Полимеры (греч. πολύ- много; μέρος часть) неорганические и органические, аморфные и кристаллические вещества, состоящие из «мономерных звеньев», соединённых в длинные макромолекулы химическими или координационными связями. Как правило, полимеры вещества с молекулярной массой от нескольких тысяч до нескольких миллионов. Мономер (др.-греч. μόνος один; μέρος часть) это низкомолекулярное вещество, образующее полимер в реакции полимеризации. Мономерами также называют повторяющиеся звенья (структурные единицы) в составе полимерных молекул.
Полимеризацииполиконденсации 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.
Полимеризацией Реакцию образования полимера из мономера называют полимеризацией. В процессе полимеризации вещество может переходить из газообразного или жидкого состояния в состояние весьма густой жидкости или твердое. Реакция полимеризации не сопровождается отщеплением каких-либо низкомолекулярных побочных продуктов. При полимеризации полимер и мономер характеризуются одинаковым элементным составом.
Особые механические свойства Особые механические свойства: эластичность эластичность способность к высоким обратимым деформациям при относительно небольшой нагрузке (каучуки); малая хрупкость стеклообразных и кристаллических полимеров малая хрупкость стеклообразных и кристаллических полимеров (пластмассы, органическое стекло); способность макромолекул к ориентации способность макромолекул к ориентации под действием направленного механического поля (используется при изготовлении волокон и плёнок).
Особенности растворов полимеров: высокая вязкость раствора при малой концентрации полимера; растворение полимера происходит через стадию набухания. Особые химические свойства: способность резко изменять свои физико- механические свойства под действием малых количеств реагента (вулканизация каучука, дубление кож и т. п.). Особые свойства полимеров объясняются не только большой молекулярной массой, но и тем, что макромолекулы имеют цепное строение и обладают гибкостью.
Природные искусственные синтетические Получаются в ходе фото-, биосинтеза из простейших соединений (H 2 O, CO 2, NH 4) под действием ферментов и УФ-лучей Получаются химической модификацией природных полимеров(обычно обрабатывают природные полимеры кислотами, щелочами, ангидридами кислот, солями и др. реагентами. Получают синтезом из простейших низкомолекулярных соединений – мономеров. Целлюлоза, крахмал, лигнин, гемицеллюлозы, белки(глоубилин, казеин, альбумин, гемоглобин), натуральный каучук, графит, алмаз и др. Ацетаты, целлюлозы НЦ, нитраты, ксантогенаты целлюлозы, метил-, этил-, карбок симетилцеллюлоза КМЦ и др. Полиэтилен ПЭ, полипропилен ПП, поливинилхлорид ПВХ, полистирол ПС, полиакрилонитрил ПА, поливинилацетат ПВА, поливиниловый спирт ПВС и др.
Природные искусственные Органические полимеры подразделяются на природные и искусственные. К природным полимерам относятся: целлюлоза, белки, крахмал, натуральный каучук, природные смолы (копал, канифоль, шеллак, янтарь). Природные полимеры редко применяются в строительстве. Широкое распространение получили искусственные полимеры, получаемые в результате синтеза простых низкомолекулярных соединений - мономеров.
Гетероцепные полимеры Гетероцепные полимеры, в основных цепях которых кроме атомов углерода содержатся атомы кислорода, азота, серы, реже фосфора и других элементов. К этой группе полимеров относятся полиэфиры, полиамиды, полиуретаны, полиэпоксидные соединения.
Элементоорганические полимеры Элементоорганические полимеры, содержащие в основных цепях атомы кремния, алюминия, титана и других элементов, например, кремнийорганические соединения. Эти полимеры имеют в макромолекуле кремний- кислородные связи, называемые силоксановыми.
Полимеры Благодаря механической прочности, эластичности, электроизоляционным и другим свойствам изделия из полимеров применяют в различных отраслях. Основные типы полимерных материалов пластические массы, резины, волокна, лаки, краски, клеи, ионообменные смолы. В технике полимеры нашли широкое применение в качестве электроизоляционных и конструкционных материалов. Полимеры – хорошие электроизоляторы, широко используются в производстве разнообразных по конструкции и назначению электрических конденсаторов, проводов, кабелей, На основе полимеров получены материалы, обладающие полупроводниковыми и магнитными свойствами. Значение биополимеров определяется тем, что они составляют основу всех живых организмов и участвуют практически во всех процессах жизнедеятельности.
