khimie.ru

Час с викториной

1. Какие пластические массы распространенные в нашей стране?

В нашей стране производится в основном полимеризационные пластмассы, называемые еще заменителями металлов: полиэтилен, поливинилхлорид, фторопласт, полистирол. Их добывают очень простыми методами и из дешевого сырья ‒ из углеводородов, из природного газа, газов нефтепереработки и др.

2. Какой газ является родоначальником многих пластмасс?

Газ этилен является родоначальником многих пластических масс, которые можно добыть, заменяя атомы водорода другими атомами или группами атомов. Такие изменения в составе высокополимерных молекул значительно изменяют свойства полимеров. Эти полимеры похожи по строению ‒ имеют линейное строение молекул.

Полиэтилен ‒ твердый полупрозрачный полимер. Он термопластичный, эластичный, химически стойкий материал, хороший изолятор. Из него изготавливают водонепроницаемые, устойчивы против воздействия коррозии трубы, а также трубы для химических производств, пленки для упаковки пищевых продуктов и др.

Поливинилхлорид ‒ химически стойкий материал и хороший изолятор. Широко применяется в производстве товаров широкого потребления, в технике, химической промышленности.

Фторопласт ‒ белый материал с маслянистой поверхностью, превышающей по своей химической устойчивости золото, платину и другие материалы, которые применяются в самых агрессивных средах.

Полистирол — хрупкий прозрачный материал с высоким коэффициентом лучепреломления, устойчив к действию слабых кислот и щелочей.

3. Кто заложил основы химии высокомолекулярных веществ?

Теоретические основы нового раздела химической науки ‒ химии высокомолекулярных веществ ‒ впервые дал А. М. Бутлеров, который в 1870 г. открыл явление полимеризации изобутилена.

В наше время синтезировано несколько тысяч различных каучукоподобных веществ, 200 из них производят в промышленности. Широко применяются пластмассы и синтетические волокна. Новые методы синтеза молекул полимеров с заранее заданными структурой и свойствами привели к созданию новых полимеров. Создание полимеров и синтезирование новых каучуков, волокон, пластмасс свидетельствуют о большом значении теории химического строения А. М. Бутлерова.

4. Кто первый открыл фенолформальдегидные смолы?

Фенолформальдегидные смолы имеют еще одно название ‒ бакелитные ‒ по фамилии изобретателя Бакеланда. Но к Бакеланда их открыл русский ученый А. М. Настюков.

5. Из чего сделаны ступеньки эскалатора в метро?

Лестницы эскалатора в метро изготовлены из текстолита. Текстолит изготовляют пропиткой фенолформальдегидной смолы обыкновенной хлопчатобумажной ткани, заключенной в несколько слоев, и спрессованной. По твердости текстолит не уступает чугуну.

Текстолит широко применяется в машиностроении для изготовления различных деталей, шестерен, подшипников и др. Шестерни из текстолита работают очень долго и беззвучно.

6. Какой полимер дает возможность увеличить количество одновременных переговоров на телефонной станции?

Если в кабелях дальней телефонной связи заменить обычную изоляцию полиэтиленовой, то количество одновременных переговоров можно увеличить с 20 до 480, а также увеличить срок службы кабелей.

7. Что такое пенопласты?

Долгое время считали пробки легким твердым материалом. Химики добыли новые легкие полимерные материалы ‒ пенопласты с удельным весом от 0,015 до 0,1 г/см³, которые по строению напоминают застывшую пену. Благодаря своей структуре пенопласты в 700 раз легче стали, в 100 раз легче воды и в 25-30 раз легче пробка.

Пенопласты добывают практически из всех термопластичных и термореактивных полимерных материалов, насыщая газами расплавленные смолы и другими способами.

8. Что такое Мипора?

Мипора ‒ это пенопласт, образующийся из вспененной мочевиноформальдегидной смолы, в которую добавлено огнезащитные фосфорные соли. Это чрезвычайно легкий негорючий материал снежно-белого цвета, хорошо режется ножом.

Один кубометр мипоры весит 15-20 кг. Она в 100 раз легче воды и в 30 раз легче пробки. Мипора имеет высокие тепло- и звукоизоляционные свойства. Применяется для тепловой изоляции вагонов, судов, холодильников, помещений.

9. Что такое стеклопластики?

