در شرایط دما و فشار بالا رخ داده است، تشکیل شده است. هم خود ماتریس سیلیکات و هم اجزای موجود در آن عمدتاً حاوی موادی به شکل پلیمر هستند، یعنی پلیمرهای غیرآلی زنجیره ناهمگن.

اسلاید 13

گرانیت یک سنگ نفوذی آذرین اسیدی است. این شامل کوارتز، پلاژیوکلاز، فلدسپات پتاسیم و میکا - بیوتیت و مسکویت است. گرانیت ها در پوسته قاره ای بسیار گسترده هستند. بیشترین حجم گرانیت ها در مناطق برخورد تشکیل می شوند، جایی که دو صفحه قاره ای با هم برخورد می کنند و ضخیم شدن پوسته قاره ای رخ می دهد. به گفته برخی از محققان، یک لایه کامل از مذاب گرانیت در پوسته برخورد ضخیم در سطح پوسته میانی (عمق 10-20 کیلومتر) تشکیل می شود. علاوه بر این، ماگماتیسم گرانیتی مشخصه حاشیه‌های فعال قاره‌ای و تا حدی کمان‌های جزیره‌ای است. ترکیب معدنی گرانیت: فلدسپات - 60-65٪. کوارتز - 25-30٪؛ مواد معدنی تیره رنگ (بیوتیت، به ندرت هورنبلند) - 5-10٪.

اسلاید 14

ترکیب معدنی. بخش عمده آن از میکرولیت های پلاژیوکلاز، کلینوپیروکسن، مگنتیت یا تیتانومگنتیت و همچنین شیشه های آتشفشانی تشکیل شده است. رایج ترین ماده معدنی کمکی آپاتیت است. ترکیب شیمیایی. محتوای سیلیس (SiO2) از 45 تا 52-53 درصد، مجموع اکسیدهای قلیایی Na2O+K2O تا 5 درصد، در بازالت های قلیایی تا 7 درصد متغیر است. سایر اکسیدها را می توان به صورت زیر توزیع کرد: TiO2 = 1.8-2.3٪. Al2O3=14.5-17.9%; Fe2O3=2.8-5.1%; FeO=7.3-8.1%; MnO=0.1-0.2%; MgO=7.1-9.3%; CaO=9.1-10.1%; P2O5=0.2-0.5%;

اسلاید 15

کوارتز (سیلیکون (IV) اکسید، سیلیس)

اسلاید 16

فرمول: SiO2 رنگ: بی رنگ، سفید، بنفش، خاکستری، زرد، قهوه ای رنگ ویژگی: سفید براق: شیشه ای، گاهی اوقات چرب در توده های جامد تراکم: 2.6-2.65 g/cm³ سختی: 7

اسلاید 19

شبکه کریستال کوارتز

اسلاید 20

خواص شیمیایی

اسلاید 21

شیشه کوارتز

اسلاید 22

شبکه کریستال کوزیت

اسلاید 23

کاربرد

کوارتز در ابزارهای نوری، در ژنراتورهای اولتراسوند، در تجهیزات تلفن و رادیو به مقدار زیاد در صنایع شیشه و سرامیک استفاده می شود.

اسلاید 24

کوراندوم (Al2O3، آلومینا)

اسلاید 25

فرمول: Al2O3 رنگ: آبی، قرمز، زرد، قهوه ای، خاکستری رنگ صفت: سفید براق: شیشه چگالی: 3.9-4.1 g/cm³ سختی: 9

اسلاید 26

شبکه کریستالی از کوراندوم

اسلاید 27

به عنوان یک ماده ساینده استفاده می شود به عنوان یک ماده نسوز استفاده می شود سنگ های قیمتی

اسلاید 29

آلومینوسیلیکات ها

اسلاید 30

اسلاید 31

اسلاید 32

ساختار زنجیره ای تلوریوم

کریستال ها شش ضلعی هستند، اتم های موجود در آنها زنجیره های مارپیچی را تشکیل می دهند و با پیوندهای کووالانسی به نزدیک ترین همسایگان خود متصل می شوند. بنابراین تلوریم عنصری را می توان یک پلیمر معدنی در نظر گرفت. تلوریم کریستالی با درخشش فلزی مشخص می شود، اگرچه به دلیل ترکیبی از خواص شیمیایی آن را می توان به عنوان یک غیر فلز طبقه بندی کرد.