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
Описание слайда:
2
слайд
Описание слайда:
Новейшая область химии Новейшая область химии - химия высокомолекулярных соединений- дает медицине возможность подняться на еще одну качественно высшую ступень. Синтетические полимеры в течение короткого периода времени вторглись в мир человека, поэтому XX век принято называть «веком полимеров». Началом применения полимерных материалов в медицине следует считать 1788 г., когда А. М. Шумлянский применил каучук. Fraenkel (1895) впервые использовал искусственный полимер-целлулоид для закрытия костных дефектов после операций на черепе, что положило начало аллопластике - использованию различных материалов для замены живых тканей. Большой опыт, накопленный многими исследователями по применению полимеров в различных областях медицинской практики, позволяет условно разделить полимеры в зависимости от того, какие требования предъявляет к ним медицина:
3
слайд
Описание слайда:
II группа. Полимерные материалы, контактирующие с тканями организма, а также с веществами, которые в него вводятся: - тара для упаковки и хранения лекарственных средств, крови и плазмозаменителей; - полимеры, применяемые в стоматологии (кроме пломб); - хирургический инструментарий, шприцы; - узлы и детали для медицинских аппаратов и приборов, в том числе - полупроницаемые мембраны.
4
слайд
Описание слайда:
I группа. Полимерные материалы, предназначенные для введения в организм: - «внутренние» протезы, пломбы, искусственные органы; - клеи; - шовный и перевязочный материалы; - плазмо - и кровезаменители, дезинтоксикаторы, интерфероногены, антидоты; - лекарственные препараты, изготовленные на основе полимеров (в том числе - ионитов); - полимеры, используемые в технологии лекарственных форм (защитные пленки, капсулы и микрокапсулы, вспомогательные вещества и т. п.).
5
слайд
Описание слайда:
III группа. Полимерные материалы, не предназначенные для введения и не контактирующие с веществами, вводимыми в организм: - полимеры, применяемые в анатомии и гистологии; - предметы ухода за больными; - лабораторная посуда, штативы и т. п.; - оборудование операционных и больниц; - оправы и линзы для очков; - протезно-ортопедические изделия (в том числе - обувь); - больничные одежда, белье, постельные принадлежности.
6
слайд
Описание слайда:
Полимеры 1-й группы Полимеры 1-й группы предназначены для имплантации в организм на различные сроки. Сюда относятся протезы кровеносных сосудов, клапаны сердца, протезы пищевода, мочевого пузыря, уретры, хрусталика глаза, протезы для замещения дефектов скелета и мягких тканей, штифты, пластинки для фиксации костей при переломах, полимерные сетчатые каркасы для соединения кишок, сухожилий, трахей. К полимерам, применяемым для изготовления протезов внутренних органов, предъявляются жесткие требования. Главнейшие из них - длительное сохранение основных физико-механических свойств в условиях постоянного воздействия ферментативной системы живого организма; биологическая инертность, обусловливающая легкую адаптацию организма к имплантанту, проявляющуюся в его инкапсуляции. Наиболее успешно применяются полиакрилаты - полимеры на основе производных акриловой и метакриловой кислот для целей аллопластики.
7
слайд
Описание слайда:
У нас в стране с 1946 г полиметилакрилат применяется в клинике Центрального института и ортопедии при артропластике тазобедренного сустава и остеосинтезе, для замещения дефектов костей черепа. В 1952 г. М. В. Шеляховский при операциях грыж передней брюшной стенки применил перфорированные пластинки из фторопласта-4. В последующие годы для этих же целей, а также для пластики диафрагмы использовали капроновую сетку (поликонденсат аминокапроновой кислоты) Были получены также более совершенные сосудистые протезы из лавсана, синтезируемого методом поликонденсации терефталевой кислоты с этиленгликолем, и фторопласта- 3 и- 4
8
слайд
Описание слайда:
Силиконовый каучук Важнейшим представителем класса кремнийорганических полимеров является полидиметилсилоксан (силиконовый каучук). Одним из самых примечательных свойств силиконовых каучуков является их физиологическая инертность, они не имеют ни запаха, ни вкуса, обладают непревзойденными свойствами по проницаемости по отношению к кислороду и углекислому газу, что позволяет их использовать в качестве мембран для оксигенаторов. Интересным качеством вулканизаторов из силиконовых каучуков является их способность не прилипать к липким поверхностям. Они обладают удовлетворительной совместимостью с кровью, а при модификации поверхности не вызывают свертывания крови. Силиконовые резины на основе полидиметилсилоксана не вызывают тканевых реакций, поэтому их используют как материалы для имплантации.
