Yüksek moleküler ağırlıklı bileşikler (HMC'ler) Molekül ağırlığı 10.000'den büyük olan bileşiklere denir.
Neredeyse tüm yüksek molekül ağırlıklı maddeler polimerlerdir.
Polimerler- bunlar, molekülleri birbirine kimyasal bağlarla bağlanan çok sayıda tekrarlanan yapısal birimden oluşan maddelerdir.
Polimerler iki ana türe ayrılabilecek reaksiyonlar yoluyla üretilebilir: bunlar polimerizasyon reaksiyonları Ve polikondensasyon reaksiyonları.
Polimerizasyon reaksiyonları
Polimerizasyon reaksiyonları - Bunlar, düşük molekül ağırlıklı bir maddenin (monomer) çok sayıda molekülünün birleştirilmesiyle polimer oluşumunun reaksiyonlarıdır.
Monomer moleküllerinin sayısı ( N), bir polimer molekülü halinde birleşenlere denir. polimerizasyon derecesi.
Moleküllerinde çoklu bağ bulunan bileşikler polimerizasyon reaksiyonuna girebilir. Monomer molekülleri aynı ise bu işleme denir. homopolimerizasyon ve eğer farklıysa - kopolimerizasyon.
Özellikle homopolimerizasyon reaksiyonlarının örnekleri, etilenden polietilen oluşumunun reaksiyonudur:
Bir kopolimerizasyon reaksiyonunun bir örneği, 1,3-bütadien ve stirenden stiren-bütadien kauçuğunun sentezidir:
Polimerizasyon reaksiyonu ve başlangıç monomerleri ile üretilen polimerler
Monomer | Ortaya çıkan polimer |
||
Yapısal formül | Ad seçenekleri | Yapısal formül | Ad seçenekleri |
| etilen, eten | polietilen | ||
| propilen, propen | polipropilen | ||
| stiren, vinilbenzen | polistiren, polivinilbenzen | ||
| vinil klorür, vinil klorür, kloretilen, kloroeten | polivinil klorür (PVC) | ||
| tetrafloroetilen (perfloroetilen) | teflon, politetrafloroetilen | ||
| izopren (2-metilbutadien-1,3) | izopren kauçuk (doğal) | ||
| bütadien-1,3 (divinil) | bütadien kauçuğu, polibütadien-1,3 | ||
| kloropren(2-klorobutadien-1,3) | kloropren kauçuk | ||
| bütadien-1,3 (divinil) stiren (vinilbenzen) | stiren bütadien kauçuk | ||
Polikondensasyon reaksiyonları
Polikondensasyon reaksiyonları- bunlar, polimere ek olarak bir yan ürün olarak düşük moleküler ağırlıklı bir maddenin (çoğunlukla su) oluştuğu monomerlerden polimer oluşumunun reaksiyonlarıdır.
Polikondensasyon reaksiyonları, molekülleri herhangi bir fonksiyonel grup içeren bileşikleri içerir. Bu durumda, polimerizasyon reaksiyonlarına benzer şekilde bir monomerin veya daha fazlasının kullanılmasına bağlı olarak polikondensasyon reaksiyonları reaksiyonlara bölünür. homopolikondansasyon Ve kopolikondensasyon.
Homopolikondensasyon reaksiyonları şunları içerir:
* glikoz moleküllerinden polisakkarit moleküllerinin (nişasta, selüloz) oluşumu (doğada):
* ε-aminokaproik asitten kapron oluşumunun reaksiyonu:
Kopolikondensasyon reaksiyonları şunları içerir:
* fenol-formaldehit reçinesinin oluşumunun reaksiyonu:
* lavsan (polyester lifi) oluşum reaksiyonu:
Polimer bazlı malzemeler
Plastikler
Plastikler- Isı ve basınç etkisi altında kalıplanabilen ve soğuduktan sonra belirli bir şekli koruyabilen polimer bazlı malzemeler.
Plastikler, yüksek moleküler ağırlıklı maddenin yanı sıra başka maddeler de içerir, ancak ana bileşen yine de polimerdir. Özellikleri nedeniyle tüm bileşenleri tek bir bütün kütle halinde bağlar ve bu nedenle bağlayıcı olarak adlandırılır.
