| Головна » Хімія |
Цілі уроку: розширити знання учнів про реакції приєднання на прикладі реакції полімеризації; розвивати навички складання рівнянь реакцій на прикладі реакції полімеризації етилену; показати на практиці хімічні властивості полімерів, переваги й недоліки окремих видів полімерів; пояснити причини широкого використання полімерів у народному господарстві; обговорити проблеми утилізації відходів полімерних матеріалів. Тип уроку: комбінований Обладнання: таблиці «Характеристика найпоширеніших полімерів», «Сучасні полімерні матеріали», «Склад і галузі застосування пластичних мас», обладнання до лабораторного досліду „ Ознайомлення зі зразками виробів з поліетилену”. ПЛАН УРОКУ І. Організаційний етап (1 хв) II. Перевірка домашнього завдання (10 хв) III. Мотивація навчальної діяльності (2 хв) IV. Вивчення нового матеріалу (15 хв) V. Використання отриманих знань (6 хв) VI. Контроль та корекція отриманих знань (5 хв) VII. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія (4 хв) VIII. Домашнє завдання (2 хв)
Додаток № 2 Поліетилен Одержання поліетилену. Існує три основних способи одержання полімерів при високому, низькому і середньому тиску. Необхідність застосування високого тиску (100—150 МПа) нагально вимагала пошуку інших, більш доступних способів полімеризації етилену. Німецькому вченому К. Циглеру пощастило знайти комплексний каталізатор А1 (С2Н5) NiС14, який дозволяв успішно здійснювати реакцію при звичайному тиску. Застосування каталізатора дозволило навіть одержувати поліетилен з більш високою температурою плавлення. Це пояснюєься тим, що макромолекули поліетилену високого тиску, хоча і вважаються лінійними, усе-таки містять деяку кількість відгалужень (переважно у вигляді груп -СН3 ), що заважає їм тісно приєднуватися одна до одної. Макромолекули, які одержуються каталітичною полімеризацією при звичайному (низькому) тиску, виявляються абсолютно лінійними. Це призводить до того, що вони щільніше «упаковуються», притягання між ними зростає, і, щоб розплавити такий полімер, доводиться нагрівати його сильніше (до 140 °С). Такий полімер має і дещо більшу щільність (0,95—0,96 г/см ). Полімер без відгалужень має більш високу кристалічність, ніж полімер високого тиску. Але поліетилен низького тиску має і недолік — діелектричні властивості його знижуються внаслідок того, що каталізатор (який містить метал) частково залишається в продукті полімеризації і надає йому деякої електричної провідності. Переробка. Формуваня методами екструзії (продавлювання крізь форму під тиском), лиття під тиском, пневматичного формування і обробка різанням. Застосування. Матеріал для виробництва плівок (особливо пакувальних), тари, труб, деталей технічної апаратури, предметів домашнього вжитку та ін.; електроізоляційний матеріал.
Додаток № 3 Поліпропілен Одержання. Стереоспецифічна полімеризація пропілену в присутності каталізаторів Циглера—Натта (наприклад, TiCl3 + AlR3 ): n CH2 ==CH2 (CH3)→ [−CH2−CH2 (CH3)−]n Молекулярна будова. Макромолекули поліпропілену практично не містять, розгалуженого ланцюга і відповідають ізотактичній стерео-регулярності метильньїх груп. Властивості. Багато в чому поліпропілен схожий на поліетилен, однак менш щільний, його щільність дорівнює 0,90 г/см3 (найменше значення щільності взагалі для всіх пластмас), більш твердий (стійкий до стирання), більш термостійкий, починає розм'якшуватися при 140 °С, і майже не піддається корозійному розтріскуванню. Має високу чутливість до світла і кисню (яка зменшується при введенні стабілізаторів); крихкий уже при 0 °С. Переробка і застосування поліпропілену аналогічні поліетилену.
