Курсовая работа по материаловедению на тему Полимеры

Введение

Полимер (от греческих слов poly — много и meros — доля, часть) — соединение с высокой мо-лекулярной массой, макромолекулы которого состоят из очень большого числа простых, одина-ковых, повторяющихся звеньев (мономеров) или повторяющихся группировок.
Молекулярная масса полимера может составлять от 5000 до 1000000 а.е.м. При таких больших размерах макромолекул свойства веществ определяются не только химическим составом этих молекул, но и их взаимным расположением и строением.
По происхождению полимеры могут быть природными и синтетическими. Природными поли-мерами являются белки, полисахариды, целлюлоза, крахмал, натуральный каучук, слюда, ас-бест, природный графит. К синтетическим полимерам относятся синтезированные высокомоле-кулярные вещества, полученные полимеризацией или поликонденсацией (синтетические смо-лы, волокна, каучуки и т. д.). При этом ведущей группой используемых полимеров являются синтетические полимеры.
Поскольку макромолекулы образуют цепи, состоящие из отдельных звеньев и простирающиеся в длину на расстояния в тысячи раз большие, чем их поперечные размеры, то макромолекулам свойственна гибкость (которая ограничена размером сегментов — жестких участков, состоящих из нескольких звеньев). Гибкость макромолекул является одной из отличительных особенно-стей полимеров.
Если макромолекула состоит из звеньев различной природы, то материал называется сополи-мером. Введение в полимер звеньев другой природы позволяет получить материал с требуе-мыми свойствами. Например, в сополимере стирола помимо основного звена содержится кау-чук, благодаря чему повышается ударная вязкость материала.
Производство полимеров в промышленных масштабах началось в начале 20-го века. Практиче-ски одновременно промышленность начала производить искусственные полимеры методом переработки целлюлозы и синтетические полимеры методом переработки низкомолекулярно-го сырья (фенола, формальдегида, стирола, винилхлорида, акрила). Одним из первых полиме-ров, созданным человеком на основе природных материалов, стала резина, производимая пу-тем вулканизации каучука, и целлулоид, имеющий в основе целлюлозу.
Таким образом, тема данной работы является актуальной.
Предметом изучения в данной работе являются полимеры.
объектом изучения в данной работе является сфера применения полимеров.
В данной работе нужно решить ряд задач:
- дать понятие полимеров;
- определить классификацию полимеров;
- изучить образование полимеров;
- описать основные свойства полимеров;
- изучить типы переработки полимеров в изделия;
- изучить классификацию полимеров по областям применения;
- изучить современное применение полимеров.

 
Глава 1. Понятие полимеров
1.1 Классификация полимеров


Полимерами называют высокомолекулярные химические соединения (ВМС) вещества, облада-ющие молекулярной массой от тысяч до нескольких миллионов атомных единиц. Макромоле-кулы полимеров образовываются из огромного количества повторяющихся мономерных звень-ев. Свойства полимеров зависят от химической природы мономера, молекулярной массы, мето-дом производства полимера, стереоструктурой молекул (расположением в пространстве) и сте-пенью их разветвленности, а также связей между молекулами различной природы.
Большинство полимеров являются по природе диэлектриками, также имеют низкую теплопро-водность и достаточно высокие механические характеристики.
Разделение полимеров на четкие классы – достаточно сложное дело. В современной теории существует несколько подразделений полимерных материалов по видам:
полимеры могут быть природными или синтетическими, также бывают модифицированные по-лимеры;
по типу реакции образования полимеры делятся на полимеризационные и поликонденсацион-ные;
в зависимости от химического состава полимеры подразделяются на неорганические (например, силиконы), органические полимеры (например, полистирол) и элементоорганические полиме-ры (например, фторопласты). При этом основной вид используемых полимеров – органические;
по методу переработки и соответствующему отношению к воздействию на них температуры по-лимеры делят на термопластичные (термопласты) и термореактивные (реактопласты). Первые способны перерабатываться многократно, вторые – как правило, нет;
по составу мономерных звеньев полимеры делят на гомополимеры и сополимеры (гетеропо-лимеры);
также полимеры разделяются по строению главной цепи на гомоцепные и гетероцепные, по пространственному расположению мономерных звеньев на стереорегулярные и атактические (нестереорегулярные), по степени разветвления на линейные, разветвленные, лестничные и сшитые и т.д.

Рис. 1 Структура полимеров



2.2 Образование полимеров

В природе биологические полимеры или биополимеры получаются естественным путем в про-цессе жизнедеятельности растительных и животных организмов. Искусственные же полимеры производят как правило нефтехимические и газохимические предприятия путем двух основных видов химических реакций: полимеризации и поликонденсации.