Plastikler ısıyla olan ilişkilerine göre ikiye ayrılır: termoplastik polimerler (termoplastikler) Ve termosetler.
Termoplastikler- ısıtıldığında tekrar tekrar eriyebilen ve soğutulduğunda katılaşarak orijinal şeklini tekrar tekrar değiştirmeyi mümkün kılan bir plastik türü.
Termosetler- Molekülleri ısıtıldığında tek bir üç boyutlu ağ yapısına "dikilen" ve bundan sonra şekillerini değiştirmek artık mümkün olmayan plastikler.
Örneğin termoplastikler polietilen, polipropilen, polivinil klorür (PVC) vb. bazlı plastiklerdir.
Termosetler özellikle fenol-formaldehit reçinelerine dayanan plastiklerdir.
Kauçuklar
Kauçuklar- Karbon iskeleti aşağıdaki gibi temsil edilebilen oldukça elastik polimerler:
Gördüğümüz gibi kauçuk molekülleri çift C=C bağları içerir; Kauçuklar doymamış bileşiklerdir.
Kauçuklar, konjuge dienlerin polimerizasyonuyla elde edilir; iki çift C=C bağının birbirinden tek bir C-C bağıyla ayrıldığı bileşikler.
1) bütadien:
Genel anlamda (yalnızca karbon iskeletini gösterir), bu tür bileşiklerin kauçuk oluşturmak üzere polimerizasyonu aşağıdaki şema ile ifade edilebilir:
Böylece, sunulan diyagrama dayanarak izopren polimerizasyon denklemi şöyle görünecektir:
Çok ilginç bir gerçek şu ki, kauçuğu ilk tanıyanlar ilerleme açısından en ileri ülkeler değil, sanayiden, bilimsel ve teknolojik ilerlemeden yoksun olan Hint kabileleriydi. Doğal olarak Kızılderililer kauçuğu yapay olarak elde etmediler, doğanın onlara verdiğini kullandılar: yaşadıkları bölgede (Güney Amerika), suyu% 40-50'ye kadar izopren kauçuğu içeren Hevea ağacı büyüdü. Bu nedenle izopren kauçuğuna doğal denilse de sentetik olarak da elde edilebilmektedir.
Diğer tüm kauçuk türleri (kloropren, bütadien) doğada bulunmadığından hepsi sentetik olarak nitelendirilebilir.
Ancak kauçuğun avantajlarına rağmen bir takım dezavantajları da vardır. Örneğin kauçuğun uzun, kimyasal olarak ilgisiz moleküllerden oluşması nedeniyle özellikleri onu yalnızca dar bir sıcaklık aralığında kullanıma uygun hale getirir. Sıcakta kauçuk yapışkan hale gelir, hatta biraz akıcı hale gelir ve hoş olmayan bir kokuya neden olur ve düşük sıcaklıklarda sertleşmeye ve çatlamaya karşı hassastır.
Kauçuğun teknik özellikleri vulkanizasyonla önemli ölçüde geliştirilebilir. Kauçuğun vulkanizasyonu, kükürt ile ısıtılması işlemidir; bunun sonucunda, başlangıçta bağlantısız olan bireysel kauçuk molekülleri, kükürt atomu zincirleri (polisülfür "köprüleri") aracılığıyla birbirleriyle "çapraz bağlanır". Örnek olarak sentetik bütadien kauçuğu kullanarak kauçukları kauçuğa dönüştürme şeması aşağıdaki şekilde gösterilebilir:
Lifler
Lifler iplik, kıtık ve tekstil malzemelerinin üretimi için uygun, doğrusal yapılı polimerlere dayalı malzemelerdir.
Liflerin kökenlerine göre sınıflandırılması
Suni lifler(viskon, asetat elyafı) mevcut doğal elyafların (pamuk ve keten) kimyasal işlemden geçirilmesiyle elde edilir.
Sentetik elyaflar esas olarak polikondensasyon reaksiyonları (lavsan, naylon, naylon) ile elde edilir.
Sentetik polimerler
Yirminci yüzyılda sentetik yüksek moleküllü bileşiklerin (polimerler) ortaya çıkışı teknik bir devrimdi. Polimerler çok çeşitli pratik alanlarda çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunlara dayanarak, daha önce bilinen malzemelerden önemli ölçüde üstün olan yeni ve birçok açıdan alışılmadık özelliklere sahip malzemeler oluşturuldu.
