Органические полимерные материалы. Применение полимеров. Получение полимеров.
Полимеры (греч. πολύ- — много; μέρος — часть) — неорганические и органические, аморфные и кристаллические вещества, получаемые путём многократного повторения различных групп атомов, называемых «мономерными звеньями», соединённых в длинные макромолекулы химическими или координационными связями. Полимер — это высокомолекулярное соединение: количество мономерных звеньев в полимере (степень полимеризации) должно быть достаточно велико. Во многих случаях количество звеньев может считаться достаточным, чтобы отнести молекулу к полимерам, если при добавлении очередного мономерного звена молекулярные свойства не изменяются.[1] Как правило, полимеры — вещества с молекулярной массой от нескольких тысяч до нескольких миллионов.[2]
Если связь между макромолекулами осуществляется с помощью слабых сил Ван-Дер-Ваальса, они называются термопласты, если с помощью химических связей — реактопласты. К линейным полимерам относится, например, целлюлоза, к разветвленным, например, амилопектин, есть полимеры со сложными пространственными трёхмерными структурами.
В строении полимера можно выделить мономерное звено — повторяющийся структурный фрагмент, включающий несколько атомов. Полимеры состоят из большого числа повторяющихся группировок (звеньев) одинакового строения, например поливинилхлорид (—СН2—CHCl—)n, каучук натуральный и др. Высокомолекулярные соединения, молекулы которых содержат несколько типов повторяющихся группировок, называют сополимерами или гетерополимерами.
Полимер образуется из мономеров в результате реакций полимеризации или поликонденсации. К полимерам относятся многочисленные природные соединения: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, каучук и другие органические вещества. В большинстве случаев понятие относят к органическим соединениям, однако существует и множество неорганических полимеров. Большое число полимеров получают синтетическим путём на основе простейших соединений элементов природного происхождения путём реакций полимеризации, поликонденсации и химических превращений. Названия полимеров образуются из названия мономера с приставкой поли-: полиэтилен, полипропилен, поливинилацетат и т. п.
Благодаря ценным свойствам полимеры применяются в машиностроении, текстильной промышленности, сельском хозяйстве и медицине, автомобиле- и судостроении, авиастроении, в быту (текстильные и кожевенные изделия, посуда, клей и лаки, украшения и другие предметы). На основании высокомолекулярных соединений изготовляют резины, волокна, пластмассы, пленки и лакокрасочные покрытия. Все ткани живых организмов представляют высокомолекулярные соединения.
- Предмет химии. Значение химии в изучении природы и развитии техники. Роль химии для металлургии.
- Важнейшие классы неорганических соединений: оксиды, кислоты, основания, соли. Классификация, номенклатура, получение, свойства.
- Квантово-механические представления об электронной структуре атомов.
- Периодический закон и периодическая система д.И. Менделеева в свете учения о строении атома.
- Зависимость свойств элементов и их соединений от строения атома.
- Виды и характеристики химической связи.
- Ковалентная связь, способы образования ковалентной связи. Метод валентных связей.
- Пространственная структура молекулярного явления гибридизации.
- Аморфное и кристаллическое состояние твердых тел. Строение твердого тела. Классификация кристаллов по характеру химической связи.
- Энергетика химических процессов. Внутренняя энергия и энтальпия.
- Энтропия, ее изменение при химических реакциях.
- Энергия Гиббса и направленность химических процессов.
- Скорость гомогенных, гетерогенных химических реакций. Закон действия масс.
- Факторы, влияющие на скорость химической реакции.
- Каталитические системы и катализаторы. Механизмы гомогенного и гетерогенного катализа.
- Химическое равновесие. Константа химического равновесия и ее связь с термодинамическими функциями. Смещение равновесия.
- Растворы. Классификация растворов. Способы выражения концентрации растворов.
- Теория электролитической диссоциации. Диссоциация сильных и слабых электролитов. Закон разбавления Оствальда. Ионные уравнения реакций. Водородные показатели среды.
- Окислительно-восстановительные процессы. Степень окисления. Составление уравнений овр методом электронного баланса с учетом рН среды.
- Электрохимические процессы. Уравнение Нернста. Электродные потенциалы металлических, газовых и окислительно-восстановительных электродов.
- Гальванический элемент. Анодные и катодные процессы. Условная схема гальванического элемента, эдс и ее измерение.
- Электролиз растворов и расплавов электролитов. Применение электролиза.
- Основные виды коррозии металлов. Методы защиты от коррозии: легирование, электрохимическая защита, защитные покрытия.
- Окислительно-восстановительные реакции с участием металлов. Взаимодействие металлов с кислотами.
- Дисперсные системы и их классификации. Коллоидные растворы.
- Химические свойства материалов, применяемых в металлургии.
- Качественный и количественный анализ веществ.
- Органические полимерные материалы. Применение полимеров. Получение полимеров.
- Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства р-, d- элементов и их соединений.
- Способы получения металлов.
- Сплавы металлов.
- Комплексные соединения d- элементов.