Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Věra Pavlátová. Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785. Provozuje Národní.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Věra Pavlátová. Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785. Provozuje Národní."— Transkript prezentace:

1 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Věra Pavlátová. Dostupné z Metodického portálu ISSN: Provozuje Národní ústav pro vzdělávání, školské poradenské zařízení a zařízení pro další vzdělávání pedagogických pracovníků (NÚV). [21] [1]

2 Autor:Mgr. Věra Pavlátová Anotace:Materiál vychází ze vzdělávací oblasti Člověk a příroda, vzdělávacího oboru Chemie, Organická chemie. Žáci se zde seznamují s makromolekulární chemií a polymery. Očekávaný výstup dle ŠVP: Druh učebního materiálu: Cílová skupina: Stupeň a typ vzdělávání: Typická věková skupina: Žák charakterizuje základní skupiny organických sloučenin a jejich významné zástupce. Prezentace, DUM. Je možné ji použít v rámci expozice i fixace, délka aktivity 135 minut. Žák, naplňuje zde KK k řešení problémů, k učení, komunikativní, sociální a personální. Gymnaziální vzdělávání. 18−19 let, VII. třída − septima KLIKNĚTE NA F 5

3  Přírodní polymery − celulosa, škrob, DNA, …  Syntetické polymery − PET, PVC, PE, PS, … Syntetickými polymery se zabývá makromolekulární chemie. [10] DNA [21]

4  Makromolekulární chemie − je odvětví chemie zabývající se polymery.  Polymer (řec. polys = mnoho; meros = část).  V molekule se mnohonásobně (∞) opakuje jedna (homopolymery) nebo více (heteropolymery) základních stavebních jednotek − monomerů. [1]

5  Termoplasty − při zahřívání měknou, taví se a po ochlazení získávají zpět své původní vlastnosti. Opakovaný ohřev nezpůsobuje změnu jejich struktury. Do této skupiny patří převážně lineární polymery, např. PE, PS.  Termosety − při prvním ohřevu přejdou do plastického stavu, další ohřev způsobí vytvrzení plastu. Dochází k vytvoření 3D struktury. Dále již nelze měnit jejich tvar ohřevem. Jde např. o fenolformaldehydové polymery (Bakelit), aminoplasty atd.

6 [26] TERMOPLASTY TERMOSETY

7  Lineární polymery (základ je vlákno, většinou se jedná o termoplasty, jsou dobře rozpustné, taví se)  Větvené polymery (základní vlákno obsahuje postranní řetězce)  Síťované polymery  Řídce síťované (tvoří můstky, jsou elastické, př. kaučuk)  Hustě síťované (tvrdé, nerozpustné, př. termosety) [8]

8 [7] TERMOPLASTY TERMOSETY (REAKTOPLASTY) ELASTOMERY TERMOPLASTICKÉ ELASTOMERY PP, EPDM (terpolymer ethylen–propylen–dien) aminoplasty, epoxidové pryskyřice BUNA, KAUČUK POLYMERY

9  Základní stavební jednotkou je monomer. Homopolymery − skelet tvořen monomery stejného typu. Pokud skelet tvoří monomerní jednotky odlišného typu, jedná se o heteropolymery − kopolymery.  Počet monomerních jednotek vázaných v polymeru se označuje jako polymerační stupeň, ve vzorcích se zapisuje jako dolní index ] n.  Polymery vznikají: polymerací, polykondenzací nebo polyadicí.

10  Polymerace je typ adice, kdy dojde ke spojování velkého počtu monomerů za vzniku produktu (polymeru) s jinými vlastnostmi, než měly původní monomery.  nCH 2 = CH 2 → -[ CH 2 -CH 2 ] n - ethen polyethylen n = polymerační stupeň = počet monomerů  Během polymerace nevznikají žádné vedlejší produkty.

11  Polymerní látky vznikající polyadicí:  Vznikají ze dvou různých monomerů se dvěma různými funkčními skupinami, podmínkou je slabě kyselý vodík. Dochází k přesunu protonu( = MP = molekulový přesmyk) v řetězci. Polyadicí se získává např. polyuretan PUR − molitan, umělé kůže, textilní vlákna. [2] PUR Při polyadici dochází u monomerů k molekulovému přesmyku, vedlejší produkt nevzniká. Při polykondenzaci vzniká vždy i vedlejší produkt.

