Trimiterea muncii tale bune la baza de cunoștințe este ușoară. Utilizați formularul de mai jos
Elevii, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și activitatea lor vor fi foarte recunoscători.
Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse
Universitatea Tehnică de Stat din Novosibirsk
Departamentul de Chimie și Tehnologie Chimică
Rezumat privind chimia organică
Finalizat: student gr. ENB-21
Verificat: Art. Ven. dept. ХХТ NSTU
- introduceri
- 1. Formula de polimer. Alte nume
- 2. Descrierea polimerului
- 2.1 Istorie
- 2.2 Localizarea acestui polimer în clasificarea polimerilor
- 2.3 Structura
- 2.4 Primirea
- 3. Proprietăți (fizice și chimice)
- 4. Aplicație
- concluzie
- introduceri
- Compușii cu înaltă moleculară sunt substanțe chimice cu o greutate moleculară mare, care au proprietăți speciale. În molecule, acești atomi care sunt legați prin legături covalente obișnuite, astfel de molecule se numesc macromolecule (megamolecule) - polimeri.
- După originea și compoziția Marinei sunt următoarele tipuri:
- DIU organometalice ("semi-organice") reprezintă un grup intermediar între organice și anorganice.
- Prin metodele de preparare, polimerii sunt împărțiți în: natural; sintetice; artificiale, care sunt obținute prin modificarea chimică a polimerilor naturali (de exemplu, eteri de celuloză).
- Prin construcție: liniară - cu lanț polimeric extins; ramificat; cusută - tridimensională.
- Prin natura construcției lanțului polimeric: lanțul de carbon - lanțul de polimeri constă din atomi de carbon (polietilenă, clorură de polivinil, acetat de polivinil etc.); lanțul de polimeri heterocanoici conține, în afară de atomii de carbon, alți atomi - O, N, S etc. Cu lanțul organic polimerii conțin elemente organogene în lanț. Cu lanțurile anorganice - polimerii conțin în lanț elemente "anorganice" și grupuri laterale organice.
- Numele polimerilor cu lanț de carbon sunt compuse din numele monomerului inițial și al prefixului poli- (polietilenă, polistiren). Polimerii heterociclu sunt numiți poli (poliesteri, poliamide), prin denumirea unei clase de compuși cu prefix.
- Metode de preparare a polimerilor și transformările lor.
1) Reacția de polimerizare
2) de exemplu, reacția pentru formarea polietilenei din etilenă
n CH2 = CH2> (-CH2-CH2-) n;
3) Reacția de policondensare
4) de exemplu, reacția formării rășinii fenol-formaldehidice din fenol și formaldehidă
2n C6H5OH + nCH20 [- C6H3 (OH) -CH2-C6H3 (OH) -] n + 2n H2O.
În reacțiile de polimerizare, creșterea lanțului de polimer se datorează ruperii legăturilor duble sau triple în molecula de monomer. În reacțiile de policondensare, formarea unei macromolecule apare datorită interacțiunii grupurilor funcționale cu formarea de subproduse.
Reacții de cusătură. Aceste reacții sunt formarea legăturilor chimice transversale între macromolecule, cu formarea unei rețele spațiale. În industria cauciucului, aceste reacții se numesc vulcanizare, în procesul de întărire a industriei. Cu un număr mic de legături încrucișate (o plasă rară), se obțin produse elastice moi, adică dacă gradul de reticulare a polimerului este scăzut, acesta își păstrează solubilitatea. Un număr mare de legături încrucișate conduce la formarea unei structuri foarte rigide. Se pot forma legături încrucișate între atomii de carbon fără adăugarea de substanțe sau prin utilizarea de vulcanizatoare sau agenți de întărire. Sulf în cauciuc - cauciuc și ebonit (de la 3 la 32% în greutate). Deoarece insolubili structura reticulară tridimensională formată cu legături reticulare cu densitate mare, astfel de materiale extrem de reticulate obținute prin tratament termic, iar acestea sunt numite termorigid sau termorigid. Produse - non-topable și insolubile.
n CH2 = CH2> (-CH2-CH2-) n;
3) Reacția de policondensare4) de exemplu, reacția formării rășinii fenol-formaldehidice din fenol și formaldehidă
2n C6H5OH + nCH20 [- C6H3 (OH) -CH2-C6H3 (OH) -] n + 2n H2O.