Полівінілхлорид Додаток №4
Одержання. Полімеризація вінілхлориду методами суспензійної або емульсійної полімеризації: nCH2 ==CHCl→ [−CH2−− CHCl−]n, n ==500 1500 При суспензійній полімеризації зріджений під підвищеним тиском (500—1200 кПа) вінілхлорид суспендується у воді в атмосфері інертного газу й у присутності невеликої кількості ініціатора реакції та інших допоміжних речовин; після утворення найдрібніших крапельок суміш нагрівається до,45—75 °С. Виходить чистий гранульований полівінілхлорид. При емульсійній полімеризації водяна емульсія зрідженого вінілхлориду, що містить емульгатор та ініціатор і знаходиться під тиском 500—800 кПа, дуже повільно (за кілька годин) нагрівається до 40—60 °С. Одержують латекс, який переводять шляхом розпилюючого сушіння в полімер у вигляді білого порошку з домішкою емульгатора. Властивості. Термопласт використовується до 50 °С, розм'якшується при 70 °С. Властивості дуже сильно залежать від наявності (чи відсутності) пластифікаторів (м'який або твердий матеріал) та інших спеціальних добавок. Щільність 1,4 г/см3 (твердий матеріал) і 1,3 г/см3 (м'який матеріал). Полівінілхлорид, одержаний методом суспензійної полімеризації,— прозорий і безбарвний; його можна забарвлювати в усі кольори. Дуже стійкий до дії води, лугів, кислот - не окисників і вуглеводнів. Набухає в хлорпохідних вуглеводнях розчинний, наприклад, у циклогексані. Погано займається і має здатність до самогасіння; гарний електричний ізолятор Переробка. Формування методами екструзії, лиття під тиском. Застосування. Матеріал для виробництва труб, листових і плівкових виробів, штучної шкіри, відповідного волокна, піноматеріалів та ін. Ізоляційний матеріал в електротехнічній промисловості.
Додаток № 5 Політетрафторетилен (тефлон, фторопласт-4) Одержання. Полімеризація тетрафторетилену: пСF2 == СF2 → [−СF2 −−СF2−]n Звичайно проводять емульсійну полімеризацію.
Властивості. Білий, злегка прозорий матеріал, воскоподібний на дотик. Інтервал робочих температур експлуатації від -190 до 300°С. Щільність 2,1—2,2 г/см3. Стійкий щодо озону, хлору, фтороводневої (фторидної) кислоти, «царської горілки», гарячої нітратної кислоти і концентрованих розчинів лугів, а також до всіх органічних розчинників (вироби під механічним навантаженням поглинають розчинник при температурах понад 150 °С). Руйнується розплавами лужних металів, Флуором і хлор трифторидом. Не займається; не отруйний; світлостійкий, у тому числі й щодо ультрафіолетового випромінювання. Має низьку адгезію, тому дуже погано склеюється з іншими матеріалами. Виявляє гарні діелектричні властивості.
Переробка. Пресування і спікання порошку при 350—360 °С, потім обробка різанням.
Застосування. Конструкційний матеріал або покриття для апаратів у хімічній технології особливо чистих речовин; матеріал для виготовлення спеціальних технічних виробів (ущільнювачів, кілець, шлангів, труб) і виробів з дуже низьким коефіцієнтом тертя; електроізоляційний матеріал, використовується для покриття сковорідок і каструль. Відомі й інші фтор(хлор)вмісні полімери (фторопласти, фторлони, наприклад поліфторвуглеводні, які одержують шляхом полімеризації флуорвмісних мономерів, і політрифторхлоретилен (фторонласт-3) [−CFCl− CF2− ]n термопластичний полімер, який використовується для створення антикорозійних покриттів, у виробництві радіо-і електротехнічних виробів.
Додаток № 1 Реакції полімеризації. Поліетилен. 1. Розповідь учителя Молекули, що містять кратні зв'язки, такі, як алкени, здатні з'єднуватися між собою з утворенням довгих ланцюгів з атомів Карбону − полімеру. Реакція утворення полімерів називається полімеризацією. Розглянемо полімеризацію на прикладі етилену: CH2 ==CH2 + CH2== CH2 +… −CH2 −CH2 −CH2 −CH2 …→n CH2 == CH2 →(−CH2−CH2 −)n. CH2 ==CH2 -- мономер, вихідна речовина — вуглеводень, з якого синтезується полімер. (−CH2−CH2 −)n -- полімер — молекула, що утворюється в результаті полімеризації. (−CH2−CH2 −) елементарна ланка — повторювана частина молекули полімеру. n – ступінь полімеризації – кількість елементарних ланок у молекулі полімеру, що дорівнює числу молекул мономеру. Лабораторний дослід 7. Ознайомлення зі зразками виробів з поліетилену та інших пластмас Перед початком роботи проводимо інструктаж з техніки безпеки. Розглянемо колекцію виробів з різних полімерних матеріалів, звернемо увагу на маркування на деяких готових виробах, що пояснює склад і властивості полімерів (поліетилен низького й високого тиску), зі зразками поліетиленової плівки проведемо експеримент. Дослідження властивостей поліетилену 1. Визначення густини поліетилену за водою, його розчинність уводі. 2. Зразок поліетилену, закріпленого в щипцях, занурюємо в гарячу воду. 3. Реакція з розчинами сульфатної кислоти й натрій гідроксиду. За кожним пунктом плану робимо висновки про фізичні й хімічні властивості поліетилену й записуємо їх у зошит.
Схожі навчальні матеріали: | ||||||
| Всього коментарів: 0 | |