12  Polymerní látky vznikající polykondenzací:  Účastní se jí dva stejné nebo různé monomery, podmínkou jsou alespoň dvě reaktivní funkční skupiny na každé jednotce.  Vedlejším produktem jsou nízkomolekulární látky (voda, amoniak, alkohol apod.).  Takto se připravují např. polyamidy, polyestery. Např. TESIL, PET (polyethylentereftalát), BAKELIT (r lord Baekeland), polyamidy − textil, brýlové obroučky, hřebeny, lana, aminoplasty − umakart − nábytek. Ú.: Jaký je rozdíl mezi polymerací, polykondenzací a polyadicí?

13 [3] [4] vedlejší produkt Ú.: Co se vyrábělo z bakelitu v 30. a 50. letech 20. století a co se z něho vyrábí nyní? Viz: terials.com/imgs/arti cles/ _17_FenolickUn_ pryskyATice.pdf terials.com/imgs/arti cles/ _17_FenolickUn_ pryskyATice.pdf

14  V první fázi (iniciaci) dochází k tvorbě radikálů, např. termickým nebo fotolytickým štěpením tzv. iniciátorů = zahajují polymeraci.  V druhé fázi (propagaci) reaguje vzniklý radikál s molekulou monomeru. Dochází ke vzniku radikálu monomeru, který reaguje s další molekulou monomeru.  Poslední fází je terminace, kdy dochází k vymizení radikálů z reakční směsi a tím k zastavení polymerace.

15 [9] Příklad procesu výroby polymeru, v tomto případě ve formě plastových pelet. PRYSKYŘICE ZATÍŽENÍ ZMĚKČOVADLA PŘÍSADY SMĚŠOVACÍ VYSOKOTLAKÝ LIS VYSOKOTLAKÝ LIS NÁSYPKA FILTR VODNÍ CHLADICÍ TANK SKLADOVÁNÍ PROLIS PELETY

16 vzorec monomeru název monomeru vzorec polymeru název polymeru CH 2 = CH 2 ethen (ethylen) -[ CH 2 -CH 2 ] n - polyethylen (polyethen), Mikroten (PE) hadice, potrubí, folie, sáčky nCH 2 = CH 2 → -[ CH 2 -CH 2 ] n - ethen polyethylen n = polymerační stupeň = počet monomerů Z polyethylenu PE se vyrábějí: sáčky, vlákna, folie, lahve, hračky IA_w&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=3gpLM8U IA_w&feature=related polymerace ethenu IA_w&feature=related [24]

17 vzorec monomeru název monomeru vzorec polymeru název polymeru propen (propylen) polypropylen (polypropen) (PP) hadice, potrubí, syntetická vlákna Polypropylen PP - vlákna, fólie, potrubí (i pro horkou vodu) - vlákna jsou hydrofobní (koberce k bazénům) [25] [47]

18 vzorec monomeru název monomeru vzorec polymeru název polymeru vinylchlorid (chlorethen) polyvinylchlorid (PVC) (Novodur, Igelit) lino, koženky, tyče, trubky, NE hračky Nejčastějšími změkčovadly PVC jsou ftaláty. Bývají používány pro měkčení např. podlahových krytin („lino“), zdravotnického materiálu (hadiček, infuzních vaků, dýchacích masek ad.) či dětských hraček, přičemž se z těchto výrobků mohou postupně uvolňovat a kontaminovat těla lidí a zvířat. Ftaláty se řadí mezi látky, které narušují endokrinní soustavu, některé z nich jsou podezřelé ze způsobování rakoviny. [5] [48] [49]

19 vzorec monomeru název monomeru vzorec polymeru název polymeru styren (vinylbenzen) polystyren (PS) hračky, misky, lžičky, odlehčený − izolace [6] ● Málo odolný vůči stárnutí. ● Nejčastěji se používá pěnový polystyren. ● Vynikající tepelně-izolační vlastnosti. ● Odolný vůči vodě a zředěným kyselinám a zásadám. ● Stabilní do teploty 80 °C. ● Vysoce hořlavý. ● Využívá se jako izolační a obalový materiál nebo jako podložní panely. [50] [51]

20 vzorec monomeru název monomeru vzorec polymerunázev polymeru akrylonitril polyakrylonitril (PAN) textilní vlákna PAN – polyakrylonitril se používá pro výrobu textilu − především lehátka, slunečníky, markýzy [22] monomer akrylonitril [52] [53]

