Что такое химия полимеров в географии определение

Химия полимеров

Химия полимеров — раздел химии, в котором изучаются химические свойства полимеров. Делится на разделы: физическая химия полимеров, структурная и т. д.

Синоним — химия высокомолекулярных соединений — раздел органической химии, объектами исследования которой служат макромолекулы синтетического и природного происхождения, состоящие из повторяющихся мономерных звеньев или молекулярных группировок, соединенных химическими связями и содержащих в главной цепи атомы углерода, а также кислорода, азота и серы. На основе высокомолекулярных соединений (полимеров) разрабатываются многочисленные материалы, в том числе интеллектуальные структуры, с функциональными ингредиентами, что существенно расширяет области их применения. Самая простая макромолекула — полиэтилен: …(-CH₂-CH₂-)_n…

Практически все биомолекулы являются сложнейшими полимерами. За воспроизведение клеток и передачу наследственной информации ответственны нуклеиновые кислоты размером от 103 до 105 тысяч пар нуклеотидов.

Благодаря успешному развитию химии полимеров создаются новые материалы, нашедшие применение в медицине и в различных отраслях промышленности, и в быту.

Литература

Химический портал — мир химии, веществ и превращений на страницах Википедии.

Полезное

Смотреть что такое «Химия полимеров» в других словарях:

Химия высокомолекулярных соединений — Химия полимеров один из перспективных и успешно развивающихся разделов химической науки. Делится на разделы: физическая химия полимеров, структурная и т. д. Благодаря успешному развитию химии полимеров создаются новые материалы, нашедшие… … Википедия

Химия почв — Химия почв это раздел почвоведения, изучающий химические основы почвообразования и плодородия почв. Основой для решения этих вопросов служит исследование состава, свойств почв и протекающих в почвах процессов на ионно молекулярном и… … Википедия

Химия одноуглеродных молекул — (С1 химия) раздел химии, изучающей различные классы веществ, в состав молекулы которых входит только один атом углерода. Как отдельная отрасль знаний С1 химия появляется с развитием перспективных технологий получения углеродсодержащего сырья,… … Википедия

ХИМИЯ — (возможно от греч. Chemia Хемия, одно из древнейших названий Египта), наука, изучающая превращения веществ, сопровождающиеся изменением их состава и (или) строения. Химические процессы (получение металлов из руд, крашение тканей, выделка кожи и… … Большой Энциклопедический словарь

Химия — I Химия I. Предмет и структура химии Химия одна из отраслей естествознания, предметом изучения которой являются химические элементы (Атомы), образуемые ими простые и сложные вещества (молекулы (См. Молекула)), их превращения и… … Большая советская энциклопедия

Химия — I Химия I. Предмет и структура химии Химия одна из отраслей естествознания, предметом изучения которой являются химические элементы (Атомы), образуемые ими простые и сложные вещества (молекулы (См. Молекула)), их превращения и… … Большая советская энциклопедия

Химия — У этого термина существуют и другие значения, см. Химия (значения). Химия (от араб. کيمياء‎‎, произошедшего, предположительно, от египетского слова km.t (чёрный), откуда возникло также название Египта, чернозёма и свинца «черная… … Википедия

Химия окружающей среды — Не следует путать с Экологическая химия. Химия окружающей среды раздел химии, изучающий химические превращения, происходящие в окружающей природной среде. Основные сведения Химия окружающей среды включает в себя более узкие разделы химии,… … Википедия

химия — и; ж. [от араб. alchimia (ал)химия] 1. Научная дисциплина (область естествознания), изучающая вещества, их состав, строение, свойства и взаимные превращения. Прикладная х. Неорганическая х. Органическая х. Теоретическая х. Аналитическая х.… … Энциклопедический словарь

ХИМИЯ — совокупность наук, предмет к рых составляют соединения атомов и превращения этих соединений, происходящие с разрывом одних и образованием других межатомных связей. Различные химия, науки отличаются тем, что они занимаются либо разными классами… … Философская энциклопедия

Источник

Geo mirror Современная география

Химия полимеров и органического синтеза – это сборное название отраслей, которые работают на основе переработки углеводородов и синтетических препаратов, которые получают из углеводородов, природного газа, нефти, угля. Ориентируется на углеводородное сырье, водные ресурсы и энергетическую базу. Завершающая стадия требует определенного экономико-географического положения, трудовых ресурсов, потребителя и экологический фактор.

Основные отрасли: производство синтетических смол, пластмасс, химических волокон.

