5. Polimery jako materiały funkcjonalne. Nośniki leków i katal, hydrożele i implanty med, materiały powłokowe, półkrzew.i rezysty, zagestniki, flokulanty, błony pol.(półprzep.), pol.jonowymienne, fotorezystory. PCV-twardy,niepalny,odp.na dział.rozc.kw.i zas,alk.,benzyny,rozpuszcz.w rozp.org,dobre wł.diel,mała odp.ciepl; PP-dobre wł.mech i diel,odp.na dział.odcz.chem,palny, dosc dobra odp.ciepl; PE-odp.na dział.stęż.kw.i zas.oraz rozp.org z wyj.węglowodorów i tłuszczy, palny, mała odp.ciepl; PS-ciało stałe,kruche,odp.na.dział.kw.i zas,dobre wł.diel,mała odp.ciepl; Politetrafluoroetylen-teflon,wyj.odp.chem.i ciepl,dobre wł.ślizgowe,mech,diel,niepalny.
6. Materiały konstrukcyjne:łatw.form.nawet skompl.kszt, niska temp.przetw, mała gęstość, duza wytrz.w stos.do ciężaru, odp.chem, mozl.barw.i uzysk.mat.przezr, odp.na scier.i tarcie, wł.izolac.(ciepl,elek,akust)//mała odporn termiczna, mały moduł i twardosc,starzenie fiz i chem. Rodzaje kopolimerów:niespecyf, stat, blokowy, szczepiany, naprzemienny, stat. Pol.heterołańcuchowe: poli(metylosiloksan),poliester,polioksymetylen,poliamid,poliuretan. Efekt żelu -efekt autoprzysp.polimeyzacji, obserwowany przy konwersji pow.15-25%; maleje stala reakcji termicznej wraz ze wzr.lepkości. Kat.metalocenowe -decyduja o formie w jakiej będzie syntetyz.PP (Izo- lub syndiotaktyczny);w kat.tych centrum aktywne znajd.sie w otocz.pierś.aromat; w zal.od tego jak działa zawada przestrz.w tych kat.powstaje PP syncio- lub izotakt; musi być odpow.ustaw.propylenu w stos.do kat. Typowe monomery polimeryzacji:a)anionowej: mon.z przes.chmura elear.lub pierś:akrylany, dieny, styreny, tlenki etylenu, izopren, formaldehyd; b)kationowej:mon.z gr.elektrodonorową:izobutylen,etery winylowe, dieny, styreny, siloksany, laktony, tetrahydrofuran. Kauczuk[-CH2-C(CH3)=CH-CH2-]. Rodzaje węzłów sieci:*kowalencyjne, klastery jonowe, krystality, mikrofazy, splątania łańcucha;*pol.z wiąz.fiz:rozpadają się w rozp;*pol.z wiąz.chem: nie rozpadają się. Temp zeszklenia Tg:poli(alkohol winylowy):358K>poli(aldehyd octowy):243K>poli(tlenek etylenu):206K.Tg zależy od giętkości łańcucha;sztywność maleje gdy w łańcuchu głównym jest więcej wiązań nienasyconych.Wpływ ma liniowość, rozgałęzienia i masa, ruchliwość segmentalna, obecność wiązań wodorowych.polidimetylosiloksan<PP:-10C<PCV:80C<PS:100C<polimetylostyren.//poli(tetraftalan butylu)<poli(tetraftalan etylu)<polikaproamid<poli(fenylotetraftalamid).Obecność CH3 miedzy pierścieniamigietkosc maleje. Udarność polimerów -cecha wytrzymałościowa w warunkach dynamicznych;miara energii potrzebnej do zniszczenia próbki o jednostkowym przekroju μ=L/Fe; L-zmiana en.całkowitej młota, Fe-pow.przekroju próbki. Ciecze: zagęszczane ścinaniem:dylatacyjne np.suchy piasek, suspensje skrobii n>1; rozdzielane ścinaniem:pseudoplastyczne np.napełnione pol., pol.stopione, r-ry polimerów,tusze,krew n<1 (n-wykładnik płynięcia). Lepkosprężystość polimerów oznacza wystepowanie wł.lepkich i sprężystych. Wł. lepkie są związane z występowaniem odkształceń nieodwracalnych, a sprężyste z odwracalnymi. Silnie poddany krótkotrwałemu obciążeniu zachowuje się jak ciało sprężyste, długotrwałemu-płynne. Właściwości [-CH2-CH2-CCl=CH-CH2-]:budowa podobna do kauczuku:odporny na dział O2,O3, oleju, kw, zas, wody oraz na warunki atmosf, dlatego stosowany do klejów, dielektryk, sztywny, niepalny, zast:wycieraczki, izolacje