21 vzorec monomeru název monomeruvzorec polymerunázev polymeru CF 2 = CF 2 tetrafluorethen (tetrafluorethylen) -[ CF 2 -CF 2 ] n - polytetrafluor- ethylen (Teflon) (PTFE) kostní náhrady, oblečení, obuv, nádobí Teflon je hmota, která má široké využití pro svou nehořlavost, žáruvzdornost a chemickou odolnost (kuchyňské nádobí, voděodolná vlákna v oblečení a obuvi, kostní náhrady). [23]

22 vzorec monomeru název monomeruvzorec polymerunázev polymeru CH 2 =CH-CH=CH 2 buta-1,3-dien (butadien) -[ CH 2 -CH=CH-CH 2 ] n - polybutadien (butadienový kaučuk) (Buna) lepidla, pryže, pneumatiky [27] [28] [29] Elastomery lze natahovat až na desetinásobek jejich délky, po skončení deformace se rychle vracejí do původního stavu.

23 vzorec monomeru název monomeru vzorec polymerunázev polymeru CH 2 =C-CH=CH 2 2-methylbuta- 1,3-dien isopren -[ CH 2 -C=CH-CH 2 ] n - polyisopren přírodní kaučuk, latex (PI) Dále je zpracováván vulkanizací (hnětení se sírou za tepla) na pryž. [30] vulkanizace CH 3

24 [31] Zisk přírodního kaučuku [32] Vulkanizace kaučuku sírou [33], [34] výrobky h?v=AL27K3itTew&feature=r elatedhttp://www.youtube.com/watc h?v=AL27K3itTew&feature=r elated polymerace (s boraxem) h?v=AL27K3itTew&feature=r elated h?v=7nCfbZwGWK8&feature =relatedhttp://www.youtube.com/watc h?v=7nCfbZwGWK8&feature =related polymerace h?v=7nCfbZwGWK8&feature =related

25 vzorec monomeru název monomeruvzorec polymerunázev polymeru CH 2 =C-CH=CH 2 2-chlorbuta-1,3- dien chloropren -[ CH 2 -C=CH-CH 2 ] n - polychloropren (neopren) chloroprenový kaučuk obleky pro potápěče [35] [36] Cl

26  Vznikají polymerací silandiolů (lineární SI) a silantriolů (síťovité SI).  Lineární SI se používají jako silikonové pasty nebo oleje (impregnace, leštění povrchu, konzervace).  Síťovité SI se používají jako kaučuky (ploutve, čepice, těsnění, náramky, implantáty, kondomy). [11][12]

27 [16] [17] [18][19] [20]

28 [13] [14] [15] Někdy se kolem implantátu vytvoří nežádoucí tvrdé pouzdro (kapsula), které prs zdeformuje.

29  Polyvinylacetát  Používá se k výrobě lepidel a laků. [37] [38] zbytek od kyseliny octové

30  Polymethylmethakrylát = PMMA  Používá se k výrobě plexiskla, skel letadel a automobilů, plastových brýlových skel, zubních protéz. [39] [40]

31  Polyuretan = PUR  Vzniká polyadicí (molekulový přesmyk).  Vyrábí se z něho molitan, umělé kůže, textilní vlákna. [41] [42] izolace [2]

32  Polyethylentereftalát = PET  Vzniká polykondenzací tereftalové kyseliny a ethan-1,2-diolu (= ethylenglykolu).  Výroba PET lahví [43] [1] [44]

33  Reakcí (polykondenzací) hexan-1,6-diaminu s kyselinou adipovou vzniká syntetické vlákno, známé jako Nylon 66. [45] [46]

34  Vznikají kondenzací fenolu, močoviny nebo melaminu s formaldehydem.  Uplatňují se především jako dvousložková lepidla dřeva, ve stavebnictví pod názvy Umakart a Dukol. [3]

35 VÝHODY NEVÝHODY  Levné  Snadno se obrábějí  Dobré tepelné a izolační vlastnosti  Nepodléhají korozi  Lze je recyklovat (fleece oblečení, skluzavky, ploty, …)  V přírodě se příliš dlouho rozkládají  Z některých se mohou uvolňovat zdravotně závadné monomery  Lidé dávají přednost přírodním materiálům

36  Vysvětlete pojmy: makromolekulární chemie, monomer, polymer, polymerační stupeň, homopolymer, kopolymer, elastomer.  Podle čeho se rozdělují polymery?  Vysvětlete rozdíl mezi polymerací, polyadicí, polykondenzací.  Napište reakci vzniku, vlastnosti a použití: PE, PVC, PP, PAN, PS, SI, elastomerů.  Jaké jsou výhody a nevýhody plastů?