9
слайд
Описание слайда:
Полиуретаны Полиуретаны - продукты синтеза полиизоцианатов с полиспиртами. В реакции участвует как минимум два полифункциональных мономера, один из которых имеет подвижный водород, а другой – группы, способные принять его Полиуретаны имеют в своем составе сильно полярные уретановые группы О_С_NH_. Их свойства в значительной мере определяются расстоянием между уретановыми группами в макромолекуле. Известно большое количество полимеров этого класса соединений с самыми разнообразными свойствами. Этим полиуретаны завоевали репутацию достаточно перспективных для применения в медицине. Они легче воды, устойчивы к действию щелочей и слабых кислот. Распространение получили пенополиуретаны - губчатые пластики. Выпускаются жесткие и эластичные пенопласты с разными по величине порами и различной механической прочностью. Они чрезвычайно легки, эластичны, структуростабильны, химически и физиологически инертны, хорошо впитывают влагу, применяются для пломбировки околопочечного пространства при урологических операциях.
10
слайд
Описание слайда:
Пломбировочные материалы на основе акриловых сополимеров. Быстротвердеющие пластмассы па основе акриловых сополимеров (сополимеры – полимеры, содержащие несколько типов мономерных звеньев и получаемые путем совместной полимеризации двух или большего числа мономеров) явились одними из первых сополимерных пломбировочных материалов. Начиная с 50-х годов у нас в стране и за рубежом были выпущены различные марки этих материалов: портекс, стеллон, норакрил. Возможность затвердения этих композиций при комнатной температуре обусловлена введением в их состав окислительно-восстановительных систем, состоящих из инициаторов и активаторов.
11
слайд
Описание слайда:
Пломбировочные материалы на основе эпоксидных сополимеров Вопросы создания и клинического изучения пломбировочных материалов на основе эпоксидных сополимеров достаточно полно изложены в монографии Б. Я. Горового и В. С. Иванова (1973). Впервые эпоксидные композиции были разработаны и предложены для зубоврачебной практики швейцарским доктором II. Кастан и другими сотрудниками фирмы «де Трей» в 1934-1938 гг. Эпоксидные смолы получают в результате реакции поликонденсации энихлоргидрина с дифенилолпропаном или резорцином в различных агрегатных состояниях - в виде жидких, вязких и твердых продуктов. В случае использования дифенилолпропана получаются диановые смолы, а в случае использования резорцина резорциновые. В этой связи заслуживает упоминания имя русского ученого А. ТТ. Дианина, впервые получившего и 1891 г. это соединение: в его честь эти смолы и получили название диановые. В различных отраслях промышленности в настоящее время применяются главным образом диановые смолы, которые в отличие от резорциновых обладают меньшей токсичностью, большей доступностью и дешевизной исходных продуктов синтеза. Эпоксидно-диановые смолы обладают наиболее универсальными свойствами (по сравнению с другими эпоксидными смолами) и получаются из дешевого и весьма доступного сырья (продуктов переработки нефти). Полезные свойства, определяющие широкое применение эпоксидно-диановых смол как основы для разнообразных материалов (связующие, клеи, покрытия, герметики и др.), могут быть охарактеризованы следующим образом: высокая адгезия (явление соединения (прилипания) приведенных в контакт поверхностей фаз) ко всем полярным материалам (металлы, стекло, керамика, дентин и эмаль зубов). Это свойство эпоксидно-диановых смол обеспечивается наличием гидроксильных и простых эфирных группировок. механическая прочность, обусловленная высокой концентрацией сравнительно жестких дифенилолпропановых блоков, содержащих ароматические ядра, в сочетании с группировкой__O__CH2__CH__CH2__O__ .
