Podstawy chemii, ćwiczenia laboratoryjne9

8. TWORZYWA SZTUCZNE

Związki chemiczne ze względu na wielkość ich masy cząsteczkowej można podzielić na związki mało- i wielkocząsteczkowe.

Związkami wielkocząsteczkowymi przyjęto nazywać związki o masie cząsteczkowej nie mniejszej niż 10000 u. Związki te posiadają charakterystyczne właściwości, np. plastyczność, dużą wytrzymałość mechaniczną, wyraźnie odróżniające je od związków małocząsteczkowych.

Wielkocząsteczkowe związki organiczne, zwane polimerami tworzą się przez połączenie wielu, stale powtarzających się identycznych elementów podstawowych, tzw. merów. Tego rodzaju związki występują w przyrodzie, np. celuloza, kauczuk naturalny, kazeina z mleka, oleje roślinne, żywice naturalne, i są wykorzystywane w' praktyce bądź w stanie naturalnym, bądź po odpowiednich modyfikacjach chemicznych.

Większość stosowanych użytkowo polimerów stanowią jednak związki otrzymane na drodze syntezy chemicznej, tzw. polireakcji ze związków małocząsteczkowych.

Polireakcje są to przemiany chemiczne, w których z substancji małocząsteczkowych (monomerów') powstają makrocząsteczki zbudowane z prostych jednostek powtarzalnych, zwanych merami.

mer

n CK 2 = CF₂

polimer

fragment łańcucha politetrafluoroetylenu (teflonu )

n - liczba merów w cząsteczce

monomer

telrafluoroetylen

Monomer, czyli prosta substancja chemiczna, który w wyniku przemiany chemicznej może utworzyć związek wielkocząsteczkowy, musi mieć zdolność do wzajemnego łączenia się cząsteczek. Zdolność ta wynika albo z obecności przynajmniej dwóch jednakowych, czy też różnych grup funkcyjnych, albo z występu wania w cząsteczce przynajmniej jednego wiązania nienasyconego. Rolę nionome ru może również odgrywać substancja, której cząsteczki odpowiadają obu tym warunkom.

Przykłady grup funkcyjnych występujących w monomerach:

Grupy jcdnofunkcyjne    Grupy dwufunkcyjnc

— OH	hydroksylowa	—C =CH,	winylowa
O II 0 II z 1	izocyjanianowa	1 H
— c —OH II O	karboksylowa	—CH — OH, V	epoksydowa
		— nh2	aminowa
	Grupy trójfunkcyjne
—C —KII, II O	amidowa	o™	fenolowa

W wielu przypadkach makrocząsteczki otrzymuje się przez łączenie nic jod nego, lecz dwóch lub kilku rodzajów monomerów. Ma to olbrzymie znaczenie przy otrzymywaniu produktów o rozmaitych właściwościach. Dla odróżnienia, polimery otrzymywane z jednego rodzaju monomeru noszą nazwę homopolime rów, zaś z więcej niż jednego - kopolimerów.

Tworzywami sztucznymi nazywamy produkty, których głównym skład nikicm są związki wielkocząsteczkowe, naturalne modyfikowane chemii /m< lub syntetyczne, otrzymane na drodze różnych polireakcji. Najczęściej zawic rają dodatki nadające im pożądane właściwości użytkowe.

Związek wielkocząsteczkowy naturalny + dodatki —ⁿ>ⁿd}jikacja ^ _nalura|_ne (_W0rZy_W0 (żywica naturalna)    modyfikowane

Związek małoc/ąsteczkowy —poó/ eakcja ^ Związek wielkocząsteczkowy syntetyczny

(żywica syntetyczna)

, , , . modyfikacja

+ dodatki -—--—> tworzywo sztuczne

Do naturalnych tworzyw modyfikowanych zaliczamy:

1)    celulozę regenerowaną (np. celofan - termoplastyczna, bezbarwna przezroczysta folia, pozbaw iona struktury włóknistej, łatwo się barwiąca, łatwopalna),

2)    pochodne celulozy (np. octan czy azotan celulozy),