În reacțiile de polimerizare, creșterea lanțului de polimer se datorează ruperii legăturilor duble sau triple în molecula de monomer. În reacțiile de policondensare, formarea unei macromolecule apare datorită interacțiunii grupurilor funcționale cu formarea de subproduse.
Reacții de cusătură. Aceste reacții sunt formarea legăturilor chimice transversale între macromolecule, cu formarea unei rețele spațiale. În industria cauciucului, aceste reacții se numesc vulcanizare, în procesul de întărire a industriei. Cu un număr mic de legături încrucișate (o plasă rară), se obțin produse elastice moi, adică dacă gradul de reticulare a polimerului este scăzut, acesta își păstrează solubilitatea. Un număr mare de legături încrucișate conduce la formarea unei structuri foarte rigide. Se pot forma legături încrucișate între atomii de carbon fără adăugarea de substanțe sau prin utilizarea de vulcanizatoare sau agenți de întărire. Sulf în cauciuc - cauciuc și ebonit (de la 3 la 32% în greutate). Deoarece insolubili structura reticulară tridimensională formată cu legături reticulare cu densitate mare, astfel de materiale extrem de reticulate obținute prin tratament termic, iar acestea sunt numite termorigid sau termorigid. Produse - non-topable și insolubile.
Polimerii, care nu formează legături încrucișate când se încălzesc, care își păstrează solubilitatea și capacitatea de a se topi, se numesc termoplastici.
1. Formula de polimer. Alte nume
polyacetylene
[-CH = CH-] n Și dacă (CH) n
polimer acetilenă sau kupren.
2.3 Structura
Poliacetilenă este un semiconductor (cu o conductivitate de 10-7 și 10-3 Ω-1 · m-1 pentru formele cis și trans). Structura electronică a transformei de poliacetilenă se caracterizează prin prezența electronilor neparticipați, ceea ce se explică prin încălcarea alternanței legăturilor unice idioate în lanț. Mobilitatea acestor defecte este determinată de majoritatea electrofizilor. caracteristicile poliacetilenului.
polietilenă polietilenă acetilenă
2.4 Primirea
Poliacetilenă se prepară prin polimerizarea acetilenă și dacă polimerul este o transformare logică din polimerii saturați.
Reacția de reacție de polimerizare:
nHC # 63; CH> (HC = CH) n
Principalele metode:
1) care trece peste acetilenă catalizator reactiv rum Al (C 2 H 5) 3 -Ti (OC 4 H 9) 4 într-un ERATOR sol organic (de ex., Heptan, toluen), cu m pax de la -80 0 C la 180 0 C Poliatilena este formată pe suprafața soluției ca o peliculă constând din fibrile cu un diametru de 20-50 nm; densitate 0,4-0,7 g / cm3.
2) Transmiterea acetilenei în catalizator rr Co (NO 3) 2 -NaBH 4 C 2 H 5 OH cu-m pax între -70 0 C și -40 0 C. Polyacetylene este format ca un gel sau pastă. din care este posibilă formarea de filme prin irigare, pulverizare, filtrare și alte metode. Filmele constau din fibrila apropiată de structură cu cele obținute prin prima metodă; strâns. 0,3-0,7 g / cm3. Cu metode de tapetare a filmului, este posibil să se obțină podeaua de acetilă pe suprafețele diferitelor materiale, depunând straturi subțiri ale soluției de catalizator pe ele. peste care trece acetilenă. Prima metodă a fost propusă de Sh Shirakawa cu colaboratori în 1971, al doilea - Jl. Latină în 1960.
3) Metoda cu două etape propusă J. B. Edwards și Festus din Durham în 1980. Mai întâi, un prepolimer este preparat prin polimerizarea 6,8-bis (trifluormetil) tri-ciclo [4.2.2.0] deca-7,9-trienă în prezența WCl 6 - (CH3) 4Sn în clorbenzen. Din prepolimer se formează filme care irigă filmul; la 40-100 ° C, se separă 1,2-bis (trifluormetil) benzenul din prepolimer și se formează poliacetilenă. Filmele de poliacetilenă au o cristalitate scăzută, morfologie non-fibrilară; densitate = 1,05 g / cm3.