przewodów, uszczelnianie, prod.klejów. Właściwości kopolimeru {-(CH2-CH2)3-[CH2(CH3)-CH2]2-}n: kauczuk etylenowo-propylenowy: dobra odp.na starzenie,na dział O3, na ciecze hydrauliczne, dobry izolator. Sieciowanie nadtlenkiem ROOR=2RO⋅ pod wpływem temp. RO⋅ + makrocząsteczka=rodnik=rekombinacja prowadzi do sieciowania. Moze tylko reagować wodorotlenek. Elastomery można sieciować siarką z dodatkiem przyspieszaczy, tl.metali, nadtlenkami org. Elastomer do syntezy gumy odpornej na działanie olejów:Kauczuk:*NBR-butadienoakrylonitrylowy-dobre wł.mech;*CR-chloroprenowy-odp.na O3,wys temp. ale na niska nie. Elastomery z zast med:*kauczuk nat-rekawice chirurg, duza wytrzym na rozciagnie,rozdzieranie,scieranie,odkształcenia dynamiczne;*kauczuk sylikonowy;*PCV-węże do płynów infuzyjnych, cewniki, pojemniki na krew;*chitozen-opatrunki na rany i oparzenia. Rola sadzy lub krzemionki w kompozytach elastomerowych;*napełniacze wzmacniające elastomery;*zwiększaja wł.mech;*poprawiaja wł.użytkowe;*sadza-absorbuje prom UV(zwieksza odp.na starzenie). Rodzaje polietylenów: VLDPE(d=0,88g/cm3);LDPE(60 rozg/1000at.C);LLDPE(6 rozg/1000at.C; d=0,94g/cm3);UHMWPE;HDPE(6 rozgał/2000at.C).Kopolimery etylenu z monomerami winylowymi:*EVA-z octanem winylu-kleje termotopliwe;*EAA-z kw.akrylowym-jonomerowe kopolimery;*EVOM-z alk.winylowym. Zast:polie nieprzepuszczające zapachów, opakowania medyczne, folie nielektryzowalne. Elastoplasty:*zbud z elastomerów i plastomerów;*posiadają węzły sieci, które rozpadają się przy 125C, wtedy można je przerabiać;*niekrystaliczne ale przezroczyste;*odp.na spękania naprężeniowe;*zast:opakowania na zywność
65. Katalizatory metalocenowe. Atom metalu ulega przejściowemu połączeniu zarówno z łańcuchem polimerowym, jak i z podwójnym wiązaniem monomeru. Metaloceny zawierają atom pojedynczy metalu - tytan lub cyrkon. Metal połączony jest z 5-członowymi pierścieniami węglowymi. Pierścienie częściowo zasłaniają centrum katalityczne, jak no wpół otwarta muszla mięczaka. Elektrony pierścieni modyfikują właściwości atomu metalu, wpływając na jego zdolność atakowania podwójnych wiązań C=C.
66. Zastosowanie praktyczne polipropylenu [-CH2 - CH - CH3-]n. *Odporny na działanie kwasów - akumulatory. *Syndiotaktyczny - otrzymywany wobec katalizatorów Zinglera - Natty, większość grup znajduje się po tej samej stronie łańcucha, a w strukturze spiralnej jest ułożona po stronie zew., gr. CH3 leżą naprzemiennie. Bardziej wytrzymały na uderzenia niż izotaktyczny, bardziej przejrzysty, odporny na promieniowanie γ, które stosuje się do sterylizacji żywności i sprzętu medycznego. *Ataktyczny - gr. CH3 rozmieszczone statystycznie po obu stronach łańcucha, właściwości elastomeru plastycznego. *EPE - pianka polipropylenowa - wysoka zdolność pochłaniania energii, odporna na chemikalia i naprężenia; opakowania, sprzęt sportowy, budownictwo, przemysł okrętowy, AGD, motoryzacja, izolacje termiczne i dźwiękowe, rury.
67. Z jakich rodzajów polimerów można wykonać rury kanalizacyjne? PP, PCW, PA, PE.
68. Zaproponować polimer odporny na działanie kwasu siarkowego o podać przykłady praktycznego wykorzystania tej właściwości. PP - opakowania do przechowywania chemikalii, akumulatory.
69. Wpływ stałej krystaliczności na właściwości polietylenów. W miarę wzrostu stopnia krystaliczności, wytrzymałość polietylenów wzrasta (pkt. 108).