Производство синтетических смол и пластмасс объединяет предприятия, которые на основе синтеза и других видов химической обработки, естественных или искусственных материалов, производят высокомолекулярные соединения: разнообразные смолы, полимерные материалы и изделия из них. В основном синтетические смолы используются для изготовления химических волокон. Пластмассы – это конструктивные материалы, которые широко используются в разных отраслях хозяйства, в быту.

Производство синтетических смол и пластмасс сосредоточено там, где в достаточном количестве есть водные ресурсы. Наибольшими производителями является Донецк (полихлорвиниловые смолы и пластмассы), Северодонецк (стеклопластик и пластмассовые изделия), Луцк, Запорожье, Лисичанск, Симферополь, Славянск.

Производство химических волокон к началу третьего тысячелетия стало одной из важнейших отраслей мировой промышленности. За последние годы определились новые важные тенденции в создании волокон и волокнистых материалов на их основе. Целенаправленно модифицируются свойства традиционных видов химических волокон, появляются принципиально новые виды волокон и волокнистых материалов.

Производство химических ниток и волокон в Украине в 2000 г. осталось одним из наиболее проблемных рынков, не смотря на возрастание стоимостных и физических объемов выпуска продукции. Сложность заключается в том, что современная структура производства химических ниток и волокон в Украине не соответствует реальной структуре потребления данной продукции, которая сложилась в легкой промышленности страны.

Производство химических волокон характеризуется высокой материало-, энерго- и водоемкостью. Химические волокна разделяют на искусственные, которые изготовляются из природных полимеров – преимущественно из целлюлозы (ацетатные, вискозные и медно-аммиачные волокна) и синтетические (анид, капрон, лавсан, нитрон), которые изготовляют из синтетических смол. Они используются в авиакосмической технике, автомобилестроение, быту. Химические волокна дешевле натуральных, имеют лучшие качества и используются в легкой промышленности, производстве шин и др. Крупнейшие предприятия химических волокон и нитей находятся в Киеве, Черкассах, Чернигове, Житомире и Сокале (Львовская обл.). Искусственное волокно вырабатывают в Киеве на Дарницком шелковом комбинате, в Черкассах и Сокале, а синтетическое – на Черниговском объединении «Химволокно» (капроновая кордная нить для производства шин), рис. 3.3.

Химические волокна являются важным направлением деятельности рынка химических товаров, одним из перспективных товаров, который имеет стратегически важное значение в деятельности химического комплекса Украины.

В структуре химических отраслей выделяют так называемую «тонкую химию» или химию тонкого органического синтеза (лаки, краски, фотохимические товары).

Лакокрасочная промышленность изготовляет разные декоративно-защитные и украшающие материалы промышленного и бытового назначения. Крупнейшие лакокрасочные заводы расположены в Днепропетровске, Одессе, Львове, Кривом Роге, Бериславе (Львовская обл.), Черновцах, Севастополе, Армянске, рис. 3.3.

Фотохимическая промышленность изготовляет кино-, фотопленки, рентгеновские пленки, магнитные ленты, техническую и фотографическую бумагу. Основными центрами являются Шестка (объединение «Свема»), Киев (фабрика «Фотон»), рис. 3.3.

Парфюмерная промышленность сосредоточена в Николаеве, Киеве, Харькове.

Публикации по географии >>>

Физическая география России

Россия расположена в северо-восточной части крупнейшего материка земного шара — Евразии и занимает около трети его территории (31,5%). >>>

Источник

География продукции химии органического синтеза и химии полимеров

Решающую роль в современном химическом производстве играет химия органического синтеза и химия полимеров. Эти производ­ства отличаются высокой водо- и энергоёмкостью, и поэтому среди стран-лидеров явно преобладают высокоразвитые страны.

Мировое производство синтетических смол и пластмасс составляет 130 млн. тонн, а среди крупнейших производителей выделяются:

Общий мировой выпуск химических волокон уже превысил 35 млн. тонн. Крупнейшими странами — производителями этого вида продукции являются:

Производство синтетического каучука составляет в мире около 10 млн. тонн, а главными странами-производителями являются:

Больших успехов в развитии органической химии и химии полимеров достигли Великобритания, Италия, Нидерланды, Бельгия, Индия, Канада, Тайвань, Бразилия, Мексика и Россия.

Ввиду экологической опасности многие развитые страны выводят грязные производства химической промышленности в развивающиеся страны. Крупные нефтехимические комплексы возникли в странах Пер­сидского залива и Северной Африки, в Мексике, Венесуэле и на Багам­ских островах.