Polimerler, molekülleri tekrarlanan birimlerden (monomerlerden) oluşan bileşiklerdir.
Bilinen doğal polimerler . Bunlar arasında polipeptitler ve proteinler, polisakkaritler ve nükleik asitler bulunur.
Sentetik polimerler düşük moleküler ağırlıklı monomerlerin polimerizasyonu ve polikondensasyonu (aşağıya bakın) yoluyla elde edilir.
Polimerlerin yapısal sınıflandırması
a) doğrusal polimerler
Doğrusal zincir yapısına sahiptirler. Adları monomerin adından önekin eklenmesiyle elde edilir. poli-:
b) ağ polimerleri:
c) ağ üç boyutlu polimerler:
Çeşitli monomerlerin ortak polimerizasyonuyla elde edilenler kopolimerler . Örneğin:
Polimerlerin fizikokimyasal özellikleri, polimerizasyon derecesine (n değeri) ve polimerin uzaysal yapısına göre belirlenir. Bunlar sıvılar, reçineler veya katılar olabilir.
Katı polimerler ısıtıldıklarında farklı davranırlar.
Termoplastik polimerler- Isıtıldığında erir ve soğuduktan sonra istenilen şekli alır. Bu sınırsız sayıda tekrarlanabilir.
Termoset polimerler- Bunlar ısıtıldığında belirli bir şekilde katılaşan ve daha fazla ısıtıldığında erimeyen sıvı veya plastik maddelerdir.
Polimer oluşumu polimerizasyonunun reaksiyonları
Polimerizasyon - Bu, monomer moleküllerinin büyüyen zincirin sonuna sıralı olarak eklenmesidir. Bu durumda tüm monomer atomları zincire dahil olur ve reaksiyon sırasında hiçbir şey açığa çıkmaz.
Polimerizasyon reaksiyonunu başlatmak için monomer moleküllerinin bir başlatıcı kullanarak aktive edilmesi gerekir. Başlatıcı türüne bağlı olarak,
radikal,
katyonik ve
anyonik polimerizasyon.
Radikal polimerizasyon
Termoliz veya fotoliz sırasında serbest radikal oluşturabilen maddeler, radikal polimerizasyonun başlatıcıları olarak kullanılır; bunlar çoğunlukla organik peroksitler veya azo bileşikleridir; örneğin:
UV ışığıyla ısıtıldığında veya aydınlatıldığında bu bileşikler radikaller oluşturur:
Polimerizasyon reaksiyonu üç aşamayı içerir:
Başlatma,
Zincir büyümesi
Devre kesintisi.
Örnek - stirenin polimerizasyonu:
Reaksiyon mekanizması
a) başlatma:
b) zincir büyümesi:
c) açık devre:
Radikal polimerizasyon, ortaya çıkan radikallerin çift bağdaki ikame edicilerin etkisiyle stabilize edildiği monomerlerle en kolay şekilde meydana gelir. Verilen örnekte benzil tipi bir radikal oluşuyor.
Radikal polimerizasyon polietilen, polivinil klorür, polimetil metakrilat, polistiren ve bunların kopolimerlerini üretir.
Katyonik polimerizasyon
Bu durumda monomerik alkenlerin aktivasyonu, suyun varlığında protik asitler veya Lewis asitleri (BF 3, AlCl 3, FeCl 3) tarafından gerçekleştirilir. Reaksiyon, bir çift bağda elektrofilik bir ekleme olarak ilerler.
Örneğin izobutilenin polimerizasyonu:
Reaksiyon mekanizması
a) başlatma:
b) zincir büyümesi:
c) açık devre:
Katyonik polimerizasyon, elektron veren ikame edicilere sahip vinil bileşikleri için tipiktir: izobütilen, bütil vinil eter, a-metilstiren.
Görev 449 (w)
Stiren sanayide nasıl üretilir? Polimerizasyonu için bir şema verin. Polimerlerin doğrusal ve üç boyutlu yapılarının diyagramlarını çizin.
