Polyadice Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Emil Vašíček Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz

Charakteristika 1 DUM Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /1 Autor Ing. Emil Vašíček Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-Gu-CHS/1-PV-5/6 Název DUM Polyadice Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání Kód oboru RVP 28-52-H/01 Obor vzdělávání Gumař-plastikář Vyučovací předmět Chemické suroviny Druh učebního materiálu Výukový materiál Cílová skupina Žák, 15 – 16 let Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce s doplňujícím výkladem vyučujícího, náplň: výroba makromolekulárních látek, polyadice, polyuretan Vybavení, pomůcky Dataprojektor Klíčová slova Makromolekulární látka, polyadice, polyuretan, Molitan Datum 4. 1. 2013

Polyadice Náplň výuky: Polymerní reakce Polyadice Polyurethan Ovlivnění vlastností polyurethanu

Polymerní reakce Makromolekulární látky se vyrábějí z nízkomolekulárních látek tzv. polyreakcemi: polymerací polykondenzací polyadicí Nízkomolekulární látka vstupující do reakce je monomer, výsledná makromolekula je polymer, monomer uvnitř polymeru je mezomer. monomer mezomer … polymer Obr. 1: polyreakce

Polyadice Polyadice je reakce, při níž vzniká makromolekulární produkt adicí (postupným přidáváním) monomeru k rostoucí makromolekule. Svým mechanizmem je někde mezi polymerací a polykondenzací. Reakce Společné Odlišné Polymerace Nevzniká vedlejší produkt Reagují funkční skupiny Polykondenzace Dvě reagující funkční skupiny Obr. 2: polyreakce

Vznik urethanu Funkční skupiny vstupující do adice obsahují dvojné vazby mezi atomem uhlíku a dalším atomem (zpravidla kyslíkem nebo dusíkem), ze kterých vzniká vazba přesunem (přesmykem) vodíkového protonu. Takto reaguje například alkohol R – OH s izokyanátem O = C = N – R‘ za vzniku urethanu R – O – (C=O) – NH – R´ Obr. 3: vznik urethanu

Obr. 4: vznik polyurethanu Při reakci diolu (dvojfunkčního alkoholu) s diisokyanátem vzniká makromolekula polyuretanu HO–R–OH + O=C=N–R'–N =C=O → → HO–R–O–(C=O)–NH–R'–N=C=O Při této reakci se H+ přesune z hydroxylové skupiny alkoholu na atom dusíku v isokyanátu a dvojná vazba mezi dusíkem a uhlíkem přechází na jednoduchou. Na opačných koncích jsou připraveny ke stejné reakci zbylé funkční skupiny Obr. 4: vznik polyurethanu

Vlastnosti polyuretanu Vlastnosti polymeru ovlivňuje koncentrace trojfunkční složky Každá trojfunkční molekula umožní větvení řetězce (od rozvětvené až po síťovanou strukturu) Čím více trojfunkční složky, tím tužší a tvrdší produkt Lineární řetězce elastické Větvené tuhé Síťované tvrdé Obr. 5: makromolekula diizokyanát diol triol

Vlastnosti polyurethanu Vlastnosti polymeru ovlivňuje i izomerie komponent. Například methylendifenyldiizokyanát může být v poloze ortho (2) nebo para (4). Pak jsou možné kombinace: OCN CH2 NCO 4,4´ 2,4´ 2,2´ Obr. 6: izomerie

Výroba molitanu Využívanou vlastností je, že pokud je při reakci přítomna voda, reaguje s izokyanátem za vzniku močoviny a CO2, který způsobí vznik pěny. Množství vody pak ovlivní množství bublin (hustotu pěny). Obr. 7: napěnění Obr. 8: voda v izokyanátu

Příklady polymerů Z makromolekulárních látek vyráběných polyadicí stojí za zmínku jen polyuretany (estery kyseliny karbamidové s dioly) Polymer Zkr. Obchodní název Použití Polyurethan PU Lineární: Perlon U, Igamid U Trojrozměrný: Molitan, Durethan Vlákna, fólie Lehčené výrobky, lepidla laky, technické a spotřební zboří Obr. 9: materiály vzniklé polyadicí Obr. 10: polyuretanová izolační pěna

Kontrolní otázky: Jaké jsou odlišnosti polyadice od polymerace a polykondenzace? Jmenuj příklad materiálu vytvořeného polyadicí. Jak vzniká větvená struktura polyuretanu?

Seznam obrázků: Obr. 1: vlastní Obr. 2: vlastní Obr. 3: vlastní Obr. 10: Arnulf zu Linden, vid. 4. 1. 2013], dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:PMR_63x5.8_125_file2.jpg

Seznam použité literatury: [1] Vašíček Emil, ing., „Chemické suroviny“, učební texty, vydání druhé, Střední odborná škola Otrokovice, 2009

Děkuji za pozornost