Toate cele trei metode au fost modificate în mod repetat, totuși, în literatura de specialitate, poliacetilelele obținute prin aceste metode sunt denumite în mod obișnuit Shirakawa, Latin-zherovsky și Durham.
3. Proprietăți (fizice și chimice)
Densitatea poliacetilenei = 0,04-1,1 g / cm, gradul de cristalinitate 0-95%. Sunt cunoscute formele cis și trans ale poliacetilenului; Forma cis cu încărcătură. până la 100-150 0 C trece în formularul trac. Poliiatilena este insolubilă în oricare dintre solvenții organici cunoscuți.
Elektrofiz. și chimice. Proprietățile depind de metoda de preparare și de morfologia poliacetilenului. Naib. filmele au fost studiate în detaliu. Acestea din urmă (formele cis-poliacetilenă) pot fi întinse sub o sarcină de 15-20 MPa (alungire maximă de 8 ori). Rezistența filmelor este de până la 38 MPa. Poliacetilenă este un semiconductor (cu o conductivitate de 10-7 și 10-3 Ω-1m-1 pentru formele cis și trans). Structura electronică a trans-formei de poliacetilenă este caracterizată de prezența electronilor neparticipați, care se explică prin încălcarea alternării legăturilor unice și duble în lanț. Mobilitatea acestor defecte determină majoritatea caracteristicilor electro-fizice ale poliacetilenului.
Doparea de poliacetilenă (introducerea de cantități mici de impurități) apare atunci când interacționează cu donatori puternici sau cu acceptori de electroni. Ca urmare, structura de poliacetilenă se schimbă și conductivitatea electrică se apropie de conductivitatea electrică a metalului
2.4 Primirea
Poliacetilenă se prepară prin polimerizarea acetilenă și dacă polimerul este o transformare logică din polimerii saturați.
Reacția de reacție de polimerizare:
nHC # 63; CH> (HC = CH) n
Principalele metode:
1) care trece peste acetilenă catalizator reactiv rum Al (C 2 H 5) 3 -Ti (OC 4 H 9) 4 într-un ERATOR sol organic (de ex., Heptan, toluen), cu m pax de la -80 0 C la 180 0 C Poliatilena este formată pe suprafața soluției ca o peliculă constând din fibrile cu un diametru de 20-50 nm; densitate 0,4-0,7 g / cm3.
2) Transmiterea acetilenei în catalizator rr Co (NO 3) 2 -NaBH 4 C 2 H 5 OH cu-m pax între -70 0 C și -40 0 C. Polyacetylene este format ca un gel sau pastă. din care este posibilă formarea de filme prin irigare, pulverizare, filtrare și alte metode. Filmele constau din fibrila apropiată de structură cu cele obținute prin prima metodă; strâns. 0,3-0,7 g / cm3. Cu metode de tapetare a filmului, este posibil să se obțină podeaua de acetilă pe suprafețele diferitelor materiale, depunând straturi subțiri ale soluției de catalizator pe ele. peste care trece acetilenă. Prima metodă a fost propusă de Sh Shirakawa cu colaboratori în 1971, al doilea - Jl. Latină în 1960.
3) Metoda cu două etape propusă J. B. Edwards și Festus din Durham în 1980. Mai întâi, un prepolimer este preparat prin polimerizarea 6,8-bis (trifluormetil) tri-ciclo [4.2.2.0] deca-7,9-trienă în prezența WCl 6 - (CH3) 4Sn în clorbenzen. Din prepolimer se formează filme care irigă filmul; la 40-100 ° C, se separă 1,2-bis (trifluormetil) benzenul din prepolimer și se formează poliacetilenă. Filmele de poliacetilenă au o cristalitate scăzută, morfologie non-fibrilară; densitate = 1,05 g / cm3.
Toate cele trei metode au fost modificate în mod repetat, totuși, în literatura de specialitate, poliacetilelele obținute prin aceste metode sunt denumite în mod obișnuit Shirakawa, Latin-zherovsky și Durham.
3. Proprietăți (fizice și chimice)
Densitatea poliacetilenei = 0,04-1,1 g / cm, gradul de cristalinitate 0-95%. Sunt cunoscute formele cis și trans ale poliacetilenului; Forma cis cu încărcătură. până la 100-150 0 C trece în formularul trac. Poliiatilena este insolubilă în oricare dintre solvenții organici cunoscuți.