12
слайд
Описание слайда:
Используемые сайты: https://studfiles.net/preview/4081600/ http://medbe.ru/videoarchive/nauka-i-tekhnologii-v-meditsine/polimery-v-meditsine/ https://vuzlit.ru/915800/primenenie_polimerov_meditsine
13
слайд
Описание слайда:
«Температура полимеров» - ПСФ - простой эфир пропана и дифенилсульфона, выпускается в виде гранул. Перерабатывается прямым и трансферным прессованием при температуре 340-360 °С, влагонабухание 10-12%. В обоих случаях температура в ходе измерений повышается по линейному закону. Получение ПФО. Получение полисульфона. Метод Мартенса.
«Характеристики полимеров» - Основные понятия. Применение полимеров. Способы получения полимеров. Литий-полимерный конденсатор. Кокосовая койра. Полимеры. Натуральный каучук. Использование тепличной плёнки. Шерсть. Поликонденсация. Ударопрочность. Природный полимер. Пластмассы и волокна. Природные и синтетические полимеры. Вулканизация каучука.
«Неорганические полимеры» - Кристаллическая решетка кварца. Аллотропные модификации углерода. Роль неорганических полимеров. Абразивный материал. Корунд. Кварцевое стекло. Цвет. Красный селен. Применение серого селена. Кварц. Неорганические полимеры. Особенности строения. Применение. Серый селен. Различные типы неорганических полимеров.
«Природные и синтетические полимеры» - Синтетические полимеры. Основные понятия химии полимеров. Полимеры. Материалы животного или растительного происхождения. Природные и синтетические полимеры. Мономер. Полимеры делятся на природные и синтетические. Способы получения полимеров. Ацетатные волокна. Особая роль. Структуры полимеров. Особые молекулы.
«Открытие каучука» - Открытие каучука. Во начале XIX века началось исследование каучука. В 1890-е гг. появляются первые каучуковые шины. Синтетический каучук. Во второй половине XIX века спрос на натуральный аучук быстро нарастает. Процесс был назван вулканизацией. Англичанин Томас Гэнкок в 1826 г. открыл явление пластикации каучука.
«Получение полимеров» - Степень полимеризации. Геометрическая форма макромолекул. Классификация полимеров. Поликонденсация. Основные понятия химии полимеров. Биополимеры. Мономер. Каучуки. Полимеризация. Способы образования полимеров. Иерархическая подчиненность основных понятий. Полимер. Полимеры.
Всего в теме 16 презентаций
Полимеры Матвеев Д. 11 «Б»
Классификация полимеров Полисахариды Белки Крахмал Целлюлоза Натуральный каучук Гуттаперча Нуклеиновые кислоты Биополимеры Полиизопрены
Классификация полимеров Синтетические: Искусственные: Каучуки(СК) Волокна -хлопок -вискоза -шерсть -ацетатный шелк -лен -«штапель» и др. Пластмассы
Основные понятия химии полимеров полимер макромолекула мономер структурное звено макромолекулы степень полимеризации макромолекулы молекулярная масса макромолекулы молекулярная масса полимера геометрические формы макромолекул
Полимер. Макромолекула Полимерами называются вещества, состоящие из больших молекул цепного строения (от греческого «поли»-много и «мерос»-часть). Молекула полимера называется макромолекулой (от греческого «макрос»- большой, длинный)
Мономер, структурное звено Мономеры это вещества, из которых образуются полимеры. Они содержат: -кратную связь СН 2 = СH–CH 3 -одну или несколько функциональных групп NH 2 – CH 2 – COOH Структурное звено это многократно повторяющаяся в макромолекуле группа атомов. ...-CH 2 -CHCl- CH 2 -CHCl -CH 2 -CHCl-CH 2 -CHCl-CH 2 -CHCl-...
Степень полимеризации Молекулярная масса Степень полимеризации (n) - это число, показывающее сколько молекул мономера соединилось в макромолекулу. Молекулярная масса макромолекулы связана со степенью полимеризации соотношением: М(макромолекулы) = M(звена)х n где n - степень полимеризации, M - молекулярная масса звена Молекулярная масса и степень полимеризации полимера являются усредненными величинами: M ср. (полимера) = M (звена)х n ср.
Полимеризация Полимеризация это образование полимера без выделения низкомолекулярных продуктов. Мономеры полимеризации-соединения с кратными связями. Стадии полимеризации: - инициирование -рост -обрыв цепи. Схема полимеризации этилена: nCH 2 = CH 2 (-CH 2 – CH 2 -) n Сополимеризация это полимеризация одновременно двух или нескольких мономеров.