Страна

Производство синтетических смол и пластмасс (млн. т)

Страна

Производство химических волокон (млн. т)

Страна

Производство синтетического кау­чука (млн. т)

Источник

Полимер

Полимер — высокомолекулярное соединение, вещество с большой молекулярной массой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов. [1] ), состоит из большого числа повторяющихся одинаковых или различных по строению атомных группировок — составных звеньев, соединенных между собой химическими или координационными связями в длинные линейные (например, целлюлоза) или разветвленные (например, амилопектин) цепи, а также пространственные трёхмерные структуры.

Часто в его строении можно выделить мономер — повторяющийся структурный фрагмент, включающий несколько атомов. Полимеры состоят из большого числа повторяющихся группировок (звеньев) одинакового строения, называют например поливинилхлорид (—СН2—СНСl—)_n, каучук натуральный и др. Высокомолекулярные соединения, молекулы которых содержат несколько типов повторяющихся группировок, называют сополимерами.

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.

Благодаря ценным свойствам полимеры применяются в машиностроении, текстильной промышленности, сельском хозяйстве и медицине, автомобиле- и судостроении, в быту (текстильные и кожевенные изделия, посуда, клей и лаки, украшения и другие предметы). На основании высокомолекулярных соединений изготовляют резины, волокна, пластмассы, пленки и лакокрасочные покрытия. Все ткани живых организмов представляют высокомолекулярные соединения.

Содержание

Наука о полимерах

Наука о полимерах стала развиваться как самостоятельная область знания к началу Второй мировой войны и сформировалась как единое целое в 50-х гг. XX столетия, когда была осознана роль полимеров в развитии технического прогресса и жизнедеятельности биологических объектов. Она тесно связана с физикой, физической, коллоидной и органической химией и может рассматриваться как одна из базовых основ современной молекулярной биологии, объектами изучения которой являются биополимеры.

Синтетические полимеры. Искусственные полимерные материалы

Человек давно использует природные полимерные материалы в своей жизни. Это кожа, меха, шерсть, шелк, хлопок и т.п., используемые для изготовления одежды, различные связующие (цемент, известь, глина), образующие при соответствующей обработке трехмерные полимерные тела, широко используемые как строительные материалы. Однако промышленное производство цепных полимеров началось в начале XX в., хотя предпосылки для этого создавались ранее.

Практически сразу же промышленное производство полимеров развивалось в двух направлениях – путем переработки природных органических полимеров в искусственные полимерные материалы и путем получения синтетических полимеров из органических низкомолекулярных соединений.

В первом случае крупнотоннажное производство базируется на целлюлозе. Первый полимерный материал из физически модифицированной целлюлозы – целлулоид – был получен еще в начале XX в. Крупномасштабное производство простых и сложных эфиров целлюлозы было организовано до и после Второй мировой войны и существует до настоящего времени. На их основе производят пленки, волокна, лакокрасочные материалы и загустители. Необходимо отметить, что развитие кино и фотографии оказалось возможным лишь благодаря появлению прозрачной пленки из нитроцеллюлозы.

Производство синтетических полимеров началось в 1906 г., когда Л. Бакеланд запатентовал так называемую бакелитовую смолу – продукт конденсации фенола и формальдегида, превращающийся при нагревании в трехмерный полимер. В течение десятилетий он применялся для изготовления корпусов электротехнических приборов, аккумуляторов, телевизоров, розеток и т.п., а в настоящее время чаще используется как связующее и адгезивное вещество.

Благодаря усилиям Генри Форда, перед Первой мировой войной началось бурное развитие автомобильной промышленности сначала на основе натурального, затем также и синтетического каучука. Производство последнего было освоено накануне Второй мировой войны в Советском Союзе, Англии, Германии и США. В эти же годы было освоено промышленное производство полистирола и поливинилхлорида, являющихся прекрасными электроизолирующими материалами, а также полиметилметакрилата – без органического стекла под названием «плексиглас» было бы невозможно массовое самолетостроение в годы войны.