Çözüm:
Stirenin hazırlanması ve polimerizasyonu
çoğu stiren(yaklaşık %85'i endüstride dehidrojenasyon yoluyla elde edilir) M
etilbenzen 600-650°C sıcaklıkta, atmosferik basınçta ve aşırı ısıtılmış su buharı ile 3 - 10 kat seyreltme. Potasyum karbonat ilavesiyle demir-krom oksit katalizörleri kullanılır.
Geriye kalan %15'in elde edildiği diğer bir endüstriyel yöntem dehidrasyondur. metilfenilkarbinol etilbenzen hidroperoksitten propilen oksit üretimi sırasında oluşur. Etilbenzen hidroperoksit, havanın katalitik olmayan oksidasyonu ile etilbenzenden elde edilir.
Stirenin anyonoid polimerizasyon şeması:
Polistiren– aşağıdaki formüle sahip termoplastik amorf polimer:
[CH2 = C(C6H5)H] N------------> [-CH2 - C(C6H5)H -]n
stiren polistiren
Stirenin polimerizasyonu Sıvı amonyakta sodyum veya potasyum amidlerin etkisi altında oluşur.
Polimer yapıları:
tuhaflık doğrusal ve dallanmış polimerler- makromoleküler zincirler arasında birincil (kimyasal) bağların olmaması; aralarında özel ikincil moleküller arası kuvvetler etki eder.
Doğrusal polimer molekülleri:
Dallanmış doğrusal moleküller:
Eğer makromoleküler zincirler birbirlerine bir dizi çapraz köprü (üç boyutlu bir çerçeve) oluşturan kimyasal bağlarla bağlanırsa, böylesine karmaşık bir makromolekülün yapısına uzaysal denir. Uzaysal polimerlerdeki değerlik bağları her yönde rastgele ayrılır. Bunların arasında nadir görülen çapraz bağlantı düzenine sahip polimerler vardır. Bu polimerlere ağ polimerleri denir.
Üç boyutlu polimer yapılar:
Polimer ağ yapısı:
Polistiren
Pirinç. 1. Polistirenin doğrusal yapısı
Poliorganosiloksan
Pirinç. 2. Poliorganosiloksanın üç boyutlu yapısı
Polimerizasyon nedir?
Ana konuya bakalım
ve bunlarla ilişkili süreçler, çünkü dünyamızın neredeyse tamamının polimer olduğu ortaya çıktı.
Polimerizasyon, düşük molekül ağırlıklı bir bileşikten yüksek molekül ağırlıklı bir bileşiğin oluşma reaksiyonudur. Yüksek moleküllü bir bileşik (polimer), birbirine bağlı tekrar tekrar tekrarlanan bölümlerden (yapısal birimler) oluşan, yüksek moleküler ağırlığa sahip bir maddedir.
Günlük yaşamda polimerleri nerede bulabiliriz?
Her yer. Nereye baksan. Polimerler hayatımızla derinden bağlantılıdır, aslında onu onlar oluşturmuştur.
Kumaşlar (hem sentetik hem de doğal), plastikler, kauçuk polimerlerden oluşur. Ayrıca biz de polimerlerden yapılmışız.
Engels'in hayat tanımını hatırlayalım:
“Hayat, protein bedenlerinin bir varoluş biçimidir...”
Sincaplar– bunlar doğal biyopolimerlerdir; ayrıca şunları içerir; nükleik asitler Ve polisakkaritler.
Polimerizasyon reaksiyonuna hangi maddeler girebilir?
Cevap basit: maddeler, birden fazla (çift, üçlü) bağ içeren.
İlkine bakalım - polietilen oluşumu için reaksiyon şeması (torbalar, şişeler, ambalaj filmi ve çok daha fazlası bundan yapılmıştır):
Gördüğümüz gibi π bağı kırılır ve bir molekülün karbon atomları, komşu moleküllerin karbon atomlarına bağlanır. Bu uzun bir polimer zinciri oluşturur. Polimerin uzunluğu birkaç yüz yapısal birime ulaşabildiğinden, farklı moleküllerde farklı olduğundan ve zincirin tamamını yazmamak için kesin sayısını tahmin etmek imkansızdır, polimerizasyon reaksiyonu şu şekilde yazılır:
Burada n, moleküldeki yapısal birimlerin sayısıdır.