اسلاید 33

کاربردهای تلوریم

تولید مواد نیمه هادی تولید لاستیک ابررسانایی در دمای بالا

اسلاید 34

اسلاید 35

ساختار زنجیره سلنیوم

مشکی خاکستری قرمز

اسلاید 36

سلنیوم خاکستری

سلنیوم خاکستری (گاهی اوقات فلزی نامیده می شود) دارای کریستال هایی در یک سیستم شش ضلعی است. شبکه ابتدایی آن را می توان به عنوان یک مکعب کمی تغییر شکل نشان داد. به نظر می رسد تمام اتم های آن بر روی زنجیره های مارپیچی شکل قرار گرفته اند و فاصله بین اتم های همسایه در یک زنجیره تقریباً یک و نیم برابر کمتر از فاصله بین زنجیره ها است. بنابراین، مکعب های ابتدایی تحریف می شوند.

اسلاید 37

کاربردهای سلنیوم خاکستری

سلنیوم خاکستری معمولی دارای خواص نیمه هادی است. رسانایی در آن عمدتا نه توسط الکترون ها، بلکه توسط "سوراخ" ایجاد می شود. یکی دیگر از خواص بسیار مهم سلنیوم نیمه هادی توانایی آن در افزایش شدید هدایت الکتریکی تحت تأثیر نور است. عملکرد فتوسل های سلنیوم و بسیاری از وسایل دیگر بر اساس این خاصیت است.

اسلاید 38

"تهیه پلیمرها" - پلیمرها. پلیمرهای زیستی لاستیک ها روشهای تشکیل پلیمرها شکل هندسی ماکرومولکول ها مونومر. بسپارش. مفاهیم اولیه شیمی پلیمرها طبقه بندی پلیمرها درجه پلیمریزاسیون تبعیت سلسله مراتبی مفاهیم اساسی. چند متراکم شدن. پلیمر.

"ویژگی های پلیمرها" - پلاستیک و الیاف. کاربرد در پزشکی. روشهای تولید پلیمرها لاستیک طبیعی. پلیمرها چند متراکم شدن. پشم. مفاهیم اساسی. شکل ماکرومولکول ها کاربرد پلیمرها لاستیک مصنوعی. مقاومت در برابر ضربه. نارگیل. نرم کننده ها لوله های پلیمری پلیمر طبیعی محصولات لاستیکی.

"دمای پلیمرها" - روش هایی برای تعیین مقاومت حرارتی. فنیلون از پلی تراکم اسید ایزوفتالیک دی کلروآنیدرید و m-phenylenediamine در یک امولسیون یا محلول تولید می شود. این یک ماده ایده آل برای اهداف تریبوتکنیکی است. در هر دو مورد، دما به صورت خطی در طول اندازه گیری افزایش می یابد. روش تعیین مقاومت حرارتی به شرح زیر است.

"کشف لاستیک" - در نیمه دوم قرن 19، تقاضا برای لاستیک طبیعی به سرعت رشد کرد. در آغاز قرن نوزدهم، تحقیقات در مورد لاستیک آغاز شد. توماس هنکوک انگلیسی پدیده پلاستیک سازی لاستیک را در سال 1826 کشف کرد. در دهه 1890. اولین تایرهای لاستیکی ظاهر می شوند. کشف لاستیک لاستیک مصنوعی. این فرآیند ولکانیزاسیون نامیده شد.

"پلیمرهای معدنی" - نقش پلیمرهای معدنی. بدست آوردن گوگرد پلاستیکی انواع پلیمرهای معدنی طبقه بندی پلیمرها اصلاحات ارتورومبیک و مونوکلینیک. شبکه کریستال کوارتز. اصلاحات آلوتروپیک کربن مواد ساینده. گوگرد. بازالت. کاربرد اصلاحات آلوتروپیک کربن.

"پلیمرهای طبیعی و مصنوعی" - اسیدهای آمینه. الیاف استات مونومر. مواد با منشا حیوانی یا گیاهی. ساختار پلیمرها پلیمرها به دو دسته طبیعی و مصنوعی تقسیم می شوند. پلیمرهای طبیعی و مصنوعی پلاستیک و الیاف. مولکول های خاص الیاف. روشهای تولید پلیمرها مفاهیم اولیه شیمی پلیمر

در مجموع 16 ارائه وجود دارد

اسلاید 2

تعریف پلیمرها

پلیمرها (از poly... و یونانی meros - سهم، قسمت)، موادی که مولکول‌های آنها (درشت مولکول‌ها) از تعداد زیادی واحد تکرار شونده تشکیل شده‌اند. وزن مولکولی پلیمرها می تواند از چندین هزار تا چندین میلیون متغیر باشد. اصطلاح "پلیمرها" توسط جی. برزلیوس در سال 1833 معرفی شد.