Elektrofiz. și chimice. Proprietățile depind de metoda de preparare și de morfologia poliacetilenului. Naib. filmele au fost studiate în detaliu. Acestea din urmă (formele cis-poliacetilenă) pot fi întinse sub o sarcină de 15-20 MPa (alungire maximă de 8 ori). Rezistența filmelor este de până la 38 MPa. Poliacetilenă este un semiconductor (cu o conductivitate de 10-7 și 10-3 Ω-1m-1 pentru formele cis și trans). Structura electronică a trans-formei de poliacetilenă este caracterizată de prezența electronilor neparticipați, care se explică prin încălcarea alternării legăturilor unice și duble în lanț. Mobilitatea acestor defecte determină majoritatea caracteristicilor electro-fizice ale poliacetilenului.
Doparea de poliacetilenă (introducerea de cantități mici de impurități) apare atunci când interacționează cu donatori puternici sau cu acceptori de electroni. Ca urmare, structura de poliacetilenă se schimbă și conductivitatea electrică se apropie de conductivitatea electrică a metalului
Aplicați în principal metode chimice și electrochimice de dopaj. În primul dintre acestea, filmele de poliacetilenă sunt de obicei tratate cu vapori de dopant sau scufundate în soluție. Agenții doping sunt metalele alcaline, halogeni, acizii Lewis. Conform celei de-a doua metode, un curent electric constant este trecut prin soluțiile de sare folosind folii de poliacetilenă sub formă de electrozi.
În ambele cazuri, apar reacții redox, de exemplu:
Celulele electrochimice cu electrozi din pelicule de poliacetilenă au o capacitate electrochimică mare și densitate de curent. De exemplu, pentru polyacetylene celula - Li cu LiClO4 în propilen carbonat electrolit capacitate electrochimică bazată pe electrodul de polimer este de 250 (W · h) / kg, mai stricte. curent de 50-200 mA / cm2.
Parametrii structurii cristaline ale poliacetilenei dopate depind de tipul agentului doping, dar în cele mai multe cazuri sunt aproape de compus. includerea grafitului Conductivitatea electrică a poliacetilenului dopat depinde, de asemenea, de tipul de agent dopaj și crește cu adâncimea dopajului. Max. conductivitatea electrică, egală cu 1,5 · 10 7 Ohm -1 m -1. a fost obținut din poliacetilen dopat cu I2.
Polyacetylene poate fi folosit pentru a crea surse de energie și condensatori de ioni, care lucrează pe principiul matic dopajului electrochimice ca panouri fotovoltaice și panouri solare, metale neferoase inlocuitori. Cu toate acestea, datorită dificultăților de prelucrare și datorită modificării proprietăților în timp, poliacetilenele nu au găsit încă o aplicație practică largă. Crearea poliacetilenelor reciclate este în principal legată de prepararea copolimerilor grefați și bloc ai compozițiilor de poliacetilenă și poliacetilenă cu polimeri saturați.
concluziePolimerul este format din monomeri ca urmare a reacțiilor de polimerizare sau de policondensare. Polimerii N includ numeroși compuși naturali: proteine, acizi nucleici. polizaharide, cauciuc și alte substanțe organice. În majoritatea cazurilor, termenul se referă la compuși organici, dar există mulți polimeri anorganici. Un număr mare de polimeri sunt obținuți sintetic, dar pe baza compușilor simpli ai elementelor de origine naturală prin reacția de polimerizare, policondensare și transformări chimice. Denumirea polimerului derivă din denumirea monomerului cu prefixul poli - polietilenă, polipropilenă, poliacetilenă și altele asemenea.
Polyacetylene este interesant faptul că introducerea în acesta a unor aditivi (dopaj) pot fi obținute din polimer conductor electric, cu proprietăți metalice. avantaj polyacetylene este că puterea sa este de 38 MPa, care depășește presiunea atmosferică normală de 380 de ori. Polyacetylene poate fi utilizat phototransformator și alimentat cu energie solara, dar din cauza dificultății primirii acesteia, utilizarea pe scară largă a nu.