Классификация
Геометрическая форма макромолекул Линейная Разветвленная
Поликонденсация При поликонденсации образуются: - полимер и - низкомолекулярное соединение (чаще всего - вода). Мономеры содержат минимум две функциональные группы. Схема получения лавсана из терефталевой кислоты и этиленгликоля: n HO OC-C 6 H 4 - COOH + n HO -CH 2 CH 2 - OH HO-(-CO-C 6 H 4 -CO-O-CH 2 CH 2 -O-)-H + (n-1) H 2 O
Поликонденсацией называют реакцию образования высокомолекулярных веществ в результате конденсации многих молекул, сопровождающейся выделением простых веществ (воды, спирта, углекислого газа, хлористого водорода и т. д.). Процесс поли конденсации не является самопроизвольным процессом и требует энергии из вне.В отличие от реакции полимеризации масса получаемого полимера меньше массы
Развернутые формулы Фенолформальдегидная смола Полипропилен
Пластмассы(термореактивные) Применение
Применение Новолаки- применяют для производства лаков, прессовочных порошков. Резолы(пространственное)-в производстве пластмасс с наполнителями. Фенопласты (пропитование): - Ткани(текстолит),шарикоподшибники, шестерни для машин.
Бумаги(гетинакс):детали машин, телевизионная и телефонная аппаратура. -Очистка хлопка. -Волокнит: тормозные накладки для машин, мотоциклов, ступеньки для экскалаторов. -Стеклянная ткань и стеклянные волокна. -Стеклопласты: детали больших размеров(автоцистерны) -древесная мука Карболит: Телефонные аппараты, электрические контактные платы. Картинки
Ручки ножей часто делают из гетинакса Текстолит на производстве Стеклопласты активно используются в окнах для общественного транспорта
Карболит(из него делается множество электронных плат) Карболит на производстве Синтетические волокна
Биополимеры
Полиэтилентерефталат
«Синтетический каучук» - Почти 60% используется для изготовления покрышек. Ковер на натуральном каучуке. Обувь. Задумайтесь. Бутилкаучук (БК) - сополимер 2-метилпропена с небольшим количеством изопрена. Структура производства синтетических каучуков по странам Западной Европы. С. В. Лебедев. Не забыт и природный каучук, доля которого в общем производстве составляет стабильные 20%.
«Получение каучука» - Каучук бывает двух видов: натуральный и синтетический. Дальше каучук идет по транспортеру и попадает в измельчитель. Сок из цистерны переливают в специальные бассейны. Здесь пластина измельчается и по трубам подается в специальный контейнер. Держат каучук в печи минут пятнадцать. Такая же сладковатая.
«Каучук» - Сравните свойства бутадиенового и дивинилового каучуков. Сделайте вывод о характере каучука как полимера. Форма макромолекул каучука. О каучуке. Как изменилась окраска раствора? ПРЕЗИДИУМ ВСНХ». Задание № 7. Лабораторный опыт. Конец газоотводной трубки опустите в пробирку с бромной водой. Быль. Строение каучука.
«Синтетические полимеры» - Полимеры. Линейная структура полимеров. Разветвлённая структура полимеров. Природные и синтетические полимеры. Волокна подразделяются на природные и химические. Мономер – исходное вещество для получения полимеров. Как же образуются эти необычные соединения? Что же такое полимеры? Как правило из полимеров получают полимерные материалы.
«Природный каучук» - Чарльз Гудьир. Строение природного каучука. Физические свойства каучука. В 1834 г. Открыл процесс вулканизации резины. Процесс полимеризации изопрена. Гудьир упорно смешивал каучук со всем подряд: с солью, перцем, песком, маслом и даже с супом и, в конце концов, добился успеха. Макромолекула природного каучука состоит из макромолекул изопрена. | CH2 = C - CH = CH2 | CH3.
«Полимеры химия» - Заключение. Знаете ли вы, что... Все живое состоит из полимеров: Подлинный переворот в медицине совершен полимерами. М. Ломоносов. Вклад химии в победу. Неожиданные качества полимер. Материалы будущего. Широко распространяет химия руки свои в дела человеческие… В настоящее время нет необходимости говорить о важной роли полимеров.
Всего в теме 16 презентаций