70. Kopolimery styrenu i ich zastosowanie. ABS - akrylonitryle - butadien - styren, MBS - metakrylan metylu - butadien - styren, SAN - styren - akrylonitryl, SBS - styren - butadien - styren, PS-MI - wysokoudarowy, modyfikowany.
71. Wymienić termoplasty stosowane jako materiały opakowaniowe. PS - opakowania na żywność, PS - kopolimery - opakowania na kosmetyki.
72. W jaki sposób można zwiększyć odporność na udarność? Omówić na wybranym przykładzie. Dodać elastomer lub przeprowadzić polimeryzację bezpośrednio z elastomeru. Np. polistyren zmieszany z polibutadienem, wytrąca się faza miękka.
73. Z jakiego materiału można wykonać izolację? Spieniony PS - styropian - tworzywo porowate, mała przepuszczalność cieplna i akustyczna, odporny na wilgoć; EPE - pianka polietylenowa.
74. Zastosowanie praktyczne polistyrenu. Spieniony PS - pkt. 73, pkt. 71, wysokoudarowy - AGD, aparaty telefoniczne; części samochodów, zabawki, galanteria; wymieniacze jonowe.
75. Wysokoudarowy polimer, budowa, zastosowanie. Np. pkt. 72 - PS-HI, pkt.74; większa udarność, ale mniejsza wytrzymałość, nieprzeźroczysty.
76. Z jakich polimerów można sporządzić spody obuwia? Polimetan, PCW, kopolimer: styren-butadien.
77. Charakterystyka właściwości poli(chlorku winylu) wynikające z jego budowy chemicznej. W skład łańcucha wchodzi Cl - niepalny.
78. Jakie są główne składniki wyrobów z PCW i jaką pełnią rolę? Plastozole - zdyspergowanie proszku PCW-U w zmiękczaczu, 50-60% PCW, trwałe do 6 miesięcy w temp. do 35 C. Organozole - pasty PCW dyspergowane w rozpuszczalnikach organicznych: glikol etylenowy, benzyna - płynne masy. Plastożele - dyspersja urabiana z mydłami metali, krzemionką, glikokrzemianami. Jako zmiękczona stosuje się czasem metakrylany glikoli.
79. W jaki sposób można uzyskać PCW wykazujący w temperaturze pokojowej wł. elastomeru? Przez dodanie plastyfikatorów - ftalanów, fosforanów, adypinianów, niskocząsteczkowych poliestrów.
80. PCW sztywny i miękki. *PCW sztywny (PCW-U) - 2-5% plastyfikatorów, mała odporność na ścieranie, udarność w niskich temp., odporny na kwasy i zasady, odporny na pękanie naprężeniowe, Tg=80 C. *PCW miękki (PCW-P) - 40% plastyfikatorów.
81. PCW w budownictwie. Profile okienne, rury instalacyjne, przewody kanałowe i wentylacyjne, meble biurowe i ogrodowe, wykładziny podłogowe.
82. Z jakich polimerów można wykonać parasol? Poliester, PA, powlekane PCW w pacie.
83. Jakie parametry budowy różnią elastomery od termoplastów poliuretanowych? Stosunek bloków sztywnych do miękkich. *Elastomery - mają dużo długich bloków giętkich, a mało krótkich sztywnych. *Termoplasty - dużo bloków sztywnych, mało giętkich (st. izocyjanów do dioli).
84. Reakcje izocyjanów z wodą. R-NCO + H2O = (RNHCO-OH) = RNH2 + CO2. 85. W jaki sposób zapobiega się dużej reaktywności izocyjanów? Przez blokowanie gr. izocyjanowych w reakcjach z fenolem. Powstaje związek trwały w temp. pokojowej, nietrwały w podwyższonej temp. Otrzymuje się nowe ugrupowania izocyjanowe, które mogą reagować z danymi substancjami. Ar-NO + HO-N=CR2 = Ar-NH-COOH-CR reakcja z fenolanem.
86. Jak doprowadzić do uzyskania poliuretanów posiadających wiązania poprzeczne rozpadające się w podwyższonej temp.? Ugrupowania NCO- w temp.150 C ulegają rozpadowi i dzięki temu można doprowadzić do tego, iż są przerabiane wielokrotnie. RNCO + -NHCOO- = R-NHCON-CO-.
87. Co to jest Lycra? Kompozyt włókien poliamidowych z poliuretanowymi uzyskiwany przy kontrolowanej stechiometrii grup w postaci liniowych, słabo usieciowanych elementów, z których tworzy się elastyczne włókno. Zapewnia odzieży idealne dopasowanie, komfort, swobodę ruchu, odporność na zgniecenia. 89. Zasada parzystości w polimerach. Parzysta liczba atomów węgla - wyższa temp. mięknięcia. W nieparzystych poliamidach jest mniej wiązań niż jest to możliwe teoretycznie.