Polimerizasyon reaksiyonuna giren ilk düşük molekül ağırlıklı maddeye monomer denir.
Yapısal birim monomerle karıştırılmamalıdır.
Monomer ve yapısal birim aynı niteliksel ve niceliksel bileşime sahiptir, ancak farklı bir kimyasal yapıya sahiptirler (birden fazla bağın sayısı bakımından birbirlerinden farklıdırlar).
Polimerizasyon denklemleri:
En yaygın polimerlerin üretilmesine yönelik reaksiyonlar:
- Eğitim izopren kauçuk(doğal kauçuk da izoprendir, ancak kesinlikle cis-yapısıdır): 2-metilbutadien-1,3'ten (izopren):
- Eğitim polistiren(plastik) vinilbenzenden (stiren):
- Eğitim polipropilen propenden (propilen):
Kauçuklar- bu, kauçuk üretimi için hammadde olan ortak nitelikler (esneklik, elektrik yalıtımı vb.) ile birleştirilmiş bir polimer grubudur. Daha önce bunun için kauçuk bitkisi denilen meyve suyundan elde edilen doğal kauçuk kullanılıyordu. Daha sonra yapay kauçuk üretmeye başladılar.
1926'da SSCB'de sentetik kauçuk üretmenin en iyi yöntemi için bir yarışma ilan edildi. Yarışmayı Lebedev S.V. kazandı.
Onun yöntemi şuydu:
Etil alkolden 1,3 bütadien üretildi. Etil alkol, SSCB'de bol miktarda bulunan bitki materyallerinden fermantasyon yoluyla üretiliyordu, bu da üretimi daha ucuz hale getiriyordu. Bütadien-1,3 polimerizasyondan sonra sentetik kauçuk oluşturdu:
Kauçuğun kauçuğa dönüştürülmesi için vulkanizasyona tabi tutulur.
Vulkanizasyon, polimer-kauçuk ipliklerinin tek bir ağ halinde dikilmesi işlemidir ve bu işlem, gelişmiş esneklik, dayanıklılık ve organik çözücülere karşı direnç sağlar .
Aşağıdaki diyagram, polimer molekülleri arasında disülfit köprülerinin oluşumu yoluyla bütadien kauçuğun vulkanizasyon sürecini göstermektedir:
Polimerizasyon reaksiyonlarını polikondenzasyon reaksiyonlarından ayırmak gerekir.
Polikondensasyon reaksiyonu, bir yan ürünün (su, amonyak, hidrojen klorür vb.) salındığı, düşük moleküllü bir bileşikten yüksek moleküllü bir bileşiğin oluşumunun reaksiyonudur.
Bir maddenin polikondensasyon reaksiyonuna girme yeteneği, aşırı koşulların varlığı ile belirlenir.en az iki farklı fonksiyonel grup .
Bir örneğe bakalım amino asitler:
İki amino asit birbirleriyle birleşerek bir peptit bağı oluşturur ve bir yan ürün olan suyu açığa çıkarır. İşlem devam ederse - bu zincire amino asit kalıntıları eklenirse - protein elde ederiz. Amino asitlerin bir polikondensasyon reaksiyonuna girme yeteneği, yapılarında iki fonksiyonel grubun varlığını belirler: karboksil ve amino grupları. Polikondensasyon reaksiyonu sonucunda polipeptitlere (proteinlere) ek olarak nükleik asitler ve polisakkaritler oluşur.
Ürün kalitesinin peşinde insan, birkaç bin yıl boyunca ayrışmayacak kadar dayanıklı polimerler yaratmayı öğrendi. Bazen de ayrıştıklarında çevreye tehlikeli maddeler salarlar. Bu büyük bir çevre sorunudur. Plastik geri dönüşüm merkezleri artık açılıyor.
Plastik atıkları hep birlikte oraya götürürsek, ortak evimiz olan Dünya gezegeninin ve doğasının korunmasına büyük katkı sağlamış olacağız.
Bu konu hakkında daha fazlası:
Laboratuar 1
Solüsyonda stirenin polimerizasyonu
Teorik kısım
İki seçenek var çözelti içinde polimerizasyon:
1. polimer ve monomer solventte çözünür;
2. Çözücüde yalnızca monomer çözünür ve polimer oluştukça çöker.