اسلاید 3

طبقه بندی

بر اساس منشأ آنها، پلیمرها به طبیعی یا بیوپلیمر (به عنوان مثال، پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، لاستیک طبیعی) و مصنوعی (به عنوان مثال، پلی اتیلن، پلی آمیدها، رزین های اپوکسی) تقسیم می شوند که با روش های پلیمریزاسیون و پلی تراکم به دست می آیند. بر اساس شکل مولکول ها، پلیمرهای خطی، شاخه ای و شبکه ای از نظر طبیعت متمایز می شوند - پلیمرهای آلی، آلی و غیر آلی.

اسلاید 4

ساختار

پلیمرها موادی هستند که مولکول های آنها از تعداد زیادی واحد تکرار شونده ساختاری - مونومرها تشکیل شده است. وزن مولکولی پلیمرها به 106 می رسد و ابعاد هندسی مولکول ها می تواند آنقدر زیاد باشد که محلول های این مواد دارای خواصی شبیه به سیستم های کلوئیدی باشند.

اسلاید 5

با توجه به ساختار آنها، ماکرومولکول ها به خطی تقسیم می شوند که به صورت شماتیک تعیین می شوند -A-A-A-A-A- (به عنوان مثال، لاستیک طبیعی). شاخه دار، دارای شاخه های جانبی (به عنوان مثال، آمیلوپکتین)؛ اگر ماکرومولکول‌های مجاور با پیوندهای متقاطع شیمیایی (مثلاً رزین‌های اپوکسی پخت) به هم متصل شده باشند، شبکه‌ای یا متقاطع هستند. پلیمرهای با پیوند متقابل بالا نامحلول، غیرقابل انحلال و ناتوان از تغییر شکل های بسیار الاستیک هستند.

اسلاید 6

واکنش پلیمریزاسیون

واکنش تشکیل پلیمر از مونومر را پلیمریزاسیون می گویند. در طی پلیمریزاسیون، یک ماده می تواند از حالت گازی یا مایع به حالت مایع یا جامد بسیار غلیظ تبدیل شود. واکنش پلیمریزاسیون با حذف هیچ گونه محصول جانبی با وزن مولکولی کم همراه نیست. در طی پلیمریزاسیون، پلیمر و مونومر با ترکیب عنصری یکسان مشخص می شوند.

اسلاید 7

تولید پلی پروپیلن

n CH2 = CH → (- CH2 – CH-)n || CH3 CH3 پروپیلن پلی پروپیلن عبارت در براکت ها واحد ساختاری نامیده می شود و عدد n در فرمول پلیمر درجه پلیمریزاسیون است.

اسلاید 8

واکنش چند تراکمی

علاوه بر واکنش پلیمریزاسیون، پلیمرها را می توان با پلی تراکم به دست آورد - واکنشی که در آن بازآرایی اتم های پلیمر رخ می دهد و آب یا سایر مواد کم مولکولی از کره واکنش آزاد می شود.

اسلاید 9

به دست آوردن نشاسته یا سلولز

nС6Н12О6 → (- С6Н10О5 -)n + Н2О پلی ساکارید گلوکز

اسلاید 10

طبقه بندی

پلیمرهای خطی و شاخه ای کلاس پلیمرهای ترموپلاستیک یا ترموپلاستیک ها و پلیمرهای فضایی کلاس پلیمرهای ترموست یا ترموست را تشکیل می دهند.

اسلاید 11

کاربرد

محصولات پلیمری به دلیل استحکام مکانیکی، خاصیت ارتجاعی، عایق الکتریکی و سایر خواص، در صنایع مختلف و در زندگی روزمره مورد استفاده قرار می گیرند. انواع اصلی مواد پلیمری عبارتند از پلاستیک، لاستیک، الیاف، لاک، رنگ، چسب، رزین های تبادل یونی. در فناوری، پلیمرها به طور گسترده ای به عنوان عایق الکتریکی و مصالح ساختاری استفاده می شوند. پلیمرها عایق های الکتریکی خوبی هستند و به طور گسترده در تولید خازن های الکتریکی، سیم ها و کابل ها با طرح ها و اهداف مختلف استفاده می شوند. اهمیت بیوپلیمرها با این واقعیت مشخص می شود که آنها اساس همه موجودات زنده را تشکیل می دهند و تقریباً در تمام فرآیندهای زندگی شرکت می کنند.