90. Zaproponować r. polikondensacji p-diaminofenolu z chlorkiem kw. tetraftalowego. Uzasadnić niepalność. NClO-RCOCl + nH2NR'-NH4 = -Cl-(CO-R-CONH-R'-NH)n-H + (2n+1) HCl. Niepalność wynika z małego stosunku H:C i obecności Cl.
91. Właściwości polifenylotetraftaloamidu. Duża odporność na temp., wysoka Tg, niepalny, duża wytrzymałość w stosunku do stali, mała gęstość (5 razy lżejszy). Odzież ochronna, kamizelki kuloodporne.
92. W jakiej konfiguracji trans- lub cis- względem wiązania amidowego występują poliamidy alifatyczne i aromatyczne? Alifatyczne - cis i trans, aromatyczne - trans.
93. Jakim kopolimerem można zastąpić azbest w płynach uszczelniających i okładzinach hamulcowych? Polifenylotetraftalamid, aramid ( amid aromatyczny).
94. Nazwać polimery. -NH-(CH2)5-CO-NH-(CH2)5-CO- PA 6 polikaprolaktam, -NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO- PA 6,6 poliadypinoamid heksametylenowy.
95. Do syntezy jakich polimerów używa się bisfenolu A? HO-C6H5-C(CH3)2-C6H5-OH do poliwęglanów.
96. Produkty transestryfikacji bisfenolu A z węglanem difenolu, właściwości. Są to poliwęglany. HO-Ph-C(Me)2-Ph-OH + Ph-O-C(O)-O-Ph = -O-Ph-C(Me)2-Ph-O-C(O)-O- + Ph-OH. Ograniczona ruchliwość - duży poziom aromatyczności i duża wielkość jednostek merowych. Duża trwałość - natura amorficzna. Duża udarność - wiązania eterowe w łańcuchu umożliwiają pewną rotację i giętkość. Krystaliczny PC - kruchy. Odporny na UV i Vis. Przepuszczalność światła 88%. Dobra stabilność termiczna. Dobre wł. dielektryczne. Obojętny biologicznie. Samogasnący.
97. Uzasadnić niepalność poliwęglanów. Mały stosunek H:C.
98. Zaproponować materiały do produkcji folii antywłamaniowych. Poliwęglany - wysoka odporność na uderzenia, poliamidy wysokoudarowe.
99. Porównać metody syntezy i wł. poliwęglanów aromatycznych i alifatycznych. Poliwęglany aromatyczne - trans. PET - poli(tetraftalan etylu) - otrzymuje się przez wymianę estrową.
101. Porównanie wł. poliamidów z poliestrami. Poliamidy - wyższa temp. topnienia niż poliestrów o analogicznej budowie (występują w. wodorowe), łatwo nie krystalizują, duża udarność, mały wsp. tarcia, odporna na większość zw. organicznych, nieodporna na kwasy, zasady i zw. utleniające, absorbują znaczne ilości H2O (gr. amidowa ją absorbuje). Poliestry - mniej odporne, gdyż mają słabsze w. wodorowe. Poliestry z pierścieniem aromatycznym - sztywny łańcuch ze względu na Ar, mają podwyższoną Tg i Tm, bezbarwne, przeźroczyste, duża wytrzymałość mechaniczna i cieplna, odporność na zw. niepolarne i H2O, trudno palne.
104. Zasugerować, z którego polimeru można wyprodukować rakiety tenisowe, hełmy i maski? Poliwęglany, żyłki poliamidowe.
105. Zastosowanie poliwęglanów. Części maszyn, szyby kuloodporne, cylindry filtrów olejowych, hełmy, folie antywłamaniowe, rakiety tenisowe, liny portowe, nośnik informacji płyt CD.
106. Nazwać polimer -[C6H5-C(CH3)2- C6H5-OCOO]- i podać jego zastosowanie. Poliwęglan (pkt. 105).
107. Wpływ st. krystaliczności na wł. poliamidów i poliestrów. Mniejszy stopień - termoplast, więzy - włókno.
108. Wpływ st. krystaliczności na wł. polietylenów. *Poniżej Tg - 5-10 - wysokoelastyczne, 20-60 - skóropodobne, mocne, 70-90 - twarde, sztywne. *Powyżej Tg - 5-10 - szkliste, kruche, 20-60 - rogopodobne, mocne, wytrzymałe, 70-90 - twarde, sztywne, kruche.