Синтетические полимеры и свойства материалов
Разберём строение полиэтилена, различие полимеризации и поликонденсации, а также причины, по которым сортировка пластика требует знания состава.
Чему научимся
- Определять мономер и повторяющееся звено
- Различать полимеризацию и поликонденсацию
- Связывать строение полимера с использованием и переработкой
Разбираемся в теме
Получение длинных цепей
Полимер состоит из множества повторяющихся звеньев. При полимеризации этилена nCH₂=CH₂ → (–CH₂–CH₂–)ₙ двойные связи превращаются в связи цепи. Мономер и звено имеют один атомный состав, но различное распределение связей; для процесса нужны подходящие условия и инициатор или катализатор.
При поликонденсации молекулы с несколькими функциональными группами соединяются с выделением низкомолекулярного продукта, часто воды. Так получают некоторые полиэфиры и полиамиды. Поэтому масса полимера может быть меньше суммарной массы мономеров: часть атомов переходит в побочные продукты.
Представители пластмасс
Полипропилен получают из пропилена: nCH₂=CH–CH₃ → (–CH₂–CH(CH₃)–)ₙ. Метильная группа остаётся заместителем в цепи. Полипропилен применяют для упаковки, волокон и различных изделий; свойства конкретной марки зависят от строения цепей, добавок и технологии обработки.
Стирол CH₂=CH–C₆H₅ даёт полистирол: nCH₂=CH–C₆H₅ → (–CH₂–CH(C₆H₅)–)ₙ. Бензольные кольца сохраняются как заместители: в этой схеме расходуется двойная связь боковой группы. Обычный полистирол жёсткий и сравнительно хрупкий, вспененный используют для теплоизоляции; это разные формы материала на основе одного полимера.
Структура и срок службы
Свойства определяются составом, длиной цепей, разветвлением, упорядоченностью и связями между цепями. Термопласты могут размягчаться при нагревании, а сшитые термореактивные материалы при обычном повторном нагревании не превращаются в такой же расплав. Слово «пластик» обозначает множество разных материалов.
Маркировка типа полимера помогает сортировке, но сама по себе не гарантирует переработку конкретной упаковки: важны местная система, загрязнения и многослойность. Снижение ненужного потребления и повторное использование уменьшают поток отходов. Биологическое происхождение сырья не означает, что материал быстро разлагается в природе.
Разобранные примеры
Оцените степень полимеризации полиэтилена с молярной массой цепи около 28 000 г/моль; M(звена C₂H₄)=28 г/моль.
- Повторяющееся звено полиэтилена –CH₂–CH₂– имеет молярную массу 28 г/моль.
- В приближении пренебрегаем массой концевых групп и используем n ≈ M(цепи) / M(звена).
- n ≈ 28 000 / 28 = 1000; реальный образец содержит распределение длин цепей.
Ответ. В выбранной цепи примерно 1000 повторяющихся звеньев.
Попробуй самостоятельно
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Самопроверка
Закрепление материала
Мини-тест
Выберите ответ на каждый вопрос. Объяснения откроются после проверки.
Открываем мини-тест…
Словарь урока
- Мономер
- Исходная молекула, из которой формируются звенья полимерной цепи.
- Степень полимеризации
- Число повторяющихся звеньев в выбранной полимерной цепи.
- Поликонденсация
- Получение полимера с выделением низкомолекулярного побочного продукта.
Связь с программой
Тема: синтетические полимеры. Раздел: Биомолекулы и полимеры.
- ФРП СОО «Химия», базовый уровень, 10–11 классы ↗Единое содержание общего образованияПроверенная копия программы ↗Страницы PDF: 11, 35, 52
Содержание базового курса сверено с программой 12 октября 2026 г. Источники программы описывают содержание школьного курса химии; объяснения, примеры и задания — авторские материалы Умблика. Последовательность школьных занятий и актуальные требования уточняет учитель в рабочей программе.
Твой маршрут
Органическая химия