Стеклопластики в 4,5 раза легче стали, в 1,5 раза легче дюралюминия. По прочности они не уступают мягкой стали и другим сплавам стали. Стеклопластики не горят, не пропускают влаги, не гниют, не подвержены коррозии и являются хорошими тепло- и звукоизоляторами.

Изготавливают стеклопластики на основе различных синтетических смол: фенолформальдегидных, кремнийорганических, карбамидных, полиэфирных с наполнителями ‒ стеклянным волокном или стеклотканью. Стеклопластики делятся на скловолокниты, стеклотекстолита и анизотронные пластики.

Изделия из стеклопластиков на основе полиэфирных смол изготовляют холодным способом при температуре 20-25 °С. Изделия из стеклопластиков на основе других смол изготавливают на горячих прессах при высоких температурах и давлениях.

Стеклопластики широко применяются в современной технике. Из них изготавливают корпуса ракет, самолетов, кузова автомобилей, стены домов для Арктики и Антарктиды, полупрозрачные плиты для крыш и балконов, высокопрочные корпуса судов, катеров и лодок.

10. Как отремонтировать одежду с помощью клея?

Клеем можно отремонтировать порванную одежду, не пользуясь иглой и нитью. Для этого достаточно намазать небольшой клочок ткани клеем, наложить его на разорванное место и аккуратно отгладить с лицевой стороны. Когда клей высохнет, шов не будет заметен.

11. Как можно пошить одежду без нитей?

Швы одежды можно склеивать клеями на специальных горячих прессах.

Между заготовками, которые нужно соединить, кладут ленты из клея и выдерживают некоторое время под давлением. Изделия из новых синтетических материалов: полихлорвиниловых, полиамидных, полиэтиленовых пленок, искусственной кожи сваривают с помощью токов высокой частоты. Так сваривают плащи, рабочую одежду и др.

12. Какие полимеры помогают человеку взлететь в космос?

Стеклотекстолит применяется для изготовления корпусов ракет. Стеклотекстолит на основе фенолформальдегидных или кремнийорганических смол, усиленных специальными волокнами ‒ керамическими, асбестовыми или стеклянными, которые выдерживают температуру от 2200 до 2500 °С, не разрушается от сильных толчков, ударов и выстрелов, уменьшает вес ракеты, тем самым увеличивая ее скорость и уменьшая количество топлива для вывода ракеты на орбиту.

Малая теплопроводность некоторых жаропрочных пластмасс позволяет делать из них теплоизоляционные оболочки межконтинентальных ракет.

Во время полета со скоростью 12-24 тыс. километров в час оболочка ракеты при входе в густые слои атмосферы разогревается и постепенно сгорает слоями, защищая ракету.

13. Пластмассы ‒ друзья медиков.

Современные достижения химии позволяют решить сложный вопрос замены больных и утраченных органов человека протезами.

Применение полимеров в хирургии ‒ это новая победа человека над природой. В хирургии используют эластичный поливинилхлорид и мягкую пластмассу на основе акрилатов. Мягкие пенопласты имеют структурно-молекулярное родство с живой тканью.

Фторопласт применяют для изготовления отдельных хрящей, костей, протезов клапанов сердца. Для закрепления внутренних органов используют материалы из капроновых и лавсановых нитей в виде сеток, лент. Акрилат применяют для исправления дефектов черепа, а также для изготовления зубов.

С пластмасс производят искусственные суставы, кости, слуховые косточки, барабанные перепонки, протезы глаз, рук, ног. Существует также гортань из пластмассы, напоминающей трубку. Она дает возможность человеку, потерявшему голос, говорить.

14. Какие полимеры «вылавливают» из растворов соли, металлы и различные соединения?

Большое значение в народном хозяйстве имеют ионообменные смолы ‒ иониты, или ионообменники. Они имеют свойство легко поглощать из растворов различные ионы и различные соединения. Иониты были синтезированы в тридцатых годах ХХ века на основании карбамидных, фенолформальдегидных смол и полистиролов и сразу получили широкое признание. Советские химики разработали много различных ионитов.

Иониты «вылавливают» из водных растворов ионы солей и смягчают жесткую воду солончаков и морскую воду.

С помощью ионитов были выделены в очень малых количествах новые искусственные химические элементы, например Менделеева.

В сточных водах производств бывает много ценных веществ: серебро, золото, медь, фенол, резорцин, которые можно вылавливать ионитами. Ионит обезвреживает сточные воды и выбирает из них ценные вещества.