После войны возобновилось производство полиамидного волокна и тканей (капрон, нейлон), начатое еще до войны. В 50-х гг. XX в. было разработано полиэфирное волокно и освоено производство тканей на его основе под названием лавсан или полиэтилентерефталат. Полипропилен и нитрон – искусственная шерсть из полиакрилонитрила замыкают список синтетических волокон, которые использует современный человек для одежды и производственной деятельности. В первом случае эти волокна очень часто сочетаются с натуральными волокнами из целлюлозы или из белка (хлопок, шерсть, шелк). Эпохальным событием в мире полимеров явилось открытие в середине 50-х годов XX столетия и быстрое промышленное освоение катализаторов Циглера–Натта, что привело к появлению полимерных материалов на основе полиолефинов и, прежде всего, полипропилена и полиэтилена низкого давления (до этого было освоено производство полиэтилена при давлении порядка 1000 атм.), а также стереорегулярных полимеров, способных к кристаллизации. Затем были внедрены в массовое производство полиуретаны – наиболее распространенные герметики, адгезивные и пористые мягкие материалы (поролон), а также полисилоксаны – элементорганические полимеры, обладающие более высокими по сравнению с органическими полимерами термостойкостью и эластичностью.

Список замыкают так называемые уникальные полимеры, синтезированные в 60-70 гг. XX в. К ним относятся ароматические полиамиды, полиимиды, полиэфиры, полиэфир-кетоны и др.; непременным атрибутом этих полимеров является наличие у них ароматических циклов и (или) ароматических конденсированных структур. Для них характерно сочетание выдающихся значений прочности и термостойкости.

Классификация полимеров

По химическому составу все полимеры подразделяются на органические, элементоорганические, неорганические.

Следует отметить, что в технических материалах часто используют сочетания отдельных групп полимеров. Это композиционные материалы (например, стеклопластики).

По форме макромолекул полимеры делят на линейные, разветвленные, ленточные, пространственные, плоские.

По фазовому составу полимеры подразделяются на аморфные и кристаллические.

Аморфные полимеры однофазны и построены из цепных молекул, собранных в пачки. Пачки могут перемещаться относительно других элементов.

Кристаллические полимеры образуются тогда, когда их макромолекулы достаточно гибкие и образуют структуру.

По полярности полимеры подразделяют на полярные и неполярные. Полярность определяется наличием в их составе диполей – молекул с разобщенным распределением положительных и отрицательных зарядов. В неполярных полимерах дипольные моменты связей атомов взаимно компенсируются.

По отношению к нагреву полимеры подразделяют на термопластичные и термореактивные.

Термопластичные полимеры (полиэтилен, полипропилен, полистирол) при нагреве размягчаются, даже плавятся, а при охлаждении затвердевают. Этот процесс обратим.

Термореактивные полимеры на первой стадии образования имеют линейную структуру и при нагреве размягчаются, а затем, по причине протекания химических реакций, затвердевают (образуя пространственную структуру) и в дальнейшем остаются твердыми.

Природные органические полимеры

Природные органические полимеры образуются в растительных и животных организмах. Важнейшими из них являются полисахариды, белки и нуклеиновые кислоты, из которых в значительной степени состоят тела растений и животных и которые обеспечивают само функционирование жизни на Земле. Считается, что решающим этапом в возникновении жизни на Земле явилось образование из простых органических молекул более сложных – высокомолекулярных.

Особенности полимеров

Особые механические свойства:

Особенности растворов полимеров:

Особые химические свойства:

Особые свойства полимеров объясняются не только большой молекулярной массой, но и тем, что макромолекулы имеют цепное строение и обладают уникальным для неживой природы свойством — гибкостью.

Источник

Что такое химия полимеров в географии определение

Ключевые слова конспекта: Полимеры, их получение: реакции полимеризации и поликонденсации. Пластмассы. Волокна. Неорганические полимеры.

Вначале вспомните, что такое полимеры (от греч. polimeres — состоящий из множества частей, многообразный).

В предыдущем конспекте говорилось о важнейших представителях биополимеров — белках и нуклеиновых кислотах.

Структурными звеньями белков являются остатки аминокислот. У каждого организма на Земле свой индивидуальный набор белков (единственное исключение, вероятно, — однояйцевые близнецы). Тем не менее всё огромное многообразие белков построено всего из 20 α-аминокислот. Последовательность аминокислотных остатков в белковой молекуле называется первичной структурой белка. Бесконечное множество вариантов сочетаний аминокислот, соединённых между собой пептидными связями, обеспечивает белковую индивидуальность живых организмов. За счёт внутримолекулярных водородных связей формируется вторичная структура белка, т. е. происходит скручивание линейной полипептидной цепи в спираль. Расположение вторичной спирали в пространстве в виде клубочка (так называемые глобулярные белки) или волокон (так называемые фибриллярные белки) обусловливает третичную структуру белка.

Двойная спираль ДНК несёт информацию о первичной структуре белка. Участок ДНК с зашифрованной информацией о последовательности аминокислот в молекуле какого-либо белка называется геном. Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) обеспечивают связь ген — белок — признак.