Pratik kısım
Egzersiz yapmak.
Stirenin çözelti içinde polimerizasyonu sırasında meydana gelen kimyasal reaksiyonların denklemlerini yazın. Stirenin polimerizasyonunu iki tarife (d) göre 4 saat boyunca gerçekleştirin: a) stiren -20.0; benzoil peroksit - 0,4; benzen-10.0 g; b) stiren-20.0; benzoil peroksit-0,4; karbon tetraklorür-10.0 Polimeri izole edin ve her formülasyon için verimini (gram ve % olarak) belirleyin Farklı solventlerdeki polimerizasyon hızını belirleyin Elde edilen polimerin organik solventlerdeki çözünürlüğünü, ısıyla ilişkisini, asit ve bazların etkisini kontrol edin Polistirenin depolimerizasyonunu gerçekleştirin. Stiren verimini hesaplayın
İşin 1. aşaması. Farklı çözücülerde polistirenin sentezi.
Reaktifler
Stiren (taze damıtılmış), 20,0 g
Benzoil peroksit, 0,4 g
Benzen, 10,0 gr
Karbon tetraklorür, 10,0 g
Petrol eteri, 100 ml
Etil alkol
Konsantre sülfürik asit
Konsantre nitrik asit
Sodyum hidroksit, konsantre çözelti
Cihazlar
100 ml - 2 adet kapasiteli, öğütülmüş bağlantıya sahip yuvarlak dipli şişe.
Bilyalı reflü soğutucu – 2 adet.
Vakum pompası
Kimyasal kabı, 200 ml
Porselen buharlaştırma kabı – 2 adet.
Petri kabı - 2 adet.
Su banyosu veya ısıtma mantosu
Elektrikli soba
Bir deney yapmak
- İki şişeye 10,0 g stiren ağırlıkları yerleştirilir, bunlara 0,2 g benzoil peroksit ve ayrıca çözücüler eklenir: birinde 10,0 g benzen, diğerinde 10,0 g karbon tetraklorür. Her şişe bir geri akış yoğunlaştırıcısına bağlanır ve bir su banyosunda veya ısıtma mantosunda 90-95°C'de 4 saat ısıtılır. Daha sonra ısıtma kapatılır, her şişenin içeriği soğutulur. Petrol eteri veya etanol ekleyin. Bir polimer çökeltisi belirir. Yağışın bütünlüğünü kontrol edin. Polimer bir çökeltici ile yıkanır. Çökelti sıvıdan ayrılır, tartılmış bir porselen kaba (Petri kabı) aktarılır ve önce oda sıcaklığında havada, daha sonra 60-70°C'de bir termostatta veya 30-70°C'de bir vakumlu kurutma kabininde kurutulur. 40°C'den sabit ağırlığa.*
* tüm işlemler: polimerin sentezi, çökeltilmesi ve kurutulması tek bir şişede (önceden tartılmış) gerçekleştirilebilir. Ortaya çıkan polimeri daha sonraki deneyler için kullanın.
Sonuçları tablolar halinde sunun.
Tablo 1
Tablo 2
Hesaplama örneği. Stirenin polimerizasyonu (molekül ağırlığı 104,14 g/mol; yoğunluk ρ = 0,906 g/ml), başlatıcı AIBN (molekül ağırlığı 164,20 g/mol) ile sikloheksan içerisinde gerçekleştirildi. Toplam yükleme hacmi 30 ml: 20 ml stiren ve 10 ml sikloheksan. Başlatıcı kütlesi 0,6 g Polimerizasyon süresi 4 saat. Ortaya çıkan polistirenin kütlesi 13,2 g'dır.