Для консервирования крови применяют иониты, поглощающие соли кальция. Ионообменные смолы можно многократно восстанавливать, поскольку они легко отдают соединения и ионы, которые поглощают.

15. Какие полимеры используют для производства синтетического волокна?

Нам известно много природных и особенно много синтетических полимеров. Но не все из них можно использовать для производства волокна. Для этого нужны полимеры с молекулами больших размеров, имеющих нитевидные формы. Кроме того, полимеры должны растворяться в доступных растворителях или плавиться, не разлагаясь. До таких полимеров относятся, например, капрон, анид, лавсан, нитрон и др.

16. Откуда происходят названия синтетических волокон?

Названия синтетических волокон раскрывают их состав или место происхождения.

Название «капрон» указывает на связь с амидом аминокапроновой кислоты. Энант получил название от аминоенантовой кислоты. Названия «хлорин» и «нитрон» показывают, что в их составе есть хлор и азот (азот латыни ‒ «нитрогениум»). Лавсан получил название от первых букв названия лаборатории, где он был изобретен.

17. Какое значение в народном хозяйстве имеет синтетическое волокно?

В нашей стране большое внимание уделяется производству синтетических волокон, имеющих ценные свойства.

Синтетические волокна прочнее натуральных, не гниют, не плесневеют, не теряют прочности при длительном использовании, устойчивы против воздействия кислот, щелочей, высокой температуры.

Производство синтетических волокон значительно дешевле, чем натуральных. В синтетических волокнах не только полимеры, но и мономеры (т.е. исходное сырье), добытые искусственно из нефти, газа, угля, запасы которых практически неисчерпаемы.

Капрон очень прочный. Из него изготавливают тросы и канаты. Для изготовления брезента и палаток выгоднее использовать волокно нитрон, что не боится солнечного света.

Нитрон и лавсан используют для пошива одежды и для технических изделий.

18. Какое синтетическое волокно прочнее и эластичнее за капрон?

Анид или найлон 6-6 добывают поликонденсацией АГ-соли в водном растворе. АГ-соль добывают из адипиновой кислоты и гексаметилендиамин в виде мутной массы, подобной слоновой кости.

Анид по свойствам напоминает капрон, но прочнее и эластичнее по нему.

Нить с анида диаметром 1 мм может выдержать вес взрослого человека, а диаметром 1 см ‒ целый вагон. Тонкая веревка с анидных ниток прочнее стальных тросов, но она эластичная и легкая, не гниет и не стирается.

С анида делают буксирные канаты, канаты для горной промышленности, кордные ткани, парашюты, ремни для транспортеров. Крепкую бумагу с анида используют для важных документов, морских и военных карт, чтобы они не боялись воздействия солнечных лучей. Анид имеет большое значение в быту и технике.

19. Из каких волокон можно производить искусственный каракуль?

Искусственный каракуль производят из синтетических волокон капрона, нитрона, лавсана. Искусственный каракуль из синтетического волокна мало отличается от натурального.

Шуба из искусственного каракуля в 14 раз дешевле, чем из натурального, а вес ее значительно меньше. Одна машина за год производит столько искусственного каракуля, сколько можно иметь натурального каракуля от 500 тыс. ягнят. Один квадратный метр искусственного каракуля заменяет 6 шкурок натурального.

20. Какая шерсть лучше натуральной?

По внешнему виду волокно нитрон напоминает натуральную шерсть, почему и называется синтетической шерстью.

Нитрон добывают из полиакрилонитрила. Изделия из нитрона напоминают изделия из лучших сортов козьей и овечьей шерсти (мериносовой, ангорской) или лебяжьего пуха. Но по свойствам нитрон выгодно отличается от волокна из шерсти и поэтому привлек к себе внимание в разных странах.

Нитрон ‒ упругое и эластичнее волокно; значительно легче шерсть и вискозный шелк и в 2 раза прочнее шерсть; не боится моли, дождя, снега, солнца, света.

Изделия из нитрона не надо гладить ‒ они не мнутся; различные пятна с нитрона легко снимаются мыльной водой. Рубашку с нитрона можно стирать много раз ‒ она не теряет первоначального вида.

Волокно нитрон термостойкое, не деформируется с повышением температуры. Устойчивое к воздействию кислот, щелочей, плесени, не пропитывается маслом.