37  MONOMER  HOMOPOLYMER  ELASTOMER  INICIACE  POLYADICE  POLYKONDENZACE  TEFLON  SILIKON  TERMINACE  Prsní implantáty  Odštěpuje se produkt  Zakončuje polyreakci  Složka nádobí  Stavební jednotka  Neopren  Stejné monomery  Zahajuje polyreakci  Molekulový přesmyk

38  KOLÁŘ, K.; KODÍČEK, M.; POSPÍŠIL, J. Chemie organická a biochemie II pro gymnázia. Praha: SPN, ISBN  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 1.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polyethylene-terephthalate- 3D-balls.png  Polimerek. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 2.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PU_synthesis.png  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 3.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bakelite-reaction.svg  Izzy from Montreal. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 4.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bakelite_bangles.jpg  Nerijp. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 5.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Robinetterie-PVC.JPG

39  Vmadeira. [cit ]. Dostupný pod licencí GNU Free Documentation na WWW: 6.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Styropian.JPG  Cjp24. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 7.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polymers.gif  Cdang. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 8.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Reticulation_polymere.sv g  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 9.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Compounding.png  Richard Wheeler. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 10.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:A- DNA_orbit_animated_small.gif  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 11.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polysilicone- 15_structure.svg

40  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 12.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Silicone-3D-vdW.png  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 13.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Silicone_gel- filled_breast_implants.jpeg  BestlnPlasics. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 14.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:David_Kim_MD_Breast_Lift_ Augmentation_Silicone.jpg  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 15.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Capsular_fibrosis.jpg  Evak. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 16.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Napfkuchen- Form.jpg  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 17.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kitchen-Silicone-Brush.jpg

41  Drhaggis. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 18.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Metal_and_silicone_bracl elet.jpg  OttawaAC. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 19.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Silicone_ladles.jpeg  Jyms. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 20.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Condones_Durex.JPG  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 21.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bdna_cropped.gif  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 22.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Acrylonitrile-3D- balls.png  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 23.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PTFE-3D-vdW.png  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 24.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polyethylene.jpg

42  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 25.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Isotactic_polypropylene.s vg  LauerensvanLieshout. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 26.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Thermoplastic_elastomer _TPE.png  Iqmanuelnavarro. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 27.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cis_1_4_polibutdieno.png  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 28.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cis-1,4- Polybutadiene_V.1.png  Atamari. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 29.http://commons.wikimedia.org/wiki/File: Serrekunda_tyres_for_sale-The_Gambia.jpg  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 30.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vulcanization.svg

43  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 31.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Latex-production.jpg  Ju. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 32.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vulcanization_of_POLYIsopren e_V.2.png  Hsedolivia. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 33.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Four_condom_openings.jpg  Toxyd. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 34.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oberteil_guwi.jpg  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 36.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Surgical_gloves_19.JPG  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 37.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polyvinyl_acetate_formula.pn g

44  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 38.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:AdhesivesForHouseUse002.jpg  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 39.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PMMA_acrylic_glass.png  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 40.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Definitive_Palatal_Lift_Prosthe sis_Master_Cast_and_Framework_%28Landscape%29.JPG  Tosaka. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 41.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polyurethane_chemical_struct ure.PNG  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 42.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polyurethane_insulator.jpg

45  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 43.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PETreakcia.png  Feralbt. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 44.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Botella_de_pl%C3%A1stico_- _PET.jpg  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 45.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PA6-PA66.png  YassineMrabet. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 46.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nylon_3D.png  Aboalbiss. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 47.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Propylene_monomer_%26_Polyprop ylene_repeat_unit.PNG  Iqmanuelnavarro. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 48.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Reaccion_PVC.png

46  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 49.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polyvinylchloride-repeat-2D- flat.png  Ju. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: 50.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Styrol_Structural_Formulae_V. 1.svg  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 51.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polystyrene_PS.png  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 52.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Acrylonitrile-2D.png  [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: 53.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polyacrylonitrile-PAN.png


Stáhnout ppt "Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Věra Pavlátová. Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785. Provozuje Národní."

Podobné prezentace


Reklamy Google