1. Hesaplayalım stiren maddesinin kütlesi ve miktarı:
mstiren = 20 0,906 = 18,12 g
ntiren = 18,12/104,14 = 0,174 mol
2. Başlatıcının monomere göre ağırlıkça %'sini hesaplayın:
ωDAK = (0,6/18,12) 100 = ağırlıkça %3,31 (stirenden)
3. Bul monomer konsantrasyonuçözümde:
s (stiren) = (18,12/30) 1000 = 604 g/l veya 604/104,14 = 5,80 mol/l
4. Bul başlatıcı konsantrasyonuçözümde:
s(DAK) = (0,6/30) 1000 = 20 g/l veya 20/164,20 = 0,122 mol/l
5. Hesaplayalım polistiren verimi:
Polistiren verimi = (13,2/18,12) 100 = %72,8
6. Hesaplayalım polimerizasyon hızı:
υ = 72,8/4 = %18,2/saat veya 18,2/60 = %0,303/dak
υ = (5,80 0,728)/(4 3600) = 29,32 10-5mol/l sn
İşin 2. aşaması. Polistirenin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin belirlenmesi.
Deneyim 1. Görünüm. Kuvvet.
Polistiren numunelerini dikkatlice inceleyin, renge dikkat edin, kırılganlık açısından test edin.
*Polistiren şeffaftır, farklı renklerde olabilir ve kırılgandır. Polistiren filmler çalkalandığında ince bir metal şerit gibi çınlama sesi çıkarır.
Deney 2. Isıtmayla İlişki
Isıya dayanıklı bir ağın üzerine ince bir polistiren parçası yerleştirilir ve hafifçe ısıtılır. 80-90°C sıcaklıkta polistiren yumuşar ve >250°C'de ayrışmaya başlar. Yumuşatılmış bir polistiren parçası, dış etki altında kolayca şeklini değiştirir. İplikler yumuşatılmış polistirenden çekilebilir. İki yumuşatılmış polistiren parçasını bağlarsanız kaynak yapılır.
*Polistiren bir termoplastiktir (geri dönüşümlü plastik).
Deney 3. Isı yalıtım özellikleri.
Isı yalıtım özelliklerini incelemek için polistiren köpük kullanılır. 10 cm uzunluğunda bir demir çubuk veya telin üzerine bir parça köpük plastik (uzunluk 6-7 cm, kalınlık 4 cm) yerleştirilmelidir. Köpüğü elinizle tutarak demir çubuğu 1-2 dakika aleve getirin. Çubuğun ve köpüğün ısıtılması (biraz ısınır) bir termometre ile ayarlanır. Önce köpüğü, sonra çubuğu getiriyorlar.
Deney 4. Çözücülerin etkisi.
Küçük polistiren veya film parçaları benzen, aseton ve karbon tetraklorür içeren ayrı test tüplerine yerleştirilir. Viskoz çözeltiler elde edilir.
Polistiren ürünleri viskoz bir çözelti veya solvent ile yapıştırılabilir.
Deney 5. Polistirenin yanması
*Deney çeker ocakta gerçekleştirilmiştir!!
Alevin içine bir parça polistiren konulur ve tutuşana kadar tutulur.
*Polistiren dumanlı bir alevle yanar ve keskin bir koku yayar. Dışarıda alev yanmaya devam ediyor.
Deney 6. Asit ve bazların etkisi
Polistiren parçaları konsantre asitlere yerleştirilir: sülfürik (yoğunluk 1,84 g/ml), nitrik (yoğunluk 1,4 g/ml) ve ardından konsantre bir sodyum hidroksit çözeltisine. Polistirene oda sıcaklığında ve daha sonra ısıtıldığında ne olduğunu gözlemleyin.
*Polistiren oda sıcaklığında konsantre asit ve alkalilerde değişmeden kalır. Isıtıldığında sülfürik asitte kömürleşir, ancak alkali ve nitrik asitte değişmez.
Deney 7. Polistirenin depolimerizasyonu
Polistiren parçaları, hacminin 1/5'inden fazlasını kaplayacak şekilde bir test tüpünün içine yerleştirilir. Test tüpünün açıklığına stoperli bir gaz çıkış tüpü takılmıştır. Alıcı, soğuk suya yerleştirilen ve üstü pamukla kaplanan başka bir test tüpüdür. Polistirenli test tüpü açılı bir şekilde (sıvının akmasını sağlamak için) bir standa sabitlenir. Ortaya çıkan sıvıyı (kirli monomer) çıkarmak için lastik tıpada kenara daha yakın bir delik açmak daha iyidir. Alıcıda belirli bir kokuya sahip renksiz veya sarımsı bir sıvı birikir. Stiren 141-146°C sıcaklıkta kaynar.