С нитрона производят женскую одежду, гардины, паруса, канаты, ватин, ковры. Костюмы с примесью 30-50 % нитрона меньше мнутся, имеют небольшую усадку. Перчатки, свитера с нитрона мягкие и теплые. Шуба из нитрона весит несколько сотен граммов. Нитрон используют для изготовления спецодежды сталеваров, нефтяников, шоферов, химиков, работающих с раскаленными деталями, мазутом, маслом, кислотами, щелочами.

21. Что такое фторлон?

Фторлон ‒ это синтетическое волокно, которое имеет большую прочность. Волокно фторлон производят из фторопласта. Это волокно исключительно стойкое к воздействию химических веществ. Свойства фторлона не меняются и когда его погрузить на 2 месяца в концентрированную азотную кислоту, которая разрушает органические соединения. Фторлон устойчивый также против действия горячих концентрированных кислот, щелочей и окислителей. С фторлона производят клапаны в трубопроводах.

22. Какая ткань уничтожает моль и не боится дождя?

Лавсан ‒ это полиэфирное волокно. Его добывают из диметилтерефталату и этиленгликоля. По внешнему виду ткань из лавсана напоминает шерсть, но лавсан обладает свойствами, которых шерсть не имеет.

Лавсан уничтожает моль. Заглажены складки на костюмах из лавсана не расходятся, и костюм не меняется от дождя. Капли воды скатываются из лавсана. Различные пятна из лавсана можно смыть водой. Ткани из лавсана прочные, упругие, стойкие к воздействию высоких температур. Они в 3 раза прочнее и в 3 раза дешевле шерстяные.

Лавсан производят преимущественно в виде штапельного волокна и шелка.

С лавсановых тканей изготавливают пальто, костюмы, купальные и спортивные костюмы, завесы, паруса.

23. Какими нитями пользуются в хирургии?

Когда в хирургии использовали натуральный шелк. Теперь изобретено искусственные и синтетические волокна, заменяющие натуральные и превышают их по качеству.

Шелк для наложения швов в хирургии ‒ это ацетатный шелк. По химическому составу ‒ это ацетилцеллюлозы. Ацетатное волокно очень тонкое и эластичное.

Нити из поливинилового спирта превосходят по качеству все остальные нити, применяемые для хирургических нужд. Если нить из поливинилового спирта, погрузите в воду, она быстро растворяется, а если к нити подвесить груз, то она теряет способность растворяться в воде.

Благодаря этому свойству набухшие после операции ткани растягивают нить и не дают ей возможности растворяться. Когда отек спадает, нити рассасываются без вреда для больного.

24. З чего изготавливают лечебное белье?

Волокно хлорин производят из вязкого раствора смолы хлоринперхлорвиниловой смолы в ацетоне ‒ мокрым методом или смолу хлорин в расплавленном виде продавливают через фильеры.

Волокно хлорин производят в нашей стране уже несколько лет. Оно имеет очень ценное свойство. Если изготовленное из этого волокна белье наденет человек, больной ревматизмом, радикулитом, подагрой, то боли в суставах уменьшаются. Это объясняется тем, что при трении белья о кожу производятся небольшие электростатические заряды, успокаивающие боль. Кроме того, хлориновое белье теплее шерстяного, хорошо пропускает водяной пар. Но хлориновое волокно имеет большой недостаток ‒ оно не термостойкое. Поэтому хлориновое белье нельзя вываривать и гладить.

Хлориновое белье врачи рекомендуют спортсменам, лыжникам, туристам как лучшую за шерстяную.

25. С прочностью которых металлов можно сравнить прочность капрона?

Волокно капрона крепче алюминиевой проволочки в 3,5 раза, от медной ‒ в 1,5 раза. Его прочность равна прочности железной проволочки такого же диаметра.

Нить из капрона диаметром 1,5 мм выдерживает груз, равный весу взрослого человека.

26. Которые канаты плавают на воде?

Канаты из полипропилена легче за капроновые. Они легко держатся на воде, что позволяет лучше загружать сетки рыбой.

27. Сетками из какого волокна вылавливают тюленей?

Одна нить из энанта толщиной 1 мм выдерживает вес человека и гораздо прочнее стальной проволочки такого же диаметра.

Сетки с энанта такие крепкие, что ими вылавливают тюленей.