Вам известны и другие биополимеры, например полисахариды (крахмал, целлюлоза, гликоген, хитин).

Огромную роль в жизни человека играют синтетические полимеры, т. е. созданные в результате деятельности человека и отсутствующие в природе: пластмассы, синтетические волокна, синтетические каучуки.

На примере получения из этилена наиболее известной в повседневной жизни пластмассы — полиэтилена — вспомним основные понятия химии полимеров.

В реакции полимеризации, т. е. в процессе соединения множества одинаковых молекул исходного вещества (мономера) в большую молекулу полимера, получают полипропилен, поливинилхлорид и другие пластмассы.

Вторым способом получения полимеров является реакция поликонденсации, которая сопровождается образованием побочного низкомолекулярного продукта (чаще всего воды). Так получают, например, фенолформальдегидные смолы.

Пластмассы не уступают по прочности металлам и сплавам, а иногда даже превосходят их, при этом характеризуются низкой стоимостью, лёгкостью переработки.

Электротехнику, транспорт, строительную индустрию, машиностроение, производство упаковочных материалов и товаров народного потребления невозможно представить без полимерных материалов, к которым, кроме пластмасс, относятся и волокна.

Различают химические и природные волокна.

С химическими волокнами вы знакомились в 10 классе на уроках органической химии. Поэтому вкратце напомним основные группы таких волокон и их представителей:

Несмотря на всё многообразие химических волокон большинство людей предпочитают изделия из натуральных волокон.

Природные волокна по происхождению делят на растительные и животные.

Волокна растительного происхождения состоят в основном из целлюлозы. Это вещество труднорастворимо в воде и состоит из звеньев С₆Н₁₀О₅.

Наиболее важное растительное волокно — это хлопковое, которое получают из волокон, формирующихся на поверхности семян хлопчатника, в особых плодовых коробочках. Это волокно обладает хорошими гигиеническими (умеренная гигроскопичность и газообмен) и механическими свойствами (износоустойчивость, термостабильность). Оно применяется в производстве различных тканей и трикотажа, швейных ниток, ваты и др.

Другое растительное волокно, издавна известное на Руси, — это лён. Он применяется для изготовления постельного белья, полотенец и декоративных тканей.

К волокнам животного происхождения относят шерсть и шёлк.

Шерстяное волокно обладает большой эластичностью, хорошо сохраняет тепло, впитывает влагу, не препятствует газообмену. Его используют для производства текстильных тканей, трикотажа, валенок.

Натуральный шёлк вырабатывает тутовый шелкопряд. Наиболее известен шёлк, который выделяют шелковичные черви Воmbyх mori.

К неорганическим природным полимерам относят минеральное волокно асбест, издавна известное на Руси под названием «горный лён». Асбест используется для производства тепло- и огнезащитных химически стойких и других технических тканей.

Познакомимся с неорганическим полимером, который является одной из аллотропных модификаций серы, — серой пластической. Её легко получить из кристаллической (ромбической) серы, выливая расплав в холодную воду. Пластическая сера представляет собой резиноподобное вещество.

В качестве структурного звена в этом полимере выступают атомы серы:

С другими неорганическими полимерами атомной структуры вы уже хорошо знакомы. Напомним, что к ним относятся все аллотропные видоизменения углерода (алмаз, графит, графен, фуллерены, нанотрубки, карбин), кристаллический кремний. Кремний обладает хорошими полупроводниковыми свойствами, а поэтому применяется для производства солнечных батарей.

Напомним, что наличие атомных кристаллических решёток у сложных веществ также позволяет отнести их к полимерам. Это, например, оксид кремния(IV), который образует многочисленное семейство замечательных минералов: кварц, кремнезём, агат, горный хрусталь.

Самый распространённый в литосфере металл алюминий образует огромное количество минералов и горных пород (например, алюмосиликаты, содержащие также атомы кремния, кислорода и других элементов). К семейству алюмосиликатов относятся белая глина (каолин) и полевые шпаты.

Минералы на основе оксида алюминия вам также хорошо знакомы: ярко-красные рубины, синие сапфиры, благородная шпинель, украшающая корону российской империи.

Таким образом, химия полимеров — это универсальное направление, изучающее как органические, так и неорганические вещества.

Конспект урока по химии «Полимеры». В учебных целях использованы цитаты из пособия «Химия. 11 класс : учеб, для общеобразоват. организаций : базовый уровень / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. — М. : Просвещение». Выберите дальнейшее действие:

Источник